認知取向學習理論：訊息處理、記憶策略與大腦

訊息處理模式：把人腦比作電腦

20 世紀上半葉，行為學派重視可觀察的行為，精神分析也有重要影響。後來，認知心理學家開始系統研究注意、記憶與思考等內在歷程，常用訊息處理模式（information processing model）說明訊息如何被接收、處理與提取。Atkinson 與 Shiffrin 於 1968 年提出的記憶模式，是其中一個重要架構。

這個模式把記憶簡化為幾個彼此連結的系統：外界刺激先留下短暫的感官記憶；受到注意的部分進入短期記憶，經過複誦、編碼等歷程後，有些內容會保留在長期記憶中。提取時，長期記憶中的內容也能回到短期記憶中使用。這是方便理解的簡化模型，不代表大腦只沿著固定、單一的路徑運作。

其中工作記憶特別忙碌：它處理的訊息可能剛從感官進來，也可能是從長期記憶提取出來的背景知識，兩者常常同時發生。這也說明了為什麼教新的內容之前，要先喚起學生的先備知識：讓舊知識被提取到工作記憶裡，和新訊息一起處理。

感官收錄器與注意力

感官收錄器（sensory register）保留訊息的時間非常短。訊息要繼續處理，注意（attention）會選出當下要處理的部分；知覺（perception）則是對感官訊息加以辨認與解讀。日常生活中「有看沒有到」的經驗，就是看到了，卻沒有注意，訊息也就不會進入下一層處理。

感覺記憶的例子很常見：聲音停止後，仍能短暫保留剛才的聲音；手機通知一閃而過，畫面消失的瞬間仍留有文字外觀的印象。研究感覺記憶的經典實驗是 Sperling 的字母矩陣實驗：短暫呈現字母矩陣後，以聲音提示受試者回想其中一列，藉此測量剛看到的資訊能保留多少。課堂以 3×3 字母矩陣模擬這項實驗；原始研究常用 3×4 矩陣，並在呈現後以聲音提示要回想的列。

引起學生注意的方法

既然只有被注意到的訊息才能往下處理，教學上的第一步就是引起學生的注意。課堂討論的方法包括：播放短片、口令或手勢、倒數計時、指派小任務，以及「這裡會考」「等一下會點人回答」等提示。需要區分的是，有些方法只是讓學生注意到老師，教學更需要的是讓學生注意到老師提供的訊息。

投影片列出的方法中有兩點值得留意。第一，當整頁都是文字時，可以用醒目的顏色或大字標出重點句，學生即使其他部分看不懂，也知道最該看哪一句。第二，用影片、故事或製造認知衝突來吸引注意時，內容必須與教學相關：與教學無關的有趣影片，學生看完只會記得影片好玩，反而成為分散注意力的無關材料。

工作記憶：容量有限

短期記憶與工作記憶是彼此相關、但不完全相同的概念。短期記憶主要指短時間保留訊息；工作記憶則強調在暫時保留訊息的同時，也能操作訊息，以完成理解、推理或解題等工作。本單元為了介紹訊息處理歷程，會一起討論這兩個概念。工作記憶非常忙碌，但容量有限。

選擇性注意：為什麼沒看見大猩猩

課堂播放一段撲克牌變色的魔術影片，請大家找出魔術的破綻。多數人專心盯著牌，卻沒發現影片中人物的衣服、背景與桌布都換過了。這段影片是向「看不見的大猩猩」研究致敬：受試者專心數籃球的傳球次數時，許多人沒有發現一個穿著大猩猩裝的人從畫面中間走過。這些例子說明選擇性注意：認知資源有限，注意力集中在某處時，其他訊息就容易被忽略。對此有興趣，可以閱讀《為什麼你沒看見大猩猩？》一書。

同樣的道理也適用在簡報設計。投影片上與教學無關的動畫或圖片，研究上稱為誘人細節（seductive details），會分散注意力、占用有限的工作記憶容量，反而干擾學習。

神奇的 7±2 與意元集組

工作記憶的容量有多大？常用的測量方式是數字記憶廣度測驗（digit-span test）：聽完一串數字後依序複述，位數逐漸增加；也可以要求倒著複述（backward）。課堂實際玩了順向與逆向兩種。Miller（1956）整理立即記憶廣度等研究，指出在某些測量情境中，人能立即回憶的單位約為 7±2，常被稱為「神奇的 7」。這個數字會受到材料、熟悉度與意元集組（chunking）影響，不代表所有情況下的工作記憶容量都是 5 到 9 個單位。

不過，記憶數字的人常會把數字三個三個串在一起，或轉成對自己有意義的數字。例如把 921543 記成「921」和「543」，對他而言就不是六個單位，而是兩個意元集組（chunks）。12 個英文字母 F-B-I-C-I-A-N-Y-P-D-P-C 個別記憶很困難，組成 FBI、CIA、NYPD、PC 之後就只剩 4 組。教學生記憶時，也可以引導他們把有意義的部分串在一起。

Cowan 的 4±1

正因為數字太容易被組成意元集組，有研究者改用難以分組的材料，例如視覺陣列記憶測驗：畫面短暫出現一組不同顏色的方塊，消失後詢問某一格是什麼顏色。課堂從 3 格、4 格、7 格一路玩到 12 格。Cowan（2001）整理相關研究後提出，當研究設法排除複誦與既有意元集組等因素時，注意焦點中可同時維持的單位約為 4 個。這是特定研究條件下的估計，不能和 Miller 的記憶廣度直接視為同一種測量結果。

這提醒我們，學生同時處理訊息的能力有限。教學者可以視內容難度與學生已有知識，適度分段、標示重點，並協助學生將相關訊息組織成有意義的單位。

自動化：釋放工作記憶的空間

既然工作記憶容量有限，就要設法把空間釋放出來，最常見的方式是自動化（automatization）：原本很費力的技能，經過練習後會變得更熟練，完成時需要的注意力與工作記憶資源也會減少。例如剛學騎腳踏車時，要同時顧平衡、緊握把手，連旁人說話都無暇回應；騎到自動化之後，一踩就出去，不再占用工作記憶的資源。自動化能減輕工作記憶負擔，但熟練不代表完全不需要注意。

要達到自動化，需要練習，但不是一直練習就行：要正確地練習（一直練錯的也沒有用）、有回饋，並且分散練習。

閱讀是一個好例子。剛學認字的小朋友，認字本身就很費力；若同時還要理解文章，工作記憶會被塞滿。等到認字自動化，就能把認知資源都投入閱讀理解。因此學生讀不懂文章時，問題可能不在理解，而是連認字都還很吃力，工作記憶已經被占滿了。

長期記憶與三種知識

訊息在工作記憶中經過編碼後，才有機會進入長期記憶，也就是一般所說的「知識」。長期記憶容量很大，保存時間也可能很長。想不起來時，可能是缺乏合適的提取線索，也可能受到其他記憶干擾；暫時想不起來，不一定表示記憶已經消失。動畫電影《腦筋急轉彎》（Inside Out）中，沒有人再提取的記憶逐漸消失，就是這個概念的寫照。

長期記憶中的知識可以分成三類：陳述性知識、程序性知識與條件性知識。

陳述性知識：情節記憶與語意記憶

陳述性知識（declarative knowledge）是關於「是什麼」（knowing that）的知識，屬於外顯記憶，包括情節記憶與語意記憶。

情節記憶（episodic memory）是對自己經歷過的事件及其時間、地點等情境的記憶。例如問起 921 地震發生時自己在哪裡、在做什麼、接著做了什麼，許多人至今仍能生動地描述。對 921 地震或 911 事件等重大事件的記憶，有時會特別鮮明，這類生動的情節記憶稱為閃光燈記憶（flashbulb memory）。記得很清楚不代表細節一定完全準確。

教學上可以善用情節記憶：透過體驗、實驗與角色扮演，讓學生之後說得出「那一次做了什麼、發生了什麼事」；或連結學生的個人經驗，讓學習內容有畫面感。情節經驗可以成為理解與回想的線索；學科學習也需要學生理解並保留概念、事實等語意知識。

語意記憶（semantic memory）是對概念、事實與一般知識的記憶，例如課本中的知識。不同概念會透過關係連結成網絡；命題（proposition）是描述概念及其關係的知識單位。較有組織的相關知識也可稱為基模（schema）；這裡的基模與 Piaget 所說的基模（scheme）用法不完全相同。

例如聽到「電燈泡」，多數人會想到「愛迪生」，而不會想到「門鎖」。這是因為在語意網絡中，愛迪生與電燈泡的距離比較近；一個概念被觸發時，網絡中鄰近的概念也容易被觸發。

程序性知識與條件性知識

程序性知識（procedural knowledge）是「知道如何做」（knowing how）的知識，例如騎腳踏車、打字或刷牙，常透過練習逐漸熟練，部分技能也會變得自動化。它屬於非陳述性記憶，不宜一概說成只由一串「刺激與反應配對」儲存。

不同記憶系統會動用不同腦區：程序性技能常涉及基底核、小腦等區域；情節記憶的形成則仰賴海馬迴及周邊的內側顳葉系統，長期知識會分布在大腦皮質的相關區域。這些腦區彼此合作，並非各自獨立儲存。

條件性知識（conditional knowledge）是「何時做」與「為何做」（knowing when and why）的知識：在特定情境下，判斷該選用哪一種知識或策略。

用一張圖複習訊息處理模式

課堂以填空的方式複習整個模式：外界的感官刺激輸入後進入感官收錄器；有注意的訊息才進入短期記憶（工作記憶）；在工作記憶中經過編碼，才有機會進入長期記憶；處理新訊息時，也需要從長期記憶提取背景知識到工作記憶一起處理。在這個簡化模式裡，未獲注意或未經充分編碼的訊息，較難進一步保留；實際記憶還會受到其他歷程影響。

三種記憶的比較與案例分析

三種記憶可以從容量、保留時間、遺忘方式與例子來比較。這些數字在不同教科書中寫法不一，可作為大致的參考。

• 感官收錄器：容量其實可以很大，只是大部分沒有被注意到。例如走過一群人身邊，知道那裡有人，但沒有注意，就不知道是誰。沒有注意，或感官被遮蔽，訊息就會消失。
• 短期記憶／工作記憶：能暫時保留與處理的訊息有限。Miller（1956）討論的 7±2 與 Cowan（2001）估計的約 4 個單位，來自不同材料與研究條件，不能當成固定的通用容量。複誦（rehearsal）可以暫時維持語音訊息；若同時有其他任務干擾，訊息可能很快變得難以回想，因此「15–30 秒」不宜視為固定倒數期限。
• 長期記憶：容量很大、保存時間可能很長；缺乏提取線索或受到干擾時，已學過的內容仍可能一時想不起來。例如小時候背過的 12²=144、13²=169、14²=196，久沒用可能有點猶豫，一旦再次提取，又很快想起來。

如果學生考試時想不起上午學過的內容，可以用這個模式分析問題出在哪個階段：是一開始就沒有注意，訊息根本沒進入工作記憶？還是有注意、也在工作記憶中處理過，卻沒有經過編碼？討論案例、用自己的話說一說、角色扮演或想像，都是幫助編碼、把訊息送進長期記憶的方法。

阿倫、小傑與小琳

課堂請各組以訊息處理論分析三位學生的學習困難，並提出協助策略。

• 阿倫上課常望著老師發呆，問起內容卻說不出來：老師的聲音進入了他的感官收錄器，但他可能沒有注意到課程訊息；沒有被注意的訊息很快就消失，無法進入工作記憶。可以用與課程相關的提問或活動，幫助他把注意力放到重要訊息上。
• 小傑聽完後很快忘記內容：他可能有注意到訊息，訊息也進入了工作記憶，但工作記憶能同時處理的內容有限；如果沒有複習，或沒有和舊知識連起來，訊息就不容易編碼進長期記憶。可以把內容分段、連結舊知識，並隔一段時間請他試著回想。
• 小琳很認真背課文，卻總是背不起來：她可能一直在工作記憶中重複課文，卻沒有整理意思、建立聯結，因此訊息較難編碼進長期記憶，之後也不容易提取。可以請她分段理解、用自己的話說明，再練習回想；若圖像能呈現課文重點，也可以搭配使用。

處理層次論、雙碼理論與多媒體學習

處理層次論

課堂進行了一個英文字彙判斷的小實驗。畫面先出現「＋」（認知實驗通常先出現注視點，讓每位受試者的起始視線位置一致），接著出現問題與目標字，判斷「是」就拍手、「否」就拍桌。問題有三種：這個字是不是大寫（字形）、是否和某個字押韻（語音）、是不是動物（字義）。全部做完後，再請大家回想剛才出現過哪些目標字。

結果是：判斷字義的字最容易被想起來，語音其次，字形最少。判斷大小寫時，根本不需要管這個字是什麼意思；判斷是不是動物，則必須思考字的意義，處理層次比較深。這項結果支持處理層次論（levels-of-processing theory）：在這類字詞記憶作業中，思考字義通常比只判斷字形更有助於之後回想。不過，「深度」是對處理方式的概括，不代表越費力或越花時間就一定記得越好。

雙碼理論

雙碼理論（dual code theory）由 Paivio 提出，補充了訊息處理模式：訊息進入大腦後，是由兩套系統處理的，一套是語文（verbal）系統，一套是非語文（nonverbal）的影像系統。這兩套系統可分別處理語文與心像訊息，也能彼此建立聯結。

例如介紹「dog」時，文字主要提供語文線索；若再搭配相關的狗圖片，語文與心像表徵可以建立聯結，可能提供更多回想線索。圖片是否有幫助，仍要看它是否與學習內容相關。

多媒體學習認知理論

多媒體學習認知理論（Cognitive Theory of Multimedia Learning, CTML）由 Mayer 提出，主要假設人有語文與圖像兩個處理通道、各通道的處理容量有限，而且學習者需要主動選取、組織並整合訊息。多媒體學習研究指出，當文字與圖片彼此相關、互相補充，且安排方式有助於理解時，結合文字與圖片通常比只有文字更能促進學習；若圖片與學習內容無關，或增加了不必要的認知負荷，則不一定有幫助。

不同的呈現方式，在模型中走的路徑不同：

• 處理圖片：圖片由眼睛進入，在工作記憶中選擇注意到的影像，組織成圖像模式，再與長期記憶中的先備知識整合。
• 處理口語文字：老師說的話由耳朵進入，在工作記憶中選擇聽到的重點，組織成語文模式，再與先備知識整合。
• 處理印刷文字：課本文字由眼睛接收，先經過視覺處理；學習者可將文字整理成語文表徵。這不表示文字一定會先被轉換成實際的聲音。

不論哪一種路徑，工作記憶的容量都有限，許多訊息在此競爭。教師要做的是提供有用、有效的訊息，不要讓無關的內容占滿學生的工作記憶。

人為什麼會遺忘：衰退與干擾

遺忘可能與時間經過後記憶痕跡減弱（衰退，decay）有關，也可能因為其他資訊彼此競爭而難以提取（干擾，interference）。不同作業與情境下，兩種解釋的重要性不同；以下的 Brown-Peterson 作業也顯示，不能只用時間經過來解釋遺忘。

Brown-Peterson 作業

研究遺忘的經典作業是 Brown-Peterson 作業。螢幕先短暫出現三個英文字母（例如 KBR），接著出現一個三位數（例如 309），受試者要立刻從這個數字開始每次減 3 倒數（309、306、303……），一段時間後再回想剛才的三個字母。倒數這項任務的用意，是讓受試者無法複誦字母。研究者操弄倒數的時間長短，有時只倒數幾秒，有時倒數到 18 秒。

Peterson 與 Peterson（1959）發現，在倒數干擾複誦的情況下，延遲越久，受試者越難回想剛才的字母。他們當時以結果討論短期記憶的衰退；不過，作業中的倒數任務本身也會造成干擾。

然而 Keppel 與 Underwood（1962）把每位受試者的第 1、2、3 次嘗試分開來畫，發現在第一次嘗試中，延遲 18 秒後的回憶仍比後續嘗試好；隨著作業重複，表現下降。這顯示先前試次學過的字母會干擾後續回想，也就是順攝干擾。因此，Brown-Peterson 作業的遺忘不能單用衰退解釋。

抑制與助長

干擾依方向分為兩種，名稱很容易混淆。倒攝抑制（retroactive inhibition），又譯後向干擾、逆向干擾，是後來學的干擾了先前學的：例如先學會寫 p，後來學 q，結果反而不太會寫 p。順攝抑制（proactive inhibition），又譯前向干擾，是先前學的干擾了後來學的：例如習慣在臺灣靠右行駛，到了日本或英國要改成靠左行駛時，原有習慣可能干擾新的規則。記憶時可以抓住英文：retro 是往回（新學的影響舊的），pro 是往前（舊學的影響新的）。

有干擾，也就有幫助。倒攝助長（retroactive facilitation）是後來的學習對先前的學習產生正向影響：例如學了二次函數之後，更清楚一次函數的線性特質與斜率的意義。順攝助長（proactive facilitation）是先前的學習對後來的學習產生正向影響：例如學了西班牙語，有助於學習語法、發音相近的義大利語。

課堂請各組舉例，再一起判斷屬於哪一種，例如：

• 先學會自由式，再學仰式就快很多：先前的學習幫助後來的學習，屬於順攝助長。
• 先學好乘法，再學除法時更有概念：同樣是順攝助長。
• 九九乘法表沒有背好，影響後來的兩位數乘法：先前的學習對後來產生負向影響，屬於順攝抑制。
• 家長先教孩子把注音拆成三個音拼讀，到學校學習結合韻的拼法時反而混淆：同樣是順攝抑制。

同一種情況可能是順攝，也可能是倒攝，關鍵在於哪一個學習受到影響。以英文的 snack（點心）和 snake（蛇）為例：先學會 snack，後來學 snake 時唸不好，是舊的干擾新的，屬於順攝抑制；如果是學了 snake 之後，回過頭來把原本會唸的 snack 也唸錯了，就是新的干擾舊的，屬於倒攝抑制。

序列位置效應

課堂唸了一張有 23 項商品的購物清單，請大家聽完後寫下記得的項目，再逐項統計記得的人數。結果和研究一致：清單最前面與最後面的項目最容易被記住，中間的最容易忘記，這稱為序列位置效應（serial-position effect）。前段回憶率高稱為初始效應（primacy effect），後段回憶率高稱為新近效應（recency effect）。中間位置的項目若特別醒目、熟悉，或能與既有知識產生聯結，也可能比其他中間項目更容易被記住。

序列位置效應也提醒我們，評審或觀眾對表演順序的記憶有可能受到先後位置影響。不過，清單記憶研究不能直接證明抽到第一或最後就會得到較高評價；實際評分仍會受到表現品質、評分方式與其他情境因素影響。

序列位置效應也可以提醒教學者，課程開頭與結尾的訊息較容易被記住。教學者可將重要內容安排在段落的開頭或結尾，並視學生狀態適時調整活動與休息時間；不過，課程中段的注意力變化不能只用序列位置效應解釋。

記憶與研讀策略

有助於學習與記憶的方法包括分散練習、實際操作，以及產出（generation），例如用自己的話說明或舉出例子。這些方法作用不同，也可以搭配使用。

深化編碼與組織訊息

研讀時可用不同方法整理與連結新訊息，例如前導組體、類比、精緻化與組織訊息，幫助理解並增加之後回想的線索。

• 前導組體（advance organizers）：由 Ausubel 提出，先把學生引導到即將學習的內容，例如回顧上一堂課講到哪裡，或先提供這堂課的架構，讓學生知道目前學到整個知識架構的哪一部分。重點是新訊息要和學生已有的訊息產生關聯。
• 類比（analogies）：用比喻幫助理解抽象概念。例如短期記憶像電腦的記憶體（RAM），暫時存放；長期記憶像硬碟，可以存放比較久，但要使用時必須把檔案打開，也就是提取。前提是學生熟悉用來比喻的事物；如果學生不知道記憶體是什麼，這個比喻就無效。
• 精緻化（elaboration）：把要學的材料與自己的背景知識聯結，更深入地處理。課堂常請大家討論自己的經驗、舉出自己的例子，用意就是精緻化。
• 組織（organization）：有系統地排列、分類與連結零散的訊息。例如前面的 23 項購物清單，若依早餐、午餐、晚餐歸類，就容易記得多。

提取練習與產生式學習活動

提取練習（retrieval practice）是先暫時不看資料，試著從記憶中回答問題；這類練習有時稱為測驗效果（testing effect）。提取練習和分散練習是不同策略，可以一起使用。相同總練習時間下，把練習分散到多天，通常比一次集中更有利於延遲後的記憶；適合的間隔會依學習目標而變。

產生式學習活動（generative activity）是讓學生在學習過程中有所產出，例如看完一段影片後，用一句話解釋剛學到的內容；線上課程也能這樣設計。課堂中提到的例子包括：讓學生把流程的步驟畫出來，再一起重新組織；學生上台報告後，台下必須提問，也藉此檢驗報告者是否真的理解；在線上留言板就某個主題留言，學生為了留言必須整理內容。最後一例也有兩面：學生可以觀摩彼此的想法，類似 Bandura 所說的觀察學習，但也可能有人直接照抄別人的內容。

PQ4R 學習法提供結構化的讀書步驟：預覽（Preview）、提問（Question）、閱讀（Read）、思考（Reflect）、覆誦（Recite）、複習（Review）。這是理想的狀況，供參考。

記憶術：字鉤法與位置法

有些東西還是需要記起來，常見的記憶術（mnemonic）很多，其中字鉤法與位置法比較不容易理解，課堂特別說明。

字鉤法

字鉤法（pegword method）是先在腦中設定好一組固定的「字鉤」，再把要記的東西一個一個掛上去。英文常用押韻的字鉤：one is a bun（小圓麵包）、two is a shoe（鞋子）、three is a tree（樹）、four is a door（門）、five is a hive（蜂巢）……。中文也可以自己設計，例如 1 像鉛筆、2 像牙齒、3 像耳朵。

字鉤熟了之後就不必再背，要記新東西時把它掛上去即可，清楚、容易和要記內容連結的畫面，可能成為有用的回想線索；不一定越誇張越有效。例如要記牛奶、鑰匙和報告三件事：把牛奶放進小圓麵包裡，把鑰匙塞進鞋子裡，把報告掛在樹上。回想時順著字鉤，就能依序想起來。投影片的例子是用字鉤法記 12 對腦神經：第一對嗅神經，想像鼻子在聞麵包；第二對視神經，想像鞋子上長了眼睛；第三對動眼神經，想像長了眼睛的摩托車撞上樹。

位置法

位置法（loci method）又稱記憶宮殿，是一種常見的記憶術。它和字鉤法很像，只是把字鉤換成一條自己熟悉的路線，例如回家後依序經過的玄關、沙發、電視，再把要記的東西放在路線上的各個位置。例如要記牛奶、電池與雨傘：一進門踩到牛奶滑倒，坐上沙發被電池扎到，打開電視就有雨傘噴出來。熟悉的路線可延伸出許多清楚區分的位置，增加可用的記憶線索；位置若太相似或太多，也可能混淆。

路線不一定要是走路的路徑，也可以用自己的身體，例如從頭髮、眼睛到鼻子：頭髮像瀑布一樣流下來是水星，眼睛冒火（火眼金睛）是金星，鼻子呼吸到空氣是唯一有空氣的地球……用來依序記住八大行星。字鉤法與位置法的共同點是：先記熟一組字鉤或位置，再把要記的東西套上去，並搭配誇張的畫面，同時運用了心像。

記憶術真的有效嗎？

Roediger（1980）以 20 個單字的清單比較心像、連鎖、字鉤與位置法。這些方法有助於回想清單項目，尤其在必須依原順序回想時，字鉤法與位置法表現較好。這項結果適用於特定的清單記憶作業，不代表記憶術一定比理解、提取練習等方法更適合所有學習內容。

後設認知

前面談的大多是比較基本的認知歷程，接下來是比較高階的後設認知（metacognition）。認知包括注意、記憶、理解、推理與解題等歷程。後設認知（metacognition）則是留意並調整自己的思考與學習方式：知道自己是否理解、卡在哪裡，以及接下來可以採取什麼策略。

教學上也希望學生具備後設認知：知道自己正在思考、解題、推理，知道自己哪些科目比較好、哪些學習有困難，並知道怎麼幫助自己。

教育神經科學

神經元透過樹突與細胞本體接收其他神經元的訊息，訊息沿著軸突傳遞，再由軸突末端透過突觸（synapse）傳給其他細胞。神經訊息可經由突觸由一個細胞傳到另一個細胞；在常見的化學性突觸中，神經傳導物質會跨越細胞間隙。突觸數量本身不能直接代表神經傳遞效率，更不能用來判斷一個人聰不聰明。

不同腦區在某些功能上較為重要，但多數複雜活動需要多個區域合作。前額葉參與計畫、抑制與工作記憶等調控；顳葉涉及聽覺、語言與記憶；頂葉參與感覺訊息整合與空間處理；枕葉主要處理視覺訊息。海馬迴則參與新情節記憶的形成。網路上的「3D Brain」網站可以轉動大腦模型，查看各腦區的位置與功能。

專家與新手的大腦

一項研究以功能性磁振造影（fMRI）比較一位藝術家與一般人畫肖像時的大腦活動。這項探索性研究只比較一位肖像畫家與一位非畫家。兩人在畫人臉時，研究者觀察到部分腦區活動不同：畫家的右側額葉活動較高，與臉部處理有關的右側頂葉活動則較低。研究者推測，繪畫經驗可能改變了觀看與繪畫時的處理方式；但單一個案不足以推論所有專家與新手的大腦都不同。

再看一個例子：倫敦計程車司機需要長期熟記街道與路線。Maguire 等人（2000）發現，倫敦計程車司機的後側海馬迴灰質體積較大，且與駕駛年資相關。後續追蹤受訓者的研究也發現，通過考核的學員在訓練期間出現後側海馬迴灰質變化；未通過者則沒有相同變化。這些研究支持長期導航訓練可能伴隨大腦結構改變，但不能據此推論所有學習都會造成相同的改變。

突觸修剪與神經可塑性

嬰幼兒的大腦會快速形成許多突觸，之後逐漸調整與修剪部分神經連結。不同腦區發展的時間不一，經驗也會影響連結的變化；但不是常用的就一定留下、不常用的就一定消失。

神經連結被修剪後，大腦仍然能改變。透過新的學習與練習，相關連結可能變得更穩固，也可能形成新的連結。大腦會隨經驗調整的能力稱為神經可塑性（neuroplasticity）。這與「能力可以透過學習發展」的成長型思維相呼應，但不代表每一條被修剪的連結都會長回來。

大腦迷思

以下三種常見的說法，現在都被列為大腦迷思：

• 左腦負責分析、右腦負責創造：左右半球確有部分功能偏側化，但多數複雜任務需要兩側合作，不能據此把人分成「左腦型」或「右腦型」。
• 人只運用了大腦容量的十分之一：沒有證據支持這種說法。不同任務會動員不同腦區，不是所有區域同時以相同方式運作。
• 依「視覺型、聽覺型、動覺型」分類學習者，再依類型配對教法：目前沒有足夠證據顯示這種配對能提升學習；教師仍可依內容選擇合適的圖像、口語或操作活動。

行為取向：學習的定義與 Pavlov 的古典制約

這次上課最後開始介紹行為取向學習理論。行為取向學習理論常介紹 Pavlov、Watson、Skinner 與 Thorndike 等學者；本節先從學習的定義與 Pavlov 的古典制約談起。

學習的定義

學習是個體透過經驗，使其行為或內在心智歷程產生較為持久性改變的過程（Slavin, 2021）。這句話可以拆成三個部分：方式是透過經驗，包括親身經歷、觀察他人或閱讀；成果是外顯行為或內在心智（例如態度、價值觀）的改變；時效是改變要相對持久。

用反例來判斷：平常不太說話的人，喝了酒之後變得很健談，但酒醒就恢復原狀，這不是學習；如果是刻意學習如何與人互動，那就是學習。生病時感到疲累，恢復後就回來了，也不是學習。長高、青春期變聲雖然是持久的改變，卻不是透過經驗，而是生理成熟（maturation）的結果，所以也不是學習。

Pavlov 其人

巴夫洛夫（Ivan Pavlov）是生理學家，獲得 1904 年諾貝爾生理學或醫學獎，表彰的是他對消化生理的研究，而非古典制約。他研究消化過程時，注意到狗在食物出現前，聽到熟悉的聲音也會分泌唾液，之後進一步研究這類「制約反射」。

Pavlov 的研究由觀察「心理性分泌」逐步發展為制約反射研究：原本只會伴隨食物出現的唾液反應，後來也會在某些預告食物的聲音出現時發生。這些觀察促使他進一步以聲音等刺激進行實驗。

Pavlov 的研究特色，是盡量控制實驗條件，觀察可測量的生理反應。他的消化生理研究為後來研究制約反射提供了基礎。

古典制約的歷程

制約前：食物是非制約刺激（US），狗看到食物流口水是天生的非制約反應（UR）；鈴聲起初不會引發唾液反應，是中性刺激（NS）。制約中：讓鈴聲在食物出現前反覆出現，使鈴聲能預告食物。經過適當配對後，到了制約後，即使沒有食物，鈴聲也可能引發唾液反應。配對次數沒有固定值，效果會受刺激與反應的關係等因素影響。此時鈴聲已經從中性刺激變成制約刺激（CS），因鈴聲而流口水則是制約反應（CR）。

學校裡也常出現古典制約。很兇的老師讓學生害怕，這不必學習（US→UR）；數學這一科原本沒有特別的感覺（NS）。這位很兇的老師教的正是數學，兩者每次一起出現；經過一段時間後，可能兩次、五次，也可能半個學期，學生即使沒有遇到這位老師，一碰到數學就害怕。此時數學成了制約刺激，害怕則是制約反應。

諾貝爾獎網站有一個讓狗完成古典制約的小遊戲。這個示範呈現了時間接近的影響：鈴聲之後很快出現食物，通常較容易形成聯結；但是否形成制約，還取決於鈴聲能否預告食物，不能只用「兩個刺激間隔短」來判斷。

Watson 的小艾伯特實驗

華生（John B. Watson）是行為主義另一位重要的大師。Pavlov 的研究對象是狗，Watson 則想知道古典制約能不能用在人身上，例如恐懼是不是可以學來的。

1920 年，Watson 與助手 Rosalie Rayner 以一名嬰兒「小艾伯特」（Little Albert）進行實驗。研究者先確認嬰兒對小白鼠沒有明顯害怕，再讓小白鼠與巨大的金屬敲擊聲配對出現。Watson 與 Rayner 報告說，經過數次配對後，嬰兒看到小白鼠時出現害怕反應，並把他對兔子、毛皮等刺激的反應解讀為刺激類化（generalization）。不過，研究只有一名嬰兒，觀察與測量資料有限；後續研究者重新檢視報告與影片後，對制約是否成功、類化範圍是否如原作者所述提出質疑。這項研究以嬰兒誘發恐懼，也依今日研究倫理標準引發重大疑慮。

依 Watson 與 Rayner 的解讀，用古典制約來分析：巨大的聲響是非制約刺激，害怕、退縮、哭泣是非制約反應；原本不怕、甚至想摸的小白鼠是中性刺激。制約中，小白鼠與巨響配對出現；制約後，小白鼠變成制約刺激，光是看到小白鼠就害怕，這份害怕就是制約反應。至於對兔子、毛皮等相似的東西也感到害怕，研究者解讀為把反應類推到相似的刺激上，稱為刺激類化（generalization）。

本次重點整理

• 訊息處理模式是理解記憶歷程的簡化架構：受到注意的感官訊息可進入工作記憶，經過編碼後有機會保留在長期記憶；使用新訊息時，也會提取先備知識。實際記憶不一定只沿著固定路徑運作。
• 感官記憶保留時間很短，注意力會影響哪些訊息進一步處理；教學中引起注意的方法應和學習內容相關。
• 工作記憶容量有限：Miller（1956）整理立即記憶廣度研究，指出某些情境下約為 7±2；Cowan（2001）在設法排除複誦與意元集組時，估計注意焦點約可維持 4 個單位。兩者是不同條件下的估計。意元集組與自動化都能減輕工作記憶的負荷。
• 長期記憶容量很大、保存時間可能很長；想不起來可能和提取線索不足或其他記憶干擾有關，不一定代表記憶已消失。知識分為陳述性（情節記憶、語意記憶）、程序性與條件性知識。
• 處理層次論：在字詞記憶作業中，處理字義通常比只判斷字形更有利於之後回想。雙碼理論：語文與心像表徵可以建立聯結，相關的文字與圖片可能增加回想線索。多媒體學習：文字與圖片彼此相關、互相補充且安排得當時，通常比只有文字更能促進學習；無關或增加不必要負荷的圖片則不一定有幫助。
• 遺忘可能與衰退及干擾有關；兩者的重要性會依記憶作業與情境而異。倒攝是新學的影響舊學的，順攝是舊學的影響新學的；負向影響稱為抑制，正向影響稱為助長。
• 序列位置效應：清單最前面（初始效應）與最後面（新近效應）的項目最容易記得；中間項目若特別醒目、熟悉或能與舊知識聯結，也可能被記住。
• 研讀策略：分散練習、實作、產出；前導組體、類比、精緻化、組織；提取練習（測驗效果）、產生式學習活動、PQ4R。
• 字鉤法與位置法都是先熟悉一組字鉤或位置，再把要記的項目和這些線索連結；清楚的心像有助於回想，但畫面不一定越誇張越有效。
• 後設認知是對自己認知歷程的認知：知道自己正在怎麼想，並能調整與運用策略。
• 大腦會隨經驗調整，稱為神經可塑性。左右腦型、只用十分之一大腦，以及依學習風格配對教法等說法，都缺乏足夠證據支持。
• 學習是透過經驗，使行為或心智產生較為持久的改變；成熟造成的改變不是學習。
• 古典制約：中性刺激若能預告非制約刺激，經過適當配對後，可能成為能引發制約反應的制約刺激。Watson 與 Rayner 將小艾伯特實驗解讀為恐懼制約與刺激類化的例子。不過，這項研究只有一名嬰兒，研究程序與觀察資料也有限；後續學者重新檢視原始報告與影片後，對制約是否成功、恐懼類化是否成立提出質疑。因此，這項研究適合作為古典制約的歷史案例，不宜視為恐懼制約的確切證據。

資料來源

• 王孜𡩋，〈認知取向學習理論〉與〈行為取向學習理論〉課堂講授，2026 年 11 月 8 日。
• 王孜𡩋，〈認知取向學習理論〉課堂投影片（2026 年 11 月 7 日更新版）與〈行為取向學習理論〉課堂投影片（2026 年 11 月 1 日更新版），國立臺灣師範大學教育心理與輔導學系。文中圖片皆取自這兩份投影片。
• 投影片標註與本文查核的主要文獻：Atkinson & Shiffrin (1968)；Baddeley & Hitch (1974)；Cowan (2001)；Craik & Tulving (1975)；Fiorella & Mayer (2016)；Keppel & Underwood (1962)；Maguire et al. (2000)；Mayer (1997, 2009)；Miller (1956)；Pashler et al. (2008)；Peterson & Peterson (1959)；Roediger (1980)；Solso (2001)；Sperling (1960)；Slavin (2021)；Sternberg & Williams (2011)；Woolfolk (2025)；Woollett & Maguire (2011)；張春興 (2007)。