認知主義

07-10

認知主義

認知主義又名認知學派，是一種學習理論，與行為主義學派的理論相對。認知學派學者認為學習者透過認知過程(cognitive process)，把各種資料加以儲存及組織，形成知識結構(cognitive structure)。認知主義源於格式塔心理學派，這個學派認為學習是人們通過感覺、知覺得到的，是由人腦主體的主觀組織作用而實現的，並提出學習是依靠頓悟，而不是依靠嘗試與錯誤來實現的觀點。該理論關於「學習」的觀點是：關於學習的心理現象，否定刺激（S）與反應（R）的聯繫是直接的、機械的。認為人們的行為是以「有機體內部狀態」——意識為中介環節，受意識支配的，他們以S-O-R這一公式代替S-R這個公式（O為中介環節）；學習並不在於形成刺激與反應的聯結，而在依靠主觀的構造作用，形成「認知結構」，主體在學習中不是機械地接收刺激，被動地作出反應，而是主動地有選擇地獲取刺激並進行加工；對學習問題的研究，注重內部過程與內部條件，主要研究人的智能活動（包括知覺、學習、記憶、語言、思維）的性質及其活動方式。代表人物有皮亞傑、布魯納、奧蘇貝爾、托爾曼和加涅。 §2.2.1 布魯納的認知—發現說§ 認知學派源於格式塔心理學，它的核心觀點是學習並非是機械的、被動的刺激—反應的聯結，學習要通過主體的主觀作用來實現。瑞士心理學家皮亞傑（J.P.Piaget）提出的著名的「認知結構說」認為認識是主體轉變客體過程中形成的結構性動作和活動，認識活動的目的在於取得主體對自然社會環境的適應，達到主體與環境之間的平衡，主體通過動作對客體的適應又推動認識的發展，強調認識過程中主體的能動作用，強調新知識與以前形成的知識結構相聯繫的過程，表明了只有學習者把外來刺激同化進原有的認知結構中去，人類學習才會發生。認知主義的主要代表人物有苛勒、皮亞傑、布魯納和加涅等。 2．2．1 布魯納的認知—發現說 60年代美國最有影響的認知學派代表人物布魯納（J.S.Bruner）接受並發展了皮亞傑的發生認識觀點，提出「認知—發現說」。在布魯納看來，學生的心理發展，雖然有些受環境的影響，並影響他的環境，但主要是獨自遵循他自己特有的認識程序的。教學是要幫助或形成學生智慧或認知的生長。他認為，教育工作者的任務是要把知識轉換成一種適應正在發展著的學生形式，而表徵系統發展的順序，可作為教學設計的模式。由此他提倡使用發現學習的方法。 1. 發現學習的例證布魯納最著名的也是引起爭議最多的論點是：「任何學科都可以用理智上忠實的形式教給任何年齡階段的任何兒童」。所謂「理智上忠實的形式」，是指適合學生認知發展水平的學科的基本結構或基本概念和基本原理，而發現學習，是一種最佳的學習方式。舉例說來，代數中的變換律、分配律和結合律等，是代數這門學科的基本結構，小學低年級學生完全能夠掌握這些最基本的原理。事實上，兒童在幼兒園玩蹺蹺板時就知道，如果對方比自己重，自己就得往後移；如果對方比自己輕，就得往前移，否則就不可能玩蹺蹺板。根據這個原理，布魯納設計了一個如圖2－6所示的天平，讓8歲兒童藉助動手操作、視覺映象和符號來掌握代數中的基本結構。布魯納認為，小學低年級學生雖然能夠像鸚鵡學舌似地說出「幾乘以幾等於18」，但是他們對「9?2」與「2?9」，或「6?3」與「3?6」有沒有不同常常感到吃不準。如果讓小學生自己先動手操作，在天平一邊鉤子9掛上2個小環，讓學生在天平的另一邊尋找各種能保持天平平衡的各種組合，並把它們記錄下來。小學生根據以往玩蹺蹺板的經驗，很快就能知道在鉤子2上掛9個小環；在鉤子3上掛6個小環；或在鉤子6上掛3個小環……，都能保持天平的平衡。這樣，學生掌握的不只是「9?2=18」，而是代數的基本結構——交換律。在學習過程中，開始時讓學生動手操作；接著移去天平，讓學生憑藉頭腦中形成的視覺映象來運算；最後，學生熟練掌握運算規則，不用實物和視覺映象，用符號也能自如地運算了。布魯納由此認為，教師只要把握每門學科的基本結構，根據學生表徵系統形成的特點來設計教學，那麼任何年齡階段的學生都能掌握各門學科的基本結構。注重掌握學科的結構，而不是現成的正確答案，必然會強調學習的過程，而不是學習的結果。因此，布魯納認為，學生在掌握學科的基本結構的同時，還要掌握學習該學科的基本方法，其中發現的方法和發現的態度是最為重要的。所謂發現，當然不只局限於發現人類尚未知曉的事物的行動，而是包括用自己頭腦親自獲得知識的一切形式。布魯納並不認為學生學習每一事物都必須從動作表徵入手，教學活動如何進行，取決於學生的認知發展水平和已有的知識，即取決於學生認知結構。如果學生已具有這方面的動作經驗，教學可以從喚起學生視覺映象開始；如果學生已具有動作表徵和映像表徵的經驗，那麼就可以直接從形成的符號表徵入手。但從認識某一事物的整體上來看，學生必須具有這幾方面的經驗。 2. 發現學習的特徵及其教學策略 1) 強調學習過程在教學過程中，學生是一個積極的探究者。教師的作用是要形成一種學生能夠獨立探究的情境，而不是提供現成的知識。教一門學科不是要建造一個活著的小型藏書室，而是要讓學生自己去思考，參與知識獲得的過程。「認識是一個過程，而不是一種產品。」布魯納強調的是，學生不是被動的、消極的知識接受者，而是主動的、積極的知識的探究者。 2) 強調直覺思維除了注重學習過程之外，發現法還強調學生直覺思維在學習上的重要性。布魯納認為，直覺思維與分析思維不同,它不根據仔細規定好了的步驟，而是採取躍進、越級和走捷徑的方式來思維的。大量事實都表明，直覺思維對科學發現活動極為重要。直覺思維的形成過程一般不是靠言語信息，尤其不靠教師指示性的語言文字。直覺思維的本質是映象或圖象性的。所以，教師在學生的探究活動中要幫助學生形成豐富的想像，防止過早語言化。與其指示學生如何做，不如讓學生自己試著做，邊做邊想。 3) 強調內在動機在學生的學習動機方面，布魯納重視的是形成學生學習的內部動機，或把外部動機轉化為內部動機。而發現活動有利於激勵學生的好奇心。學生容易受好奇心的驅使，對探究未知的結果表現出興趣。所以布魯納把好奇心稱之為「學生內部動機的原型」。布魯納認為，與其讓學生把同學之間的競爭作為主要動機，還不如讓學生向自己的能力提出挑戰。所以，他提出要形成學生的能力動機（competence motivation），就是使學生有一種求得才能的驅動力。通過激勵學生提高自己才能的欲求，從而提高學習的效率。 4) 強調信息提取布魯納認為，人類記憶的首要問題不是貯存，而是提取。儘管這從生物學上來講未必可能，但現實生活要求學生這樣。因為學生在貯存信息的同時，必須能在沒有外來幫助的情況下提取信息。在一項實驗中，布魯納讓一些學生學習30對單詞，要求一組學生記住單詞，以後要複述；而要求其他學生把每對單詞造成句子。結果發現，後者能複述其中的95%，而第一組學生的回憶量不到50%。所以，學生如何組織信息，對提取信息有很大影響。學生親自參與發現事物的活動，必然會用某種方式對它們加以組織，從而對記憶具有較好的效果。 3. 評論布魯納強調學生的學習應是主動發現的過程,而不是被動接受知識。這一觀點雖然並非布魯納首創，但由於他以自己對知覺和思維過程的獨到研究，使發現學習有了科學的基礎，因而更令人信服，對教學設計也有很大的啟示，具體可參見第四章。遺憾的是，布魯納只詳細闡述了發現學習，而對其他各種學習方式既沒有談及也沒有比較，這勢必使人會產生疑問：學生在學校里學習任何內容都採用發現法，那合適嗎？時間允許嗎？ -------------------------------------------------------------------------------- §2.2.2 信息加工學習與教學觀§ 20世紀50年代後,計算機科學技術的興起與發展，為心理學家分析和推斷心理過程提供了一個重要的工具。西蒙（H.Simon）等人的研究表明心理學中的許多問題可以用類似於計算機處理信息的過程予以闡明，憑藉信息加工模式，能把格式塔心理學中關於認知和記憶重組的某些推測，用一種類似計算機程序的方式編製出來，即可用計算機處理信息的過程來模擬人的心理過程。這就為研究心理過程和心理結構提供了物質基礎。 1. 信息加工理論的基本假設信息加工理論者認為，學習實質上是由獲得信息和使用信息構成的，而人的行為是由有機體內部的信息流程決定的。因而他們關注兩個問題：人類記憶系統的性質；記憶系統中知識表徵和貯存的方式。 1) 人類記憶的性質長期以來，人們從各個角度對人類記憶系統作了研究，認為記憶系統是一個有複雜結構的系統，它加工和組織一個人擁有的全部知識，它是一個起組織作用的活躍的系統。換言之，人類的記憶系統積極地選擇將要被加工的材料，把它們轉變成有意義的信息，並貯存許多信息供來日使用。尤其是關於短時記憶和工作記憶的研究更是為理解學習和教學活動、設計學習和教學策略提供了強有力的理論依據。 2) 信息貯存的方式信息加工理論除了主要關注人類記憶系統起作用的機制外，還探討了一個同樣重要的問題，這就是記憶信息貯存的方式，即知識編碼和表徵的方式。在記憶系統中被貯存的信息，不是與刺激輸入一一對應的直接複製，因為，感官接受的物理信號並不是對外部世界的完美表徵，為了便於回憶，人們須以某種方式轉換物理信號。編碼一般有表象編碼和語義編碼，表徵相應地也有兩種：表象表徵和符號表徵。轉換或重新編碼會增加以後回憶信息的可能性，但這是以失去某些細節為代價的。 2. 加涅的信息加工模式在信息加工理論中，由於人的心理機能的複雜性，人們從實驗和推測中得到多個不同的學習過程的信息加工模式，美國教育心理學家加涅(R.M.Gagne)的信息加工模式是一個比較有代表性的模式。這一模式表明，來自外界環境的刺激通過學生的感受器，以映象的形式輸入到感覺登記器，形成瞬時記憶，藉助注意將這些信息以語義的形式貯存在短時記憶中，然後經過複述、精細加工、組織編碼等，則進入長時記憶。長時記憶的信息要轉變為人能清晰意識到的信息就需要將它們提取進入短時記憶。因此短時記憶是信息加工的主要場所，因此也稱為工作記憶。它將來自感覺記錄器和長時記憶中提取出來的信息進行處理加工，加工的結果，一方面送至長時記憶，另一方面送至反應發生器。反應發生器將信息轉化成行動，也就是激起效應器的活動，作用於環境。在這個模式中，執行控制和預期是兩個重要的結構，它們可以激發或改變信息流的加工。前者是已有的經驗對當前學習過程的影響，起調節作用；後者是動機系統對學習的影響，起定向作用，它們可以對整個信息加工過程起調節和監督的功能。 3. 信息加工的基本原理 1) 信息流是行為的基礎信息加工理論的實質，是要探討有機體內部的信息流。根據這種觀點，信息加工論者把人看作是一架非常複雜的機器，並試圖發現這個「暗箱」內部所發生的情況。因此，他們常常把人類認知系統表述為代表信息加工和貯存的一系列方框（或稱箱子），是它們在來回傳送信息。每一個方框都代表一種人頭腦中發生的信息轉換。認知心理學家試圖用其它學科（如計算機科學）使用的方法來勾勒有機體內部的信息流程。由於目前還不可能直接進入有機體內部的信息加工流程，所以只能推測各種可供選擇的信息流程，然後確定哪種假設的流程更符合所觀察到的行為。信息加工論者通常把重點放在檢驗各類模式上，而不是放在某種模式的具體細節上，這可能會有助於了解哪一種模式更有利於解釋某一種學習過程。 2) 人類加工信息的容量是有限的從香農（C.Shannon）等人設計的電話通訊系統的模式研究中發現，一根電纜在某一時刻只能從事有限的通訊，也就是說，它傳遞信息的容量是有限的。信息加工論者由此認為人的信息加工的容量也是有限的。這種觀點對注意與記憶領域的研究影響極大。例如，人們在某一時刻只能把注意力集中在某些刺激上，因而必然會摒棄其他刺激。而短時記憶與長時記憶之間的區分，主要是基於容量的差異。一般認為，長時記憶貯存信息的容量是無限的，而大量實驗表明，短時記憶一次只能記住7?2個組塊。所謂組塊，就是在記憶中把許多小單位組合成較大單位的信息加工過程。如，讓學生記憶「1491625364964」這樣一個數目是很困難的，但如果告訴學生這是由1至8的平方數構成的，記憶就會很方便。 3) 記憶取決於信息編碼記憶信息加工有點類似檔案分類系統，即首先要對外來信息的輕重緩急加以分類整理，而且所使用的分類方法和程序必須始終一致。編碼是一個涉及覺察信息、從信息中抽取一種或多種分類特徵，並對此形成相應的記憶痕迹的過程。信息編碼的方式對以後提取信息的能力有很大影響。如果我們知覺有誤，或特徵分類不清，或形成的記憶痕迹與客觀事物相差很遠，那麼在提取信息時就會非常困難。對信息編碼的方式往往取決於學習任務的性質。如果學生知道某門學科的要求，他們會以最能滿足這一要求的方式來編碼。例如，教師如果告訴學生這門課的考試形式是選擇題，學生就會以便於再認的方式來編碼的，而不是以有助於問題解決的方式來編碼。編碼還涉及組塊問題。心理學家們認為，儘管我們記憶同時出現的一系列信息的能力是有限的，但如果把一些信息組織成塊，就可以大大提高記憶能力，而且，組塊中所包括的信息量可以是很不同的。另外，如果把信息組織成有意義的組塊，不僅可以增加信息攝取量，而且還有助於保持記憶。大量研究表明，編碼過程常常涉及信息的積極轉換或改變。編碼不僅僅是一種消極的過程，不只是消極地把環境事件機械地記錄在某種記憶痕迹上。 4) 回憶部分取決於提取線索用適當的編碼進行信息貯存，這僅僅是問題的一半，如果沒有適當的提取信息的線索作為補充，一個人是難以回想起某一事件的。例如，我們可能常常有這樣的體驗：試圖想回憶某件事情，但開始時就是想不起來，就把它擱在一邊；後來再試，似乎當時也沒有什麼新信息，但成功地回想起來了。很顯然，這方面信息是貯存在記憶中的，最初回憶失敗是由於提取的失敗，因為我們在第二次回憶時成功了。研究這類簡單事件（例如，回憶一系列圖片或單詞）的心理學家已觀察到同樣的現象。當給被試對象就同樣信息進行重複測驗時，常常可以看到，被試對象當時不能馬上回想起來的信息最終被回憶起來了。 4. 信息加工理論的教學應用信息加工理論在教學中產生了重大的影響，形成了所謂的認知教學理論。其中比較著名的認知教學理論包括奧蘇貝爾的有意義學習理論及其著名的先行組織者教學策略、加涅的學習的條件與教學論（九段教學法）等。奧蘇貝爾指出，有意義學習過程的實質是符號所代表的新知識與學習者認知結構中已有知識的適當觀念建立非人為的（nonarbitrary）和實質性的（substantive）聯繫。這就為區分機械學習和有意義學習提供了明確的劃分標準。他將有意義學習的類型化分為三種：表徵學習、概念學習和命題學習，並進一步按命題關係將命題學習劃分為上位學習、下位學習和並列結合學習。他認為發現學習和接受學習都可以成為有意義學習的形式，關鍵是學習材料本身必須有邏輯意義，合乎非人為的實質性的標準，而且學習者必須具有有意義學習的心理傾向，也就是將所學的新知識與自己頭腦中原有的適當知識觀念加以聯繫的傾向。為了進一步指導教學，奧蘇貝爾提出了認知結構變數：就是原有知識的數量、清晰程度和組織結構。根據原有知識到這些特徵及其與新學知識之間的關係，他提出來逐級分化、整合協調和先行組織者三種教學策略。這些理論實質上都是在信息加工心理學的基礎上提出的。加涅則依據其總結的學習與記憶的信息加工模型，明確指出如何通過教學將信息轉化進入到學生的長時記憶，因此十分重視設計促進和激發學習者內部過程的外部活動，它們實際上是九個教學階段。引起注意——變化刺激、吸引興趣改變體態、語調、音量告知目標——激起期望刺激回憶——明確同化新知識的經驗範圍呈示材料——注意考慮年齡、基礎、學習類型等因素，安排順序和份量提供指導——注意掌握指導的程度誘引行為——促使學生主動參與，積極作出反應及時強化——給學生行為及時反饋檢查評價——獨立測試、單元測試等方法促進遷移——系統複習、及時布置新任務。 5. 評論信息加工學習理論可以用來解釋人類的許多思維過程，使得人類的高級心理過程不再那麼神秘。對信息加工理論來說，探究學生頭腦中發生的信息加工過程是至關重要的，它試圖解釋被行為主義者作為「暗箱」的內部認知活動。但對這些內部過程的探討，是用一種比傳統的認知理論遠為精確的方式進行的。它要求描述假定的心理過程的每一個具體步驟的程序，如果描述這一過程能詳細到可以用計算機來模擬的程度，那就更理想了。另外，信息加工理論，一方面採取行為主義者所持的重視實驗的態度，即不僅要假設心理過程，而且必須予以實驗驗證；另一方面則又像傳統的認知理論家一樣，為了便於假設，常常採用非正規的觀察法和對心理活動的邏輯分析，然後再用實驗予以檢驗。從學習理論的角度來看，信息加工理論在以下幾方面對學習是有啟迪的：（1）刺激選擇不是一種隨機的過程，因此，不能僅僅考慮到刺激的特徵，而且還要關注學習者已有的信息或認知圖式（Scheme）。（2）人類記憶加工信息的能量是有限的，如果一味要求學生在短時間內掌握大量的信息，不給他們留有加工或思考的時間，結果必然會像狗熊揀苞米一樣，揀一個丟一個。（3）「組塊」理論，為了儘可能使學生在短時間內學習較多的知識，我們必須把知識組織成有意義的塊狀，減少機械學習。（4）信息編碼不僅有助於學生的理解，而且也有助於信息的貯存和提取。教師在幫助學生使用各種策略來編碼方面是可以大有作為的。但是，我們必須看到，信息加工理論中的注意系統、編碼系統和記憶系統的分析，是建立在實驗推測的基礎上的。計算機科學技術目前的發展，還無法使「認知過程就像構成行為的肌肉反應一樣實在」。正因為這樣，在信息加工理論中湧現了眾多模式，有些甚至是相對立的，但與其說是信息加工理論不成熟，還不如說是信息加工理論發展的一個標誌。要窮盡對內部心理過程的探究是永遠不可能的，我們所期望的，是湧現出更有說服力的模式。