教育平等&認知科學工作坊
結案報告
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1.活動時間
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109年8月7日（五）下午1時30分至下午5時
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2.活動地點
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國立臺灣大學鄭江樓1樓信義講堂
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3.主辦單位
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科技部人文社會科學研究中心
國立臺灣大學
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4.協辦單位
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國立政治大學台灣心智科學腦造影中心
國立成功大學心智影像研究中心
國立臺灣大學身體、心靈與文化整合影像研究中心
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5.主 持 人
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顏乃欣特聘教授（國立政治大學心理學系）
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6.主 講 人
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- 黃敏雄研究員（中央研究院歐美研究所）
- 陳學志特聘教授兼教育學院院長（國立臺灣師範大學教育心理與輔導學系）
- 張葶葶副教授（國立政治大學心理學系）
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在升學考試成績公佈之後，「城鄉差距」和「雙峰分配」就成為熱搜的詞彙。在臺灣，中小學生學科表現的「不平等」現況為何？如何讓不同性別、族群及背景學生展現優勢能力，促進教育的公平正義？如何整合大腦功能造影和現場教學研究，提昇學科學習的成效？在工作坊中，將呈現教育不平等教育現況，以及如何經由適性教育和瞭解學習的大腦機制，增進學生的學習動機和表現。
- 活動紀實（撰稿/國立臺灣師範大學教育心理與輔導學系博士生蔡孟寧）
本場工作坊由科技部人文司教育學門召集人劉惠美老師開場引言，指出現今各種教育議題與前瞻議題中，最廣泛被提到的議題包含：1.學生的學習成果，2.教育介入的影響，3.學習支持的提供，以及4.教育人員的培訓。而要探討上述與教育有關的核心議題不是光靠單一研究可以完成的，必須要藉由跨學科的整合，乃至於跨領域的合作。尤其現今國內存在教育不均等的狀況，諸如「城鄉差距」和「雙峰分配」等現象，如何消弭不平等、進而追求更加平等的學習環境，是研究者及教育從業人員都極力想要達成的目標。
開場：劉惠美教授（國立臺灣師範大學特殊教育學系/科技部人文司教育學門召集人）
劉老師提到，過去教育學者已經投入許多資源在施行課程教材教法的再精進、補救教學與偏鄉教育，希望能達到教育機會的均等。而隨著教育思維的轉變，教學現場除了針對學生的弱勢進行補救之外，也應該要強調學生的優勢，使他們發揮所長。因此本場教育平等&認知科學工作坊的主要目的，是促進認知科學與教育領域的對談，期許如同武俠小說裡華山論劍、高手過招一般，藉由不同領域專家的分享與討論帶來豐富的腦力激盪及新思維，透過結合認知科學與教育的方法，加速達到教育平等。
在主持人國立政治大學心理學系顏乃欣老師的介紹下，由中央研究院歐美研究所黃敏雄老師以「臺灣學生學學習表現的趨勢與分布」為題進行開場，呈現臺灣近幾年來與國際間中、小學生在數學、科學及閱讀的學習表現比較結果。黃老師所引用的評量包含：1.國際數學與科學教育成就趨勢調查（Trends in International Mathematics and Science Study，TIMSS）。2.國際學生能力評量計劃（The Programme for International Student Assessment，PISA）。
首先從TIMSS最新年度的評量結果來看，可以看出臺灣學生無論是數學或科學的表現都贏過大部分的國家。進一步細看兩學科逐年的表現趨勢，會發現臺灣四年級學生的數學表現逐年皆有提升，但是八年級學生的數學表現在2015年有一個明顯的下降；而科學表現方面，無論是四年級或八年級的學生都維持較為平緩的變化趨勢。而從其他國家的變化趨勢也可以注意到個別國家的特色，舉例來說，斯洛維尼亞（Slovenia）學生的學習表現逐年皆有大幅度的提升，值得我們進一步去探究他們如何做到教育的改變，促使學生的表現能有顯著的成長。
黃老師特別指出綜合世界各國的變化趨勢來看，表現進步的國家多於退步的國家，且學生之間的差異也呈現減少的現象，顯示「優異」與「均等」之間並不牴觸。另一個有趣的現象是在TIMSS成績優異的國家中，其學生反而對數學的自信及喜歡程度排名都近乎墊底，並且在國內出現「大魚小池」的效果。此外，前述提到2015年八年級學生的數學表現有下降的現象，值得我們進一步去分析下降趨勢的原因（例如：是否受到2014年改為實施「國中教育會考」（簡稱會考）的影響）以及繼續追蹤2019年的表現變化。
專題演講（一）主講人黃敏雄研究員（中央研究院歐美研究所）
緊接著黃老師綜合PISA近幾個年度的評量結果，發現臺灣學生的閱讀能力大致上保持平穩，科學能力則略有下降，而數學能力跟TIMSS的評量結果相似，在2012年後開始持續的下降。藉由細部的指標會發現2012年臺灣學生可以達到國際高標分數的學生比例為37％，但到了2018年降到了24％，顯示臺灣學生的數學能力的確有明顯的下降，同樣需要進一步去探究下降的原因。而藉由檢驗家庭社經地位與能力之間的關聯會發現，家庭社經地位的確會影響學生的能力表現，但家庭社經背景較低的學生仍有機會達到高標的分數，顯示較低的家庭社經背景並不全然會造成學習的困難。
接下來黃老師利用TIMSS的資料，以數學科為目標對同一屆學生做跨年級的比較，並特別關注學生之間學習表現的懸殊程度，希望能兼顧學生學習的「卓越」與「平等」。研究結果發現有兩個現象特別值得注意，第一是當四年級學生升上八年級後，出現「差距驟增」的現象，不論學生的年級、性別、城鄉分布等，學生之間的數學表現差距劇烈擴大。舉例來說，在2007年四年級的臺灣學生與美國麻州學生的分數分布狀況相似，接近於常態分布；但到了2011年，八年級的臺灣學生分布就更加趨向高分組，顯示年級提升後學生之間的差距更加巨大。第二則是當四年級學生升上八年級後，出現「突飛猛進」的現象，在這四年期間臺灣學生數學表現高於國際最高標竿的比例大幅提高。目前黃老師的推測是國內過去施行的「國民中學學生基本學力測驗」（簡稱基測）具有細密的成就等級，並會影響學生進入高中的排名，因此數學成績好的學生反而會比成績不好的學生更積極參加補習，成績不好的學生則更可能放棄或把時間投資到其他較有把握的學科。從2015年TIMSS的資料即發現會考於2014年實施後，「突飛猛進」的現象減弱一半以上，而「差距驟增」亦略有減弱，後續仍需要繼續追蹤學生的數學能力變化狀況，並探究是否還有其他可能的原因。
最後，黃老師檢驗臺灣學生數學表現的城鄉差異及家庭背景的影響，發現家庭背景對學生數學表現的影響隨年級而提高，且家庭背景越好、成績越好的學生反而越會去補習，同時也發現成績低落的學生不是只會出現在偏鄉地區的學校，而是散佈在各個學校之中。依據上述的調查發現，就政策面來說光是消除城鄉差異不足以減少學生的學習成就差異，因此不能過於將補救的對象集中在鄉村偏遠地區或部分學校，而是要將補救措施盡可能的普及至大多數學校內的所有班級，並應盡早介入協助成績落後的學生。
國立臺灣師範大學教育心理與輔導學系陳學志老師「以優勢中心適性教學促進教育平等」為題，承接黃老師分享臺灣與其他國家的比較結果，點出臺灣學生有高表現、高差距的特性（尤其在數學科），顯示在同一個教室內同時有不同程度的學生，突顯國內配合十二年國民基本教育實施計畫，推行適性教育的重要性。但由於學生之間的程度不同，如果教師只使用單一的一套教學方式，將導致部分學生由於聽不懂老師上課內容，而喪失學習意願及自信心。因此透過適性教育能使學生獲得符合其需求及個別特質的支持與學習，進而發展自我潛能、得以自我實現，藉此達到縮短學習落差、提升學習素質的目標。
然而，過去適性教育針對低學習成就學生的介入措施大多是以補救教學為主，以「扶弱」為目標，雖然在這方面也已經有許多出色的成果，例如臺師大專為偏遠地區中小學規劃的「PASSION偏鄉優質教育學分學程」，即是以偏鄉國中生為對象進行系統性課程及搭配完整教材教法，讓學生的基礎科目在三週內有明顯的成長；但陳老師也認為每位學生一定都有自己的長處，只是沒有機會展現出來而已，所以現在新的觀點是以「揚長」為目標，聚焦在讓學生發揮他的優勢，並將優勢擴散到其他的向度之上。這樣的觀點也符合正向心理學的宗旨，過去我們在探討個人的心理狀態時通常是聚焦在有障礙、異常的部分，但正向心理學則是主張我們要聚焦在個人的長處及優勢。假如我們只依賴固定的尺度或評量標準，那有些學生可能很難達到這些標準，但如果我們能夠改以不同的角度或評量方式，可能就可以讓學生有機會發揮他們特有的優勢。在教育領域也有類似的理論，例如希望理論（hope theory）即是強調要讓學生覺得自己很重要，所以在教學方法上要能夠讓學生對學習有動機及方向，建立起希望。
接著陳老師以自我肯定理論（self-affirmation theory）及社會－情緒學習（social and emotional learning）的實徵研究做為範例，透過國外研究結果發現即使學生沒有特別經過課程知識的補救教學，但只要透過作業要求提醒他們重視自己所擁有的價值或是針對情緒管理進行訓練，就能夠有效提升學生的課業表現以及相關的生活適應狀況，並且還具有長期的效果。顯示除了課程知識本身之外，如果能夠讓學生意識到自己的優勢而增加自信或減少情緒上的困擾，對於改善學業表現也能夠有顯著的效果。而國內在諮商領域也有採用相似觀點的優勢中心諮商，強調讓個人發現自己的長處優勢，產生正向的心理感受或評價，進而產生正向的改變。針對學習障礙的學生也有研究者採用優勢中心的評估，讓學生自己評斷自己的優勢，然後由輔導員來輔助陪同學生發揮優勢去面對學習的困難，結果學生都能藉由此歷程正確認知自己的優勢，並勇於面對自己的學習困境。綜合過去的研究結果及專家的看法，現在發展的優勢導向教育需要教師能夠提供多元的學習活動或測量方式，以利學生展現其優勢能力並給予肯定，再設計符應其優勢的個別化學習，以讓學生能藉由優勢能力的發揮帶動其他向度的學習表現。
接下來陳老師以他近幾年的研究結果說明不同的族群可能會具有哪些特別的優勢，首先針對目前在臺灣比例逐漸上升的新住民子女，雖然過去很多研究者都認為因為社經地位或適應的問題而讓他們有比較多的劣勢，但是也有學者認為新住民子女具有不同的文化背景及經驗，這些多元的想法可能會促使他們產生梅迪奇效應（Medici effect），意即當不同文化、領域的想法交會時，將結合既有知識產生突破性的創新想法，所以有可能提升個人的創造力。在陳老師的研究中以國中、小學生為對象，比較新住民子女學生與一般學生的創造力以及創造傾向表現，發現新住民子女整體的創造力及創造傾向都顯著的高於一般生。
專題演講（二）主講人陳學志特聘教授兼教育學院院長（國立臺灣師範大學教育心理與輔導學系）
之後陳老師進一步檢驗上述差異的來源機制發現相較於一般學生，新住民子女更具有較高程度的開放性人格以及種族增長觀，同時具有較低的認知閉鎖性，代表他們對於事物的思考比較有彈性、能變動，不會馬上下定論，這些特性都對創造力有中介的效果；另一方面，陳老師也發現只有當新住民子女認同其文化，並且文化背景與臺灣文化具有適當的文化距離時，才會展現顯著的創造力優勢。而透過分析臺灣幼兒發展調查資料庫的資料也發現中港澳的幼兒子女屬於低順從、低恥感；東南亞的幼兒子女則屬於低合群、低害羞，雖然看起來上述性格特徵好像是一種劣勢，但是對於創造力的發揮可能反而是一種優勢，因為創造力需要的就是要能夠提出跟別人不一樣的想法或是不要怕被別人批評。除了創造力優勢之外，透過青少年優勢力量表的調查陳老師也發現新住民子女展現了更多的內省負責、幸福感恩的優勢。
除了新住民子女之外，臺灣另一個常被認為有學業劣勢的族群是原住民子女，但一般人也常認為原住民很幽默、樂觀，所以陳老師同樣也以國中、小學生為對象，檢驗原住民學生是否具有幽默方面的優勢。結果發現以使用幽默的形式來說，原住民更傾向使用正向型的幽默風格，同時也展現出較高的幽默感。而在實際的幽默產出作業中，原住民在面對人際困境時也更能夠產出具有幽默元素的回應。除了幽默優勢之外，原住民也展現更多夢想企圖、利他合群、隨和友善、轉念釋懷及樂觀希望的青少年優勢。
陳老師目前已經融合不同向度的優勢能力來開發各式多元教學課程，例如將創意教學融入地理科、密室逃脫遊戲融入自然課程或是將幽默融入數學科的教學，未來會更進一步地去檢驗不同族群在對應其優勢的教學課程中是否能產生更有效的學習效果。最後，陳老師提出結語：「如果我們能夠換個不同的角度去看到不同族群的優勢，每個族群都會有我們值得學習跟效法的地方，我們應該以這樣的角度來發展不同的教育觀點與理念」。
國立政治大學心理學系張葶葶老師以「數學學習的神經機制」為題，以功能性磁振造影技術來研究學習的大腦機制，探討學習狀況不佳的孩子要怎麼從腦功能活化的區域和神經網路來補救。張老師主要針對兩個議題進行分享，第一個是學習比較弱勢或低成就的學生，是不是有哪些神經機制的運作和他們的學習表現有關？另一個是學生在面對不同的數學教材、數學應用題時的學習機制是否有特別之處？
首先，張老師透過「neurosynth」的腦神經資料庫跟大家介紹與數學計算有關的腦區，此資料庫是以大數據的方式整合當代各個特定主題的研究，並以圖示的方式呈現總和各研究發現的結果。目前的研究顯示跟數學計算最有關聯的區域，是大腦左側跟右側後頂葉的頂內溝（intraparietal sulcus，簡稱IPS），當涉及到數學的運算、微積分等與數字有關的線索時，這個區域就會產生活化，因此也被稱之是數量表徵的區域；其他與數學計算有關的區域還包含左、右側的前額葉、運動皮質區及腦島。張老師也分享她自己的發表及相關研究說明，無論是成人、青少年或者小朋友，在進行數學運算時上述對應的腦區都會產生活化。並且隨著年紀上升，活化的程度會越來越強，代表腦神經網絡隨著學習會越來越穩定。此外，研究也發現腦部的活化程度會受到計算難度及計算策略的影響，一般來說，計算過程越複雜腦部的活化會越強，例如進行除法的題目時，腦部的活化就會強於進行乘法的題目；但當題目太過困難或是個人不熟悉的時候，大腦卻有可能不產生活化。
專題演講（三）主講人張葶葶副教授（國立政治大學心理學系）
接著張老師針對數學弱勢與低成就兒童的神經機制進行探討，發現因為基因的關係而有發展性數學障礙（developmental dyscalculia）的兒童，不僅是對數字的計算能力、敏感性較差之外，從腦神經的結構比較上也發現其右側IPS的體積比一般兒童還要來得小，並且大腦計算簡單問題的活化程度也跟計算困難問題一樣強，顯示他們可能連處理簡單的問題都要耗費很大的資源。雖然看起來這些數學障礙的學生，神經機制的運作方式不利於數學學習。但在補救教學的研究中也發現經過八週持續的數學訓練之後，這些學生在進行數學計算的腦部活化還是可以趨於正常化，變得與一般學生一樣。
除了神經機制之外，張老師也很好奇情緒對於數學學習的影響，因為臺灣學生雖然整體來說屬於高成就，但同時也是高焦慮的一群，顯示學生在面對數學時就會緊張、焦慮，甚至引發數學焦慮症（math anxiety），研究調查也發現當學生數學焦慮程度越大時，數學表現也會越差。而為了幫助學生克服數學焦慮，張老師參考暴露療法（exposure-based therapies）的機制，讓學生以遊戲的方式，在很輕鬆、娛樂的情況下去練習數學，看是否能降低學生對數學的焦慮。研究結果顯示，數學焦慮的學生如果有依照指示持續進行數學訓練遊戲，數學焦慮的程度的確有顯著的下降，尤其是高焦慮的學生下降的更多，代表這樣的訓練的確能夠讓學生的數學焦慮獲得改善。
最後，張老師以操弄數學應用題（compare problems）敘述的方式，檢驗題目陳述的方式是否會影響數學計算時大腦活化的機制。研究結果發現當題目敘述與計算要求一致時，神經活化會低於不一致的狀況，這種現象尤其會發生在低數學成就的學生身上。顯示這些學生非常仰賴題目敘述的線索來進行解題。雖然還有很長的路要走，但張老師仍期待未來能夠有更多結合教育現場與神經科學的對談機會，以期能藉由神經科學的研究來促成教育平等的目標。
綜合座談
左起主持人：顏乃欣特聘教授（國立政治大學心理學系）、主講人黃敏雄研究員、陳學志特聘教授、張葶葶副教授
在最後的綜合討論中，現場其他與會老師提到從國際評量的結果以及教學現場的觀察，國內學生的學習表現的確存在班級內的差距，尤其是在數學科方面。依據現在的研究結果會怎樣建議教師們做出改變？或是有甚麼方法幫助學習有困難的學生？黃敏雄老師的回答是因為現行的考試制度牽涉學生未來申請學校的分數，所以不會讓學生覺得考試達到標準就好，而是要努力考得更好才能贏過別人；而特定科目學習表現不佳的學生，可能就轉而將精力投注到其他科目。但是老師的教學不只是只為了讓學生考高分，而是要思考如何培養學生的基本能力，幫助跟不上的學生能前進，才能解決不平等的問題。陳學志老師也提出同樣的觀點，現行的考試制度可能將篩選與評量的用途混淆了，教師與學生普遍將會考當作學習的終極目標，所以一定要贏過其他人。但平常的學習評量不應該是使用常模參照，而是該採用效標參照，鼓勵學生以精熟取向為目標，才能正確的知道學生的學習狀況，而非讓學生藉此分個高下。為了達到這樣的目標，教師也要不斷的精進自己，跟學生一起成長保持彈性，學習更多元的教學方法以針對學生的需求去滿足他，使其達到教學的目標。而張葶葶老師則認為藉由學習的腦神經機制研究，可以從整體的角度，提供教育者一般性學習歷程上的知識。也就是，從腦造影的結果去瞭解學生學習差異的來源是否為某些神經機制的作用，再透過教學去進行補救或訓練。舉例來說，目前的研究結果即發現學生讀數學應用題跟一般的閱讀理解是不一樣的歷程，所以在進行數學應用題的教學時應該避免使用混淆學生的題目敘述。因此結合腦造影的觀點可以幫助理解學習時的認知歷程，以對教學的方法或教育理念提出建議。最後，陳學志老師也提到，關注學生的情緒，提升學生的學習動機也是現今教學中非常重要的一環，如果只靠教師或家長的逼迫，學生本身沒有學習的動力，當管制的力量一旦消失時學生就不會想要再繼續學習。因此，過去我們只關心學生飛的「高不高」、「遠不遠」，現在應該要關心學生飛的「快不快樂」、「累不累」。這也為本場工作坊做了一個很貼切的註解，我們過去教育的目標主要是培養出學習表現優秀的學生，但現在要更重視的是如何培養出具有多元性的學生，使其在不同領域或位置上可以發揮所長，當每位學生都能夠找到自己的優勢時，我們就離教育平等更近了一步。
