认知地图是一种心智表征

第三节　认知心理学的学习观

由于行为主义强调“刺激－反应”之间的联结，把人的学习活动简单化，遭到了不少心理学家的反对。早在1912年，格式塔学派就明确反对桑代克的学习观点，提出了完形主义的“顿悟”学习理论。在20世纪50年代末期，由计算机科学家和语言学家乔姆斯基所领导的认知革命，产生了认知心理学的新运动，他们用信息加工的新视角来理解学习是怎样发生的。

一、早期的认知学习观——顿悟学习理论

格式塔学派的也可以称为早期的认知学派，或者说是第一代认知心理学家。格式塔学派的学习理论与现代认知心理学学习理论有一个共同点，它们都非常重视学习者个人经验和意识活动在学习过程中的作用，强调了学习者的主动积极性，更加符合人类学习的实际情况。

格式塔学派引进了当时最先进的物理场理论，通过对灵长类动物实验和数学几何教学实验总结出了自己的学习理论。这一学派强调知觉经验和行为的整体性即“完形组织”观点，认为“学习就是知觉的重新组织”，学习实质上是组织一种完形。这种知识经验变化的过程不是渐进的尝试错误的过程，而是突然的领悟。其原因在于刺激情境的整体性、结构性;人的大脑组织的心理场作用。学习就是一种突然的顿悟和理解。完形实质上是指对事物样式和关系的认知。在学习中要解决问题，就必须对问题情境中事物的关系加以理解，从而构成一种完形，使学习得以实现。肯定了主体的能动作用，把学习视为个体主动构造完形的过程，强调观察、顿悟和理解等认知功能在学习中的重要作用。这对反对当时行为主义学习论的机械性和片面性具有重要意义。

此外，新行为主义者托尔曼的认知目的说和认知地图观点，对后来认知信息加工心理学的学习理论也产生了重要的影响。

二、布鲁纳的认知发现学习理论

美国著名心理学家、教育家布鲁纳被誉为是一位在教育心理学史上起“桥梁”作用的重要人物，他把皮亚杰和维果斯基的著作介绍、引进到了美国。他既是卓有成效的心理学理论家，又是名声显赫的新课程教育改革实践家。

布鲁纳的学习观点可以概括为这样几个方面:

(一)学习的实质即形成认知结构

布鲁纳认为，客观世界由大量纷繁复杂的物体、事件和人组成。在认识客观世界时，人们为简化认识过程，适应复杂的环境，就要对所有的事物创立分类方式。例如，初次见到一个人时，可以通过交谈和观察对他的特点有一个基本的判断，帮助个体做出推断的正是他的认知结构。学习就是认知结构的形成或改变过程，其中认知结构个体关于现实世界的内在编码系统，表现为一系列相互关联的、非具体性的类目。作为加工新信息和进行推理活动时决策的参照框架，认知结构不是先天就有的，而是个体在先前的学习活动中逐步形成的，是理解和学习新知识的基础。如果将知识的学习过程比作建造房屋的话，认知结构就是房屋的基本结构，看似简单，却是房屋最重要的部分。认知结构的一个重要特征是对相关的类别作出有层次结构的安排，其中概括性水平较高的类别处于高层，较具体的类别则处于低层。

按照布鲁纳的观点，个体就是根据类别或分类系统来与环境相互作用并认识外部世界的。通过借助环境中已有的类目编码系统感知和处理新信息，个体扩展或形成新的编码系统，并获得对新事物认识的过程就是类目化的过程。通过类目化过程，学习者将知识纳入一种有组织、有层次的结构中，经过组织的结构化，知识也更便于保持与提取。因此，个体对具体知识的学习是为其形成类目化的编码系统而服务的。通过将新知识纳入到原有的编码系统中，再借助编码系统的形成和关联进一步将低层次的类目过渡到高层次的类目，个体的认知结构就得到了不断地充实与拓展。布鲁纳进一步指出，这种类目化的过程应该是自下而上归纳性的，即从具体的、特殊的和包摄性水平低的类目到一般的、概括的、包摄性水平高的类目。因此，教育活动的目的就是向学生提供较低层次的类目或事物，让学生“发现”高层次的类目编码，这也是其“发现学习观”的理论基础。

(二)知识的表征

同其他认知心理学家一样，布鲁纳也特别强调表征在心理活动中的关键作用。他认为，个体不是直接对刺激进行反应，而是首先将环境中的事物转换为内在的心理事件，这就是认知表征或知识表征的过程。他指出，人类学习知识的过程就是形成表征系统并最终增长智慧的过程。个体的表征能力随年龄而发展，表现为三种不同的认知表征形式。与皮亚杰的认知发展理论对阶段性的强调不同，布鲁纳认为，个体的认知表征贯穿于知识学习的整个时期，不同的表征方式在各年龄阶段都或多或少的共同存在。因此，思维的发展不应该按照生理年龄划分为几个固定的阶段，而是一个形成知觉场的过程。三种认知表征方式分别为:

1．动作表征

动作表征指个体通过直接作用于周围的环境来认识和再现世界的方式。布鲁纳认为，3岁以前的儿童处于一种依赖自身的动作去认识和把握事物、再现事物表象的时期。这一时期个体认知发展的主要形式是动作表征，儿童通过摸、抓、舔和咬等方式学会认识周围的事物及其特性，最终形成一种与刺激反应建立联结的认知结构，即“从动作中认知”。对人类而言，动作表征具有高度的操作性，是个体获得知识的基础。虽然动作表征出现在幼年时期，但一生都可以沿用。如上体育课时，教师总让学生按照示范通过亲身体验的方式进行学习，此时动作表征就是个体获得认识的主要方式。

2．形象表征

随着年龄的不断增长，个体认知发展的形式更为复杂，6，7岁到10岁儿童对事物的认识开始由动作表征发展为形象表征，即通过物体留在记忆中的心理表象或依靠图片、照片等获取知识。此时期的儿童不再依赖直接的动作去获得知识，而是通过翻看图画、在头脑中想象事物或动作的表现状态来认识事物，这样当新事物真正出现时，儿童便能够迅速反应出它的名称和特征。需要注意的是，形象表征建立在内部表象基础之上，以此方式获得的知识也是用映象式形式进行储存的。形象表征的出现，意味着个体的求知方式已开始进入抽象水平。

3．符号表征

青少年期个体的认知表征方式逐渐走向成熟，语言符号日益成为思维的重要工具。符号表征以抽象、主观和更为复杂的思维系统为基础展开，是个体通过语言等符号来表征事物并获取知识的方式。此时，个体通过使用一定的逻辑规则将复杂的图像转化成简洁的语言符号，并据此去推理和解释周围的事物，最终发现解决问题的原理和原则。如对宇宙起源的探索及人类发展问题的思考等哲学问题，都必须通过抽象的符号表征来进行，不能通过客观的动作或形象获得。因此，符号表征是认知的最高形式，个体借此获得对事物本质及事物间逻辑关系的认知。

(三)新知识的学习获得

关于知识学习的获得过程，布鲁纳认为知识的学习包含几乎同时发生的三个过程:新知识的获得、知识的转换和对知识的评价。如果这三个过程合理地进行，学习者就能够顺利地将新知识内化到自己的知识结构中，并进一步修改和完善已有的认知结构。

新知识的获得指个体运用已有的认知经验，在新知识与原有的认知结构间建立联系或进行区分，以理解新知识所描绘的事物及其意义的过程。由于新旧知识间发生了必要的联系，对新知识的理解使旧知识获得扩充，知识的结构最终得到完善。

知识的转化指对新知识做进一步地分析、概括，用新知识重新建构原有认知结构的过程。知识的转化过程意味着个体可以超越新知识的形式，通过多种方式获得更多的信息，以适应新任务和新环境。转化的实质是对新知识所描述的现象或事物从不同的角度进行归类，拓展已有的信息。

知识的评价是新知识学习的重要环节，通过此过程个体可以检查出对新知识的分类是否适当，问题解决是否正确，新的认知结构是否合理等，并在以后的学习中做出进一步调整。布鲁纳指出，在新知识学习的过程中，教师要注意对学生学习过程的评估与指导。由于个体已有的认知结构、理解能力及学习动机间存在差异，对知识的掌握情况也不尽相同。如果不进行评估，教师就会忽略学生学习知识的动机和结果，使其得不到及时的反馈，影响新知识的学习与掌握;同时，评估也能帮助教师随时调整教学方法，更好地对学生进行指导。

(四)发现学习

布鲁纳总结认为，知识学习的最佳方式是发现学习，即学生利用教材或教师提供的条件自己独立思考，自行发现知识，最终掌握原理和规律的学习。在他看来，“发现”不仅指人类对未知世界的探索，也指学生依靠自己的努力总结出原理和规律，获得新知识并丰富自身的认知结构的过程。传统学习理论将学习看做是个体被动地接受知识的过程，忽视了学习主体的自主性。布鲁纳的发现学习观则强调了学生的发现活动在课堂教学中的重要作用，认为个体可以通过自主地发现知识之间的内部结构获得新知识。与传统学习相比，发现学习具有以下优势:

首先，发现学习有效地培养了学生的抽象概括与综合分析能力。发现的实质就是重新整理或改造证据，以使个体超越旧知识，并且形成良好洞察力的过程。发现学习中，学生需要根据材料自主地提出解决问题的方法，同时学习如何对信息进行转换和组织，并提出解决问题的探索模型。在此过程中，个体解决问题的能力就得到了提升。

其次，发现学习有利于对知识的保持与提取。在发现和解决问题的过程中，个体对问题进行了深层次的思考，使新知识与原有的认知结构间建立了复杂的联系，加强了知识的组织性和结构化，促进了对知识的学习与应用。

再次，发现学习强调对直觉思维的培养。发现学习鼓励学生创造性地提出自己的猜想，并经过一系列严密的逻辑推理过程来验证猜想正确与否，促使了学生的直觉思维能力得到锻炼与提高。

最后，发现学习还有助于培养学生的内在动机。学生通过自己不断地探索，历经艰苦的学习过程后最终获得知识，能产生强烈的成就感，促进了学习的内部动机的形成与转化，有助于培养学生的自主性，进而形成独立学习的良好习惯。

(五)布鲁纳的教学理论

在教学中，布鲁纳进一步提出了结构教学观、发现法教学模式以及螺旋式课程改革模式。他反对以教师为中心的传统教学观念，认为教学活动中应该最大限度的促进学生主动形成认知结构，强调以学生的自主发现活动为主的学习方式应成为教学的重点。

1．结构教学观

布鲁纳认为，学生学习的目标是形成认知结构。与此相对应，学科教学的目标就是促进学生对学科基本结构的理解。所谓学科的基本结构包括基本概念、基本原理及其基本态度和方法。布鲁纳指出，学科的基本结构是编写教材和设计课程的核心。对基本结构的理解加强了学生对学科知识整体性的认识，促进对知识的掌握、记忆与迁移，同时知识本身的结构性也提高了学习兴趣，激发内部动机，促进学生智力和创造力的发展。在教材编排方式上，布鲁纳认为任何科目都能按照某种正确的方式教给任何年龄阶段的儿童，主张以“螺旋式上升”的形式呈现学科的基本结构，以使学生认知结构的形成具有连续性和渐进性。他指出，教师应打破传统生理年龄划分的小、中、大学，让知识内容从直观性逐步过渡到抽象性，让学生先学会低层次的知识，为学习更高层次的知识做好准备，从而逐步形成一般的编码系统，最终形成并完善自己的认知结构。如果教材缺乏结构性或学生本身的认知结构缺乏知识基础，学习是无法进行的。布鲁纳提出，学习情境和材料的结构性在实现学生的发现学习中具有重要意义，如能促进学生对知识内容的理解、记忆与迁移;便于学生的自主学习等。因此，教师在设计课程时，应使学习情境及材料的结构性符合学生已有的认知结构，以促进学生理解、记忆及日后的运用。

2．发现教学法

布鲁纳认为，真正的教学过程不是教师向学生“传递”已有的固定知识，而是教师引导学生主动发现知识。因此，课堂教学的目标应该是让学生学会如何思维，如何组织自己的认知结构。布鲁纳坚持用发现法教学的方式来教授知识，并发起了影响甚广的教学改革运动。在发现法教学模式中，教学是围绕一个问题情境而不是某个知识项目展开。教师是学生的辅助者和引导者，要在课堂上为学生创设恰当的问题情境，提供一定的材料，引导学生发现的活动。学生是教学活动的中心，通过积极主动地发现解决问题的方法，获得知识并完善自身的认知结构。因此，发现式教学的灵活性较大，具体实施的方法和形式要根据学科特征及学生特点展开，才能最大限度地发挥学生在学习中的主体性和创造性。

补充材料3－2

螺旋式课程改革

布鲁纳的螺旋式课程改革模式渗透到了美国中学的各科教学中。以音乐教学为例，在“美国综合音乐课程指南”的教学设计中，音乐学科基本结构的六个组成方面是:音高、节奏、曲式、力度、音色、和声音型，然而组成16层螺旋，其中1至12层是力度、曲式、音高、节奏、音色，13至16层是曲式、音高、节奏、音色、和声音型。联系起来，成为音乐概念发展的立体螺旋形式。曼哈顿维尔的音乐课程计划就是把对学科的认识过程设计成为一个螺旋上升的“环形”。每一个环中学科结构不变，学生从最基础的一环开始，大部分的学习都是在解决问题中进行的，前面的问题引发出后面的问题，越向上就越深入，以便于学生全面地理解和掌握整体的学科结构，呈现出螺旋上升的趋势。曼哈顿维尔音乐课程计划还完成了以学生能够理解的术语编排的基本音乐概念系列，目的是对音乐概念有更明确的、具体的表述，便于学生的理解和掌握。

综上所述，布鲁纳对整个学习理论的发展做出了卓越的贡献，其认知－发现学习理论被誉为20世纪70年代的三大教学新理论之一。这一理论注重实际应用，强调从心理学角度对教育实践进行指导，为教育改革提供了有力的理论依据。布鲁纳将学生放在教学活动的核心，主张学生学习的能动性，注重认知结构、学习动机和直觉思维在学习中的重要作用，强调学科的基本概念、原理和技能的教学，形成了独特的认知发现教学法和结构教学观，在教学理论中具有重要地位。但是，布鲁纳的理论也存在许多不足，主要表现在:首先，认知结构教学改革内容难度偏大，在一定程度上影响了在实践中的推广和应用。其次，他提倡用发现教学法来代替知识的系统讲授，夸大了学生的学习能力，忽视了教师的主导作用。再次，发现法在实际教学的运用范围非常有限，仅适用于部分科目和小学及中学低年级学生，因为中高年级学生获得概念的主要方式是概念的同化，更适宜使用接受学习的方式对知识进行系统的教学。

三、加涅的认知——指导学习理论

罗伯特·加涅是美国当代著名的教育心理学家，自上世纪60年代以来，他致力于重新恢复教育与心理学结合。他的关于学习见解的代表作《学习的条件》和在这一学习观的基础上提出的《教学设计原理》，代表了20世纪末科学心理学与学校教育相结合的极大的成就。加涅长期致力于人类学习的研究，他对学习的性质和过程、学习的分类和条件以及教学及这三方面之间的关系做出了深刻见解，为教育心理学的发展作出了巨大贡献。

1．什么是学习

加涅认为:“学习是指人的心理倾向和能力的变化，这种变化要能持续一段时间，而且不能把这种变化简单地归结于生长过程”。按照加涅的观点，人的发展取决于生长与学习，这两个因素是相互作用的。但这两者又是相互区别的，影响生长的因素主要是由遗传决定的;而学习主要是由外界环境因素决定的。加涅反复强调了学生学习的内部条件和外部条件。由于每一个学习类型都是以学生的内部的知识机能为基础的，但同时，要使有效的学习得以发生，需要有不断的外部条件。

2．学习层次理论

加涅意识到，人类学习的复杂性程度是不一样的，是由简单到复杂的。据此，他按八类学习的复杂性程度，提出了累积学习的模式，一般称之为学习的层次理论。他的基本论点是，学习任何一种新的知识技能，都是以已经习得的、从属于它们的知识技能为基础的。例如，学生学习较复杂、抽象的知识，是以较简单、具体的知识为基础的。学生心理发展的过程，除基本的生长因素外，主要是各类能力的获得过程和累积过程。

加涅通过描述八个学习层次来研究学生理智技能的累积方式。这八个学习层次是:信号学习、刺激－反应联结学习、动作连锁、言语联想、辨别学习、概念学习、规则学习、问题解决。加涅把上述八类学习看做是学生理智技能的八个方面。其中前四类学习是基础性的，相对说来比较简单，而且有相当一部分是在学龄前就已习得的。因而，学校教育更关注的是后面四类学习，但这并不意味着前四类学习不重要。加涅学习层次说的一个重要特征是:学习是累积性的、较复杂、较高级的学习，是建立在基础性学习的基础上的。每一类学习都是以前一类学习为前提的。

3．学习的要素

加涅认为，学习的要素包括学习者、刺激情境或刺激、记忆和反应。

加涅指出，当刺激情境与记忆内容以某种方式影响学习者的操作水平时，学习便发生了。操作水平的变化，是根据学习者在学习之前和学习之后操作水平的差异来界定的。我们判断学习是否发生，主要是根据操作水平是否发生了变化来推断的。

4．学习的信息加工模式

加涅坚持用当代认知心理学的信息加工的观点来解释学习过程。他主张用学习和记忆的信息加工模式来解释学习的结构和过程。加涅对学习和记忆的信息加工过程作了具体地说明。描述了信息从一个假设的结构流到另一个假设结构的经过:感受器从环境中接受刺激或输入信息，输入的信息在感觉登记器中保留非常短暂的时间，然后进入短时记忆，最长大约可持续30秒。学习者的复述能把信息在这里保持稍长的时间，然后把信息加以编码以便储存，并转移到长时记忆里。人们假定长时记忆是一个永久的贮藏仓库。后来，信息经过寻找以后，得以恢复。信息恢复以后，又转移到短时记忆(在某种意义上说，又回到了记忆的“前沿”)。在此，信息的适当性得到进一步地考虑，结果是作进一步地寻找，或者利用反应发生器的活动，产生持久的反应。加涅强调指出，在这个模式中，重要的组成部分是执行控制过程，各种信息的转移都利用这些过程而被激化和改变。为了准备学习的行为而建立的预期事项也可以用相似的作用加以说明。在学习信息加工模式图中值得我们注意的是，“执行控制”和“预期事项”这两部分的作用。它们的作用是对信息的加工过程进行自我监控和调整。这正是当前学习策略研究的重要内容。

加涅所提出的学习理论在教学论上也有其独特的观点。他在推进心理学与教育结合、提升教育理论与实践的科学层次方面，做出了卓越贡献。他对教育理论中长期含糊不清的许多概念作了明确解释，如区分了习得的性能与心理测量学测得的能力，学习的结果与教育目标，知识与技能等，并将学习与教学相沟通，建立了新的心理学分支——教学心理学，提出了一整套教学设计原理技术，开发了一系列实施其教学论思想的具体教学设计技术。加涅的理论体系也存在着一些缺点与局限性，例如，他强调学习，而对发展的作用考虑得很少;他强调对学习类型作分析，将复杂现象加以分解，但对于如何由个别成分合成复杂的心理能力研究不够;又如他强调学习的顺序是由下位到上位、局部到整体，但有时学习顺序并非完全如此。加涅的理论可能容易在如自然科学和数学这样的规范学科中应用，但在语文这样的非规范学科中的应用似乎较难。

图3－2　加涅的学习信息加工模式图

四、安德森的认知表征学习观

美国著名认知心理学家安德森等人也坚持以计算与信息加工的观点研究并分析个体认知加工活动的具体机制与规律，在此基础上建立了认知表征的学习观。

认知心理学把人的学习看作像计算机一样的信息加工系统。该系统能够用符号来加以表征。认知心理学强调人的心理结构或心理组织。在认知心理学家看来，知识经验有其内在的结构，人的心理过程也有着内在的结构。人们总是倾向于将过去的知识经验解释、同化或吸收新的经验和知识。同时，认知心理学把人看做是积极的、建构的、有计划和有目的主体。它反对行为主义把人看成是强化刺激的消极接受者。人不仅接受外界信息，同时还以过去的知识经验选择、解释和储存信息，并赋予信息以特殊的意义。

表征是指客观信息在人心理活动中的表现和记载方式，因此又被称为“心理表征”。“表征既反映和代表相应的客观事物，同时又是内部加工的对象。不同的表征所具有的共同信息称为表征的内容，而每一种不同的表征形式称为编码。主要有命题表征、类比表征和程序表征。”^[7]表征是人的认知活动过程的一个重要标志和步骤，也是认知信息加工理论的核心概念之一。

安德森等人认为，心理表征的实质是知识表征，而关于知识表征的模型主要有单一性编码和多重性编码这样两种。单一性编码理论提出，人的知识表征是单一性的“命题”来组成。命题表征按照语言网络形成认知图式。单一性编码理论建立有三个根据:首先，信息的精确加工需要按照算法形式来表征人的知识，如果有一种编码能够完成就不需要有其他的方式;其次，表征理论最吸引人的地方在于其强调意义性表征，而不是表层的语言形式或事件;第三，表征的功能按照自然的逻辑法则进行具有推理意义的自动化活动程序，如陈述性知识与程序性知识。多重编码理论认为:人类的知识表征有多种形式，最为主要的是形式的命题编码和类比编码，前者是以精确的信息加工为主要特征，后者是按照一种直接感知的方式贮存信息，与特定的感觉通道相联结;在完成许多任务中发挥着关键性的作用，在解决问题中特别需要有以前所保存的经验的参与。这两种知识表征理论并没有本质性的区别。

认知表征观点对教育实践具有重要的启示价值:①学习活动应该在表征即表达组织上下工夫。教师的教学活动应该根据不同的知识类型开展有效的组织表征活动。这就要求教师在教学中，经常必须根据课程的知识内容搞好“组织和表征”工作。在知识的表征上多下工夫，是提高教学效果的关键。许多科学命题实际上“换了一个说法，学生就可以明白”。②要求教师明确试图达到的预期学习结果的实质(认知、行为和情感三个方面)。③了解可以达到这些结果的学习过程或活动。④掌握可能会影响这些活动的内部和外部因素。⑤区分学习者作为个人和小组成员的不同学习方法。教师需要确定有用的策略。

补充材料3－3

认知心理学视野下的高效率学习

认知心理学视野下的高效率学习主要有这样几个重要策略方法:

提高选择性注意，指对学生进行选择性注意的培养训练。由于人类认知加工具有有限性的特点，即单位时间内智慧加工资源的限制性，因此，教育教学的重点在于“少而精”，加强对“结构”“图式”组织知识单元的注意。没有做必要过多的强化训练。

进行元认知加工培养训练。元认知是当前教育心理学的五大热点主题之一。所谓元认知就是整体认知、加工、反思和修改的过程。比如有的中学外语教师要求学生每天用英语作学习小结的笔记，就是一种很好的元认知培养方法。实践结果表明，这种方法对中等学生效果最好。对优秀学生效果不明显，其主要原因在于优秀学生在日常学习中已经形成了良好的元认知思维习惯。

开展精细加工认知策略。中学生的知识学习大多属于高级知识形态的学习，高级知识学习的显著特点是精细化、模式化，因此，认知心理学强调精细加工是中学生学习的重要策略方式。

当然，认知心理学的学习理论也存在着不少缺陷。主要问题在于这一学习理论虽然重新强调了学习者在学习过程中的主动角色，他们很少重视个体思维和学习能力的发展途径;也不重视个人对于自己学习经验的意义理解。他们把学生的学习过程看作一台较慢的“计算机”，信息的输入、表征等观点实际上与传统的“灌输式”教学模式是没有什么大的区别的。