计算机科学知识结构与认知结构的关系

1.1.2　知识结构与认知结构

1．知识结构

计算机课程的知识结构，是指由知识之间内在的联系而形成的整体，它包含两个基本要素：一是最基本知识，二是其他知识与最基本知识的联系。所谓掌握知识结构，实质上就是掌握这两个基本要素。

值得注意的是，这里所说的基本知识与其他知识，是相对而言的。一般来说，每章有每章的最基本的知识，每节有每节的最基本知识，每课也应有每课的最基本知识，整个计算机学科有其学科的基本知识，因而在各自不同的范围，也就有不同的知识结构。

例如，在计算机的数学基础中，关于二进制数和逻辑运算的知识结构，大致可归结为：（1）最基本知识：二进制数，二进制与十进制的转换，二进制的四则运算。

（2）其他知识与最基本知识的联系：以命题的概念及定义一个真命题为其真值为“1”，假命题的值为“0”为中介，就逻辑运算和二进值的四则运算联系起来，即：

二进制加→或运算二进制乘→与运算

由此可见，只要掌握二进制这一基本知识，以及二进制如何应用到逻辑运算，即其他知识与最基本知识的联系，就不难掌握逻辑代数入门的知识，这正是学习计算机知识的基础。

2．认知结构

认知是感知到的信息，在人脑中被转换、简化储存、恢复和运用的全过程。在认识活动中，对输入的信息进行组织或再组织的加工，形成了概括化的一般认识模式，所谓计算机科学的认知结构，就是学生大脑中的计算机知识结构。每个学生的计算机科学的认知结构各有特点，个人的认知结构在内容和组织方面的特征，称为认知结构变量，并且可分为：

（1）一般的（长期的）认知结构变量

学生在计算机的全部知识结构的内容和组织特征，这些特征直接影响学生在计算机科学中未来的成绩。

（2）特殊的（短期的）认知结构变量

学生在学习某一相对小的知识单元时，他们的知识结构中对这一内容和组织方面的特征。

例如，在学习微机结构这一知识点时，短期的认知结构变量可有以下几种类型：

①能掌握微机的基本结构，但对其各部分功能较模糊。

②能较熟练地掌握微机基本结构，也能讲出各部分的功能，但不理解为什么要学习微机的基本结构与各部分的功能。

③能进一步认识到只有充分掌握微机基本结构及各部分功能，才能理解微机的工作过程及原理，从而揭开计算机的神秘色彩。

3．计算机科学知识结构与认知结构的关系

这两者是不同研究领域的研究对象，计算机科学的知识结构是计算机专家研究的对象，其认知结构是心理学家研究的对象，它们的主要区别表现如下：

（1）计算机科学的知识结构是前人在社会实践中研究计算机科学所积累的经验总结，是客观而科学的。对学生是外在信息，计算机的认识结构是学习计算机时，在自己头脑中逐步形成的认知模式是主观的，对学生来说是内在的心理表现。

（2）计算机科学的知识结构是教材中按一定顺序组织起来的，是通过学习能够掌握的知识，而其认知结构是学生认知这些计算机科学的内容的一种智能活动模式，它有正误优劣之分，在一定程度上体现了学习计算机科学的能力。

（3）计算机科学的知识结构的内容，可以通过不同的计算机科学的认知结构去掌握，计算机的认知结构是由简单到复杂、由低级到高级的发展过程。

当然，计算机科学的知识结构与认知结构之间也有密切的联系。因为，学习计算机知识时的认知结构，不能离开计算机科学的知识结构而产生。形成一定模式的认知结构，需要相应地掌握有关的知识结构。同时，应当指出：无论是计算机科学的知识结构，还是其认知结构，都不是一成不变的，而是不断变化和发展的。人们在学习计算机科学的过程中，如果经过创造性的思维，发现了新的认知模式，反过来可以丰富计算机科学的内容，从而发展或修改计算机科学的知识结构。