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為什麼 EdTech 有效(以及為什麼有些無效):一個三層次的學習模型

K
Kendall Lo
#EdTech #教育科技 #學習科學 #認知科學
A student in a classroom holding up a paper with a smiley face, representing engagement and positive learning experiences

為什麼 EdTech 有效(以及為什麼有些無效):一個三層次的學習模型

「教育」看似是一個簡單的詞彙,但任何曾嘗試設計學習體驗的人——無論是課程、課堂、教案,還是數位產品——都知道它其實極為複雜。

多年來在第一線打造教育產品,並深入思考「學習者究竟如何真正學會」之後,我逐漸形成一個既實用、又有科學基礎的視角來理解教育:

有效的學習,取決於三個關鍵歷程:

  1. 資訊傳遞(Information Transmission)
  2. 參與感與動機(Engagement and Motivation)
  3. 神經連結形成(Neural Linkage Formation)

只要其中任何一個環節缺失或設計失當,學習就會停滯;而當三者彼此協調一致,學習才能真正「留存下來」。

以下是這個模型的核心意義,以及為何它在當今的 EdTech 環境下,比以往任何時候都更為重要。


一、資訊傳遞:正確地編碼知識

最基礎而言,學習始於資訊。你無法內化從未接觸過的內容。但資訊本身並不等於學習——資訊如何被組織,以及學習者如何在認知層面處理它,才真正決定知識能否被理解與吸收。

在這個領域中,最具影響力的理論之一是「認知負荷理論(Cognitive Load Theory)」。該理論指出,人類的工作記憶容量有限,教學設計必須妥善管理認知負荷,才能讓新資訊轉化為穩定的長期記憶(Sweller, 1988)。

有效的教學設計包括:

  • 依照先備知識循序編排學習內容
  • 運用範例(worked examples)來輔助理解
  • 移除與學習目標無關的干擾元素

這些做法都能顯著提升學習者吸收與整合資訊的能力。

這也是為什麼經過良好設計的教材——不論是文字、數位內容,還是由教師引導——都不可能被「隨機接觸內容」所取代。


二、參與感與動機:讓注意力持續停留

資訊傳遞只是讓內容「出現在眼前」;參與感與動機,則決定內容能否「停留在心中」足夠久,進而產生意義。

研究顯示,學習參與感至少包含三個層面:

  • 行為層面(學習者實際做了什麼)
  • 認知層面(思考的深度)
  • 情感層面(對學習的感受與態度)

長期且穩定的參與感,是學習成效的重要預測指標,而它與「動機」密不可分——動機驅使學習者在遇到困難時仍能持續投入(Fredricks, Blumenfeld & Paris, 2004)。

教育神經科學亦指出,主動、參與式的學習會啟動與注意力、好奇心及獎勵相關的神經系統,這些機制支持更深層的資訊處理與持續投入(Immordino-Yang & Gotlieb, 2017)。

真正有效的參與感與動機,來自於:

  • 學習內容的相關性
  • 清晰的目標與回饋
  • 社交互動與責任感
  • 難度適中、既不無聊也不令人挫敗的任務設計

因此,將「參與感」簡化為表層的遊戲化(gamification)往往是種誤解。這裡所指的參與感是神經層面與行為層面的,而非裝飾性的。


三、神經連結形成:建立可持續的記憶

第三個、也是最常被忽略的步驟,是神經連結形成——將短暫的接觸,轉化為長期、可隨時調用的知識。

神經科學研究指出,真正的學習與「突觸可塑性(synaptic plasticity)」密切相關:也就是神經元之間的連結,會透過反覆且有意義的活化而被強化(Kandel, 2001)。

這正是為什麼:

  • 間隔重複(spaced repetition) 能提升長期記憶
  • 提取練習(retrieval practice) 能鞏固學習
  • 應用與回饋循環 有助於將知識遷移到新情境

這些效果在心理學與神經科學中皆有高度一致的實證支持。

因此,學習者若只是被動滑動手機或觀看短影音,往往很快遺忘;只有透過練習、回憶與強化,知識才能真正留存。


為什麼這個模型對 EdTech 至關重要

太多關於 EdTech 的討論,聚焦在形式——線上或線下、App 或課堂——而忽略了真正促發學習的機制。

你的產品或許有最華麗的動畫、最流暢的介面,但只要上述三個歷程中有任何一個失效,用戶留存率就會崩跌,產品影響力也隨之消散。

這也解釋了產業中一些反覆出現的現象:

  • 單純的資訊傳遞(如靜態影片庫)提高曝光,卻無法確保理解
  • 以新奇感為核心的參與設計,帶來短期數據亮點,卻迅速導致用戶流失
  • 忽略間隔練習、提取測驗或有意義回饋的系統,難以將早期成效轉化為長期理解

從學術角度來看,這個模型正好對應數十年來關於認知負荷、動機與參與感,以及神經可塑性的研究成果。


重新思考什麼是「EdTech」

在這個框架下,EdTech 並不只是「把科技放進教育」,而是:

任何能實質改善以下三個歷程的工具,都是 EdTech:

  • 資訊傳遞: 讓知識更容易被理解與吸收
  • 參與感與動機: 啟動並維持學習者的投入
  • 神經連結形成: 支持長期記憶與靈活應用的形成

能降低不必要認知負荷的 AI 自適應系統,是 EdTech。 能深化參與感的互動式課堂工具,是 EdTech。 能促進提取與間隔練習的練習系統,也是 EdTech。

這些工具並非僅改變「交付形式」,而是改變學習實際發生的方式,並與人類大腦的學習機制對齊。


一個簡單框架,一個真實的基礎

「資訊傳遞 → 參與感與動機 → 神經連結形成」並非最終的分類體系,也不是一個正式的學術理論;但它直接映射了數十年來橫跨認知科學與教育實務的研究成果。

如果教育工具希望帶來真正的影響——而不只是表層參與或短暫採用——它們必須以這三個歷程為設計核心。

因為,如果資訊無法留存下來,學習就從未真正發生。


📌 參考文獻(節選)

  • Sweller, J. (1988). Cognitive load during problem solving: Effects on learning. 認知負荷理論的奠基性研究,說明工作記憶限制如何影響教學設計。

  • Fredricks, J.A., Blumenfeld, P.C., & Paris, A.H. (2004). School Engagement: Potential of the Concept, State of the Evidence. Review of Educational Research, 74(1), 59–109. 關於學習參與感(行為、情感、認知)與動機的經典綜述。

  • Immordino-Yang, M.H. & Damasio, A. (2007). We feel, therefore we learn. Mind, Brain, and Education. 說明情感與認知如何在學習中交互作用的神經科學基礎。

  • Kandel, E.R. (2001). The molecular biology of memory storage. Science. 關於記憶形成與突觸可塑性的里程碑研究。

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