[科普中国]-认知学习理论

背景

行为学习理论认为复杂行为是建立在条件联系上的复合反应。

一般认为，认知学习理论发端于早期认知理论的代表学派－格式塔心理学的顿悟说。但是，认知学习理论的真正形成却是20世纪六七十年代的事情。

从认知学习理论兴起的社会背景来看，它是现代社会发展需要的产物。二次大战之前，几乎所有的心理学的研究都局限于实验室，行为主义的研究范式霸占了学习领域。当时对于学习的研究，仅仅涉及到动物和人的外部行为，很少涉及到人的内部心理历程。然而，二次大战中涌现的大量实际问题对之提出了挑战，战争对人的认知与决策提出了越来越高的要求。二次大战之后，信息时代，以及今天的知识经济时代的来临，更加强调对于人们的信息选择、接受，以及信息编码、存贮、提取与使用过程的研究。这些实际的社会需要，直接刺激了认知学习理论的产生与兴起。1

从认知学习理论的科学技术背景来看，它也是心理学与邻近学科交叉渗透的产物。控制论、信息论，以及计算机科学与语言学的发展，直接影响到了认知学习理论的产生与取向。很多认知学习理论的重要观点，都与这些学科有不解之缘。如，加涅的累积学习的一般理论模式，就直接借鉴了控制论与计算机科学的某些重要的思想。又如，语言学家乔姆斯基，1957年对新行为主义的代表人物斯金纳的《言语学习》一书提出了尖锐的批评，强调研究人的认知过程，以及人的语言的先天性与生成性，他的观点直接影响到很多学习研究者开始从行为主义转向认知主义。

代表学说格式塔学派的顿悟说

格式塔学派的观点直接影响到今天认知学习理论的形成与发展。格式塔学派的代表人物是考夫卡、韦特墨、苛勒等。该派认为，学习的实质是构造与组织一种完形，而不是形成刺激与反应的联结。2

▲韦特墨

将完形心理学的原理应用于人类创造性思维的研究，并倡导在教育过程中培养学生创造性思维的重要。

◇人物小传

韦特默生于布拉格，先就读于茶理斯大学法律系，1901年转柏林大学学哲学和心理学，从师于斯图姆夫。1904年又转符茨堡大学，在屈尔佩的指导下获得博士学位。1910年以后在法兰克福大学和柏林大学等校任教。从1911年开始对运动视觉进行实验研究，并获得很大成就。1933年因为纳粹迫害而逃至美国，在纽约社会研究新学院任兼职教授。主要著作有：《创造性思维》（Productive thinking，1982，1959，1945）（林宗基中译本，1987）、《格式塔心理学源考》（1967）、《对抗：心理学与当今的问题》（1970）、《心理学的基本问题》（1972）等。

▲苛勒

解释学习的过程和学习的迁移现象的"顿悟说"，对以后的认知学习理论产生了深刻影响。

◇经典实验

根据格式塔心理学的基本观点，苛勒以大猩猩解决问题的实验为基础，提出了。苛勒设计了一个著名的试验来证明自己的观点。根据这个实验，苛勒认为：黑猩猩在未解决这个难题之前，它对面前的情境的知觉是模糊的、混乱的。当它看出几根短棒接起来与高处的香蕉的关系时，它便产生了顿悟，解决了这个问题。因此，学习是由顿悟而实现的。顿悟即是完形的组织构造过程。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与修正错误的过程，而是突然领悟的。

▲考夫卡

◇人物小传

考夫卡（Kurt Koffka，1886~1941）于1886年3月18日出生在德国柏林。他1903年进爱丁堡大学接受教育，1904年开始在柏林大学修习哲学和心理学，1909年在斯顿夫（C．Stumpf）指导下获哲学博士学位。1910年到法兰克福大学，与韦特墨、苛勒合作进行似动现象研究，奠定了格式塔心理学的基础。1911年至1924年，一直在吉森大学任教。1924年到美因，任康奈尔大学、芝加哥大学和威斯成星大学访问教授，1927年他受聘为美国史密斯学院，L1理学教授，直到1941年去世。

作为格式塔心理学的主要传播者，考夫卡是最早向美国心理学界介绍格式塔心理学的，而且他是柏林学派中最多产的作者，这些都为格式塔心理学的流行起了重要作用。他的主要代表著作有：《心的发展（The Growth Of the M1nd）》（德文版1921年，英文版1924年）和《格式塔心理学原理（Principles of Gestalt Psychology）》（1935）。后者被誉为是“对格式塔作全面系统的叙述的唯一尝试”（波特，1981年）。

◇经典实验

1.似动现象

似动现象是指，两个相距不远、相继出现的视觉刺激物，呈现的时间间隔如果在1/10秒到1/30秒之间，那么我们看到的不是两个物体，而是一个物体在移动。

2.整体与部分

经典性例子是图形与背景交替图。

3.顿悟实验

1）“接竿问题”实验

2）“叠箱问题”实验

格式塔心理学的知觉律或学习律

学习即知觉重组，因此，知觉与学习几乎是同义词。他提出的一条最基本的知觉律是蕴涵律（1aw of pragnanz，又译包含律）。这就是说，人们有一种倾向，尽可能把被知觉到的东西呈一种最好的形式——完形。如果一个人的知觉场被打乱了，他马上会重新形成一个知觉场，以便对被知觉的东西仍然有一种完好的形式。需注意的是，这种“完好的形式”并不是指“最佳的形式”，而是指具有一种“完整性”。这个过程，也就是前面所说的知觉重组的过程。在这个过程中伴随着五条知觉律：

1．接近律（1aw of proximity)

人们对知觉场中客体的知觉，是根据它们各部分彼此接近或邻近的程度而组合在一起的。各部分越是接近，组合在一起的可能性就越大。

2．相似律（1aw of similarity)

人们在知觉时，对刺激要素相似的项目，只要不被接近因素干扰，会倾向于把它们联合在一起。换言之，相似的部分在知觉中会形成若干组。

3．闭合律（1aw of closure)

闭合是指一种完成某种图形（完形）的行动。

4．连续律（1aw of continuity)

在知觉过程中人们往往倾向于使知觉对象的直线继续成为直线，使曲线继续成为曲线。

5．成员特性律（1aw of membership character)

在格式塔心理学家看来，一个整体中的个别部分并不具有固定的特性，个别部分的特性是从它与其他部分的关系中显现出来的。

格式塔学习理论的六个基本观点

1.学习即知觉重组或认知重组

格式塔心理学家对学习的解释，往往倾向于使用知觉方面的术语。学习意味着要觉察特定情境中的关键性要素，了解这些要素是如何联系的，识别其中内在的结构。所以，学习与知觉、认知几乎是同义词。通过学习，会在头脑中留下记忆痕迹，记忆痕迹是因经验而留在神经系统中的。但格式塔心理学认为，这些痕迹不是孤立的要素，而是一个有组织的整体，即完形。

2.顿悟学习可以避免多余的试误，同时又有助于迁移

格式塔心理学家认为，通过对问题情境的内在性质有所顿悟的方式来解决问题，就可以避免与这一问题情境不相干的大量随机的、盲目的行动，而且有利于把学习所得迁移到新的问题情境中去。韦特墨区别了两种类型的问题解决办法：一类是只有首创性的和顿悟式的解决办法；另一类是不适当地应用老规则，因而不能真正解决问题的办法。顿悟学习的核心是要把握事物的本质，而不是无关的细节。

3.真正的学习是不会遗忘的

通过顿悟获得的理解，不仅有助于迁移，而且不容易遗忘。顿悟将成为我们知识技能中永久的部分。用现代认知信息加工心理学的术语来说，顿悟的内容是进入了长时记忆将永远保留在学习者的头脑中。

4.顿语学习本身就具有奖励的性质

真正的学习常常会伴随着一种兴奋感。学习者了解到有意义的关系、理解了一个完形的内在结构、弄清了事物的真相，会伴有一种令人愉快的体验。这是人类所能具有的最积极的体验之一。在没有其它诱因动机时，在不可能用顿悟的方式来理解学习时，也不妨可以使用一些外部奖励。就一般而言，达到理解水平本身就具有自我奖励的作用

5.顿悟说及对尝试错误说的批判

学习是一种智慧行为，是一种顿悟过程，需要有理解、领会与思维等认识活动的参与，并且它是一种突现、速变、飞跃的过程。顿悟学习有其特点，可归纳如下：问题解决前尚有一个困惑或沉静的时期，表现得迟疑不决，有长时间停顿；从问题解决前到问题解决之间的过渡不是一种渐变的过程，而是一种突发性的质变过程；在问题解决阶段，行为操作是一个顺利的不间断的过程，形成一个连续的完整体，很少有错误的行为；由顿悟获得的问题解决方法能在记忆中保持较长的时间；由顿悟而掌握的学习原则有利于适应新的情境，解决新的问题。

格式塔学派的顿悟说与桑代克的尝试错误说是针锋相对、势不两立的。

6.创造性思维

韦特默曾对思维问题进行过系统的研究，他把顿悟学习原理运用到人类创造性思维探讨中，并建议通过把握问题的整体来进行这种思维。认为要想创造性地解决问题必须让整体支配部分。即使在必要的关注问题的细节时，也决不能忽视问题的整体。必须把细节放在问题的整体中，把它们与整体结构联系起来加以考虑。这是一种自上而下、由整体到部分的思维。他认为要使人们顺利地解决问题，必须把问题的整个情境呈现出来，使之能对问题有个完全概观，决不能像桑代克那样，有意地把解决问题的方法和途径藏起来，迫使被试不得不去盲目试误。

强烈反对由试误说和条件反射说所引发出来的在教育领域中所采用的死记硬背和机械训练的方法。指出教师在教学中首要的任务是帮助学生通览问题情境，使他们明白怎样去解决，为什么这样解决问题，争取在理解、领会问题的前提下，产生顿悟。认为学习贵在打破旧有知识和模式的束缚，争取在对问题领域的基础上产生顿悟，掌握解决问题的原则，做到触类旁通、举一反三，促进智力水平的提高。

现代认知学习理论

▲布鲁纳

◇认知发现说

其一，布鲁纳强调指出学习过程是一种积极的认知过程。他认为学习的实质在于主动地形成认知结构。学习任何一门学科，都有一连串的新知识，每个知识的学习都要经过获得、转化和评价这3个认知学习过程。布鲁纳曾经指出："学习一门学科，看来包含着3个差不多同时发生的过程。"同时他又强调说："不论我们选教什么学科，务必使学生理解该学科的基本结构。"

其二，他非常重视人的主动性和己有经验的作用，重视学习的内在动机与发展学生的思维，提倡知识的发现学习。他说："发现不限于那种寻求人类尚未知晓的事物之行为，正确地说，发现包括着用自己的头脑亲自获得知识的一切形式或方法。"他认为发现学习具有以下一些优点：⑴有利于激发学生的潜力；⑵有利于加强学生的内在学习动机；⑶有助于学生学会学习；⑷有利于知识的保持与提取。

▲奥苏贝尔

◇认知同化说

提出了独具特色的"有意义学习"理论，即"认知同化说 （又称认知一接受）”。新知识的学习必须以已有的认知结构为基础。学习新知识的过程，就是学习者积极主动地从自己已有的认知结构中，提取与新知识最有联系的旧知识，并且加以"固定"或者"归属"的一种动态的过程。过程的结果导致原有的认知结构不断地分化和整合，从而使得学习者能够获得新知识或者清晰稳定的意识经验，原有的知识也在这个同化过程中发生了意义的变化。

根据将要学习的新内容与学习者已经知道的相关内容之间的关系，奥苏贝尔把学习分为下位学习、上位学习和并列结合学习3类。

⑴如果将要学习的新内容在包摄和概括水平上低于学习者原有认知结构中已有的相关内容，这时的学习就是下位学习或类属学习，如，若学生在学习正方形、长方形、三角形时已形成了轴对称图形的概念（已有知识），在学习圆时，“圆也是轴对称图形”这一命题 （新知识）的学习，就是下位学习。

⑵如果将要学习的新内容在包摄和概括水平上高于学习者原有认知结构中已有的相关内容，这时的学习就是上位学习或总括学习，如，学生原有认知结构中已经有了正方形、长方形、三角形的概念，在学习新概念轴对称图形时，发生的就是上位学习。

⑶如果将要学习的新内容，仅仅是由原有认知结构中已有的相关内容的合理组合构成的，因而仅仅能与认知结构中相关内容的一般背景相联系，而不能与认知结构中某些特定的内容构成了下位关系（从属关系）或上位关系 （总括关系），那么，这时的学习就是并列结合学习。学生在数学、自然科学、社会学科和人文学科中所学习的大部分概念都是并列结合学习的例证。在并列结合学习中，由于只能利用原有认知结构中一般的非特定的相关内容起固定作用，因此对于新内容的学习和记忆都比较困难。

根据学生进行学习的方式，把学生的学习分为接受学习和发现学习；根据学习过程的性质，又把学习分为机械学习与有意义的学习。

⑴接受学习，即学习者把以现成的定论的形式呈现给自己的学习材料，与其已形成的认识结构联系起来，以实现对这种学习材料的掌握的学习方式；发现学习，是在教师不加讲述的情况下，学生依靠自己的力量去获得新知识，寻求解决问题方法的一种学习方式，发现学习依靠学习者的独立发现。与布鲁纳强调发现学习相反，奥苏贝尔更强调接受学习。

⑵机械学习，即不加理解，反复背诵的学习，亦即对学习材料只进行机械识记；有意义的学习，指的则是语言文字或者符号所表述的新知识能够与学习者认知结构中已有的旧知识建立一种实质的、非人为的联系。有意义的学习需具备两个条件：学生要具有意义学习的心向，即把新知识与认知结构中原有的适当观念关联起来的意向；学习材料对学习具有潜在意义，即学习材料具有逻辑意义，并可以和学生认知结构中的有关观念联系。这两个条件缺一不可，否则会导致机械学习。

▲加涅

将行为主义学习论与认知主义学习论相结合的代表，从两大理论中汲取合理的成分，并且在20世纪70年代之后，引进现代信息论的观点和方法，从而成为认知学习理论流派中强调信息加工模型的代表人物。

◇累积学习说

学习过程是信息的接受和使用的过程，学习是主体和环境相互作用的结果，"个体的先前的学习导致个体的智慧日益发展。"教学上主张给学生最充分的指导，使学生能够沿着仔细规定的学习程序，一步一步地、循序渐进地进行学习。知识学习可以看成动机阶段 （预期）—了解阶段 （注意和选择性知觉）—获得阶段 （编码储存通道）—保持阶段 （记忆储备）—回忆阶段（检索）—概括阶段 （迁移）－－作业阶段 （反应）—反馈阶段 （强化）的这样的一条链条。

加涅认为，外部事件可以使用激化、维持、促进或者增强学习的内在过程的种种方式加以计划和执行。这个过程就是教学过程。加涅把与上述学习过程有关的教学过程也划分为8个阶段。

⑴动机阶段：一定的学习情境成为学习行为的诱因，激发个体的学习活动，在这个阶段要引发学生对达到学习目标的心理预期；

⑵了解阶段：在这个阶段中，教学的措施要引起学生的注意，提供刺激，引导注意，使刺激情境的具体特点能被学生有选择地知觉到；

⑶获得阶段：这个阶段起着编码的作用，即对选择的信息进行加工，将短时的记忆转化为长时记忆的持久状态；

⑷保持阶段：获得的信息经过复述、强化之后，以一定的形式 （表象或概念）在长时记忆中永久地保存下去；

⑸回忆阶段：这一阶段为检索过程，也就是寻找储存的知识，使其复活的过程；

⑹概括阶段：把已经获得的知识和技能应用于新的情境之中，这一阶段涉及到学习的迁移问题；

⑺作业阶段：在此阶段，教学的大部分是提供应用知识的时机，使学生显示出学习的效果，并且同时为下阶段的反馈做好准备；

⑻反馈阶段：学习者因完成了新的作业并意识到自己已达到了预期目标，从而使学习动机得到强化。加涅认为："值得注意的是动机的强化主宰着人类的学习，因为学习动机阶段所建立的预期，此刻在反馈阶段得到了证实。"

加涅的累积学习说的另一个重要思想是他关于学习的分类。加涅根据产生学习的情境，把学习分成8类，由低而高顺次排列成一个层级：

第一类，信号学习：经典条件反射，包括不随意反应；

第二类，刺激反应学习：操作条件反射；

第三类，连锁学习：一系列刺激反应动作的联合；

第四类，语言的联合：与第三类学习一样，只不过它是语言单位的连接；

第五类，多重辨别学习：区分多种刺激的不同之处；

第六类，概念学习：在对刺激进行分类时，对事物抽象特征的反应；

第七类，原理学习：概念的联合；

第八类，解决问题：在各种条件下应用原理达到最终目的。

根据学生的学习结果，提出5种学习结果的划分：

⑴言语信息，指的是能够陈述用语言文字表达的知识；

⑵智慧技能，指的是运用符号办事的能力；

⑶认知策略，对内的控制以及调节自己的认知活动的特殊认知技能；

⑷动作技能，指的是习得的、协调自身肌肉活动的能力；

⑸态度，指的是习得的、决定个人行为选择的内部状态。

综述根据以上认知学习理论关于学习的基本观点，与教学实践结合，国内外研究者们提出了一系列指导教学设计的原则，国内学者将它们归纳为：

1用直观的形式向学习者显示学科内容结构，应该让学习者了解教学内容中涉及的各类知识之间的相互关系；

2学习材料的呈示应适合于学习者认知发展水平，按照由简到繁的原则来组织教学内容。这儿所说的由简到繁是指由简化的整体到复杂的整体；

3学习以求理解，才能有助于知识的持久和可迁移；

4向学生提供认知反馈，可以确认他们的正确知识和纠正他们的错误学习。虽然行为主义教学理论也强调反馈的重要性，但认知主义教学理论一般将反馈看作为一种假设检验；

5学习者自定目标是学习的重要促动因素；

6学习材料既要以归纳序列提供，又要以演绎序列提供；

7学习材料应体现辩证冲突，适当的矛盾有助于引发学习者的高水平思维。

现实意义在网络教育的过程中，如果要应用这种信息加工理论来指导教学，就要求我们在网络教育的各个环节中能够把握住信息加工过程中的三个阶段。而这其中的每一个环节，学生都在不断地进行很复杂的大脑内部的信息加工过程。那么我们在进行教学设计的时候，是否做到每一个环节都能够使得学生正确地进行这种信息加工，将直接影响到网络教育的成败与否。这些环节表现在诸如学习使用网络这种媒体、设计网站、提供网络资源的参考、提供在线教学的方法等。