现代认知学习理论

第二节　现代认知学习理论

20世纪50年代末期以来，就在行为主义盛行于美国心理学界的时候，另一股后来盛行于世的学习心理学研究倾向悄然升起。那就是以皮亚杰、托尔曼等为早期先行者，由布鲁纳、奥苏贝尔为核心人物的现代认知学习理论。

一、布鲁纳的发现学习理论

布鲁纳是现代美国著名心理学家，曾担任白宫教育咨询顾问，领导了美国20世纪60年代初的教育改革运动。他的认知学习理论被看成是美国当时的教育改革运动的理论基石，对美国的现代教育产生了深刻的影响。

布鲁纳认为，学习的实质是一个人把同类事物联系起来，并把它们组织成赋予它们意义的结构。学习就是认知结构的组织和重新组织。知识的学习就是在学生的头脑中形成各学科知识的知识结构。他说，任何一门学科知识的学习其最终目的是“对题材结构的一般理解”，“掌握一门学科的结构，是以使许多其他事物富有意义的和它联系起来的方式去理解它”。

布鲁纳的观点是属于认知格式塔立场的，如他认为教学的最终目标是提高学生对一门学科结构的综合理解，学生理解了学科的结构，才会将这门学科的知识看成是相互关联的整体^[9]。知识的学习就是在学生的头脑中形成一定的知识结构。这种知识结构是由学科知识中的基本概念、基本思想或原理组成的。布鲁纳强调学习最重要的是形成总括概念、建立条理分明的概括、形成认知完形。他一直关注课堂里教师的教学，他认为教师要在帮助学生理解学科结构上下功夫，基于结构的学习能保持长久，不容易发生遗忘。例如，一位学生曾经学习过生物学，许多年以后，也许将很多具体细节遗忘，但是如果以前形成的这一门学科的总的结构仍然保持在脑海里，那么这些具体的细节就会很容易也很快地重新建构起来。

尽管布鲁纳称自己的理论是一种教学理论，而不是学习理论，他认为学习理论是描述性的，在一个事实发生后，学习理论来描述到底发生了什么；而教学理论则是说明性的，它预先说明怎样才能教好某门学科，如果一个学习理论告诉我们，一位六岁的儿童还不具备理解可逆性的心向，教学论则要说明当儿童到了能理解可逆性的年龄，怎样才能正确地引导他学习这些概念。但是，在他的有关著作中，布鲁纳对学习的一些主要问题提出了自己的观点。

(一)学习的过程

布鲁纳认为学习包括三种“几乎同时发生的过程”，即知识的获得、转换和评价。

1.知识的获得

人们在学习中所获得的新知识往往同他以前似乎知道的知识相违背，或者是它的替代，至少可以说是学习者先前已有知识的重新提炼。如教学生牛顿定律，可能会违反学生感官已有的直接经验。教学生能量守恒定律可能会违背“消耗能量”这种说法，及这种说法所隐含的思想方法。学生在知识的获得阶段更常遇到的情况是知道一些有关的知识，但却不十分清楚，或知道得不详尽、不确切，如在给学生讲循环系统的详情时，学生已经模糊地知道一些有关血液循环的知识。

2.知识的转换

知识的转换是指学习者处理知识，使它们适合当前要解决的新任务的过程。这种处理、改造需要我们采取使知识超越它的范围的处理方式，即运用外推法(Extrapolation)、内推法(Interpolation)或变换法(Conversion)把知识转换、整理成另一种形式。转换包含着学习者处理知识的各种方式，目的在于学到更多的知识。

3.知识的评价

这个过程是指核对一下我们处理知识的各种方法是不是适合于这个新任务。看一下经过概括、外推、内推得到的知识是否恰当，这样一种评价，常常包含对知识合理性的判断。

布鲁纳认为，任何一门课程的学习都包含着一连串的情节(Episode)，每一小节的内容学习都涉及获得、转换和评价这三个过程。学习情节运用得最好时，可以反映以前已经学过的东西，而且可以举一反三，超过前面的学习。

(二)发现学习理论

1.发现学习的界定

发现学习是布鲁纳提出的一种学习方法，它是指让学习者自己去发现教材的结构、结论和规律的学习。这种学习方法要求学生像科学家那样去思考、探索未知，最终达到对所学知识的理解和掌握。不过，布鲁纳对“发现”的界定是比较宽泛的，它不仅包括人们探索未知的行为，还包括用自己的头脑亲自获得知识的一切形式。在布鲁纳看来不论是在校儿童凭自己的力量所作的发现，还是科学家努力于日趋尖端的研究领域所做的发现；按其实质来说，都不过是把现象重新组织或转换，使人能超越现象再进行组合，从而获得新的领悟而已。

布鲁纳认为，在教育过程中教师必须引导学生自行去发现。如果教师只关注于教材的传授，而不对所教的内容加测验，不可避免地将引导儿童处于听众地位，他们的学习只是外在动机而已，学习为的是升学或使师长高兴，或表面上维持自尊罢了。发现学习主要在于引导学生自行发现与评价。布鲁纳认为在这个过程中，最大的敌人是在心理上首先假定个人不可能有所发现。有两种不良的习惯性态度影响到发现学习：其一，一种人根本就懒得思考，认为他没法发现；其二，认为走马观花就可以有所发现。这两种学习态度，直接妨碍到发现学习的效果。布鲁纳认为，“一个人在其学习环境中寻求规则及其关联，他必须用发现某事物的期望来武装，一旦被期望所召唤，他一定会设计各种探询和发现的途径。”

2.发现学习的要素

发现学习的过程实际上是一种探索过程，在这个过程中教师十分注重对学习情境的了解与安排，并使学生掌握学习的探索方法。在学习中不但允许学生学习教师所提供的材料，而且要求学生按他在解题中使用的信息的方式来学习有关方面的材料。布鲁纳通过以下几个方面来说明如何教学生探索利用学习材料的问题。

(1)运用自己的头脑。这基本上是个态度问题。布鲁纳指出，“发现教学”所包含的是引导学生发现他们自己头脑里的想法的过程，而不是发现“那里发生的”事情的过程。教师应使学生相信他们的头脑中事实上存在着大量的东西，他们能够运用自己的头脑，并通过自己的思考获得问题的答案。教师通过对学习材料、内容的安排，给学生提供自由思考的机会，要求学生能够以有限的资料为基础，进行外推，超越资料所给定的信息，使学生认识到：当他们掌握了信息之后，他能够超越这些信息。

(2)使知识成为自己的。布鲁纳认为，教师应引导学生使其把正在学习的材料同他自己已有的知识结构、分类体系配合起来进行探索。布鲁纳将这称为是“一致性问题”，即寻找与他们知道的事情的联系。在学生将新学习的材料与自身具有的知识取得联系时，他才能根据已有的知识去发现新事物。

例如，对于市区的儿童来说，他们不曾使用过某些工具，并且对于工具是什么也考虑得很少，只知道工具是从五金店里买来的东西。要使这样的学生弄清楚这些工具，教师必须设法提供一套各种工具的图片，并设计一些目的在于建立对工具的认识态度的练习。教师通过一些具有启发性的问题，让儿童用他们自己的话来描写某工具的用途，并关心某些工具如何使用等，最终让儿童找到所学内容与他们已经掌握的一套知识相联系的地方，使新旧知识之间产生迁移，更好地理解新知识。

(3)自我奖励。布鲁纳认为，在学习过程中应使儿童活跃起来，使他们能够运用自己的能力去解决问题，取得最后的成功，并从中受到鼓舞。布鲁纳认为对于儿童来说应尽量少地使用外在的奖励的形式，因为研究表明，外在奖励可掩饰儿童自我奖励的意向，即“当儿童指望得到某人给予的报偿时，往往对能给予内在奖励的行为不甚关心”。这样外在的奖励很可能会影响到学生发自内心的学习，而诱使他们去寻求教师的爱好、奖励、分数等。在教育过程中，应充分地利用学生的好奇心、胜任力等，引导学生自发地使用材料、发现规律、进行推断，使其从中得到某种内在的奖励，从而激发学生对学习材料、内容的兴趣。布鲁纳的发现学习是提供自我报酬的最好方式。

(4)通过假设进行问题解决。布鲁纳认为，在问题解决过程中应运用假说的技巧。教师应鼓励学生首先运用直觉思维，然后再由直觉思维过渡到分析思维，让学生在运用信息和解题技能方面进行实践。教师在向学生阐明某些观念的同时，还应使学生有机会使用它们；否则，学生就不会成为使用它们的能手。

布鲁纳在《学习的结构》一文中，举出这样一个例子来说明课堂上如何通过假设来达到对问题的解决。在教美国地理时，教师先在黑板上挂一幅画有河流、湖泊、高原、农产品、自然资源的美国中部地图，这堂课的目的是让学生认识美国中北部各州最大城市芝加哥的地理位置。一位学生说，城市必定坐落在大湖边，因此芝加哥应位于北部三大湖(Huron，Superior，Michigen)的汇流处；另一位学生则认为大城市应有丰富的农产品，因此芝加哥应位于衣阿华(Iowa)中部农技发达地区；第三位学生根据以前的知识认为“文明发展开始于河谷地区，进而断定芝加哥位于圣路易斯(St.Louis)附近，因为地图中有密西西比河与密苏里河两大河在此交汇。课堂上的这种讨论，虽然没有直接告诉学生芝加哥的正确位置，但它引导学生思考城市位置的必要条件。在课堂临结束前由教师指出芝加哥在地图上的正确位置时，学生对芝加哥的地理位置的认识十分深刻。这种运用启发、假设所进行的发现学习使学生有较大的收获。

布鲁纳认为，在教学实际中像上述例子中的教学、学习方法值得提倡，在这种教学中，学生学会如何构造假说，并有机会使用所学知识进行积极的思维活动，最终学生通过自身的实践使问题得以解决。

3.发现学习的步骤

布鲁纳还根据发现学习的特点提出了这种学习形式的一般步骤：第一，提出和明确使学生感兴趣的问题，通过这些问题激起学生的兴趣和好奇心；第二，使学生感到这种问题具有某种程度的不确定性，以激起他们的探究欲望；第三，提供解决问题的多种可能的假设，开阔学生的思路；第四，协助学生收集与问题解决有关的资料，丰富学生的知识经验；第五，组织学生审查有关资料，从中得出应有的结论；第六，引导学生用分析思维去证实结论，使问题得以解决。这样，在学生掌握了发现学习的具体方法后，他能够独立地掌握学科的知识内容，并形成一定的解决有关问题的能力。这对于他走向社会、独立地从事各种工作以及适应现代化生活意义重大。

布鲁纳一生都围绕着使人拥有最高智慧而开展研究，他对学习过程、人的认知发展阶段、学习动机、直觉思维、发现学习都做了深入的研究。发现学习是布鲁纳实现其发展学生智力目标的一个重要手段，学生在发现学习的过程中，使其解决问题的能力得到发展。发现学习也是布鲁纳学习理论的核心，它几乎成了布鲁纳的别名，人们一提到布鲁纳首先想到的往往就是其发现学习概念。

当然发现学习也有其局限性，奥苏贝尔就认为，从教学实际出发，发现学习作为教学学科内容的一个首要方法显然是不合适的。发现学习法的缺点在于太费时间，这在“设计”和“安排”这种学习形式时是如此，在学生进行这种形式的学习时更是如此。考虑到时间的花费问题，奥苏贝尔认为，不是在某种情况下，发现学习法不应作为首要方法。

二、奥苏贝尔的意义接受学习理论

奥苏贝尔与布鲁纳一样属于认知派的教育心理学家，他在其名著《教育心理学：一种认知的观点》(Educational Psychology：A Cognitive View)中提出了有意义学习理论，认为学生的学习应当通过接受，而不是像布鲁纳所说的发现，教师应当把有组织、有顺序的结论性材料提供给学生，从而接受最有用的材料。

奥苏贝尔认为，教学的目标就是培养学生良好的认知结构，他对认知结构的论述构成其教育心理学理论的出发点。他认为认知结构就是“个体在特殊学科领域内的知识的组织”，学生良好的认知结构应具备三个特征：当学习者面对新的学习任务时，他的认知结构中应具有吸收并固定新观念的原有观念；当学习者面对新的学习任务时，他的认知结构中原有起固定作用的观念与要学习的新观念的差异应清晰可辨，这种分辨愈清晰，愈有助于新的学习与保持；当学习者面临新的学习任务时，他的认知结构中原有起固定作用的观念应十分巩固。

奥苏贝尔对学习问题进行了深入的研究，并提出了著名的有意义学习理论。

(一)学习的类型

奥苏贝尔认为，学生的学习如果要有价值的话，就应该尽可能的有意义。他根据学生学习的形式和性质，对学习从两个维度上加以区分，并提出学生的学习主要是有意义的接受学习。

1.接受学习与发现学习

根据学生学习的形式，奥苏贝尔将学习分为接受学习与发现学习。接受学习是指，学习的主要内容基本上是以定论的形式传授给学生的。对学生来讲，学习不包括任何发现，只要求他们把教学内容加以内化(即把它结合进自己的认知结构之内)，以便将来能够再现或派作他用。发现学习的基本特征是，学习的主要内容不是完整地、现成地给予学生的，而是在学生内化之前，必须由他们自己去发现这些内容。换言之，学习的首要任务是发现，然后便同接受学习一样，把发现的内容加以内化，以便以后在一定的场合下予以运用。所以，发现学习只是比接受学习多了前面一个阶段——发现，其他没有什么不同。

2.意义学习与机械学习

根据学生学习的性质，奥苏贝尔将学习分为意义学习与机械学习。他认为有意义学习是以符号代表的新观念与学生认知结构中原有的适当的观念建立实质性的和非人为性的联系。奥苏贝尔的这个有意义学习概念是针对机械学习而提出来的。所谓实质性是指不拘泥于字面；非人为性是指不是任意的，也就是说，当前的学习任务在一定意义上与学生的认知结构适当地联系起来了。用奥苏贝尔的话来说就是：“所谓实质性联系和非人为性联系，我们指这些观念与学习者认知结构中原有观念的适当部分，如表象、已经有意义的符号、概念或者说命题的关系。”和有意义学习相反，机械学习则只能建立非实质性的、人为的联系。例如，我们教乘法口诀时，儿童初学时可以背熟口诀“八九七十二”，却不知九八也是七十二，这说明他们进行的只是机械的学习，他们在“八九七十二”之间只建立了字面联系，而无实质联系。到他们后来真正懂得八乘九的意义时，他们才理解了八乘九和九乘八都得七十二的实质。这时的学习才是有意义学习。

学生的有意义学习的发生必须具备两个条件：第一，学习者要具有一种有意义学习的心向，即表现出一种把新学的材料同他已有的适当观念建立非任意、实质性联系的意向。这就是说，不管在某一命题中可能含有多少潜在的意义，如果学习者的意向只是把它作为一连串任意的、逐字逐句的文字加以内化，那么这样的学习必然是机械的或无意义的。第二，学习材料对学习者具有潜在的意义，即学习材料能够在非任意的和非逐字逐句的基础上同学习者的知识结构联系起来。奥苏贝尔还指出，这种联系的建立，还依赖于两个因素，其一是所学材料的性质，它必须具有足够的合理性，以便能够在非任意的和实质性的基础上同任何一种显示出具有必要观念背景的、假设的认知结构建立联系。其二是学习者的认知结构中有关知识的可利用性和其他一些特性。在这种特定的学习者的认知结构中，还必须包括能够同学习任务联系起来的有关观念内容。

奥苏贝尔认为有意义学习比机械学习具有大得多的学习功效。机械学习只能接受数量极为有限的任意性的、逐字逐句的材料，而且只能在极短的时间间隔内保持这类材料；而意义学习作为一种信息加工和储存的机制，其功效是巨大的。

有意义学习与机械学习的区分不是绝对的，这两种学习仅是处在一个连续体的两个极端。在现实的课堂教学中，机械学习和有意义学习是同时存在的，例如学生通过背诵来学习一首诗或学习乘法口诀时便是机械学习与有意义学习同时进行的。和前述接受学习与发现学习相联系，奥苏贝尔认为无论是接受学习或是发现学习都可能是机械的，也都可能是有意义的。有意义学习与机械学习，接受学习与发现学习是对学习进行划分的两个维度(如图5-3所示)。

(二)意义学习的类型

根据学习任务的复杂程度，意义学习可以分为三种类型：代表学习、概念学习和命题学习。代表学习又称词汇学习，它是指学习单个符号(主要是词)的意义，或者说学习单个符号代表什么东西。奥苏贝尔认为，对个人来说，他开始不知道某个词代表什么，它的意义如何。他必须学会这些符号代表什么东西。奥苏贝尔还认为词汇学习带有一定的机械性。因为单词代表什么，多少是建立在任意的、字面的基础上的。一个字(或字母)的改变可以显著地改变意义，甚至出现相反的意义。但总的来说词汇学习基本上仍然能满足有意义学习的指标，即词的学习能与学习者认知结构建立非人为的和实质性的联系。词的学习反映了一个有意义的、积极的认知过程，它包含着在认知结构中使新的符号和这些符号所指代的事物建立等值关系。例如，儿童在学习“房子”一词以后，听到“房子”的声音，见到“房子”这个文学符号便能引出非人为的和实质性的心理，这个心理内容是与实际的房子在他头脑中引起的心理内容等值的。这种心理内容最初为特殊事物的表象，以后为许多同类事物的一般表象，最后为同类事物的本质特征即概念。

图5-3　接受学习和发现学习、机械学习和意义学习处在一个连续体的两端^[10]

概念学习是将具有共同特征的同一类事物或现象以一名词来加以概括。学习概念就是获得概念的一般意义，即掌握概念的共同关键属性。例如，“三角形”就是一个概念，它代表很多大小、形状不同的三角形。根据这个概念人们可以把它与圆形、方形区分，它是一个综合性的抽象名词。奥苏贝尔认为概念的关键属性可以通过两条途径获得：第一条途径是概念形成，它要求学习者通过直接接触大量的同类事物的例子，经过假设、检验和概括等思维活动，从而抽象出同类事物的共同关键属性。第二条途径是概念同化，它是指直接向学习者呈现概念的关键特征。这种关键特征是前人通过概念形成途径抽象、概括出来的。学习者不必经过与前人形成概念同样的过程，他只需把呈现的概念的关键属性与他认知结构中的适当观念同化。奥苏贝尔指出课堂学习主要经由概念同化途径进行概念学习(概念学习的详细内容见第六章)。

命题学习是由若干概念词组成的句子的复合意义。学习者必须先了解组成命题的有关概念的意义，才能获得命题的意义。例如，在学习欧姆定律时，若没有获得有关电阻、电流和电压的概念，便不能学习欧姆定律这个命题。代表性学习及概念学习是命题学习的基础。

当儿童有意义地学习命题时，所学习的句子与儿童认知结构中已有概念会建立起联系。奥苏贝尔认为，新学习的命题与学生已有命题之间的关系有以下三种类型：下位关系、上位关系、组合关系。

(三)意义学习的心理机制

奥苏贝尔认为行为主义学习理论只强调研究刺激和可观察行为之间的关系，而认知信息论则要探索学生学习的内部心理机制。上面所提到的下位学习、上位学习和组合学习，都是学习的内部认知过程，都涉及对新知识的同化。奥苏贝尔用同化来解释意义学习的心理机制。

同化理论的核心是：新知识的获得主要依赖认知结构中原有的适当观念，意义学习是通过新信息与学生认知结构中已有的有关概念的相互作用实现的。这种新旧知识相互作用的结果，就是新旧意义的同化，进而形成更为高度分化的认知结构。

(四)先行组织者教学策略

奥苏贝尔认为有意义的讲解式教学是课堂教学的基本形式。讲解式教学是和有意义接受学习相应的一种教学方法。教师大多运用这种教学方法来传授文化科学知识，学生则在这种教学形式中采用接受学习的方式获得文化科学知识。奥苏贝尔还反对把传统的接受学习和机械学习画等号，发现学习与有意义学习画等号的观念(如布鲁纳)，认为与讲解式教学相应的接受学习照样可以是有意义的学习，讲解式教学若运用得好，就会成为一种经济、高效的教学方式。

奥苏贝尔认为教学应该从先行组织者开始，“先行组织者”是一条有效的教学策略。它指在向学生传授新知识之前，给学生呈现一种引导性材料，它具有较高的概括和综合水平，并且能清晰地与认知结构中原有的观念和新的学习任务关联。先行组织者的主要功能是在学习者能够成功地学习手头的任务之间，在他已知的知识与需要去了解的知识之间架设一座桥梁。讲解式教学中，先行组织者的使用使学生的认知结构和要学习的材料之间具有了潜在的适合性，这时的接受学习是有意义的。先行组织者主要有三种形式：概念的定义、新材料与某些熟悉例子之间的类比，或概括性结论。

奥苏贝尔认为教科书的编写常常包含了先行组织者，如课本的各单元与各章的概述，各章的脉络与标题都是先行组织者的例子，它们使学生关注将要呈现的教材的重点，和各种观点之间的关系。

在讲解式教学中，先行组织者应首先呈现，其次是按照基本相似与不同来组织下位内容、概念，并为各种下位从属概念等提供例子。最后教师通过讲解使学生明确从属概念与先行组织者所代表的一般概念之间的关系，从而使所讲解的内容同化到原有认知结构之中，达到教学目的。

三、信息加工理论

随着计算机技术的发展，心理学家发现，计算机程序也可以用来描述人类思维和学习的方式。以计算机信息加工的观点来研究人的心理学活动，把人脑看做一种如同计算机的信息加工系统，这是现代认知心理学最基本的观点，也是最根本的观点。

信息加工心理学家认为，人的大脑对外部信息的处理过程与计算机的信息处理过程是相类似的，于是，一些研究人员开始用计算机来模拟人类问题的解决过程和学习过程。计算机模拟法是现代认知心理学所特有的一种研究方法，长期以来，心理学家对人脑这个“黑箱”一直束手无策，无法直接观察人脑这个产生心理现象的“黑箱子”中的真实面目，至今仍弄不清人的“心理”在脑中到底是如何产生的？人的心理过程到底是如何进行的？而借助计算机，就能对头脑中的这种不可见的工作过程进行可能的模拟。这样，心理学家就不再只是推测在“暗箱”内部所发生的事情了。目前，通过计算机对人脑的模拟，已取得了惊人的进展，如成功地进行了联想学习以及记忆结构内容的模拟等。尽管有人对此方法提出了种种质疑，但计算机模拟法仍不失为一种研究人的心理现象的有效方法。

计算机模拟(computer simulation)通常是指利用计算机和计算机语言来描述人类信息加工过程时所采用的方法。这方面最典型的人物是西蒙，他认为人的认识活动与计算机是一一对应的。

(一)信息加工模型

几乎所有信息加工论者都认为，学习实质上是由习得和使用信息构成的。他们的一个基本假设是：行为是由有机体内部的信息流决定的。由于这种信息流只是一种猜想，是永远不可能直接观察到的，所以心理学家构建了不同的模式来推导这种信息流。图5-4描绘的是一个当前流行的认知心理学家们认为的大脑对信息的加工模式图。这个模型包括三个主要成分：信息储存、认知加工和元认知监控。

图5-4　信息加工模式示意图

(二)信息加工过程

1.信息储存

信息储存部分是一个信息库，用于保存信息，相当于档案柜、书柜或磁盘。它由三个结构成分组成：(1)瞬时记忆；(2)工作记忆；(3)长时记忆，如图5-4所示。这三个成分有时又被称之为三种储存。这三种记忆储存不应被看做大脑中所占的特定部位，而应把它们看做记忆过程中的三个方面或运演的特征。

外来环境刺激首先进入瞬时记忆，在瞬时记忆中的材料是未经加工的，它按照其在外在物质世界中原本的存在形式保持在瞬时记忆中。瞬时记忆的存在十分重要，它是大脑进行进一步加工的关键，例如，在阅读时，如果一句话开头的词语在你还没有读完这句话时，就已经从瞬时记忆中消失了，那么，你将无法理解句子的意思。当然，信息在瞬时记忆中停留的时间很短，只停留几分之一秒，然后要么消退或消失，要么进入工作记忆。从瞬时记忆到工作记忆的转换，我们放到认知过程中进行讨论。

工作记忆也是一种信息储存，是一个记忆“工作台”，人们可以用这里保存的信息进行有意识的工作。例如，在课堂上，教师出示两张图片：一盒3.5升的牛奶，价格为5.90元；一盒4.8升的牛奶，价格为7.70元，然后让学生决定，买哪一盒更合算？这时，图片、心理运算和答案都同时储存在工作记忆中，在计算结束、做出决定后，一些信息转移到长时记忆中，另一些具体的细节被清除出工作台，即将之遗忘。

工作记忆有两个重要特征：对进入的信息进行筛选和过滤；记忆容量和保持时间有限。信息加工心理学的实验证明，人的工作记忆容量为5～9个组块，近年来研究发现，工作记忆的容量应该分为两个部分：一部分是操作空间，另一部分是储存空间。一项学习任务越大，留给存储的空间就越小，即刻能记住的项目也就越少^[11]。

在整个储存系统中，工作记忆极为重要。工作记忆的状况与学生学习效率的关系十分密切。首先，学生头脑中的知识组块越多，工作记忆的能力就越强，学习效率也越高。其次，工作记忆的负荷越低，脑力的负担就越小。所以，在学生学习新知识时，必须设法减轻他们的工作记忆负担，以确保学生学得轻松、高效。最后，当工作记忆的负荷超过了工作记忆的容量时，学习将变得十分困难，所以，防止学习过程中工作记忆超载是提高学习效率不可忽视的重要方面。

工作记忆理论给我们的另一个重要启示是，我们要发展学生的记忆力，最好的方法是增加他们的有关知识组块的积累，而不是进行“纯”记忆力锻炼。实验证明，一个大学生经过一年时间的记忆数字的专门训练之后，数字的记忆力明显增强，一次能记70多个数字，但让他记随机排列的英文字母时，他仍然只能记7±2个。如果用“组块”来衡量他所记的70多个数字，也只有7±2个组块。只不过他头脑中数字的“组块知识”特别多而已。帮助学生积累知识组块，必须注意两个问题：第一，防止过重地增加学生的记忆负担，要在学生力所能及的范围内强调主动记忆组块知识，要指导学生精选有用的“预制件”加以记忆和积累。例如，不断积累有用的作文材料，包括语言材料和生活素材。又例如，当学生记住了25×4=100，25×3=75，25×2=50，25÷1=25之后，再遇到一个数乘以25，就不会在心算时因工作记忆超载而算不下去。学生记住11²=121，12²=144，13²=169，14²=196，15²=225，17²= 289，25²=625，91=13×7，119=17×7等知识组块，不仅小学阶段学习通分、约分、简便算法时有用，而且到中学时学习因式分解、指数、对数、数列等知识时也会有用。至于书上规定的公式、法则等组块知识则更是应该掌握的。第二，组块知识必须达到熟练的自动化程度，变成了一个知识“点”，在短时记忆中才会只占一个容量。因此，精选的组块知识必须不断“复习”、反复使用，就连积累的作文素材也要尽量地不断使用或阅读，否则不会内化为自己头脑中的组块知识，只会是停留在纸上的“笔迹”。

长时记忆是一种永久的信息储存，它就像是一个拥有成千上万册图书的图书馆或网络，人们可以从这里找到想要的书和信息。这种记忆可以把无穷的信息存储很长时间，甚至一辈子。

专栏5-1　舌尖现象(TOT)

几乎所有的人都曾经在说话时突然想不起某个字眼，这时候旁边的人可能会试着猜测你想用的字眼，并给你提示，假如他们猜对了，你会有一种“是嘛，就是这个字眼”的感觉；另外一个可能是，当场大家都猜不出来，你也怎么都想不起来，等事后，无意之中你又想了起来。我们常常忘了一个成语，一个专有名词，或一个几年不见的朋友的名字，事后却又想了起来。能够再想起来，当然表示这些信息还在我们的记忆系统中，只是我们一时找不到它而已。因此，这些经验都是“提取失败”的例子。

在许多提取失败的例子里，当事人都有一种“明明快想出来了”的感觉。这种感觉就像想用的字眼或语词已经到了舌尖，就是讲不出来，因此这个现象被称为“舌尖现象”(tip-of-the-tongue-phenomenon，TOT)。舌尖现象反映了许多记忆上的奥秘，譬如说，研究显示，虽然我们一时想不起某个字眼，却能知道这个字眼的某些特征，譬如它有多长，由哪个字母开头等。显然，那种“已经到了舌尖”的感觉是个相当可靠的指标，它表示：我确定这个记忆还在那里，我迟早会找到它。

Read与Bruce曾对舌尖现象做过较长时段的追踪研究。他们给被试者一些演员的照片或口头描述，譬如说，对一位百老汇名演员做这样的描述：“他在百老汇演活了‘查理的姑妈’中的查理，但是大家对他印象最深刻的是他在某某电影中扮演的那个枯瘦的家伙。”在长达三个星期的期间内，实验者对被试者进行了11次的深入测试，并获得了近500个舌尖现象的案例。每当被试者表示，他知道这个照片中的人或描述中的人是谁，只是一时无法说出名字来，实验者就会在下一次追踪测试时，继续测试这个人名(必要的时候，也提供被试者更多信息)，直到被试者能正确地回忆起来为止。Read与Bruce的研究结果显示，对于那些被被试者指为“已经到了舌尖”的人名，平均在1.9天后会被成功地想起来。对那些“还得多想想”的人名，平均于2.7天后被想起来。至于那些被认为“不大可能想起来”的人名，则平均于7.2天后想起来。这些数据活生生地描述了一个有趣的记忆现象：我们确实可能将某些记忆保存得很好，却表现得有如忘了它。这种遗忘的问题显然出在提取过程，而非输入过程或保存过程。要从庞大的记忆库提取信息，面临的问题和从庞大的图书馆书库找一本书一样，有许多可能的原因会造成提取失败。

2.认知过程

信息加工的第二个主要成分就是认知过程，它是一种内在的智力活动，将信息从一种储存转换为另一种储存。它包括注意、理解、复述、编码和提取等过程，相当于计算机的程序。

(1)注意：学习者对信息加工的开始。人们每时每刻都会被许许多多的刺激信息所包围，我们对有些刺激意识不到它的存在，而其他一些刺激却吸引着我们的注意，注意就是对刺激的有意识的关注过程。如前图5-4所示，注意紧接着“瞬时记忆出现”，这是认知加工过程的开始。所有其他的过程都依赖于学习者在学习环境中如何注意适当的刺激。吸引和维持学生的注意力是教学过程中关键的第一步，教师在做教学计划时，要有意识地做好吸引学生注意力的活动计划。吸引学生注意的形式多种多样，教师可以利用图片、地图、图表吸引学生的注意，也可以通过展示实物、学生表演、提问等方式抓住学生的注意力。

(2)理解：学习者获得外部刺激的意义。理解就是人们将新的信息、知识纳入到原有经验的过程。人们对瞬时记忆的某一刺激加以注意后，随之而至的就是理解过程，理解是认知过程的关键，因为进入工作记忆的信息决定于学习者的理解，工作记忆中的信息是“理解的现实”，而不是“真实的现实”。如果学生曲解了教师的讲解和例题，那么进入学生工作记忆的信息将是错误信息，进入长时记忆的信息也将是无效的、错误的。因此，教师要帮助学生正确理解所学的知识，同时还要注意检查学生的理解是否正确。学生的背景知识和主观期望都会影响学生对当前信息的理解。

(3)复述：通过练习保持信息。复述是将重要的信息转移到长时记忆的一种常用策略。学习心理学家区分了两种复述策略：保持性复述和精细复述^[12]。保持性复述(maintenance rehearsal)指单纯地重复要记的信息，没有对问题加以丰富和挖掘，保持性复述又称做机械学习；精细复述(elaborative rehearsal)它包括将新的信息与已有的其他信息建立联系，或在新知识之间建立联系，精细复述又称做意义学习。两种方法在学习中都是非常有用的。

(4)编码：在长时记忆中建立信息间的联结。编码是信息加工模式中最重要的认知加工过程，当个体形成信息的心理表征并将他们储存在记忆中时，编码就在进行了。编码需要对新信息进行组织，并将新信息与长时记忆中已经存在的信息进行联系。组织好新信息以及新旧知识建立联系，这是学习的关键。编码实质上就是进行有意义的学习，越能进行深层次的加工，学习就越有意义。

(5)提取：检查学习效果。在学校学习中，提取是十分重要的，因为教师一般都根据学生提取的好坏来判断其学习如何，如他们在考试中的表现。在学校里一般通过回忆和再现来评价学生的学习和记忆。我们知道，有时从长时记忆中提取事实或程序轻而易举，但有时却费尽周折。能使信息更容易调出记忆存储的有效方法之一是通过采取提取线索策略。当然，有许多提取的尝试都会以失败告终，这就是我们通常所说的遗忘。

3.元认知监控

元认知包括人们对自己的认知过程的意识和利用自我调节机制监控这一过程的能力。它通常被定义为任何以认知过程与结果为对象的知识，或是任何调节认知过程的认知活动，它之所以被称为元认知，是因为其核心意义是对认知的认知。在学习过程的起始阶段，即注意时，元认知就已经开始起作用了。它给学习者一个注意的目标，让学习者集中注意于学习活动的重要特征。元认知在理解中也扮演重要角色，如意识到对某件事可能理解错了，并回头检查原因，这就是元认知对理解的监控。

元认知是对学习中认知过程的主动监控，这些监控行为包括如何提出学习任务，监控理解过程，以及对评价完成任务的过程进行。元认知在成功学习中扮演着重要角色，可采取出声思考，写学习日志，报告思维过程，自我评价等方法对学生元认知监控能力进行培养。

以上我们简要介绍了20世纪学习理论的两大主要流派，行为主义联结论和格式塔认知论。联结论理论家认为，学习就是可观察行为的变化，行为的变化就是指根据一定的机械原则，刺激与反应之间建立联系。格式塔认知学派则认为，学习是一个获得过程，或者说，是一个理解的变化、观点的变化、期望的变化，甚至是模式的变化过程。在考虑学生的学习过程时，格式塔认知学派心理学家更喜欢用“人”代替“有机体”、“心理环境”代替“物质环境或生物环境”、“相互作用”代替“行动或反应”。他们认为，这些术语更有利于教师描述学习过程，使教师能看到人和周围的环境，以及人与环境的相互作用，这就是一种场。对二者的区别，我们以表5-2来概述。

表5-2　两大学习理论派别比较表