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教育心理学

_2 皮连生 (当代)
  3.包括传统学习结果,如态度、程序、规则、概念和解决问题。
  正如乔纳森等人所说:“我们想简要地强调我们的分类系统与传统分类的差异,其中包括结构性知识、心理模型、情境性问题解决、延伸技能、自我知识、执行控制策略和动机形成。”(Jonassen, D.H. & Tessmer, M.&Hannum, W.(Eds.) (1999). Task Analysis Methods for Instructional Design,p.27.)
  1.结构性知识。结构性知识代表既多样又相互关联的概念或命题网络的习得。结构性知识是学生语义网络的反映,后者是有关某一课题的命题结构。一个语义网络是概念相互关联的一个集合以及这些概念之间的许多联结。
  2.心理模型。心理模型(知识复合体)是在结构性知识基础上建构而成的。心理模型涉及相互关联的言语或表象的命题集合,也包括程序性(可以运行的)知识、视觉—空间(表象)的表征、隐喻的知识和执行控制。它们是知识延伸、问题解决和远迁移所需要的。心理模型是人们作出推论和预测(延伸技能)的深层知识基础。
  3.情境性问题解决。大多数传统学习分类系统提到的问题解决是教科书中见到的、结构良好的、答案单一的解题活动。而现实世界的情境性问题解决涉及结构不良的问题和知识领域。这些问题具有多种答案和解答途径,或根本不可解答;对于哪些概念、规则和原理是解决问题所必需的,或者它们如何组织,这显现出了不确定性;对于决定适当的行动没有清晰界定的特征;而且对于问题及其答案需要学习者作出判断。解决情境性(结构不良的)问题与解决结构良好的问题相比,需要不同的知识和技能。心理学需要描述从事结构不良问题解决的必要心理活动。
  4.延伸技能。延伸技能是指用于超越给定信息进行推理的技能,包括进行类比、作出解释、得出推论和建构论据。延伸技能常常和其他学习结果一起发挥作用。也就是说,学生可能从言语信息中作出概括,推论经济学原理的后果,作出类比,以优化他们关于一个设施的心理模型或想象解决问题的多种可能性。
  延伸技能不同于解决问题技能,因为它们不可能像延伸学生的知识领域那样直接导致问题解决。其价值是,能延伸的学生可以在未经研究或训练的情况下生成新知识。知识延伸使学习更高效,更适合个人特点。
  5.自我知识。我们的分类系统阐明了不同形式的自我知识,这些知识对于心理模型发展、问题解决和反省认知是必要的。自我知识是一种特殊的陈述性知识,是关于自我的知识或知道我们作为学习者“是什么人”的知识。自我知识包括学习方式、学习优缺点和知识水平的自我意识。自我知识不同于其他陈述性或结构性知识之处在于,知识的对象不在外部而在学习者内部。学生要学习有关自我的知识。
  6.执行控制策略。执行控制策略常常指反省认知策略,由如下学习计划活动构成:评估任务难度、建立学习目标、选择或决定完成任务的策略、分配认知资源、评估先前知识(也是自我知识的一部分)、评估目标达成中的进步、检查自己操作方面的错误。
  另一类执行控制策略是理解监测。此处指学习者评估学习中的进步。理解监测动态性地与其他控制策略相互联系。在监测进步时,首先必须清晰地陈述目标。
  执行控制依赖自我知识。理解你自己的兴趣、需要、学习风格和爱好,对于计划有效的学习活动是必要的。然而,执行控制也涉及促进学习和问题解决的重要的任务估计和协商技能。有效的学习者通过实践已习得这些技能,并将它们应用于大多数学习情境。
  7.动机形成。最后,该分类系统阐明了动机形成在学习中的作用。动机形成包括学习的愿望,作出的努力和在学习的坚持性。这三个方面被称为意动方面,是动机和意志的结合。必须把动机形成视为伴随于学习的重要技能,而不只是学习的先行状态。也就是说,动机形成贯穿着整个学习过程,而不限于学习初始阶段。
对以上分类的评析与本书采取的分类观
  从以上几种学习分类可见,将学习分为认知、情感和动作技能三个领域,这是大多数学习分类系统遵循的分类框架。奥苏伯尔的学习分类只涉及认知领域,冯忠良学习分类中社会规范的学习相当于加涅的态度学习。两者都包括认知、情感和行为的学习。乔纳森等人的学习分类主要只涉及认知领域。然而,在这个大框架下,不同分类系统的差异出现在知识与技能的划分上。加涅划分了三种技能,即智慧技能、认知策略(一种特殊的对内调控的认知技能)和动作技能。奥苏伯尔分类系统中有知识的简单运用和综合运用(解决问题和创造),但未对知识和技能加以划分。冯忠良分类系统中的知识类似于奥苏伯尔分类系统中的知识。两者都涉及知识的简单运用与综合运用。冯忠良分类中的心智技能相当于加涅分类系统中的认知策略。
  本书在学习分类上采用认知、情感(或态度)与动作技能三分的大框架,在认知学习领域则采用“知识”(陈述性知识)、智慧技能(程序性知识)和认知策略(特殊性的程序性知识)三分的形式。为了阐明知识与技能的关系,本书对知识和技能作了重新定义。知识可在广义和狭义上使用,广义的知识包括技能,狭义的知识只涉及其储存和提取。技能的本质是程序性知识(包括默会知识)支配学习者的认知活动或身体肌肉协调活动,所以可以把技能看成是知识的运用。
本章概要
  1.可以根据学习的结果和过程给学习下定义。根据结果,学习是主体与其环境相互作用所引起的能力与倾向的变化;根据过程,学习是主体与其环境相互作用导致其能力与倾向发生变化的过程。
  2.学习既有生物适应意义,也有极其重要的社会适应意义,所以学习是哲学、心理学、生物学和人工智能共同研究的对象。
  3.脑生理学研究表明,学习可以改变脑生理结构。这些结构变化又改变脑的功能组织。大脑的不同部位对学习具有不同的准备。
  4.对复杂的学习现象做分类研究始于第二次世界大战之后。可以按照不同标准对学习现象进行分类。加涅的学习结果分类是国际上被广泛认可的分类,他将人类学习结果分为言语信息、智慧技能、认知策略、动作技能和态度。奥苏伯尔的学习分类局限于认知领域。乔纳森等人的分类虽然包括动机形成,但也主要局限于认知领域。
  5.加涅的学习结果分类理论侧重于阐明每类学习结果的外部行为表现以及每类学习产生的条件;奥苏伯尔的学习分类理论侧重阐明每类有意义学习发生的心理过程。这两个分类理论各有长短,我们应综合应用它们的长处来解释不同类型学习的结果、过程和条件。
  6.乔纳森等人1999年提出的学习分类系统反映了认知心理学研究的新进展,提出了加涅经典分类中没有的新类型,如心理模型、结构性知识、情境性问题解决。这个分类系统尚不完善,因为它提出了分类,却未阐明每一类学习产生的过程和条件,但它对我们今后的学习分类研究仍有启发意义。
7.对复杂学习现象做分类研究是学习心理学和教育心理学研究的重大进步,有助于促进教学工作的科学化。为此,我国教师、教研人员应注意研究学习类型的区分。医生治病时误诊了疾病类型的危险性已人所共知,教师在教学时混淆学习类型也会引起类似的后果,但后者的危害却未被重视。
参考文献
  1.R.M.加涅著:《学习的条件和教学论》,皮连生等译,华东师范大学出版社1999年版,第3章。
  2.冯忠良等著:《教育心理学》,人民教育出版社2000年版,第9章。
  3.Jonassen, D.H.&Tessmer,M.&Hannum, W.(Eds.) (1999). Task Analysis Methods for Instructional Design. Chapter 3.
  4.奥苏伯尔等著:《教育心理学——认知观点》,佘星南、宋钧译,人民教育出版社1994年版,第24~31页。
  5.约·D·布兰斯福特等著:《人是如何学习的——大脑、心理、经验及学校》,程可拉等译,华东师范大学出版社2002年版,第5章。
  6.张春兴著:《现代心理学》,上海人民出版社1994年版,第2章。
  7.Atkinson, R.L.& Atkinson,R.C.& Hilgard, E.R.(1983). Introduction to Psychology (8th edition).
学习论流派及其主要争论问题
  在科学心理学产生之前,对于学习的性质、过程和条件的不同观点之争早已存在,不过争论停留于哲学范畴。科学心理学诞生之后一百年来,心理学家有关学习理论的争论一直没有停止,产生了多种学习论流派。本章首先介绍学习论流派产生的哲学渊源,然后分两节分别阐明“联想主义与行为主义学习观”和“强调认知与组织的学习观”各自关于学习结果的性质、过程和条件的观点,其中介绍各学派代表人物的经典实验和他们的理论。学习理论从哲学争论开始,经过100年的实验研究和理论争论,最后的争论似乎又回到了哲学范畴,所以本章最后一节介绍当前在课程、教学设计和教学等领域产生广泛影响的建构主义哲学思潮。
  学完本章后,应做到:
  1.对给出学习论某一学派的例子,能用本章习得的观点分析其哲学根源;
  2.能列表比较本章介绍的学习论两大阵营中关于学习结果、学习过程和有效学习条件的不同观点,并给予适当评价;
  3.能陈述20世纪90年代后出现的建构主义学习观的不同点与共同点及其教学含义。
学习论流派的哲学渊源
  现代心理学中的学习理论(简称“学习论”)是研究学习结果的性质、学习分类、学习过程和有效学习的条件的各种学说。现代心理学对学习的解释分成许多学派,这些学派都有哲学上的渊源。哲学被划分为唯物主义和唯心主义两大阵营。现代学习论的分歧也可以从这两大阵营中找到哲学渊源。
  中国古代哲学家孔子说:“性相近也,习相远也。”这里的“性”指人的心理品质,“习”指学习。这句话的意思是:在出生时,人与人之间的心理品质相差很小,但是通过后天学习,人的心理品质相差很大。在中国古代哲学中的人性主要涉及“仁、义、礼、智”。前三者属于人性的道德品质范畴;后者属于人性的认识和能力范畴。由此可见,如何通过学习塑造和改造人性,既是现代科学心理学研究的主题,也是自古以来哲学家们关心的课题。
唯物主义或经验主义哲学的影响
  唯物主义或经验主义(empiricism)强调经验,尤其是感觉经验,是一切知识的来源。西方哲学中的唯物主义可以追溯到古希腊,中国哲学中的唯物主义可以追溯到先秦时期。例如,古希腊哲学家亚里士多德认为,认识来源于感觉,而“感觉决不只是感觉自身,而必有某些东西外于感觉而存在”。他提出“白板说”,认为灵魂如同一块空无所有的白板,它借助感觉器官感知外界事物。这显然是一种唯物主义观点。
中国古代哲学家对人的心理和知识的解释也具有鲜明的唯物主义观点。先秦哲学家中唯物主义的代表人物是荀子(约前313~前238年)。他说:“心有征知。征知,则缘耳而知声可也,缘目而知形可也。然而征知必将待天官之当薄其类然后可也。五官薄之而不知,心征之而无说,则人莫不谓之不知。”
  “征知”指应接辨别外物产生的感知。薄,指接触。类,指感知对象。这段话的大意为:心有应接辨别外物产生感知的能力。这样,通过耳就能感知声音,通过目就能感知形状。但是,心要应接辨别外物产生感知,必须通过天官接触外物。如果天官接触外物不能感知,心应接了外物无法说出,那么人们就没有不说,这是一个没有知识的人。(高觉敷主编:《中国心理学史》,人民教育出版社1989年版,第81页。)
  大致在1650~1850年间,英国经验主义哲学发展到一个很高的水平,代表人物有洛克(John Locke)、贝克莱(George Berkeley)、休谟(David Hume)等。英国经验主义哲学家们对观念的产生和形成提出了详细的解释。他们认为,经验是一切知识和观念的唯一源泉。它们或者直接来自感觉印象(所谓简单概念),或者来自若干简单观念的联合。常举的例子是苹果概念的形成:苹果的感觉印象可分解为分别与颜色、气味、大小、质地和味道等对应的不同感觉。这几种感觉由于在时空上接近而在“心”中联合形成了复合的苹果概念,所以我们心中的苹果概念是复杂的,但又可以分解成更为简单的原始概念,而且苹果概念又可以与其他有关概念(如“苹果可吃”)进一步联合。
  鲍尔和希尔加德指出,经验主义对人的认识的分析具有四个特征:(1)感觉主义,认为一切知识来源于感觉经验;(2)还原主义,认为复杂观念由简单观念构成,它们又可以还原为简单观念;(3)联想主义,认为通过时空接近,一起出现的经验的联想过程、观念或心理成分可以联合起来;(4)机械主义,认为人的心像一架机器,可以由简单成分构成,没有任何神秘的东西。(G.H.鲍尔、E.R.希尔加德著:《学习论——学习活动规律的探索》,邵瑞珍等译,上海教育出版社1987年版,第8页。)
  经验主义理论包含反思(reflection)观。经验主义者认为,人的心(mind)能从记忆中回忆起单个观念,比较它们,而且能得出某种结论。该结论可以作为另一种联想而被记录下来。反思观可以用来解释从抽象、推理和演绎中得到的知识。例如,人们从广泛经历的不同例子中抽象出事物的共同本质特征,形成一类事物的概念。经验主义者认为,由于有反思,人的心不是一系列感觉经验的被动记录器。
唯心主义或理性主义哲学的影响
  唯心主义或理性主义(rationalism)与经验主义相对,又称唯理论。它认为,经由先天的理性作用可以获得正确的知识,而且由理性获得的知识,远比由感性知觉获得的知识高级、明确。
  西方哲学中的唯心主义或理性主义可以追溯到古希腊。例如,古希腊哲学家苏格拉底(Socrates,公元前469—公元前399年)认为,“真理存在于人的灵魂中”;他的学生柏拉图(Plato,约公元前427—公元前347)主张,“认识就是灵魂对理念世界的回忆,没有什么东西是真正从学习来的”。
  在中国哲学史上,唯心主义或理性主义观点可以追溯到先秦时期,如孟子(约公元前327—公元前289年)说:“人之所不学而能者,其良能也;所不虑而知者,其良知也。”又说:“是非之心,智之端也”,“仁、义、礼、智非由外铸我也,我固有之,弗思耳矣”,“仁义礼智根于心”。(高觉敷主编:《中国心理学史》,人民教育出版社1989年版,第58~59页。)
  欧洲大陆的理性主义代表人物是法国哲学家笛卡儿(Descartes, 1596—1650)和德国哲学家康德(Kant,1724—1804)。理性主义者对于感觉资料在我们构建现实中的作用有完全不同的看法。对经验主义者来说,我们的经验是感觉资料的复本;对于理性主义者来说,感觉资料是无结构的、未分化的混沌体,它们仅对理解机制提供原始材料。这些原始资料只能按照某种形式才能得到理解。精确地说,心先必须具有某些类别的先天知觉假设(innate perceptual assumptions)才能理解这些原始材料。
  这些形式或先天知觉假设是什么?不同的理性主义者有不同的观点。例如,其中一个假设是,事件总是出现在时空框架中:物理事件(甚至大多数我们所谓的心理事件)出现在特定的时间和特定的地点。笛卡儿和康德认为,我们的空间知觉只不过是我们生来具有的不证自明的欧几里德几何真理在外部世界上的投射。康德不同意贝克莱按经验主义对深度知觉的解释。新近的研究表明,深度知觉的先天假设是成立的,如新生儿似乎生来就有深度知觉;黑暗中驯养的白鼠被突然置于光照下,表现出深度视知觉。
现代学习论流派演变概况
  在19世纪后期,德国心理学家艾宾浩斯率先用严格的实验方法研究了人的记忆和遗忘,此后学习的研究如雨后春笋,蓬勃兴起。学习的研究约占整个心理学研究中的一半。随着学习研究的范围扩大和深入,带着不同哲学观点的研究者,对学习的性质、过程和影响学习的因素产生了不同的看法,以后形成了许多学习论派别。鲍尔和希尔加德的《学习论》(1987)介绍了学习理论的12种重要派别。它们被分成两个阵营:行为与联想论(behavioralassociationist theories)和认知与组织论(cognitiveorganizational theories)。属于前一阵营的派别有桑代克联结主义、巴甫洛夫经典条件作用说、格斯里接近条件作用说、赫尔的系统行为论、人类联想学习论、斯金纳的操作条件作用论、埃斯蒂斯的刺激抽样论以及新近的行为主义论,属于后一阵营的派别有格式塔理论、托尔曼符号学习论、信息加工理论和新近的认知建构理论。
  欣茨曼(D.L.Hintzman,1977)的《学习与记忆心理学》(D.L.欣茨曼著:《学习与记忆心理学》,韩进之等译,辽宁科学技术出版社1986年版,第1章。)一书对自1880~1980年间的学习与记忆研究发展情况进行了回顾。该书将学习论流派分为认知主义与行为主义两大阵营。属于前一阵营的人物有艾宾浩斯、内省主义者、格式塔心理学家、托尔曼、信息加工心理学家;属于后一阵营的人物有桑代克、巴甫洛夫、华生、斯金纳、赫尔。它们的发展受许多相关学科的影响,其中对认知主义学习论影响最大的相关学科是哲学和计算机科学,对行为主义学习论影响最大的相关科学是生理学和动物行为学(见图3-1)。
  
  图中的中轴线将两个阵营分开并表示各派理论所处时代。图中左右两条波纹线离中线的距离大小表示各派理论影响的大小。每隔20年有一条横线,有影响的学习论或心理学家的名字列于这些横线上下,以表示其所处时代。粗大的箭头表示相关学科的影响。
联想主义和行为主义学习观
  联想主义与行为主义的哲学来源是英国经验主义哲学,两者都强调外部环境对人的学习的决定作用。联想主义者不否认人的意识和思想的存在。激进的行为主义者否认把人的意识和思想作为心理学研究的对象。前者以人作为研究的被试,后者为了避免意识,多用动物作为研究的被试。
人类联想学习的研究
艾宾浩斯的记忆实验
  艾宾浩斯是用严格的实验方法研究哲学家们提出的联想规律的第一人。他精心地控制联想形成的条件、持续的时间以及联想得以再现的方式。
  艾宾浩斯假定:被试依次学习了几个刺激物(设为 A、B、C、D和E)。每个刺激物依次在他头脑中留下相应的印象,这样,刺激物A产生印象a,后面紧跟着有刺激物B产生印象b,如此等等。根据接近律,接连产生的印象是彼此相联系的。因此,如果按顺序学习A、B、C、D、E,就会组成相应的印象链a-b-c-d-e。其结果是,在被试头脑中形成从a到e的印象链。
  为了避免原有经验的干扰,艾宾浩斯创造了无意义音节,如ZOT,BOK,KIF。这种由辅音、元音、辅音组成的音节,对所有被试都是公平的,因为任何被试都未曾学过。他又创造了节省法,用来测量被试保持的程度。他研究发现了以下记忆和联想规律:
  1.音节长度对记忆的影响。他发现,如果音节长度分别为7、12、16、24和36。如图3-2所示,做到正确无误背诵一遍时,7个音的词表只需平均诵读一次;而36个音节的词表则要读55次。
  2.材料的意义性对记忆的影响。艾宾浩斯的研究发现,背诵无意义音节要比背诵有意义的材料难得多。例如,背诵一首诗与背诵音节长度相等的无意义音节,后者需要作出10倍于前者的努力。也就是说,前者的意义、韵律和节奏可以帮助学习者节省90%的学习时间。
  3.保持间隔对遗忘的影响。艾宾浩斯最著名的研究成果是他发现了保持间隔对遗忘影响的规律。如图3-3所示,无意义材料的遗忘先快后慢。
  
艾宾浩斯之后的人类联想学习研究
  在艾宾浩斯之后,心理学家进行了大量的联想学习和记忆研究。在这些研究中,基本上可以把人类联想学习的研究概括为如下三种基本范型:
  1.系列学习,又称序列学习。在实验时,呈现的刺激材料的顺序不变,要求被试将学习材料根据原来的顺序依次回忆出来。学习材料可以是一张词表,一系列数字、字母或无意义音节。艾宾浩斯开创了用无意义音节进行系列学习与记忆研究的先河。在这一研究范型中最重要的发现是,系列学习与记忆中会出现前摄抑制和倒摄抑制,因此系列较长的材料两端相对易学且保持较好,中间的部分相对难学且保持较差,这种现象被称为系列位置效应。
  2.配对联想学习。在学习实验中,学习材料成对呈现;在回忆时,提供每对项目中的一项,被试要回忆出与之配对的另一项。外语单词学习符合这一范型,例如呈现“book—书”,“dog—狗”等配对词。学习时要对每一对词建立联想,测验时给出“书”,要回答“book”,或给出“book”,要回答“书”。
  心理学中一般把配对项目的第一项称为刺激项,与之配对的另一项称为反应项。如,给出“book”(刺激项),要学生回答“书”(反应项)。配对联想材料可以人为编制。通过改变配对材料的刺激项与反应项的相似程度,可以研究先后学习两套不同材料之间的迁移和干扰。
  3.自由回忆学习。在实验中给被试呈现许多独立的项目,在学习和回忆时,不限顺序。如,给出中国各个省、市、自治区的名称,要求被试记住。被试在学习和回忆时不限顺序,能回忆出某个省、市或自治区的名称,就算某个项目学习成功。
  自由回忆的项目也可以人为编造,如选择一系列有关或无关的图片或词等,让被试记忆。通过自由回忆学习与记忆的研究发现,被试往往采用主观组织的策略来帮助学习和记忆。
条件反应和动物学习研究
条件反应
  条件反应(conditioned response)可分为两大范型:一是经典条件反射,最初由俄国生理学家巴甫洛夫发现并做了详细研究;二是操作条件反应,又称工具性条件反应,由美国著名行为主义心理学家斯金纳(B.F.Skinner)发现并做了详尽研究。
巴甫洛夫的经典条件反射
  条件反射(conditioned reflex)是一种学习现象,最早由俄国生理学家巴甫洛夫发现。例如,最初音叉声对于狗来说没有特定的意义,被称为中性刺激,它不能引起狗的特殊反应。当它经历若干次与食物配对呈现,食物不再出现,单独呈现音叉声,它能引起狗的特殊反应(分泌唾液)。这时可以说狗学会了对音叉声作出特殊反应。若反复呈现音叉声而不给予食物,狗的唾液分泌反应会逐渐消退。关于条件反射实验的操作过程,详见图3-4。从图3-4可见,完整的条件反射实验过程分三个阶段。
  (1)条件作用前。音叉声对于狗来说是中性刺激(neutral stimulus),不能引起狗的特殊反应(分泌唾液),而食物能引起狗的唾液分泌。这里的食物被称为无条件刺激(UCS),因为其在狗身上的功能是狗本身具有的。由无条件刺激引起的反应被称为无条件反应。
  (2)条件作用中。音叉声与食物配对呈现,每当音叉声响起,同时或稍后呈现食物。这时狗在中性刺激和无条件刺激共同作用下分泌唾液。
  (3)条件作用后。为了检验狗的学习是否出现,撤除食物,单独呈现音叉声,看狗是否分泌唾液。如单独出现音叉声,狗分泌唾液,这表明狗的学习已经出现。这时音叉声由中性刺激变成了条件刺激(CS)。由条件刺激引起的反应被称为条件反应。
  在条件反射实验中,狗习得了什么呢?巴甫洛夫从生物学的角度采取联想主义观点加以解释,认为狗习得了条件反应。正如鲍尔和希尔加德所说:“巴甫洛夫所称的条件作用便是心理学家称作联想的现象。”
  巴甫洛夫在用狗做实验时,故意不给狗进食,使之保持饥饿状态。这种饥饿刺激使狗保持对实验环境的警觉。在条件刺激出现时或稍后呈现无条件刺激,这种无条件刺激的呈现起增强学习的作用,被巴甫洛夫称为强化。强化是条件反应理论中的一个重要概念,后面还要多次提及。
操作条件反应
  斯金纳把动物和人的行为分为应答性行为和自发性行为。前者如风吹导致眨眼,食物刺激味蕾引起唾液分泌。这类行为(或反应)是对特定刺激的应答,具有不随意性。巴甫洛夫的经典条件反射主要是研究这类行为。后者如婴儿喃喃自语,鸽子不停地啄地板。这类行为不是对特定刺激的反应,而是机体自发产生的,但它们可以对环境施加影响并受意识控制,因此是操作行为。斯金纳认为,操作条件反应(operant conditioned response)实验研究的是这类行为。
  图3-5呈现的斯金纳箱,是斯金纳研究操作条件反应的重要工具。饥饿的白鼠被置于斯金纳箱中,自发地发出多种行为,如闻、抓等。当它偶然踩压箱中的杠杆,杠杆与释放食丸的装置连接,能自动释放食丸至食槽中。箱中还有红绿两种灯光。假设你的目的是教会白鼠按压箱中的杠杆,那么每当它偶然踩在杠杆上时,立即释放食物。若干次这样的压杆与食物结合之后,不给食物,白鼠也会多次压杆。如同经典条件反射一样,若多次压杆而得不到食物,白鼠习得的压杆行为会逐渐消退。
  白鼠习得了什么呢?斯金纳避免用联结与联想等术语来解释学习。他认为通过训练,白鼠的行为处于强化物(食丸)的控制之下。
  在巴甫洛夫经典条件反射实验和斯金纳操作条件反应实验中,外部的强化是学习成功的重要条件,不过两者在强化物出现的时间安排上有所不同。在巴甫洛夫经典条件反射实验中,强化物伴随条件刺激出现,动物的反应在强化物出现之后。在操作条件反应实验中,动物先发出适当反应(如压杆),然后强化物出现,强化物出现在动物的适当行为之后。
动物学习实验研究
  桑代克有关动物学习的经典实验先于条件反射研究两三年。桑代克做了许多动物学习实验,如让饿猫学习逃出迷箱是他的经典实验之一。图3-6描绘了桑代克用过的实验装置之一。箱内有某种开门的设施:一圈金属绳、一个把柄或一个旋钮。猫碰巧抓到这种开门设施,门便开启,猫得以逃出并能吃到箱子附近放置的鱼。
  桑代克认为,在猫学习打开迷箱的情境中,猫通过多次尝试与错误,终于在复杂的刺激情境中辨识出一个开门设施(S),并作出正确的开门动作(R)。这就是说,在相应的刺激(如金属绳)与反应(如拉动)之间形成巩固联系时,便产生了学习。在上述实验中,可以把学习看作是刺激与反应的联结,即S—R之间的联结,因此人们又称各种联想主义的理论为S—R理论。这种学习过程是渐进的尝试与错误直至最后成功的过程,故联结论又称尝试与错误论。
  桑代克在总结他早期实验的基础上提出了准备律、练习律和效果律三大学习定律。桑代克讲的准备不是指学习前的知识准备或成熟方面的准备,而是指学习者在学习开始时的预备定势,属于动机范畴。练习律有两种形式:一是一个联结的应用会增强这个联结的力量;二是一个联结的失用(不练习)则会导致这一联结的减弱或遗忘。后来,桑代克对他的准备律和练习律作了修改,把它们看成是效果律的从属性原则。他认为,决定学习的最重要因素是机体的行为后果。凡是导致满意后果的行为被加强,而带来烦恼的行为则被削弱或淘汰。这就是他的效果律的基本含义。在上述猫学习逃出迷箱的实验中,猫在迷箱内作出许多不同的反应,如咬、叫、从箱子的夹缝中钻等。但这些反应带来的后果都是烦恼,因而被淘汰。唯有正确的开门动作的后果是导致满意的,因而被加强。于是,猫学会了这一反应。
  在早期的学习研究者看来,学习的实质是条件反应形成和巩固的过程,影响学习的最重要条件是动机和强化。
  通过斯金纳的两类条件反应的划分,后人发现,桑代克使用了与条件反应学说不同的语言。实际上,他研究的动物学习也属于操作条件反应,完全可以用操作条件反应的原理和术语解释。
  由于历史条件的限制,在学习研究的早期,研究的学习类型主要是人类的机械记忆和动物的学习,其研究结论比较适用于指导动物的技能训练、人类的联想学习、机械学习,如记忆外语单词、人名、地名等。
强调认知与组织的学习观
早期的认知学习研究
  在学习的早期研究中,研究条件反应和人类联想学习的心理学家在认识论上都属于联想主义者。他们把学习简单地看作是刺激和反应之间联结的形成,强调多次重复的练习和强化等因素对学习的重要作用。这种观点很早就受到认识论上持理性主义的心理学家的反对。
格式塔心理学家的顿悟说
  格式塔心理学家认为,学习不是一个刺激和反应之间逐步形成联结的过程,而是一个顿悟的过程。格式塔心理学家苛勒(W.Khler)的黑猩猩接棒实验证实了这一思想。如图3-7所示。
  香蕉置于远处,黑猩猩用两根棒中的任何一根,都够不到远处的香蕉。苛勒认为黑猩猩在未解决这个问题之前,它对面前情境的知觉是模糊的、混乱的。当它看出几根短棒接起来与远处香蕉之间的关系时,便产生顿悟,解决了这个问题。而且它可以在以后的类似情境中立刻运用已经“领悟”到的经验。在格式塔心理学家看来,学习就是知觉的重新组织。这种知觉经验变化的过程不是渐进的尝试错误过程,而是突然领悟的,所以格式塔的学习论又称顿悟说。他们从两方面来解释顿悟产生的原因:一方面强调刺激情境的整体性和结构性,因此在布置实验情境时,强调整个问题情境要能让动物直接感知到;另一方面假定心本身有一种组织功能,能填补缺口或缺陷。
  后来有实验表明,只有在野外生活的黑猩猩才能解决此类问题,人工饲养的黑猩猩则不能解决此类问题。这说明,顿悟不是凭空产生的,必须有先前从事类似活动的经验。
托尔曼的认知地图论
  作为整体性行为主义者的托尔曼(E.C.Tolman),接受了格式塔的学习观念。他认为,学习的结果不是S与R的直接联结。他主张把S—R公式改为S—O—R公式,O代表有机体(organism)的内部变化。为了探索动物在学习过程中的认知变化,托尔曼设计了一些巧妙的实验。
  图3-8是白鼠学习方位的迷宫。实验时将白鼠置于箱内的出发点,然后让它们自由地在迷宫中探索,迷宫中有到达食物箱的三条长短不等的通道。当白鼠在迷宫内经过一段时间的探索后,被置于箱的出发点,研究者观察它们的行为,检验它们的学习结果。结果是:若三条通道畅通,白鼠选择第一通道到达食物箱;若A处堵塞,白鼠选择走第二通道;若B处堵塞,则它们选择走第三条通道。根据这个实验以及其他许多实验,托尔曼认为,动物的学习并非是一连串的刺激与反应,它们学习的实质是脑内形成了认知地图(即现代认知心理学中的认知结构)。
  
巴特勒特的图式论
  巴特利特(F.C.Bartlett,1886—1969)被称为英国第一位实验心理学家。他反对艾宾浩斯利用无意义音节来研究记忆,而主张采用接近日常生活的图画或故事作为实验材料。他研究发现,被试在回忆时往往以具体熟悉的观念取代神秘的术语和抽象的概念,而且随着时间间隔逐渐延长,被试在提取和替代上会犯更多错误。他据此认为,记忆过程是由图式控制的,图式对信息的提取和遗忘产生重要的影响。
  下面分别呈现了《鬼战》故事的原文,以及第一位和第十位被试的回忆结果。
  《鬼战》故事原文:
  一天晚上,两个年轻人从伊格拉克出发,下河去捕海豹。那时天气雾蒙蒙的,而且很安静。随后他们听到战争的喊叫声,他们心想:“也许这里有一场战争。”他们逃至岸边并藏在一根大圆木的后面。现在独木舟来到他们面前。独木舟中有5个人。他们说:“我们希望带上你们。我们将向河的上游进发,向人们开战。你们有什么想法?”
  一个年轻人说:“我手上没有箭。”
  “箭在独木舟中”,他们说。
  “我不去,我可能被杀,我的亲人不知道我去哪里了,但你……”他转向另一人说,“可以同他们一道去”。
  所以一个年轻人去了,而另一个年轻人回家了。战士们上了岸,来到凯拉马另一边的镇上。人们下水开始战斗,许多人被杀死。但当时年轻人听到一个战士说:“快,让我们回家。”那个印第安人已被击中。现在他想:“啊,他们是鬼魂。”他不感到痛苦,但是他们说他被射中了。
  顺着独木舟回到伊格拉克,年轻人上了岸,进入一所房子并生了火。他逢人便说:“我与鬼魂相伴,我们去战斗。我们的许多伙伴被杀死了。攻击我们的许多人也被杀死了。他们说,我受伤了,但我不感到痛苦。”
  他说了这些之后开始安静下来。当太阳升起时,他倒下了,从他的嘴里吐出一些黑色的东西。他的脸变得扭曲了。人们跳起来,大声叫喊。
  他死了。
  第一位被试的回忆纪录结果:
  两个年轻的印第安人住在伊格拉克。他们下海捕海豹。捕猎时天气雾蒙蒙的而且很安静。不一会,他们听到喊叫声,他们从水里上来藏到一根圆木后面。后来,他们听到划桨的声音,看见5艘独木舟。其中一艘来到他们面前,其中有5个人。他们对两名印第安人叫喊,并说:“同我们一起上岸并与那里的人开战”。
  但其中一名印第安人回答说:“我手上没有箭。”
  “独木舟中有箭。”
  “但我可能被杀死,我的亲人需要我。你们没有父母。”他对另一人说,“如果你愿意的话,你可以同他们一起去,我要留在这里”。
  所以一名印第安人去了,另一名留下后回家了。独木舟划向上游,到达凯拉马的对岸,并与那里的人战斗。许多人被杀,舟上的许多人也被杀。
  舟上的一名战士对年轻的印第安人叫喊,并说:“回到独木舟上,因为你受了箭伤。但印第安人很奇怪,因为他未感到疼痛。”
  当双方许多人都倒下时,他回到独木舟上,并划向下游,所以年轻的印第安人回到了伊格拉克。
  然后他告诉他们,这里发生怎样的战斗,多少人倒下,战士们如何说他受了伤,但他不感到痛的情况。所以,他告诉他们所有这些往事,而他感到虚弱。当他感到虚弱时,天已接近黎明,当太阳升起时他便倒下。他叫了一声,当他张开嘴时,一黑色物从他口中喷出,然后他们赶忙让他爬起来。
  他死了。
  第十位被试的回忆结果:
  两名印第安人外出到曼帕潘海湾这个地方捕海豹,另有5名印第安人乘独木舟一同前往。他们去战斗。
  “同我们一道去,”一个对另两个说,“去打仗”。
“我不能去”,其中一人回答说,“因为我有老母在家,离不开我”。另一人说他不能去,因为他没有武器。“这不是困难”,其他人说,“因为独木舟上有大量的武器”,所以上了独木舟与他们同去。
  不久这位印第安人受了致命伤。发现他快要死了,他大叫,他将要死了。“胡说”,其中一人说,“你不会死”。
  但是他死了。
  梅耶指出,在巴特利特实验中,被试记忆中的原有图式有如下功能:(Mayer, R.E. (1987). Educational Psychology: A Cognitive Approach, p.279~281.)
  1.标准化或趋平化(leveling)。无规则的知觉痕迹在保持期间向一个更熟悉的标准的原有记忆痕迹还原,遗忘了许多细节,如地名(伊格拉克、凯拉马)。
  2.锐化(sharpening)。知觉对象的某个突出特征在保持期间变得更加突出和集中,强调这个突出的细节,如一位印第安人未参加战斗,因为他有年迈的母亲在家。
  3.合理化。使记忆材料与自己的期望一致,例如被试将《鬼战》故事材料视作《钓鱼之旅》或《海战》故事。
现代认知学习观
  现代认知学习理论是在皮亚杰认知发展观和计算机科学的影响下发展起来的。现代认知学习理论大致可分两个阵营:一个阵营是在计算机科学影响下产生的信息加工理论,另一个阵营是受皮亚杰认知发展理论影响而形成的认知建构理论。
信息加工理论
  坚持信息加工理论的代表人物有西蒙(H.Simon)、安德森(J.R.Anderson)、E.D.加涅(E.D.Gagné)等,其主要观点是:
  1.学习结果是信息在人脑中的表征,即知识的表征。知识以命题网络和产生式表征。产生式这个术语直接来自计算机科学。
  2.知识被分为两大类:一类是以命题和命题网络表征的陈述性知识,另一类是以产生式表征的程序性知识。前者回答“是什么”的问题,后者回答“怎么办”问题。
  3.学习过程包括感觉加工、短时记忆加工和长时记忆储存。新知识学习主要发生在短时记忆加工过程中。
  4.影响学习的条件包括外部输入的信息的组织,在短时记忆加工中的新旧信息的相互作用以及伴随而来的知识编码。所以,“学习的重点不在于记忆,而在于编码”(布鲁纳语)。
认知建构理论
  坚持认知建构理论的代表人物主要有布鲁纳(J.Bruner)、奥苏伯尔、维特罗克(M.C.Wittrock)等,其主要观点是:
  1.学习的结果是认知结构的重新建构或改组。奥苏伯尔认为,学生的学习结果是塑造良好的认知结构。良好的认知结构有三个特点:(1)可利用性,即遇到新的学习时,可以在原有认知结构中找到同化点,这种同化点最好是上位包摄性范围大的概念或原理;(2)新旧知识的可辨别性;(3)原有知识的稳定性。另外,许多持认知建构理论的人认为,学习的结果是认知图式的形成。
  2.学习分机械学习和有意义学习两大类,前者适合用联想论来解释,后者适合用认知结构同化论来解释。
  3.学习总的过程是新旧知识相互作用的同化过程。但因为新旧知识的上下位关系或横向并列关系不同,具体的同化模式也不同。
  4.影响学习的最重要条件是原有知识结构的性质。原有概括性的上位知识易于同化新的下位知识。外部教学措施(如设计先行组织者)可以影响原有知识的性质,包括其可利用性、概括性、稳定性和可辨别性。
  此外,有些心理学家兼用上述两种观点解释复杂的学习现象,R.M.加涅的学习结果分类理论是这种观点的典型代表。
90年代后出现的新的建构主义哲学思潮
  建构主义是一个广泛而模糊的术语。哲学家、教育学家、课程设计专家和心理学家等都使用这个术语,不同的人使用这个术语的含义并不相同。其学习观强调学习者在理解环境和赋予信息以特殊意义方面的积极作用。在学习心理学研究中,建构主义观点并不是一个新观点,但在20世纪90年代建构主义哲学思潮在西方教育界广为流行,甚至影响到政府的教育政策。
  乔纳森(D.H.Jonassen, 1992)在《客观主义与建构主义:我们需要一个新的哲学范式吗?》一文中认为,20世纪50年代后期兴起的认知革命虽然使教学系统设计技术有意识地否定了许多行为主义的心理学假设,但是从根本上讲,认知心理学对教学系统设计技术影响是微小的。这是因为,认知心理学没有提供足够的范式转变:认知理论提出了心理过程却没有提出必要的哲学假设,其哲学假设与行为主义一脉相承,皆主张认知和学习是表征和反映真实的客观现实的过程,都是客观主义的。
  也有人认为,20世纪50年代后心理学家过分依赖计算机模拟,把人脑看成电脑。建构主义学习观兴起的原因就是出于对这种现状的不满。
建构主义的不同倾向
  并不存在单一的建构主义学习理论,其观点五花八门。中国学者陈琦和张建伟(1998)引述美国佐治亚大学教育学院1990年组织的“教育中的新认识论”研讨会上学者们的发言,归纳出六种不同倾向的建构主义学习观:激进建构主义(radical constructivism)、社会建构主义(social constructivism)、社会文化认知 (socialcultural cognition)、信息加工的建构主义(informationprocessing constructivism)、社会学建构主义(social constructionism)、控制论系统(cybernetic system)。(陈琦、张建伟:《建构主义学习观要义评析》,华东师范大学学报(教育科学版),1998年第1期。)
沃尔福克(A.E.Woolfolk, 2001)把建构主义观点分为三个阵营:
  1.个体建构主义。个体建构主义者关心个人如何建构自己的认知或情绪成分。他们对个人的知识、信念、自我概念感兴趣,所以有时也称他们为心理建构主义者。他们共同强调人的内部心理世界。据此标准,信息加工心理学和皮亚杰的心理建构主义都属于这一阵营。
  2.维果茨基的社会建构主义。维果茨基认为,社会相互作用、文化工具和活动影响个体的发展和学习。通过参与广泛的社会活动,学生体会到(内化)由别人共同工作所产生的成果。有些心理学家把维果茨基归入心理建构主义者阵营,因为他主要关心个体内的发展,但是他的理论主要依据社会相互作用和文化环境来解释学习,所以大多数心理学家把它归入社会建构主义者阵营。在某种意义上说,他既是个体建构主义者,又是社会建构主义者。他的理论的优点之一是在社会建构和个人建构之间架起了一座桥梁。例如,他的最近发展区概念既鼓励儿童解决问题,又强调成人和其他更有能力的同伴的帮助。当成人使用来自文化的工具和习俗(语言、地图、计算机或音乐等)去指引儿童朝着该文化重视的价值目标前进时,文化造就了认知。当成人和儿童共同生成新的习俗和问题答案并使之进入该文化团体的库存中去时,认知创造了文化。
  3.社会学建构主义。社会学建构主义者不关心个体的学习。他们关心的是学科(如自然学科、经济学或历史)中的公共知识是怎样建构的。除了这些学术性知识之外,他们也关心常识性观念、日常信念和对世界的共同理解是怎样向社会文化群体中的新成员传递的。在他们看来,所有的知识都是通过社会交互作用建构的,而重要的是,在决定什么构成这样的知识上,有些人比另一些人具有更大权力。教师、学生、家长和社团之间的关系是讨论的中心问题。合作理解不同观点受到鼓励,传统的知识常常受到挑战。
不同建构主义观的主要分歧
上述不同建构主义观关于学习与知识的分歧主要表现在如下三个方面:
知识是怎样建构的?
  1.外部世界的现实和真相将指引知识的建构。信息加工理论家持这样的观点。他们认为,个体通过建立精确的心理表征,如命题网络、概念、因果关系模式和条件—行动的产生式规则,重新建构外部现实。知识作为一种存在,在一种情形中被建构出来,可以运用于其他情境中。
  2.如皮亚杰的组织、同化和顺应等内部过程指引知识的建构。据这种观点,新知识是从旧知识中抽象出来的。知识不是现实的反映,而是随着认知活动生长和发展的一种抽象。知识不是真的或伪的,它只不过是随着发展变得更为内部一致和更有组织。
  3.内部和外部因素共同指引知识的建构。据这种观点,知识是通过内部(认知)因素和外部(环境)因素相互作用而产生和发展的。维果茨基和班杜拉持这种观点。维果茨基的学习观前面已述。班杜拉强调个人、行为与环境三者互惠性的相互作用。他认为,人的思想来源于社会(环境),但是要通过认知才能影响行为。
  表3-1对上述知识是如何建构的不同主张作了比较。
表3-1 关于知识如何建构的不同主张
类别
     关于学习与知识的主张
典型的理论
外部指引
知识通过建构外部世界的心理表征而习得。直接教学、反馈和解释影响学习。知识反映外部现实,在这个意义上它是正确的。信息加工论
内部指引
知识是通过转换、组织和重新组织先前的知识而建构的。虽然经验影响思维和思维影响知识,但知识不是外部世界的反映。探究和发现比教更重要皮亚杰理论内外指引
知识是基于社会相互作用和经验而建构的。知识反映反部世界,但受文化、语言、信念、与他人相互作用,而且要通过后者的过滤。指导发现、教授、榜样以及个人的原有知识、信念和思维影响学习。维果茨基和班杜拉理论
世界是可知的吗?
  大多数建构主义者认为,人们不能直接知觉世界,必须经过人的理解加以过滤才能知觉世界。包括皮亚杰和维果茨基在内的建构主义者并不谈论精确的概念,只谈符合逻辑的或良好的理解。他们相信,人们之所以了解世界,是由于知识的建构是一个理性过程,有些建构优于其他建构。
  但是信息加工理论认为,世界是可知的。个体之外存在着客观现实,而且个人能把握它,尽管知识的建构是个人的事,而且可能包含有关世界如何运行的错误概念。
  另一方面,许多更为极端的建构主义者不承认世界是可知的,认为知识是在一定文化和社会情境中的个人建构的。他们不关心世界的精确和“真实”的表征。如果把这种主张推向极端相对主义,那么一切知识和信念都是同样有效的,因为它们都是被建构的。这样一来,学校就不需要强调某些信念或价值标准,教师也没有必要纠正学生的错误概念和不健康信念。
知识是依赖于情境的或是一般的?
  强调知识是社会建构的心理学家倾向于认为,学习原本就是社会性的,并体现在一定的文化情境中,在此时此地是正确的东西,在彼时彼地可能成为谬误。例如,在哥伦布时代之前认为地球是平的,这个“事实”在哥伦布之后便成为错误的。因此,知识是否有用,在很大程度上决定于社会实践的需要。在哥伦布之前,航海的范围狭小,认为地球是平的,这种认识能满足当时社会实践的需要,所以是有用的。
  情境性学习(situated learning)观不认为知识是个人的认知结构,而是随着时间而发展的社会团体的创造。社会团体的习俗(practices of community,即相互作用和办事的方式以及该团体创造的工具)构成了该团体的知识。学习意味着变得更有能力参与那些实践和应用那些工具。由于知识离不开学习得以发生的具体环境,在学校课堂上学习的东西难以迁移和应用于课堂之外的环境。学校教育要避免这种情况出现,就有必要创造与现实生活相似的真实情境。情境性学习更像一种师徒关系,在此新手由于专家的指点和示范,逐渐承担更多的责任,直至能独立工作。
  另外一些心理学家(如,皮亚杰、布鲁纳等)强调,在一定情境下习得的知识并不局限于在该情境中应用,在一定的练习条件下,它们可以实现普遍迁移。在学校课堂内学习的东西可以运用于学校之外的现实生活。
建构主义学习观的共同点
强调复杂学习环境和真实的任务
  建构主义者认为,不应只教给学生基本技能和提供过分简单化的问题。相反,应鼓励学生面对复杂的学习环境,其中包含“含糊的”和结构不良的问题,如能源危机、环境保护等。因为学校之外的世界很少只需要基本技能和按部就班就能解决的问题,所以学校应确保每一个学生经历解决复杂问题的过程。复杂问题并不只是难题。复杂问题有许多部分,问题中包含多重的相互作用成分和多种可能的解答。没有得出结论的唯一正确途径,而且每一解答又带出一组新问题。这些复杂问题应包含在学生将其所学运用到现实世界的真实任务与活动以及多种情境之中。学生在面对这些复杂任务时,可能需要支持,帮助找到资源,保持前进的方向,将大的问题分解成小的问题,等等。建构主义者的这些方面与情境性学习观相同,都强调学用一致的学习情境。
强调社会协商和相互作用
  许多建构主义者赞同维果茨基的观点,高级心理过程的发展需要经过社会协商和相互作用,所以学习中的合作备受重视。教学的主要目的是发展学生形成并捍卫自己观点的能力,同时又能尊重其他人的观点并与他人共同协商与合作,共同建构意义。要实现这种转变,学生必须彼此交谈和倾听。有些国家的文化强调个人奋斗和相互竞争,对这些国家的儿童来说,通过合作和协商建构意义是一种挑战,在合作和协商中需要找到共同的基础并改变个人的理解。
用多种方式表征教学内容
  如果学生对复杂的教学内容只能获得一种模型、一种类比或一种理解方式,那么当他们把这种单一的表征方式运用于不同的情境时,他们常常是简单化的。为此,需要运用不同的例子、比喻、类比来解释教学内容,使学生获得多种表征形式。
理解知识建构过程
  这与现代认知心理学中的反省认知观相一致,都强调学习者对自己的认知过程的意识和调控。按建构主义学习观,教师不仅要帮助学生理解自己的反省认知过程,而且要使他们意识到他们在建构知识中的作用。我们提出的假设、我们自己的信念和经验打造我们每一个人关于世界的知识,不同的假设和不同的经验导致不同知识。建构主义者之所以如此强调理解知识建构过程的重要性,是因为他们相信,这样学生将能意识到其自身对自己的思维的影响。因此,学生将能够做到:在尊重他人的主张的同时,以自我批判的方式选择、发展和维护自己的主张。
以学生为中心的教学
  以学生为中心的教学,指教学时应仔细考虑学生带到教学情境中的已有知识、技能、态度和信念。尽管建构主义理论意味着什么有多种不同理解,但大多数人都同意,这涉及教学重点会有显著变化,把学生自己努力求得理解置于教学事业的中心地位。但是,以学生为中心的教学并不意味着教师放弃教学责任。
建构主义学习观的教学含义
  建构主义学习观对教学的影响是全面的,包括对教学设计、课堂教学模式的创建与使用、课程设计、学生心理辅导和教师的教育等都已经或将要产生重要影响。就教学设计而言,乔纳森(1992)认为,如果教学设计人员吸收一些建构主义建议,教学设计可能产生如下转变:
  1.教学的目标和目的应该是协商的而不是强加的;
  2.任务和内容分析不应过多集中于预先规定一条单一的最好的学习路线;
  3.教学设计的目标应该更少关心预先设定的教学策略;
  4.学习的评估应更少标准参照。
  从课堂教学模式来看,强调学生发现的探究式模式受到重视。把问题解决作为教学的一种重要方法,20世纪初杜威作了经典阐述,20世纪中叶又受到布鲁纳的大力提倡,但由于它费时多,且教师不易控制,在传统课堂教学中不易广泛采用。随着建构主义学习观的兴起,这种教学模式有助于建构灵活的知识基础,发展高层次思维能力,使学生成为自主学习者和有效合作者,因而又备受推崇。在建构主义思潮的影响下,心理学家和教育学家创建了许多体现学生中心和合作学习的教学新模式,如支架式教学、师徒式教学和互惠式教学。其中由布朗(Ann Brown)创建的互惠式教学获得了很大的成功。
  建构主义学习观必然对课程设计带来重大影响。为了反映建构主义思想,课程目标、教材内容和教学途径都要发生重要变化,如课程更注重学生的参与、学生的体验,课程中要反映复杂问题和真实情境,学生要多接触社会,通过社会实践学习。
  建构主义课堂实践必然给学生的学习和教师的教学带来许多新困难。这就要求学校心理学辅导人员熟悉不同建构主义学习观的主要观点及其教育运用的含义,用建构主义思想指导学校心理学研究,如开发与建构主义思想相关的干预和咨询方法,研究困难学生的需要以及建构主义框架中的评估等。
  凡是适合学生的学习理论同样适合教师的培训。传统的教师培训重在知识传授,却对教师的教学能力影响不大。根据建构主义学习观,新老教师结对子,互帮互学;教师之间就某些教学案例开展研讨;教师注意在一定的教育理论指导下,经常对自己的教学经验进行反思;通过反思和总结,每一名教师逐渐形成自己独特的教学风格等等,这样一些做法是值得提倡的。
  本节开头就指出,心理学家、教育学家和课程设计专家都在使用建构主义这一术语,但他们各自的理解并不一致,有些观点甚至根本对立。在我国基础教育课程改革中,建构主义思想得到广泛传播。有人主张“在统整各派建构主义理论基础上,汲取该学说的合理内核,并从知识观、课程观、教学观和评价观四个方面建构素质教育的理论框架”。(钟启泉:《〈基础教育课程改革纲要(试行)〉解读》,华东师范大学出版社2001年版,第23页。)本书作者认为,学生的学习与教学是十分复杂的,所以历史上哲学观点的争论和科学心理学产生以来,学习论派别争论从未停止过。我们主张,对复杂的学习现象做分类研究,对不同的学习类型采用不同的理论予以解释。中小学教学,特别是基础教育阶段的教学,应以智慧技能为核心,也就是说以读、写、算教学为核心。这些智慧技能的形成需要大量系统和精心设计的练习,单用建构主义学习与教学观不能解释这些技能的形成问题。建构主义学习观也难以解释学生的品德与行为习惯的形成问题。
本章概要
  1.学习理论是研究学习结果及其性质、学习分类、学习的一般过程和条件以及不同类型的学习的特殊过程和特殊条件的各种学说。
  2.19世纪后期科学心理学诞生以后,学习成了心理学家研究的中心课题之一。在20世纪一百年间出现了多种多样的学习理论。哲学对人的认识和学习的解释分为唯物主义与理性主义两大阵营。受哲学认识论两大阵营的影响,学习论也可以分为行为与联想论、认知与组织论两大阵营。
  3.20世纪中期以前,两个阵营的学习理论在学习结果的性质、学习过程和学习条件的看法上存在严重的对立。在学习结果的性质方面,行为主义心理学家强调学习的结果是行为(或刺激与反应的联结),认知心理学家强调学习的结果是认知结构(或内在能力);在学习过程方面,行为主义(和联想主义)心理学家强调外部奖励的作用,认知心理学家强调原有认知结构的作用。这两大对立的观点都能解释部分学习现象。
  4.在20世纪中期之后,学习的研究重点转入认知领域。持认知观的学习理论又可分为信息加工理论和认知建构理论。前者的代表人物是西蒙、安德森和E.D.加涅;后者的代表人物是布鲁纳、奥苏伯尔和维特罗克等。许多心理学家(如R.M.加涅等)持折衷观点,学习理论这两种观点的尖锐对立逐渐消失。
  5.20世纪90年代后出现的新的建构主义思潮源于哲学家、教育学家和课程设计专家对计算机模拟人类认知的不满。他们共同强调学习者在自身建构意义中的积极作用。
  6.建构主义学习观内部存在许多派别。它们对“知识是怎样建构的”、“世界是否可知”和“知识是情境性的还是普遍性的”等问题存在根本对立的观点。
  7.建构主义学习观的共同观点是强调复杂学习环境和真实的学习任务,强调社会协商和社会相互作用,强调学生用多种方式表征教学内容,强调学生理解知识建构过程和以学生为中心的教学。这些观点对当前的教学改革有一定的启示意义。
8.建构主义学习观能解释部分学习和教学现象,但难以解释技能的习得和品德与行为习惯的形成,所以当前我国课程改革中不能过分强调建构主义学习与教学观的作用。
参考文献
  1.Woolfolk, A.E. (2001). Educational Psychology(8th edition). Allyn and Bacon. Chapter 9.
  2.Jonassen,D.H.(1992). Objectivism versus Constructivism:Do We Need a New Philosophical Paradigm? From ETR&D. Vol.39, No.3, pp.5—14.
  3.G.H.鲍尔、E.R.希尔加德著:《学习论——学习活动规律的探索》,邵瑞珍等译,上海教育出版社1987年版,第1章。
  4.D.L.欣茨曼著:《学习与记忆心理学》,韩进之等译,辽宁科学技术出版社1986年版,第1章。
  5.陈琦、张建伟:《建构主义学习观要义评析》,华东师范大学学报(教育科学版),1998年第1期。
  6.陈琦、刘儒德主编:《当代教育心理学》,北京师范大学出版社1997年版,第5章。
  7.R.E.Mayer (1987).Educational Psychology: A Cognitive Approach.Little Brown and Company.Chapter 11.
第二部分 学习分论
知识的性质、分类与陈述性知识的学习
  本章首先根据现代认知心理学提出了广义知识的分类,用新的视角重新阐明了知识与技能的关系,并通过介绍几种知识表征理论来说明陈述性知识的本质;在此基础上,运用奥苏伯尔的认知结构同化论,阐明了不同类型的陈述性知识习得的过程和条件;最后介绍了几种促进陈述性知识学习的策略。
  学完本章以后,应做到:
  1. 能用实例解释广义知识学习阶段与分类模型;
  2. 能举例说明本章介绍的几种陈述性知识表征理论的优缺点;
  3. 能举例说明四种同化学习模式在课堂教学中的运用;
  4. 应用实例说明本章介绍的三种基本学习策略的区别及其应用。
知识的性质
知识的定义与类型
知识的定义
  在讨论广义的知识分类之前,先必须阐述知识的定义。知识历来是哲学认识论研究的对象,故我们常见的知识定义多是从哲学角度提出的。在我国教育类辞书中流行的知识定义是:“对事物属性与联系的认识。表现为对事物的知觉、表象、概念、法则等心理形式。”顾明远主编:《教育大辞典》第1卷,上海教育出版社1990年版,第144页。或者更具体地说:“所谓知识,就它反映的内容而言,是客观事物的属性和联系的反映,是客观世界在人脑中的主观映象。就它的反映活动形式而言,有时表现为主体对事物的感性知觉或表象,属于感性知识,有时表现为关于事物的概念或规律,属于理性知识。”(董纯才主编:《中国大百科全书·教育》,中国大百科全书出版社1985年版,第525页。)这两个定义都是根据哲学认识论中的反映论给出的,强调知识是客观世界的主观反映。
  从心理学的观点看,知识是个体头脑中的一种内部状态。持行为主义观点的心理学家反对研究人脑中的内部状态,自然不会研究知识。由于20世纪60年代之前,心理学主要受行为主义的影响,因此在心理学辞书或教科书中很难找到知识的定义。
  当代著名的认知心理学家皮亚杰认为:“知识是主体和环境或思维与客体相互交换而导致的知觉建构,知识不是客体的副本,也不是由主体决定的先验意识。”(Margaret E.BellGredler (1986). Learning and Instruction:Theory into Practice, p.191.)根据皮亚杰的思想和当代信息加工心理学的观点,我们把知识定义为主体与其环境相互作用而获得的信息及其组织,储存于个体内即为个体的知识,储存于个体外即为人类的知识。知识的本质是信息在人脑中的表征。
广义知识的分类
  根据不同标准和不同目的可以将广义知识划分为多种类型。
信息加工心理学的陈述性知识与程序性知识
  随着近30年来信息加工心理学的崛起,知识成了信息加工心理学的一个中心概念。信息加工心理学家大多同意把人类习得的知识分为两大类:一类为陈述性知识(declarative knowledge),另一类为程序性知识(procedural knowledge)。前一类知识是用于回答“世界是什么”的问题,如“中国的首都在哪里?”“第二次世界大战的原因是什么?”“人的心脏结构与血液循环有什么关系?”等问题,都需要有陈述性知识。这类知识大致与我们传统上讲的知识概念(即狭义的知识)相当。后一类知识是用于回答“怎么办”的问题,如回答“1/3+2/5=?”“将‘We go to school yesterday’改成合适的时态”等问题,需要程序性知识。
哲学的显性知识与默会知识
  英籍匈牙利哲学家波兰尼(Michael Polanyi, 1891—1976)提出将知识分为显性知识(explicit knowledge)与默会知识(tacit knowledge)。前者也称“明言知识”(articulate knowledge),是能用语言文字(包括数学公式、图表)等诸种符号表达的知识。后者是只能意会而不能言传的知识。如幼儿在受正规教育之前,能用合乎语法的句子表达自己的思想,但是他们未清晰地意识到自己的话语中暗含的语法规则。实际上,信息加工心理学的两类知识划分与波兰尼的两类知识划分存在着很大的一致性。陈述性知识也就是显性知识,是个体能够意识到并能用言语表达的;程序性知识中有些是个体完全不能意识和用言语表达的,也就是默会知识。
奥苏伯尔的机械知识与有意义知识
  奥苏伯尔认为,学生的学习可以分为机械学习与有意义学习两大类。机械学习的结果是机械记忆,如艾宾浩斯的无意义音节的记忆。学生不能理解,通过死记硬背获得的知识都是机械知识。通过有意义学习获得的知识是有意义知识,主要是概念和命题(详见第二章第三节)。
广义知识学习阶段与分类模型
  上述广义知识的分类是静态的分类。如果考虑到知识学习的过程,从动态的角度考虑知识的分类,则知识分类问题就更为复杂。
  现代认知心理学家认为,陈述性知识的学习可以分为三个阶段。第一阶段,新信息进入短时记忆,与长时记忆中被激活的相关知识建立联系,从而出现新的意义的建构。第二阶段,新建构的意义储存于长时记忆中,如果没有复习或新的学习,这些意义会随着时间的延长而出现遗忘。第三阶段,意义的提取和运用。
  程序性知识的学习一般也可以分为三个阶段。第一阶段与陈述性知识的学习相同。例如,在英语学习中,学习“将‘We go to school yesterday’改成合适的时态”,这是一种典型的程序性知识的学习(或智慧技能的学习)。学生要能顺利完成这一任务,必须知道英语中动词时态变化的规则,在这里是将动词改为过去式的规则。知道某一规则或能陈述该规则,与应用这一规则支配自己的行为并不是一回事。所以,程序性知识学习的第一阶段学习是陈述性知识,也就是说程序性知识学习的前身是陈述性知识。程序性知识学习的第二个阶段是通过应用规则的变式练习,使规则的陈述性形式向程序性形式转化。就“英语动词一般现在时态改为一般过去时态”来说,学生通过教师讲解或阅读教材,知道了一般现在时态改为一般过去时态的规则,并能陈述这些规则(陈述性知识),再通过大量的句子变化的练习,每当看到“yesterday”、 “some years ago”等表示过去某时刻的词时,能立即根据规则把句子中的动词改为适当的过去式。此时相应的规则已经开始支配学生的行为,规则开始向办事的技能转化。程序性知识学习的第三个阶段是程序性知识发展的最高阶段,规则完全支配人的行为,技能达到相对自动化的程度。例如,熟练掌握英语的人,可以脱口说出规范的符合时态规则的英语句子,而不必有意识地去考虑有关规则。作为一种特殊的程序性知识的认知策略的学习也是如此,先必须知道要学习的认知策略是什么;然后通过应用有关策略的练习,使有关学习、记忆或思维的规则支配自己的认知行为;最后能在变化的条件下顺利地应用有关规则,支配和调节自己的认知行为,达到提高学习与记忆效率的目的。
  综上所说,根据学习结果和学习过程这两个维度,可以用图4-1描绘广义知识学习的阶段和类型之间的相互关系。它是根据现代认知心理学的知识分类理论和认知学习理论提出的广义知识学习与分类模型。该模型可以解释学生认知领域绝大多数的知识、技能和策略的学习。
 I.新知识习得阶段
II.知识的巩固和转化阶段
 
III.知识的迁移和应用阶段
注意与预期
激活原有知识
选择性知觉
新知识进入命题网络
通过复述和精加工等,命题网络重建与改组
陈述性知识被提取,回答是什么的问题
通过变式练习,命题转化为产生式系统
应用习得的概念规则对外办事
应用习得的概念规则对内调控
图4-1 广义知识学习阶段与分类模型
本部分前面三章的内容就是根据这一模型组织的。本章阐述陈述性知识的性质、习得过程和条件。第五章阐述作为程序性知识的智慧技能和认知策略的性质、习得过程和条件。解决问题是陈述性知识、程序性知识和策略性知识这三类知识相互作用的结果,所以第六章论述解决问题的过程以及不同类型的知识在解决问题中的不同作用。
陈述知识的性质:陈述性知识的心理表征
  我们常听到教育界人士说,好的教学不只是单纯传授知识,更重要的是发展学生的能力。但是能够通过教学发展而来的学生的能力的本质是什么?对此,研究教育学的人很少关心。在西方教育史上,杜威为了避免学生学了知识而缺乏能力的弊端,将知识一词改为经验,但是杜威的教学改革并未成功。为了理清知识与能力之间的关系问题,这里要较深入地介绍现代学习心理学关于知识的心理实质(即知识的心理表征)的研究。
  知识的表征或知识的心理表征(mental representation),指信息在心理活动中表现和记载的方式。一个外在的客体在心理活动中可以以具体形象、概念或命题等形式表现出来。这些形象、概念或命题都是信息的表征形式。表征反映着客观事物,它代表相应的事物,如儿童见到过一只小花猫,便在他的头脑中留下“小花猫”的形象,该形象便是他见到小花猫的心理表征。同一事物可以有不同形式的表征。不同表征形式所具有的共同信息称为表征的内容,而每一表征形式称为编码。下面介绍现代学习心理学中的几种知识表征理论,以解释个体具有的知识的心理机制。
神经网络理论
  有些认知心理学家对知识在人脑中表征的基本形式感兴趣,但是他们的大多数研究是通过计算机模拟进行的。也就是说,计算机程序可以将信息编成神经网络的代码。这些神经网络与生物神经网络有许多相似点。在计算机中研究的神经网络包括如下成分:(1)有与神经元相似的结点(nodes)或单元,但它们与神经元不同,只有一种性质,即可以在不同水平上被激活(神经元则有多种性质)。如果结点在高水平上被激活,则人可以意识到被激活的东西;结点也可以在低水平上被激活,此时人处于无意识状态。(2)结点与结点之间有联结。两个结点可以通过同时兴奋相联结,也可以通过一个兴奋与一个抑制的方式相联结。结点之间的这些联结是长时记忆的原材料。(3)学习是联结的创造及其强度的改变。与神经元之间的联结增强相似,联结加强的基本方式之一,是同时激活若干结点。
  这种理论可以解释字母和词形的识别。就成人识别字母而言,字母有如下特征:横线、竖线、锐角、向右凸出的曲线和对角线。假定呈现某个字母,它激活了人脑中竖线和向右凸出的特征,因为成人无数次见过P、R和Q,所以这两个特征与P、R、Q有牢固的联系。因此,当呈现P时,这两个被激活的特征与P、 R、Q相联系,从而激活表征这些字母的结点,并认出P。由于确认R需要激活另一特征,即字母下半部分的对角线,而确认Q需要激活下面的对角线和右面的凸出部分,所以上述两个特征与P相吻合,抑制的信号从P发送到R、Q和其他字母的结点。
  儿童学习字母就是在特征和字母之间建立联结。婴幼儿在认识字母之前会唱字母歌,知道字母名称。以后,当幼儿见到字母并被告知这是字母“P”时,P字母名称和其特征的联系得到加强。通过日常交往和看图画、书籍等,幼儿多次经历字母P名称和P的视觉表征之间的联系。每次接触,字母名称和其特征的联系得到一次加强,最终每当见到P的特征时,该特征便能自动激活P的名称。
  同理,可以解释单词的再认。例如,当呈现单词EACH时,每一个字母的特征和这些字母之间的联结被激活。与此同时,该词中的E与首位之间的联结,A与第二个位置,C与第三个位置以及H与第四个位置之间的联结也被激活。也就是说,在激活了E的同时也部分激活了其与首位的联结,其他字母也一样。对于成人而言,他们曾多次经历第一E,第二A,第三C,第四H这组字母与其位置的联结,所以在见到EACH时,EACH的特征及其位置被激活,而其他词被抑制。
  研究表明,英语词汇中相同词干的词语与无相同词干的词相比,要易于识别。这可以用神经网络理论来解释。因为词的一个部分越是常用,人们接触的机会越多,越容易被激活。
  鲁梅哈特和麦克里兰(Rumelhart, D.E. & McClelland, J.L., 1986)提出平行分布加工(parallel distributed processing)理论解释英语单词的识别。他们认为,大脑由许多小机器构成,每一小机器学习一类特征信息,这些小机器相互联系且能同时运作。例如,当呈现字母E、A、C、H及其位置时,大脑同时进行加工。一个多音节词可分成几个音节,每一个音节又由几个字母构成,每一个字母又具有几个特征。这样,通过激活字母的特征及其联结来识别字母,通过激活一组特征字母及其联结模式来识别音节,通过激活一组特殊音节及其在词中联结的位置来识别多音节词。
  按照平行分布加工理论,词义(概念)的激活依赖较低级音节和模式的激活。知晓意识中的任何东西(如,一个词、一个表象或一个概念)都要归根于神经网络中的基本表征,即联结的模式。虽然现代联结主义者对词义加工提供了解释,但其解释不如解释字形与字音的知觉有效。
  联结主义对知识的解释的重要教育含义是:在掌握高级的知识之前,必须先掌握低级的知识。因此,在学习单词之前必须先掌握特定的字母,即在字母特征模式及其名称与声音之间建立联系。这种由低级到高级的知识加工被称为自下而上加工,与之相对的是自上而下加工。
  许多心理学家在考虑人的心理时,重点放在高级信息加工,很少关心支配符号表征系统的结点的神经或特征模式的激活。有些心理学家认为,联结主义模型不能表征某些作为人类知识核心的关键信息。例如,该模型不能解释蕴含在命题中的句法关系。
命题与命题网络理论
命题
  命题这个术语来自逻辑学,指表达判断的语言形式,由系词把主词和宾词联系而成。例如,“北京是中国的首都。”这个句子就是一个命题。
  在认知心理学中,命题是指语词表达的意义的最小单位。一个命题是由一种关系和一组论题(arguments)构成的。关系一般由动词、副词和形容词表达,有时也用其他关联词如介词表达;论题一般指概念,一般由名词和代词表达。
  请看下面的句子:
  (1)小明给张英一本有趣的书。
  这个句子可以分解成下面两个更简单的句子:
  (2)小明给张英一本书。
  (3)这本书是有趣的。
  句子(2)和(3)各表达一个命题。句子(2)中的论题是“小明、张英和书”,关系是“给”。句子(3)中的论题是“书”,关系是“有趣的”。可见,句子(1)是由两个命题构成的。命题用句子表达,但命题不等于句子,命题只涉及句子表达的意义。人们在长时记忆中保持的不是句子本身,而是句子表达的意义。
  例如,布赖恩斯福德和弗兰克斯(J.D.Bransford & J.J.Franks, 1971)给被试呈现下列七个句子:
  蚂蚁吃了桌子上的甜果酱。
  石头滚下山并压坏了小屋。
  厨房里的蚂蚁吃了果酱。
  石头滚下山并压坏了树林边的小屋。
  厨房里的蚂蚁吃了桌子上的果酱。
  小屋在树林边。
  果酱是甜的。
  这些句子可以分解成两组命题,每组由四个命题构成。
  第一组是:(吃了;蚂蚁、果酱)
  (甜的;果酱)
  (在……上;桌子、果酱)
  (在……里;厨房、蚂蚁)
  第二组是:(滚下;石头、山)
  (压坏;石头、小屋)
  (在……边;屋、树林)
  (小的;屋)
  请注意:括号里分号前的词,如“吃了”、“甜的”、“在……上”等表示关系;分号后面的词如“蚂蚁”、“果酱”等表示论题。
  研究者呈现下面三个句子以检测被试的再认记忆:
  原先学习过的:厨房里的蚂蚁吃了果酱。
  新的:蚂蚁吃了甜果酱。
  不可能的情形:蚂蚁吃了树林边的果酱。
  第一句是实际学习过的;第二句未学过,但是由已学过的命题组成的;第三句是由已学过的词构成的,但不能组成已学过的命题。研究结果表明,被试几乎不能区别第一和第二个句子,认为他们实际上已学过这两个句子,但是他们很有信心地认为,他们没有听到过第三个句子。
  实验表明,人的长时记忆保持的是句子的意义,而不是原先学过的词句本身。
  认知心理学家用了许多不同方法来表示命题。常用的方法是,用一个圆 (或椭圆)表示一个命题,用箭头将命题的论题和关系联系起来。如,“蚂蚁吃了甜果酱”这个句子中包含两个命题,用上述方法表示(图中S代表主体,O代表客体,它们都是论题;R表示关系):
  命题1(简作P1):
  命题2(简作P2):
命题网络
  如果两个命题中具有共同成分,可以把若干命题彼此联系起来组成命题网络。例如,上面两个命题中有共同成分“果酱”,通过它可以把两个命题联系起来组成如下命题网络:
  
  同样,“在厨房里的蚂蚁吃了桌子上的甜果酱”可以用如下命题网络表示:
  
  威斯伯格(R.W.Weisberg, 1969)向被试呈现如下英文句子:
  Childrenwhoaresloweatbreadthatiscold.
  译成中文是:慢速的儿童吃冷馒头。这个句子可用命题网络表示如下:
  
  研究者用自由回忆方法检测被试保持的命题成分的联想速度。当呈现slow,被试最先联想到的是children;当呈现bread,被试最先想到的是cold。这种自由联想现象可以用命题网络得到适当解释,即被试读到句子,保持的不是句子原文,而是意义的命题网络。从命题网络来看,slow和children最接近,bread和cold最接近,所以它们联系更紧密,容易相互联想。而在句子中,slow和bread同它们分别与children和cold相比,联系更紧密,但由于人的记忆中未保持这个句子,所以,当呈现slow时,几乎没有人联想到bread。
  科林斯和奎廉(A.M.Collins and M.R.Quillian, 1969)的一个经典实验支持了知识以命题网络的层次结构储存的观点。他们认为对动物、鸟、鱼等分类的知识,以图4-2的层次结构储存。
  科林斯和奎廉认为,不同动物的知识概括水平不同。在每一概括水平上储存了可以用来区分其他水平的物体的属性。例如,“有皮”是所有动物的属性,储存在最高水平。用这一属性可以把动物与矿石(没有皮)等区分开。又如,“有羽毛”是所有鸟的属性,储存在比“动物”低一级水平上,可以被用来区别鸟与非鸟的动物(如,鱼、狗等没有羽毛)。科林斯等进一步假定,由于储存在知识网络中的事实的距离不同,提取它们的反应时也将不同。例如,“金丝雀是金丝雀吗?”“金丝雀是鸟吗?”“金丝雀是动物吗?”这三个问题,其中第一个问题概括水平最低(被定为0级),第二个问题概括水平较高(被定为1级),第三个问题概括水平最高(被定为2级)。研究表明,随着问题概括水平的提高,被试判断问题真伪的反应时越长(见图4-3)。
  
图式与脚本
  现代著名认知心理学家J.R.安德森认为:“对于表征小的意义单元,命题是适合的,但是对于表征我们已知的有关一些特殊概念的较大的有组织的信息组合,命题是不适合的。”例如,人们有关房子的知识,如果用“房子是人的居住处”这一命题表征,则不足以表征与人有关的“房子”的全部知识。现代认知心理学认为人的较复杂的整块的知识是用图式来表征的。John R.Anderson(1990). Cognitive Psychology and Its Implications, p.133~135.
  正如第三章所述,康德认为,人的心灵中生来就有某些认知图式,只有把这些图式施加于混乱的经验“材料”上,人才可以理解知觉经验。在皮亚杰认知发展理论中,图式是一个中心概念。皮亚杰认为儿童生来就有某些认知图式,如“吸吮图式”、“抓握图式”。现代认知心理学家在巴特利特和皮亚杰的图式概念基础上进一步发展了图式概念。
  现代认知心理学家把图式定义为,人头脑中关于普通事件、客体与情景的一般知识结构。其含义是:
  (1)图式具有概括性。例如,人关于房子的图式不只表示个别房子,而是表示个体所看到的一般的房子。
  (2)图式中含有同类事物的本质特征,也含有非本质特征。人关于鸟的图式中既有“长羽毛”这一本质特征,也有“能飞”这样的非本质特征。因此,一类事物的图式不同于它的概念,后者只反映一类事物的本质特征。
  (3)图式中的知识是以某种方式或结构组织起来的。如房子的图式包括:
  上位集合:建筑物
  组成部分:房间
  材料:木头、石头、砖头
  功能:供人居住
  形状:方形、三角形、图形等
  大小:100平方米~1000平方米。
  房子图式的这些维度被称为图式的槽(slots)。每一个槽中的值不是一成不变的,如“功能”这个槽可以填充“供人居住”、“供人开会”、“展览场所”等不同的值。
  (4)个体的图式是发展的。例如,儿童最初的房子图式只表征他所见到的茅草房,随着经验增长和图式变化,能表征砖瓦房、水泥房等。
  心理学家把图式分为表征客体的图式与表征事件的图式两大类。香克和阿伯尔逊(R.C.Schank & R.Abelson, 1977)把表征反复出现的有序事件的图式称为脚本(script)。脚本不同于客体图式,它表征的事件有一定的时间顺序。如“去电影院看电影”这个经常出现的事件,一般可以分解成如下的阶段:上影院、购票、进场、观看影片、退场。由于这样的步骤多次重复出现,人头脑中形成有关上影院看电影的定型图式。
  新近某些认知心理学家又提出课文结构图式(text structure schema)和数学问题图式,认为这些图式是学生理解课文和数学问题的关键。
双编码理论
  双编码理论认为,陈述性知识以言语和意象两种方式表征。这一理论的提出者佩维沃(A.Pavio)认为,知识是由言语和意象(或表象)表征的联想网络构成的。言语系统中的词是客体、事件和抽象观念的代码,它们与其表征的对象的联系是任意的(如“书”这个词与实际书并没有物理上的相似性)。意象系统(imagery system)的非言语表征与引起它们的知觉具有某些共同特征(如一本书的表象与实际书的知觉有某些共同特征)。意象表征包括视觉表象(如铃的表象)、听觉表象(如铃声)、动觉(如摇铃的运动)、与情绪有关的骨骼肌感(如心跳加速)以及其他非言语表征。例如,一本书的意象表征涉及与书相关的视觉和触觉的性质。言语表征一般是系列化的,而意象表征能同时对许多特征进行编码。一个复合意象(如教室的意象)能同时对与教室有关的特征进行编码,而教室的言语表征一次只能涉及某一信息(如房子内有课桌,中间有通道,墙壁上有窗子,如此等等,直至穷尽教室的所有特征)。
  意象表征系统和言语表征系统的成分是彼此联系的。如大多数人的书的意象表征和言语表征之间存在联系。当客体与图片呈现时,由于有这样的联系,人们见到图片,就能生成心理表征和名称。又如,“外科”一词可以引起丰富的非言语联想,包括生动的疼痛的意象,缝针处一带撕裂和紧绷感的记忆。因此,双编码是有效和高效思维的重要方面。
  佩维沃曾经列举了60种可以用双编码理论解释的现象。如具体材料比抽象材料易记,因为前者易于双编码,后者不易于意象表征。又如,图片与词语相比,图片比词易学,词读起来快,而图片的命名较慢。这表明,对于词语而言,可以直接进行言语编码,在对图片的反应中,只能通过意象表征才能接近言语编码。许多证据表明,视觉表象的激活干扰视知觉,反之亦然。从神经生理学来看,左半球损伤更易于干扰言语加工,相反,右半球损伤则更易于干扰非言语加工。这些都是有利于双编码理论的证据。
  班杜拉的社会学习理论也对双编码理论提供了支持。班杜拉认为,观察事物主要依赖两种表征系统——言语表征系统和意象表征系统。有些行为以意象形式保持。感官刺激激活并引起外部事件的知觉,由于重复接触外部世界的结果,起榜样作用的刺激(观察)最终产生持久的、可提取的、被示范的行为。以后,意象(内部唤起的知觉)能激活客观物质中不存在的事件。事实上,当事情高度关联(如当一个人的名字总是与该人相联)时,最终只听到名字,而未想象那个人是不可能的。同样,只要提及重复观察的活动(如开车),通常能唤起其表象。在发展早期,由于言语技能缺乏,以及由于有些学习行为模式不易于言语编码,在这些条件下,视觉意象在观察学习中起特别重要的作用。
  第二个表征系统涉及被示范的行为的言语编码,它能说明人类观察学习和保持的显著快速性。这种编码系统由于携带容易储存的大量信息,它能促进观察学习和保持。
陈述性知识(言语信息)的学习过程和条件
陈述性知识学习的结果
据奥苏伯尔机械学习和有意义学习的分类,陈述性知识学习的结果可分为性质不同的两种类型。
机械学习的结果
  机械学习有两种情况:一是机械材料的机械学习,如记忆电话号码、人名、地名等;二是有意义材料的机械学习,如幼儿背诵唐诗、宋词、乘法口诀等。机械学习的结果是形成联结。所谓联结,按桑代克的解释是刺激(S)与反应(R)之间的联结(即S—R),按现代神经网络理论的解释是神经元之间的联结。第三章介绍的艾宾浩斯研究的无意义音节学习、以后某些心理学研究的配对联想学习以及桑代克的动物学习,都是典型的机械学习,其学习结果是机械的。
有意义学习的结果
  按奥苏伯尔的有意义言语学习理论,有意义学习的结果是言语符号或其他符号在学习者头脑中引起的心理意义。符号引起的心理意义包括,单个符号引起的具体事物的表象,一类事物的共同本质属性(即概念)以及一组符号引起的命题。
  从上一节知识的表征观来看,有意义学习的结果是学习者头脑中获得表象、命题、命题网络和多种形式的图式。
  上述两类学习结果的性质不同,其学习的过程和条件也相应不同,因此解释不同类型的学习理论也相应不同。早期学习论的严重错误是未考虑学习类别差异,常常用机械学习规律来解释有意义学习,用低级学习规律来解释高级学习。联想主义学习理论和行为主义学习理论适合解释机械的、低级的学习,强调认知和组织的学习理论适合解释有意义的、高级的学习。例如,小学生的识字既包括机械学习,又包括有意义学习。字音和字形的记忆一般是机械的,其学习过程是刺激—反应联结形成的过程,即呈现音、形(刺激),学生听或读与写(反应)和重复练习的过程。其学习的最重要条件是儿童的反应,教师针对学生的反应提供反馈与强化。字或词义的学习是有意义的,其学习过程不适合用S—R、重复练习、反馈与强化来解释,宜用强调认知和组织的学习理论来解释。机械学习理论已在第三章作了较详细的介绍,这里不再展开。下面侧重介绍适合解释有意义知识学习过程和条件的理论,即奥苏伯尔的有意义言语学习理论(又称同化论)。
有意义的言语学习理论
  学生学习书本知识的目的不是机械地记住孤立的知识项目,而是有效地形成组织良好的认知图式。宽泛地说,认知图式也可以称为认知结构。奥苏伯尔提出的有意义言语学习理论(theory of meaningful verbal learning)较好地解释了学生通过命题知识的学习而形成组织良好的认知结构的过程。
  在奥苏伯尔的学习理论中,知识和意义是等价的。他区分了言语材料的逻辑意义、潜在意义和学习者个体的心理意义。逻辑意义相当于人类的知识,潜在意义是指在个体具有适当原有知识的条件下能被个体同化的人类知识,心理意义是指个体习得的知识。奥苏伯尔的有意义言语学习理论就是用同化的思想来解释外在的逻辑意义怎样向个体的心理意义转化的过程和条件的学说。下面先解释三类陈述性知识学习的一般过程,然后着重介绍奥苏伯尔的同化论(即有意义言语学习理论),用同化论思想解释各种命题知识的同化过程和条件。
符号表征学习
  符号表征学习(representational learning),又译表征学习,指学习单个符号或一组符号的意义,也就是说学习它们代表什么。符号表征学习的主要内容是词汇学习(vocabulary learning),即学习单词代表什么。在任何言语中,单词可以代表物理世界、社会世界和观念世界的对象、情感、概念或其他符号,这种代表关系是约定俗成的。对于新生的一代来说,某个词代表什么,他们最初是完全无知的,他们必须学会这些单词代表什么。
  符号表征学习的心理机制,是符号与其代表的事物或观念在学习者认知结构中建立相应的等值关系。例如,“狗”这个符号,对初生儿童是完全无意义的,在儿童多次同狗打交道的过程中,儿童的长辈或其他年长儿童多次指着狗(实物)说“狗”,儿童逐渐学会用“狗”(语音)代表他们实际见到的狗。我们说“狗”这个声音符号对某个儿童来说获得了意义,也就是说,“狗”这个声音符号引起的认知内容与实际的狗引起的认知内容是大致相同的,同为狗的表象(见图4-4)。
概念学习
  有意义学习的另一类较高级的形式叫概念学习(concept learning)。概念学习,实质上是掌握同类事物共同的关键特征。例如,学习“三角形”这一概念,就是掌握三角形有三个角和三条相连接的边这样两个共同的关键特征,而且知道与它的大小、形状、颜色等特征无关。如果“三角形”这个符号对某个学习者来说,已经具有这种一般意义,那么它就成了一个概念,成了代表概念的名词。同类事物的关键特征可以由学习者从大量同类事物的不同例证中独立发现,这种获得概念的方式叫概念形成(concept formation)。也可以用定义的方式直接向学习者呈现,学习者利用认知结构中原有的概念理解新概念,这种获得概念的方式叫概念同化(concept assimilation)。关于概念形成与概念同化的不同条件和心理过程,将在下章第二节再给予论述。
需要指出的是,概念学习与概念名称(或概念词)的学习是两种性质不同的有意义学习。如上所述,获得概念,不论是经过概念形成的方式还是概念同化的方式,其最终结果都是理解一类事物共同的关键特征或本质特征。而概念名称的学习属于符号表征学习,即用符号代表概念。同一个概念可以用不同符号代表,例如狗的概念可用“狗”或“dog”代表。同一符号表示的概念也可以发生变化,例如“圆”这个符号,对于未学有关平面几何知识的儿童来说,他们没有将平面上的图形和立体的球形分化,只有圆的模糊概念。在小学学过有关圆的几何知识以后,他们掌握了圆的本质特征:“圆在同一平面上而且圆周到圆心的距离处处相等。”进入中学经过系统学习平面几何知识后,他们才有圆概念的精确定义:“圆是一动点绕一定点等距离运动一周的轨迹。”
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