1、第六章 认知学习理论 一 、早期的认知学习理论 (一）格式塔学派的完形一顿悟说 完形一顿悟说是由德国的格式塔心理学派提出的一种学习的理论。格式塔心理学又称完形心理学，诞生于 1912 年，苛勒、考夫卡、魏特海墨是其重要的代表人物。 1913 1917 年，苛勒在德国对黑猩猩学习和解决问题进行了许多研究，由此认为，学习是通过顿悟实现的，以此与桑代克的尝试错误说相对抗。 1.苛勒的实验 在苛勒的实验中，著名的有“叠箱实验”、“接竹竿实验”。在接竹竿实验中，苛勒将黑猩猩关在一个笼子里面，笼子里有两根能够接起来的竹竿，在笼子外面放有香蕉。黑猩猩要想得到香蕉，就必须把这两根竹竿接起来。黑猩猩被关在笼子里
2、面之后，它先用手去够香蕉，用一根竹竿够香蕉，经过这样的尝试之后，黑猩猩不能得到香蕉，这时黑猩猩就会停下来，看看外面的香蕉 (目标物），把两根竹竿在手里摆弄，偶然地使两根竹竿接了起来，它就会很快地用接起来的竹竿去得到食物。黑猩猩很高兴自己“发明”，不断重复着这一获得香蕉的方式。 2.完形一顿悟说的主要 观点 (1)学习是通过顿悟实现的。苛勒认为，学习是一个顿悟的过程，是个体利用自身的智慧与理解力对情景与自身关系的顿悟，而不是尝试错误的过程。顿悟往往跟随在一个阶段的尝试与错误之后发生，但这种行为不像桑代克所描述的那样，而更相似于一种“行为假设”的程序，动物在试验了这些假设以后，便会抛弃它们，它往往
3、是顿悟的前奏。所谓顿悟就是动物突然觉察到问题解决的办法，是动物领会到自己的动作该怎样进行，领会到自己的动作和情景、特别是和目的物之间的关系。动物只有在清楚地认识到整个问题情境中各种成分之间的关系时，顿悟才可能发生。 (2)学习的实质在于构造完形。在关于学习的看法上，强调学习在于构造一种完形，认为人心对环境提供着一种组织或完形作用，而这种完形和组织作用就是学习。当环境发生变化、遇到困难或问题时，有机体头脑中已经形成的“形”就出现了“缺口”、“缺陷”，就会有一种渡过这种缺口、弥补缺陷从而完结图形的趋向，即组织或构造新的完形，这种活动就是学习。 (3)刺激与反应之间的联系不是直接的，而需以意识为中介
4、。对于刺激与反应或环境与行为之间的关系，格式塔与连接主义或行为主义的理解都是不同的。格式塔认为他们的关系是间接的，是以意识为中 介的，用公式表示的话是三项式，即： S 0 R； 而后者的理解是直接的，不存在意识的中介作用，其公式是一个二项式，即： S R。 这是二者的根本分歧所在。 优点：作为现代认知心理学先驱的格式塔心理学，是在批判构造主义、行为主义的过程中发展起来的，把研究对象确定为知觉思维的心理现象。主张研究意识，这在当时是难能可贵的，为现代认知心理学的研究提供了心理学的来源。 缺点：企图用动物来完全解说人类的学习，否认尝试错误的学习形式，夸大了动物的意义。 (二）托尔曼的认知 一 目的
5、说 托尔曼 （ E.C.Tolman)是美国加利福尼亚大学教授，曾任美国心理学会主席。托尔曼认为自己是一名行为主义者。他坚持主张理论要用完全客观的方法检验。然而许多人认为他是研究动物学习行为最有影响的认知主义者。受格式塔学派的影响，他强调行为的整体性。他认为整体行为是指向一定目的的，而有机体对环境的认知是达到目的的手段。他不同意把情境（刺激）与反应之间看成是直接的联系， 即 S-R。 他提出“中介变量”的概念，认为中介变量是介于实验变量和行为变量之间并把二者联系起来的因素。具体说，中介变量就是心理过程，由心理过程把刺激与反应联结起来。因此 S 一 R 的公式 应为 S 0 R， 0 即代表中介
6、变量。他的学习理论就是从上述观点出发，通过对动物学习行为全过程的考察而提出的。 1.托尔曼认知一目的说的基本观点 (1)学习是有目的的。托尔曼认为动物学习是有目的的，其目的就是获得食物。动物在迷津中的试误行为是受目标指引的，是指向食物的，学习就是期望的获得。所以学习是有目的的，不是盲目的行为。 (2)对环境条件的认知是达到目的的手段或途径。托尔曼认为有机体在达到目的的过程中，会遇到各式各样的环境条件，他必须认知这条件，才能克服困难，达到目的。所以，对环境条件的认知是达到目的的手段 或途径。（托尔曼用“符号”代表有机体对环境条件的认知）学习不是简单地、机械的形成运动反映，而是学习达到目的的符号，
7、形成“认知地图”。所谓认知地图是动物在头脑中形成的对环境的综合表象，包括路线、方向、距离，甚至时间关系等信息。这是个较模糊的概念。 总之，目的和认知是托尔曼学习理论中的两个重要中介变量，所以称他的学习理论为认知一目的说。 2.对托尔曼认知一目的说的评价 (1)托尔曼重视行为的整体性、目的性，提出中介变量的概念，重视在刺激与反应之间的心理过程，强调认知、目的、期望等在学习中的作用，是个进步，应给予 肯以定。 (2)托尔曼理论中的一些术语，如 “认知地图 “没有明确地界定；对人类的学习与动物的学习也没有从本质上进行区分，因而是机械主义的，这使得他的理论不能成为一个完整的合理的体系。 二、布鲁纳的认
8、知一发现说 布鲁纳 (J.S.Bluner)是当代美国著名的教育心理学家，他倡导发现学习，强调学科结构在学生认知结构形成中的重要作用，从认知心理学的观点出发，对学生的学习、动机以及教学等方面进行了全面阐述。 (一）认知学习观 1.学习的实质在于主动地形成认知结构 布鲁纳反对行为主义学习观，主张认知学习观。他认为，学习的本质不是被动地形成刺激一反应的联结，而是使学生主动地形成认知结构，学习者不是被动地接受知识，而是主动地获取知识，不论是认识一种样式、掌握一个概念、解决一个问题，还是发明一个科学理论，对学生来说都是一个主动的过程。学习者通过把新获得的信息和已有的认知结构联系起来，进而积极地构成他的
9、知识体系。 所谓认知结构，他认为就是编码系统，其主要成分是“一套感知的类目”。学习就是类目及其编码系统的形成，认为一切知识都是按照编码系统排列和组织的。这种各部分存在联系的知识 ，使人能够超越给定的信息，举一反三，触类旁通。他主张应该给学生一些具体的东西，以便他们发现自己的编码系统。 编码系统：是人们对环境中的信息加以分组和组合的方式，并且是不断变化和重组的。它的一个重要特征是对相关的事物类别做出层次结构的安排。 2.学习包括获得、转化和评价三个过程 布鲁纳认为：“学习一门学科，看来包括三个几乎同时发生的过程。”这三个过程是：新知识的获得；知识的转化；知识的评价。 学习是一个认知的过程，学习活
10、动首先是新知识的获得过程，这种新知识可能是学生以前知识的精炼，或者和学生以前的知识相 违背。不管新旧知识的关系如何，通过新知识的获得都会使已有的知识进一步提高。学习涉及到知识的转化，通过转化，以不同的方式把新获得的知识转化为另外的形式，以适应新的任务，从而学到更多的知识。 评价是对知识转化的一种检査，通过评价，可以核对我们处理知识的方法是否适合新的任务，运用得是否合理。因此，知识的评价通常包含对知识合理性进行判断。 布鲁纳认为，学习任何一门学科的最终目的是构建学生良好的认知结构。因此，教师应明确所要构建的学生的认知结构包含的要素，采取有效措施帮助学生通过获得、转化、评价去掌握新知识，从而使学科
11、的知识结构转变为学生的认知结构，使书本的知识转化为学生自己的知识。 (二）结构教学观 1.教学的目的在于理解学科的基本结构 在关于学习的观点中，布鲁纳强调学生学习的积极性和主动性，强调认知结构的重要性。在教学的观点中，他主张教学的最终目标是促进对学科结构的一般理解。 所谓学科的基本结构就是指一门学科的基本概念、基本原理及其基本的态 度和方法。学生掌握了学科的基本结构就能够把该学科看作为一个相互联系的整体，就容易掌握整个学科的具体内容，容易记忆学科的知识，提高学习的兴趣，促进学习的迁移，儿童早期学习学科的基本原理，还可以促进智慧的发展。 2.掌握学科基本结构的教学原则 (1)动机原则。布鲁纳认为
12、，几乎所有的学生都具有内在的学习愿望，内在动机是维持学习的基本动力。他认为儿童具有三种最基本的内在动机：第一，好奇的内驱力。第二，胜任的内驱力。第三，互惠的内驱力。以上这三种基本的内在动机都具有自我奖励的作用，其效应不是短暂的，而是长期的。 (2)结构原则。布鲁纳通过对儿童认知发展的研究发现，人有三种表征系统，这三种表征系统也是人成功地理解知识的手段。动作表象是凭借动作进行学习的，无需语言的帮助；图像表象是借助表象进行学习的，以感知材料为基础；符号再现表象是借助语言进行学习的，经验一旦转化为语言，凭借逻辑推导就能进行。任何知识结构都可以通过这三种表象形式进行教学呈现，为了促进学生的学习，教师选
13、用哪种呈现形式应考虑到学生的年龄、知识、背景和学科的性质。 (3)序列原则，或称程序原则。布鲁纳认为，教学就是引导学习者通过一系列有条不紊的陈述问题或大量知识 的结构，以提髙学生知识的掌握、转化和迁移能力。通常每门学科都存在着各种不同的序列，它们对于学习者来说，有难有易，不存在对所有学习者都适用的唯一序列。而且在特定的条件下，任何具体的序列总是取决于许多不同的因素，包括过去所学的知识、智力发展的阶段、材料的性质和个别差异等，因此，安排序列必须考虑儿童智力发展的历程，考虑学生处理信息能力的局限性。 (4)强化原则。为了提高学习的效率，学习者必须获得反馈，知道学习结果如何。这种反馈对学生的学习起着
14、强化作用。因此，教学规定适当的强化时间和步调是学习成功的重要一环。除了强化时间的安排以外，要想强化有用，反馈必须被学生所理解。同时布鲁纳也认为，教学是一种暂时状态，其目的是促进学生的自我学习，学习者不能老是依赖教师的强化，必须逐渐地形成自我矫正的能力。 (三）发现学习法 布鲁纳认为“发现是教育儿童的主要手段，”学生掌握学科的基本结构的最好方法是发现法。发现就是“用自己的头脑亲自获得知识的一切形式。”教学不应当使学生处于被动地接受知识的状态，而应让“学生自己把事物整理就绪，使自己成为发现者。” 发现法的一般步骤是： (1)提出和明确使学生感兴趣的问题； (2)使学生对问题体验到某 种程度的不确定
15、性，以激发探究的欲望； (3)提供解决问题的各种假设； (4)协助学生搜集和组织可用作结论的资料； (5)组织学生审査有关资料，得出应有的结论； (6)引导学生运用分析思维去验证结论，最终使问题得到解决。 教师的作用在于： (1)鼓励学生有发现的自信心； (2)激发学生的好奇心和求知欲； (3)帮助学生寻找新问题与已知知识的联系； (4)训练学生运用知识解决问题的能力； (5)协助学生进行自我评价； (6)启发学生进行对比。 三、奥苏伯尔的有意义接受说 奥苏伯尔是和布鲁纳同时代的美国著名教育心理学家。他曾根据学习进行的方式，把学习分为接受学习和发现学习，又根据学习材料和学习者原有认知结构的关系
16、把学习分为机械学习和意义学习，并认为学生的学习主要是有意义的接受学习。 (一）意义学习的实质和条件 (1)意义学习的实质。所谓有意义学习就是将符号所代表的新知识和学生认知结构中已有的适当观念建立非人为的和实质性的联系。 实质性联系指新旧知识之间的联系是非字面的，是建立在具有逻辑关系基础上的联系，是一种内在的联系；非人为的联系指这种联系不是任意的、或人为强加的，是新知识和原有的认知结构中的有关观念建立的某种合理的或逻辑基础上的联系。 (2)意义学习的条件。有意义学习的产生即受客观条件 （ 学习材料的性质）的影响，也受主观条件（学习者自身因素）的影响。 从客观条件看，意义学习的材料本身必须能够与学
17、生认知结构中有关知识建立实质性和非人为性联系。也就是说，一来，材料必须具有逻辑意义，使学生可以从心理上理解；二来，材料应该是在学生学习能 力范围之内的，符合学生的心理年龄特征和知识水平，学生可以通过理解去获得知识所具有的意义。 从主观条件看，主要包括三点： 首先，学习者要有意义学习的心向或倾向性，也就是说，面对有逻辑意义的材料学习者必须想着要进行有意义学习，而不是只想死记硬背。 其次，学生认知结构中要有和新知识有关的、相应的适当观念，这是理解新知识，使新、旧知识产生相互作用或同化作用的重要基础。 第三，学习者必须积极主动地使具有潜在意义的新知识与认知结构中有关的旧知识发生相互作用。 (二）认知
18、同化理论 也称认知结构同化论，所谓认知结构，就是指 学生现有知识的数量、清晰度和组织结构，它是由学生眼下能回想起的事实、概念、命题、理论等构成的。因此要促成新教材的学习，首先要加强学生认知结构中与新教材有关的观念。 同上面所说，当学生把教学内容与自己的认知结构联系起来时，有意义学习便发生了。 认知同化理论的核心就是：学生能否习得新信息，主要取决于它们认知结构中已有的有关观念。当有意学习发生时，也就是新知识与学生认知结构中已有观念发生相互作用时，这种作用的结果导致新旧知识的意义的同化。 (三）接受学习的界定与评价 1.接受学习的界定 接受学习是教师通过直接呈现 或传授知识及其意义，学生通过新、旧
19、知识之间的相互作用来获得新知识。奥苏伯尔认为，学生的学习主要表现为接受学习，是通过教师的传授来接受事物意义的过程，它是一种有意义的接受，完全可以是有意义的学习。 在接受学习中，教师所呈现的新知识大多数都是现成的、已有定论的、科学的基础知识，包括一些抽象的概念、命题、规则等，学生主要通过利用和这些新知识有关的、认知结构中已经具有的旧知识去同化它们，通过这种同化或相互作用去理解新知识的意义。 接受学习的基本心理过程表现为：首先在认知结构中找到能同化新知识的有关观念 ;然后找到新知 识与认知结构中起固定点作用的观念之间的相同点，最后，找到新旧知识之间的不同点，使新旧知识之间形成明显的、清晰的区另 i
20、j， 并在积极的思维过程中融会贯通，使知识不断分化、系统化。 2.先行组织者 奥苏伯尔认为，影响接受学习的关键因素是认知结构中起固定作用的观念的可利用性。为此，他提出了先行组织者的教学策略。所谓“先行组织者”，是先于学习任务本身呈现的一种引导性材料，它的抽象、概括和综合水平高于学习任务，并且与认知结构中原有的观念和新的学习任务相关联。其目的在于为新的学习任务和旧知识之间搭建一座桥梁，为新的学习 任务提供观念上的固着点，增加新旧知识之间的可辨别性，以促进学习的迁移。 评价：接受学习是学习者掌握人类文化遗产，以及先进科学技术的主要途径。在教师的合理指导下，学习者可以尽快地在较短时间内掌握大量的间接
21、知识。而且这样获得的知识是系统、完整和精确的。这对反对布鲁纳不问学生实际的发现学习是有积极意义的，但是接受学习的含义同样很模糊，对其评价也有夸大之处，因而也是不完备的科学理论。 四、加涅的信息加工学习理论 加涅是 20 世纪最有影响的著名教育心理学家之一。学习是一个有始有终的过程，这些过程可以分为若干阶段，每个阶段需要不同的信息加工。在各加工阶段发生的事情，称为学习的事件，主要表现为学生的内部过程。与此相应，教学过程要依据学生的内部加工过程，又要对学习过程发生影响。因此，教学阶段应该与学习阶段相吻合。在每一教学过程发生的事情称为教学的事件，是学习的外部条件，教学就是由教师安排和控制这些外部条件
22、构成的。教学的艺术就在于使学习阶段与教学事件相匹配。 (一）学习的信息加工模式 加涅提出的学习模式是依据电子计算机工作的原 理，并结合人对信息加工的特点提出来的，信息加工的学习模式由三大系统构成，即信息的三级加工系统、执行控制系统和期望系统，它主要用来说明人的学习的结构和过程。 1.信息的三级加工 我们每时每刻都在接受来自环境的各种刺激，这些刺激首先到达我们的各种感觉器官 (或感受器），从而推动感受器并把它转化为神经信息，这种信息就可能进人感觉登记。这一阶段是对信息非常短暂的记忆贮存，也是对信息最初和最简单的加工，往往被称为感觉记忆或瞬时记忆。 被知觉登记的信息很快就会进人短时记忆，这种信息主
23、要是视觉的或听觉的。短时记忆的信息可以 持续二三十秒钟，由于短时记忆的容量有限，一般只能贮存七个左右的信息组块，新信息的进入就会挤走原有的信息，因此，要想使某种信息得到保持就需要采用复述策略，复述就成为促进信息保持并能顺利地进入长时记忆的重要前提条件，短时记忆是信息的第二级加工，也是信息加工的一个重要环节。 经过复述的信息就能够进入第三级加工，即长时记忆。长时记忆被认为是一个永久性的信息贮存库，其信息的容量也是非常巨大的。信息进入长时记忆后，信息发生了关键性的转变，即信息经过了编码的过程。 储存信息的目的是为了应用，运用这些信息去解决各种问题。当 使用信息时，我们就会到长时记忆中去搜寻，这一过
24、程称之为提取。而提取的关键是检索，被提取的信息可以直接通向反应发生器，从而产生反应。 2.期望事项和执行控制 执行控制和期望事项，是信息加工过程另外两个重要的系统。 期望事项是指人对信息加工所想要达到的目标，主要指动机系统，正因为学生对学习有某种期望，他才能够对信息进行深入加工，才能够进行学习，来自于教师的各种反馈才具有强化作用，而反馈又进一步肯定和增强了学生的期望。 执行控制系统主要是指在信息加工过程中决定哪些信息从感觉记忆进人短时记忆，如何通过复述使信息进入 长时记忆，如何对信息进行编码，采用何种信息提取的策略等等，相当于加涅所说的认知策略。 (二）学习阶段与教学设计 从以上的描述可以看到
25、，加涅认为学习的过程就是一个信息加工的过程，学习是学生与环境之间相互作用的结果。学习过程是由一系列事件构成的，主要表现为内部过程，而这种内部过程与构成教学的外部事件是紧密地联系在一起的，通过教学和教学设计就能够有效地促进学习事件的发生，促进学生的内部过程。为了进行分析，加涅把学习过程分为八个阶段，教学设计与之 一一 对应： (1)动机阶段。有效的学习必须要有学习动机，这是整个学习的开始阶段，因此在教学中，首先要考虑的是激发学生进行学习活动的诱因动机，即学生力图达到某种目的的动机。这种动机是借助学生内心的期望产生的。 这一阶段的教学原则是：在学生自己没有产生学习动机时，帮助学生确立学习动机，形成
26、学习期望。理想的期望需要学生自己领会形成。为了帮助学生，教师能做的只是告诉学生学习要达到的目标。 (2)领会阶段。有了学习动机的学生，首先必须接受刺激，即必须注意与学习有关的刺激，而无视其他刺激。当学生把所注意的刺激特征从其他刺激中分化出来时， 这些刺激特征就被进行知觉编码，贮存在短时记忆中。这个过程就是选择性知觉。 这一阶段，教学的目的就是要让学生有效地进行选择性知觉，也就是注意到该注意的学习内容。 (3)习得阶段。当学生注意或知觉外部情境之后，学生就可获得知识。而习得阶段涉及的是对新获得的刺激进行直接编码后贮存在短时记忆里，然后把他们再进一步编码加工后转人到长时记忆中。 在习得阶段，教师的
27、主要任务就是给学生提供各种编码程序，鼓励学生选择最佳的编码方式。 (4)保持阶段。学生习得的信息经过复述、强化后，以语义编码的形式进入长时记忆的贮存阶段。在教 学上，教师主要是避免相似的刺激同时出现，减少干扰的可能性。 (5)回忆阶段。学生习得的信息要通过作业表现出来，信息的提取是其中必须的一环。 教师可以利用各种方式使学生得到提取线索，但最重要的是指导学生，使他们为自己提供线索，从而成为独立的学习者。所以在教学设计上最重要的是强化信息的保持，使学生掌握为自己提供线索的策略。 (6)概括阶段。学生提取信息的过程并不始终是在与最初学习信息时相同的情境中进行。同时，教师也总是希望学生能把学到的知识
28、运用到各种类似的情境中去，以达到举一反三的目的。因此，学习过程必然有一个 概括的阶段，也就是学习迁移的问题。 教师必须让学生在不同的情境中进行学习，更为重要的是，要引导学生掌握和概括其中的原理。 (7)作业阶段。只有通过作业才能反应学生是否已习得了所学的内容。作业的一个重要功能是反馈；同时，通过作业学生看到自己学习的结果，可以获得一种满足。 (8)反馈阶段。反馈是学习的最后阶段，其实质是一种强化，强化在学习过程中之所以起作用，是因为学生在动机阶段形成的期望在反馈阶段得到了 肯定 。 在课堂教学中，教师可以使用许多微妙的方式反馈信息，如点头、微笑等。此外，反馈并不总是需要外部提供的，它也可以从学生内部获得。例如，学生可以根据已学过的概念和规则，知道自己答案是正确的。
