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,但任何曾嘗試設計學習體驗的人——無論是課程、課室、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,我逐漸用一個既實用、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:
- 資訊傳遞(Information Transmission)
- 參與感與動機(Engagement and Motivation)
- 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;而當三者彼此對齊,學習才會真正「留下來」。
以下是這個模型的核心意義,以及為什麼它在今天的 EdTech 環境下,比以往任何時候都更重要。
一、資訊傳遞:正確地編碼知識
最基本而言,學習始於資訊。你不可能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,才真正決定知識是否能被理解與吸收。
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
- 使用範例(worked examples)來支撐理解
- 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,則決定內容是否能「停留在心中」足夠久,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因子,而它與「動機」密不可分——動機驅使學習者在困難中持續投入(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、好奇心與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
- 難度恰當、既不無聊也不壓垮的任務設計
因此,將「參與感」簡化為表層的遊戲化(gamification)往往是誤解。 這裡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手機或觀看短影音,往往很快遺忘;而透過練習、回憶與強化,知識才能真正留下。
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 或教室——而忽略了真正產生學習的機制。
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,留存率就會崩塌,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,卻迅速流失
- 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: 支持長期記憶與靈活應用的形成
降低不必要認知負荷的 AI 自適應系統,是 EdTech。 深化參與感的互動式課堂,是 EdTech。 促進提取與間隔練習的練習系統,也是 EdTech。
這些工具並不只是改變「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」並不是最終的分類體系,也不是一個正式的學術理論;但它直接映射到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,如果資訊無法留下來,學習就從未真正發生。
📌 參考文獻(節選)
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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。
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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。
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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。
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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。