与此同时,布卢姆的掌握学习理论为知识的重要性和意义作了侧面的佐证。他认为如果学生对某一学习任务缺乏必要的认知准备,那么再好的教学质量也不可能使学生就这一学习任务达到掌握水平。
近
20年来,认知心理学派特别是信息加工理论对认知结构作了更加全面和动态的阐述和开放式的研究。他们认为认知结构的理论可概括为三个方面的命题:知识在头脑中的表征方式,知识的类型和知识的组织。他们把知识的类型分为描述性知识、程序性知识和策略性知识(Mayer, 1981)形成了一种大知识观。他们用信息流的观点把认知结构的形成和使用看作是知识的输入、编码、译码、储存和提取的过程,对过程的各个环节作了深入细致的机制层面的分析。他们对认知结构的形成、保持和激活所作的细微的策略研究,使理论有了更强的操作性。
纵观认知结构的理论发展,可大致划分为三个时期。
早期形成时期,包括皮亚杰的图式理论,早期格式塔的经验基础上的顿悟理论以及托尔蔓的认知地图理论。他们相对于行为主义来说,逐步由对外部刺激与行为反应的研究转向对内部认知过程的研究,开始了对学习者内产啐知的科学的研究。
系统深化时期,主要指布鲁纳和奥苏贝尔的理论。他们对认知结构的形成过程和内在机制作了粗略但系统的研究,使认知结构成为完整的立体的和动态的事物。
扩展化时期。主要指当代众多认知心理学家对认知结构理论的新发展。他们扩充了认知结构的内涵,展开了并正在展开着对过程和机制的具体而细微的研究,为真实的课堂教学提供了广泛而具体的指导。
二、对认知结构理论的横向概括
以上心理学家对认知结构的研究虽然是从不同的角度进行的,使用的术语也不一样,但抛开纷繁的术语持其本质,我们可以抽取出其中合理的部分,为认知结构找出丰富的特质。对认知结构理论作综合概括可得出以下结论。
1
.认知结构具有建构的性质
几乎所有的认知结构理论都认为学习过程就是认知结构不断变化和重新组织的过程,存在于人头脑中的认知结构始终处于变动与建构之中,其中,环境和学习者的个体特征是两个决定性因素。皮亚杰用同化、顺化、平衡等过程表征认知结构建构的机制。他的建构主义学习论强调了外在整体环境的重要性,认为环境为学习者提供的丰富、良好的多重刺激是促使认知结构完善和发生变化的根本条件。现代建构主义者认为,完善的环境应包括真实的问题情境,先进的物质设备环境,经过精心组织的教材环境和教师创造的和谐的心理环境。它们共同为学习者的自由探索和自主学习提供具有支持和促进作用的场所。现代认知心理学家奈瑟认为,认知过程是建构性质的,它包括两个过程:个体对外界刺激产生反应的过程(基本过程)和学习者有意识地控制、转换和建构观念的映象的过程(二级过程)。建构来自于外界与主体的相互作用。认知建构就是在外在刺激和学习者个体特征相结合的情况下进行具有渐进和累积性自我建构的过程。
2
.良好的认知结构在学习中具有重要的作用,是学习的核心
这句话包含两层意思,形成良好的认知结构是学习的核心任务,已经形成的良好的认知结构查后继学习的核心条件,根据研究发现,良好的认知结构的作用可体现为下列功能:搜索与预测功能、建构与理解功能、推论与补充功能、整合与迁移功能、指导与笄功能。
认知结构的核心地位来自于它的重要作用。在近年来有关专家和新手的解决问题的比较研究中发现,专家之所以能迅速的解决问题,就在于专家头脑中有某类知识的大约
5-20万个知识组块,这些知识组块按层次网络的方式排列,这使得志谊在解决问题时能更注意问题的结构。而新手却相反,他们有关的知识较少,知识之间是零散和孤立水平排列状态,在解决问题时更多的注意问题的细节。[4]对学习落后新生学生的研究表明,特定知识与技能的缺陷是导致学习能力低下的主要原因(Brown.CAMPIONE,1986)。可见,认知结构的确在学习中发挥着强大的作用,特别是良好建构的认知结构在学习中更是必不可少的。布鲁纳主张学习应最先建立学科基本结构即学科的知识体系所能抽象概括的具有普遍和强有力适应性的、能广泛迁移的系统构架,奥苏贝尔把建立概括性强的认知结构作为教学的主要任务,都是有一定道理的。
3
.认知结构理论突出了学生中心的思想
认知结构理论明显由对教师教的研究转向对学生学的研究,把学生作为研究的中心。对认知结构的阐述包含的理论前提是,学生才是决定学习到什么的关键和直接因素,教材、教法,环境条件社会影响等一切外部条件虽然是重要的,但都是间接的因素。对学生的研究以对学生认知结构的研究为起点,不仅研究学生的认知过程、认知策略、认知条件等,还研究认知活动展开的支持系统如情感、意志等。对认知结构的研究影射到对学生整体的研究。这种研究使得对学生的重视不再仪在思想或经验的水平而是深入到科学行动的阶段,它为科学的发挥学生的主体性提供了科学的依据和实用的操作原理和方法。认知结构与学生主体思想相互印证,相互促进,相得益彰,它随着学生主体思想的发展而发展起来并不断深化下去,突出了学生自主建构的必要性和意义。
三、基于认知结构理论的教学设计原理揭示
丰富的认知结构理论为我们进行科学的教学和科学课堂教学设计提供了广阔的理论空间。根据这些理论我们可以总结出在进行教学设计时要遵循的科学原则。
1
.教学设计要以利用和形成学生良好的认知结构作为价值取向和目标指向
基于认知结构的广泛内涵和重要作用,教师在进行各方面的设计时要以激发和形成学生良好的认知结构为目标。这些设计包括环境设计、课程内容设计、学生活动设计等,它们的总体目标是为学生提供条件,让其自主的进行认知结构的建构。这不仅是学习知识的需要,更是培养学生的主体性和创造性的需要,是基于学生主体思想所作出的必然选择。只有这样才能贴近实际地教学,并且能更有长远目标地教学。
2
.教学设计要重视环境的设计
环境可以促发学生的认知结构使其处于激活状态,为新旧知识提供接触点。“实际上有意义学习并不一定渐次地从单个任务成分地练习发展到复杂的物质任务背景的操作,而往往是在支持环境中在大背景下训练子任务所需的技能”(
Robert Gleser)。[5]在环境的设计上,以布兰斯福特为代表的“抛锚式教学”的理论和实践为我们提供了生动的例子。他们主张把学生引入模拟的故事情境中以解决故事中的问题的方式进行学习,实验证明这种方法使学生的学习效率大为提高。
环境设计的原则是,习量马学习情境并入真实的生活情境中去,让学习与生活接壤;尽量用先进的技术设备模拟问题情境,使学生在情境中感知,加强语义知识和形象知识的连接;尽量创造和谐、民主的人际环境,加强师生之间的交流,促进师生、生生之间的互动。
3
.教学内容的设计要以条理化、结构化和整合化为原则
这一原理并不是要求教学必须从基本的概念和原理教起,而是要以形成结构化、层次化的认知结构为最终目标和总的设计原则。根据认知建构理论所揭示的原理,教学内容的设计可采取两条互逆的途径:由一般到特殊和由特殊到一般的设计顺序,即遵循逐步分化和逐步统合的原则(奥苏贝尔的观点)。运用这两条途径的共同前提是,教师对学科的基本结构和各部分的相互关系能精细了解并且始终以形成学生优质的认知结构为目标。前苏联在
60、70年代出现的“单元教学法”使用的是从一般到具体的设计方案。在实际的教学设计中,两条途径一般进行交叉使用。在奥苏贝尔的多种学习分类中,在他的逐渐分化和统整协调的内容设计原则中,明显的体现了交叉使用的原则。斯皮诺(Raan Spiro 1991)的概念与案例构成多维与非线性的“十字交叉”形状的知识表征理论认为双重表征知识能加强学习的认知弹性,促进语义表征和图象表征的结合,清除单纯语义表征的弊端。这一观点为我们提供对二者交叉使用的又一理论依据。
4
.设计中要处处体现学生主体和自主的原则
这也是由认知结构的特性决定的。教学设计要为学生的自主活动留有余地,以学生的现有认知结构为起点,以学生自主建构的良好认知结构为终点。在空间设计上注意广延性、开放性;时间设计上要求有弹性,少讲多练,为学生的自学和思考留下足够事物的时间;方法设计上注意以教法促学法,教会学生学的方法和策略;内容设计上要循序渐进,以旧知促新知,让学生能够自主吸纳,自主建构。总之要学生做到建构性的学,累积式的学,目标指引式的学,反思性的学。
5
.教学中要进行有关认知结构的专门策略设计的原则
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