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什么是认知系统?

时间:2010-08-16 02:16来源:知行网www.zhixing123.cn 编辑:麦田守望者

罗伯特·马扎诺(Robert J.Marzano)博士是美国中部地区教与学实验室高级学者,同时也是非常著名的课程改革专家。他近年来一直致力于将教学理论与研究转化为有效课堂实践(包括班级管理和学校改革),已经出版了20余本著作和发表150篇论文。代表性著作有《学习的维度:教师手册》(1996),《设计基于课程标准的学区、学校和课堂》(1996),《设计一种新的教育目标分类学》(2000),《内容知识:幼儿-12年级教育的标准与基石》(2000),《有效课堂教学:基于研究且面向提高学习成绩的策略》(2001)等。本文主要讨论了新的认知系统观及其在教学中的应用启示,同时也是新的教育目标分类的重要理论基础之一。

当前学生的学习方式大体上可划分为两大类:接受式学习和发现式学习。从现实教育来看,接受式学习是我国学校主要而基本的学习方式。随着教育教学改革的不断深入,接受式学习越来越遭受人们的批判,而发现式学习日渐得到广大教育教学工作者的青睐。倡导发现式学习在我国起步较晚,有关理论和实践研究不够成熟,真正的发现式学习不能有效实施。分析原因是多方面的,突出地表现在这样两个层面:一是发现式学习的主客观条件不具备,不能保证发现式学习成为一种有意义的学习方式。比如学生的心理准备不足,或学生缺乏一定的认知水平和技能技巧,或采用了不适合于用发现法学习的知识内容,等等。这种不顾条件限制,盲目推崇发现式学习,其知识获得与思维发展的教学目标只能成为一张空头的彩票;二是人们对发现式学习的本质规律缺乏认识,相应的学习手段、方法、模式运用不当,造成发现式学习方式的低效。针对后一问题,笔者就支持发现式学习方式的多媒体课件设计提出如下几个方面的设计原则。
一、非良构知识重组   
认知系统中的过程可以组成四个范畴:(1)贮存与提取;(2)信息加工;(3)输入与输出;(4)知识运用。这些心理过程是对知识领域中的知识进行操作。这就是说,贮存与提取过程向学习者提供了访问已经贮存在永久记忆中的知识和贮存新的知识的路径,以便学生将来可以使用;信息加工功能是对已经贮存的知识进行操作以便能在具体的任务中运用;输入与输出过程是运用知识理解沟通和产生沟通;运用知识过程是用知识来完成具体的任务。本文将讨论认知系统中各个过程的每一个范畴。
贮存与提取
顾名思义,贮存与提取(storage and retrieval)过程的功能就是把信息嵌入(即贮存)到永久记忆,和把信息从永久记忆中抽出(即提取)来使用,为了更好地理解贮存与提取过程的功能,简短地考虑一下记忆的性质和功能会有帮助。
Anderson(1995)解释说,长期以来人们所持有的两种类型记忆的观念——短时记忆和长时记忆——已经被“一种记忆几种功能”的理论所取代。为了便于讨论,我们不妨将记忆看成有三种功能:感觉记忆、工作记忆和永久记忆。
感觉记忆涉及到来自感官暂时贮存的信息。
永久记忆包含了构成知识、认知、元认知和自我系统全部领域的所有信息和技能。简言之,我们所知所行的一切都贮存在永久记忆中。
工作记忆运用了来自于感觉记忆和永久记忆的信息。顾名思义,工作记忆是积极处理信息的地方。这么说来,也是意识发生的场所(Dennett,1969,1991)。Anderson解释说,在心理学中,有人提议说把工作记忆的概念扩展到将“有机体之外”的信息包括进去。比如说,当一个人在解答一道复杂的数学题时,解答者所能得到的信息不仅在他的工作记忆中,而且还有方程式和数学表达式这些页面信息。
在我们看来,工作记忆应被看作是论坛(forum),在这个论坛上对来自外部世界或永久记忆的信息进行加工。图1描述了外部世界、感觉记忆、工作记忆和永久记忆之间的关系。
如图1所示,工作记忆可以从感觉记忆(信息在此停留的时间很短)和永久记忆(信息永远停留在此),或者是两种记忆中收集信息。从理论上来说,信息停留在工作记忆中的时间是没有限制的。只要学习者的意识集中在工作记忆的信息上,它就会保持活跃状态。
Anderson(1995)解释说,工作记忆包含了让信息在工作记忆中活跃起来的两个过程。在这里起作用的是音位环和视觉空间素描簿。换句话说,音位环和视觉空间素描簿能使信息在感觉记忆中衰退之后在工作记忆中保留下来。尤其在最初有了感知后,视觉和听觉记忆都贮藏在感觉记忆中,它们在那儿延续的时间不会多于一秒(Anderson,1995)。音位环和视觉空间素描簿是机制式的,通过这种方法信息会在工作记忆中重现并保持着活力。
对工作记忆的结构有了基本的了解后,我们就可以将提取看成是激活永久记忆中的信息,并将信息从永久记忆转移到工作记忆中,从而能够在工作记忆中对信息进行有意识的加工。贮存则可以被看成是对已经在工作记忆中的信息进行编码(通过三种表征体系),因而使它们成为永久记忆的一部分。在心理学进行的因素分析研究的综合论述中,Carroll(1993)发现,就像提取和贮存过程,保留听觉和视觉刺激的能力在研究一般认知功能中被看成是一种显著能力。
当然,贮存和提取是固有的过程——是每个人神经系统的“硬件”部分,因而不是学来的。但这并不是说它们不能通过使用学来的技巧得到提高,比如说,记忆术可以增强贮存,诱导可以加强提取。
信息加工功能
信息加工功能(the information processing functions)是对停留在工作记忆中的信息进行“加工”。图2对此作了描述。
如图2所示,信息加工功能是指对工作记忆中的信息进行处理,无论这些信息是通过感觉记忆来自于外部世界或者是通过提取来自于永久记忆。
有六种基本信息加工功能:(1)匹配;(2)观念表征;(3)信息过滤;(4)概括;(5)具体化;(6)观念生产。
匹配
匹配(matching)过程是识别工作记忆中各种要素异同之处。也许这是信息加工各方面最基本的内容(Smith and Medin,1981)。也就是说,匹配如果说不是对所有类型的信息加工功能来说都是最根本的,那么对大多数的类型来说也是如此。匹配是允许我们将经验组成不同类别的基本过程。正如Mervis(1980)所说的,世界由无数种刺激组成。人们正是将撞击着他们感觉的无数个刺激组成相似的类型,才使不熟悉的事情变得熟悉。Nickerson,Perkins和Smith(1985)指出,形成各种类型相似刺激的能力是各种思维形式的要义所在。
研究者Arthur Markman和他的同事确定了在匹配的两个方面中,辨别相似之处更重要,因为不去辨别相似之处,就不能觉察不同之处(Markman and Gentner,1993a,1993b;Medin,Goldstone and Markman,1995;Gentner and Markman,1994)。
观念表征
观念表征(idea representation)过程是将工作记忆中的信息转化成可在永久记忆中贮存的适当形式。工作记忆中的信息不是对通过感觉接收的东西如数复制。正如前面所解释的,感觉记忆中的信息消退得相当快。工作记忆在很大程度上包含了已经建构的各种表征,这些表征始终是对感觉信息所做的解释。Holland等人(1986)解释说,工作记忆包括了通过感官觉察到的外界的“模式”。实际上观念表征功能承担着设计外界模式的任务。这些模式可能有语言、非语言和情感的成分。
观念表征功能与三个加工者之间的不同,澄清这一点十分有益。观念表征功能协调了语言、非语言和情感几个加工者的活动。当这些过程变得自动化、机械化和无意识时,观念表征功能指挥着如何使用这些加工者。尤其是观念表征作用决定了从感官中接受的信息是否会在这三种方式中都表现出来,还是有一种主要的表征形式。举个例子,两个人听到同一事件的叙述,但在工作记忆中两人对这个事件的表述会有很大差别。一个可能采用语义性很强的表征,而另一个可能会采用非语义性的表征。在工作记忆中对外部世界模式确切的选择就是观念表征功能的产物。有些理论家断言,一个人倾向于使用一种表征方式而不是另一种,这就构成了个人信息加工的风格(Carbo,Dunn and Dunn,1986;McCarthy,1980)。
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