基于计算机的认知工具概念与分类研究
基于计算机基础课程信息化教育的研究
以计算机技术和通信技术为核心的信息技术 对 象 的程序设 计 外 ， 许 多 高校 也 对 计 算 机 基 础教 学 的教 学手段 、 教学方法 、 教 材 建 设 等 方 面 的改 革 ， 做 了大 量有 益 的 、 必要 的探 索与 改革 。 目前 ， 教育 信 息 信息化浪潮 ， 其来势之猛、 发展之速、 范围之广 、 影响 之大 ， 是世界科技史上前所未有 的…。现在， 信息技 化的要求越来越高 ， 面对教育信息化大潮的来临 ， 计 术正 改 变着人 类 的 思 维 和行 为 方 式 ， 并 在 人 类 的经 算机 基础 教学也 应进行 信 息化教 育 的改革 与尝试 。 二、 信 息化 教育 的特 征 济、 文化 和社会 活 动 中起 着越 来越 重 要 的作 用 ， 成 为 决定 人们 生活 、 学 习和工作 质 量 ， 提高 一个 国家综合 信息化 教育 是指利 用计 算 机技 术 和 网络技 术所 国力的重要力量。信息技术应用的广泛普及和信息 提供 的交 互形 式 、 认知 工具 来进 行 学 习的一 种状态 。 社会 的到 来 ， 对 每 个 社 会 成 员 都 提 出 了新 的要 求 。 在信息化教育背景下 ， 学习者借助他人 的帮助和利 而教 育 的信息 化 是 当前 我 国教 育 发 展 的一 大趋 势 ， 用必要的学习资源 ， 通过与环境的交互获得知识。 （ 一） 信 息化教 育的信 息化 特 点 给高校教育带来 了极大 的影响。因此 ， 计算机基础 教育信息化使现代信息技术在教育领域中广泛 课 程 的教学也 应 适 应 这 一要 求 ， 并 在教 学 过 程 中做 出相 应 的调整 。 应用 ， 它充分利用多媒体计算机技术 、 通信技术和 网 目前 的计 算机基 础课 程体 系 络技 术 ， 使 教材 多媒 体化 、 教 学个 性化 、 学 习 自主 化 。 使 教 育 领 域 工 作 的 发展 也 越 来 越 根据教育部关 于加强高等学校计算机基础教学 信息 技术 的发 展 ， 的要 求 ， 目前各 高 校 都 明确 大 学 生计 算 机 基 础 教 学 依赖 信息 技术 ， 要 求 教 师 授 课 与 学 生求 学 都 必 须 适 的 目标 ， 各高校 普遍 强调 了学 生应 掌 握计 算机 软 件 、 应信息技术的发展 ， 利用现代信息技术改进教学手 硬件 技术 的基 本 知 识 ， 应 培 养 在 自己专 业 领 域 的计 段 、 完善教学资源 、 科学组织教学。从实现教育信息 算机应用开发能力 ， 并培养利用计算机分析 、 解决问 化的技术看 ， 主要具有信息处理数字化 、 信息传播立 题 的意识 。针 对 这 一 目标 ， 各 高 校 的计 算 机 基 础 课 体化 、 信息组成多媒体化 、 教学系统智能化等特点。 实现 教育 信息 化后 ， 教 学 内容 的组 织是 非线 性 的 ， 表 程一般 按 ３个层 次 安 排 ， 第 一 层 次 为计 算 机 文 化 基 学 习 内容也 广泛 增加 ， 从 而提 础； 第二层次为计算机技术基础 ； 第三层次为计算机 现形 式是 丰 富多 彩 的 ， 高了学生的学习热情 和兴趣。在教育信息化后 ， 多 应用 基础 。３个 层 次 的教 学 在 内容 上 前 后 衔 接 ， 组 成一个 整体 。对 非计 算机 专业 大 学生 的计 算机 基 础 媒体 技术 与人 工 智 能 技术 优 势互 补 ， 可实 现 教 学 过 教育起 到循序 渐进 的作用 ， 并 取得 一 定 的教学 效果 。 程 的智能 化 ， 也 可实 现教 学资 源 的全 面共 享 。 （ 二） 教 学模 式新特 点 随着计算机技术的飞速发展 ， 各高校的教学 内容也 由于现代信息技术 的广 泛应用 ， 教学思想发生 适时更新 ， 在计算 机基础教学 中已由 Ｄ ｏ ｓ 平 台转换 教 学理 论 不断 更新 ， 学 习理论 适 时改 到 Ｗｉ ｎ ｄ ｏ ｗ ｓ 平 台， 增加 了 网络 教学 内容 ， 除介 绍面 向 了深 刻 的变 化 ，
基于问题解决中影响因素的认知工具的研究一一以小学数学应用题为例
引言
问题 解决是一个 高级的认知过 程，它可 以在 内部知识表 征的基础上与其他认知过程 （ 如抽象 、决策、推理和分 析等 ） 相互作用 。 问题解决 是数学教 育的核心 ，使用有 效的认知工 具能够帮助 学生提高 问题 解决能力 ，形成科学 的思维 方式 。
国 内外 研 究 发 现 ，很 多 小 学 生 存 在 不 同 程 度 的应 用 题 解 题 困
是 一 种 支 持 、指 引 、 扩 充 使 用 者 思 维 过 程 的 心 智 模 式 和 计 算
难 ，而在 当前我 国现有 的课堂教 学模式 中无法实现 一对一个
性 化 教 学 与 辅 导 。 因此 ， 认 知 工 具 作 为 扩 充 人 类 思维 和 方 便
机 设备 。Ｌｕ及其 合作 者 Ｗｉｉ 、Ｐ ｄ ｒｅ ｉ ｌａ ｌ ｍｓ ｅｅｓｎ等人【从 问题解 】
心 理 加 工 过 程 ； 方 便 了学 习 者 的 问题 解 决 过 程 。本 文 以 小 学
认知工 具在 小学数学应 用题解决 中的运用 ，因而本 研究主要 探讨 的是狭 义的认知 工具 。从 问题 解决的视角将其 界定为 ： 帮助 学习者突破 思维 局限 ，减轻认 知负荷 ，提 高问题解 决能
题解 决的特殊阶段 具有或 多或 少联系 的计算机 技术 。宾夕法 尼 亚州立大学教授 Ｊｎ ｓｅ ｏ ａｓｎ将认知工具定义为 以计算机 为基
础 的 可 用 于 帮 助 学 习 者 发 展 批 判 性 思 维 与 高 阶 思 维 的工 具 或
学 习环境 。从 Ｊｎｓｅ 的观 点出发 ，认知工具不是某种 新产 ｏ ａｓｎ 品，而是对某些计算机软件 的重新 归类 。
尚晓 晶 马 玉 慧
（ 渤海大学 教 育与体育学院 ，辽宁锦州 １ １０ ）问题解决过程 逐渐 成为当前研究 的热 点和趋势 。针 对 目前 问题解决过程 中缺乏有 效 摘
认知工具
认知工具的定义最早是由戴瑞(Derry)在1990年提出，他指出：“认知工具是一种支持、指引、扩充使用者思维过程的心智模式和设备。
”1996年，乔纳森（David H.Jonassen）在《课堂中的计算机：支持批判性思维的认知工具》（Computer in Classroom: Mindtools for Critical Thinking）一书中对信息技术的认知工具作用描述为：“利用计算机应用程序，使学生对正在学习的学科内容进行建构性地、高级地、批判性地思考。
”朱亚莉在2005年的《智能主体一一一种新型的认知工具》一文中也提到：认知工具是一种能直接作用于人类的认知活动、降低认知难度的智力方法或技术设备。
从教学的角度思考，我们可从上面的定义中总结出：认知工具就是在学习中降低学生认知难度的智力方法和帮助学生进行认知处理的计算机支持技术；认知工具对学生的认知发展具有很强的支持和促进作用。
三、基于信息技术的认知工具的分类乔纳森对基于信息技术的认知工具的分类影响最为广泛，他把各种对学习有支持作用的信息技术认知工具分为以下六类：（1）语义组织工具（问题或任务表征工具）：语义组织工具有助于学生对他们已了解的和正在学习的内容进行分析和组织；（2）静态/动态建模工具：静态/动态建模工具有助于学生描述概念间的关系；（3）信息解释工具（信息收集工具）：信息解释工具有助于学生获取信息和处理信息；（4）知识建构工具：知识建构工具可以帮助学生反思对概念的理解，而且还可以让学生掌握了作为设计者所需的各种技能；（5）交流合作工具（协同工作工具）：交流合作工具有助于学生对于问题进行交流学习，培养学生的社会性合作能力；（6）绩效支持管理工具与评价工具。
四、常见的认知工具介绍1、数据库数据库系统是一种有效的认知工具，属于语义组织工具。
数据库的建立和操作本身就是一种建构的过程，即学生积极地参与知识表示的过程。
学生可利用数据库系统进行分析和组织学科内容，在概念之间进行联系，建立字段和记录以反映这些联系等，这些都是对信息进行思考、处理的过程，使得学生更有效地理解学习的内容。
计算机初步认识
计算机初步认识随着科技的飞速发展，计算机已经成为我们生活中不可或缺的一部分。
然而，对于许多人来说，计算机仍然是一个神秘而复杂的工具。
在这篇文章中，我将简要介绍计算机的基本概念和组成部分，帮助大家初步认识计算机。
一、计算机的基本概念计算机，也称为电子计算机或电脑，是一种能够自动、高速地处理数据的电子设备。
它可以根据用户输入的指令和数据，进行一系列的计算和处理，输出结果或执行特定的操作。
计算机可以应用于各种领域，如科学、工程、商业、教育等，为人们的生活和工作带来了极大的便利。
二、计算机的组成部分计算机系统由硬件和软件两大部分组成。
1、硬件部分硬件是计算机系统的物理组成部分，包括中央处理器（CPU）、内存储器、外存储器、输入输出设备等。
中央处理器（CPU）是计算机的核心部件，负责执行各种运算和指令。
内存储器是计算机的内部存储器，用于存储程序和数据。
外存储器如硬盘和闪存等，用于长期存储大量数据和程序。
输入输出设备则用于接收外部输入和输出数据，如键盘、鼠标、显示器等。
2、软件部分软件是计算机系统的非物质组成部分，包括系统软件和应用软件。
系统软件是操作系统、编译器、数据库管理系统等核心工具，用于管理和控制计算机硬件资源。
应用软件则是针对特定任务或领域的软件程序，如办公软件、图像处理软件等。
三、计算机的应用计算机的应用非常广泛，几乎渗透到我们生活的方方面面。
例如：1、科学计算：进行复杂的数值计算和数据分析，如天气预报、航天工程等。
2、数据处理：处理和管理大量数据，如企业ERP系统、物流管理等。
3、自动化生产：在制造业中实现自动化生产和管理，提高生产效率。
4、远程通信：通过、网络等进行远程通信和信息交流。
5、娱乐生活：观看电影、听音乐、游戏娱乐等。
四、总结初步认识计算机是我们在这个信息时代生存和发展的必备技能。
通过学习计算机的基本概念、组成部分和应用领域，我们可以更好地理解和使用这个强大的工具，提高我们的工作效率和生活质量。
对计算机专业的认知
对计算机专业的认知计算机专业是指以计算机科学和技术为基础，培养学生掌握计算机基础理论知识、计算机系统及网络技术、软件开发与设计等方面的专业技能的一门学科。
在当今信息时代，计算机专业得到了广泛的关注和发展。
越来越多的学生选择计算机专业作为自己的职业方向，成为了热门专业之一。
对于计算机专业的认知，首先需要明确的是计算机的定义。
计算机是一种能够根据预先编制的指令来处理数据、实现各种功能和任务的电子设备。
它可以进行数据的输入、存储、处理和输出，是现代社会的核心工具之一。
计算机专业的学生主要学习计算机科学的基础知识，包括计算机硬件、操作系统、算法与数据结构、数据库、网络与通信等方面的知识。
在计算机专业的学习中，学生将会接触到不同的编程语言和开发工具。
编程语言是计算机能够理解和执行的指令集，常见的编程语言有C++、Java、Python等。
学生需要通过学习和实践来掌握这些编程语言的基本语法和常用函数，以便能够编写出符合需求的应用程序。
同时，开发工具也是计算机专业学生必不可少的一部分，例如集成开发环境（IDE）和调试工具等，能够帮助学生提高开发效率，减少错误。
除了编程语言和开发工具，计算机专业的学生还需要学习计算机网络的基础知识。
计算机网络是指将多台计算机连接在一起，使它们能够相互通信和共享资源的技术。
学生需要了解计算机网络的基本原理，包括网络拓扑、网络协议、IP地址、路由等概念。
同时，学生还需要学习网络安全的知识，以防止计算机网络受到黑客攻击和恶意程序的破坏。
在计算机专业的学习中，算法与数据结构也是重要的一部分。
算法是指解决问题的一系列步骤或指令，而数据结构是组织和存储数据的方式。
学生需要学习不同的算法和数据结构，以便能够选择和设计出最优解决方案。
同时，学生还需要学习算法的复杂度分析，以评估算法的执行效率和资源消耗。
在计算机专业的学习中，软件开发与设计也是重要的一部分。
软件是计算机程序和相关数据的集合，它可以实现各种功能和任务。
概念图在计算机基础知识学习领域应用论文
概念图在计算机基础知识学习领域的应用【摘要】在学习一门新课程或新技术时，学习者经常会觉得茫然，不知道从何入手，如果有一张概念图来描述该课程或技术中关键概念和概念之间的关系，学习者会对这门课程有一个整体的认识，极大地提高了学习效率。
本文在简介概念图基本原理的基础上，着重分析概念图作为一种学习策略如何组织和表征知识，并以计算机基础知识的学习为例，分析学习者在绘制概念图对学习的重要意义。
【关键词】概念图计算机基础知识学习领域一、概念图介绍（一）概念图的产生及其理论基础诺瓦克于1970年在美国康奈尔大学提出概念图绘制技巧，当时诺瓦克将这种技巧应用在科学教学上，作为一种增进理解的教学技术。
直到20世纪80年代概念图这一概念名词才得到确定。
概念图是以奥苏泊尔的认知同化理论为其基础的。
认知同化理论认为新知识的获得主要依赖认知结构中原有的适当观念，必须经过新旧知识的相互作用，这种相互作用的结果导致了新旧知识的意义同化。
也就是说，知识的建构是通过已有的概念对事物的观察和认识开始的，学习就是建立一个概念的网络，不断地向网络增添新的内容。
（二）什么是概念图概念图是用来组织和表征知识结构的工具，它是人们将某一领域内的知识元素按照其内在的关联建立起来的一种可视化语义网络。
概念图以视觉化的形式阐明了在知识领域里学习者是如何使概念间产生关联的，并且揭示了知识结构的细节变化。
概念图可以运用于生活的各个层面，帮助学习者更有效的学习、更清晰的思维，让大脑表现最佳。
二、概念图如何表征知识（一）知识的分类知识从复杂性来分，可分为良构知识和非良构知识。
良构知识是指有关某一主题的事实、概念、规则和原理，以一定的层次结构组织在一起的；非良构知识则是将良构知识应用于具体问题情境中时产生的知识，即有关概念应用的知识。
（二）概念图在知识表征中应用1.良构知识的表征概念图的层次知识网络，与人类的认知结构中表征、组织、贮存知识的方式是吻合的，良构知识正好与概念图的层级结构相吻合。
基于认知机理的数字界面信息设计及其评价方法研究
基于认知机理的数字界面信息设计及其评价方法研究一、内容概述随着信息技术的快速发展，数字界面逐渐渗透到我们生活的方方面面，成为人们获取和交流信息的重要途径。
随着界面规模的扩大和使用频率的增加，用户在面对复杂、多样的数字界面时，往往面临着信息过载、选择困难等问题，这严重影响了用户的体验和工作效率。
如何设计出更加人性化、高效且舒适的数字界面成为了信息设计领域的重要课题。
本文旨在探讨基于认知机理的数字界面信息设计及其评价方法。
我们将分析用户在使用数字界面过程中的认知过程，包括注意、记忆、理解和决策等环节。
结合认知心理学的理论和方法，从信息架构、交互设计、用户测试等方面探讨如何优化数字界面的设计，以提高用户的信息处理效率和满意度。
在研究方法上，我们将采用文献综述、案例分析、问卷调查和实验研究等方法，对数字界面的设计进行全面的分析和评价。
我们还关注到技术的发展对数字界面设计的影响，以及未来可能出现的新的设计理念和技术手段。
1. 背景与意义随着信息技术的飞速发展，数字界面逐渐成为人们日常生活中不可或缺的一部分。
从智能手机、平板电脑到智能家居设备，数字界面不断优化我们的生活质量。
在享受科技带来的便捷之余，越来越多的人开始关注数字界面的用户体验。
如何设计出高效、舒适且富有吸引力的数字界面成为了一个亟待解决的问题。
认知科学作为一门研究人类认知行为和心理过程的学科，为我们深入理解人类信息处理机制提供了宝贵的理论依据。
借助认知科学的理论，我们可以揭示用户在面对数字化信息时所经历的心理过程，从而为指导数字界面的设计提供实践依据。
本文旨在探讨基于认知机理的数字界面信息设计及其评价方法，以期在满足用户需求的提高数字界面的性能和用户体验。
通过对现有认知理论的应用和评价方法的改进，我们将为数字界面设计师提供有益的参考，帮助他们更好地理解和应对用户在数字世界中的各种挑战。
2. 研究目的与问题随着信息技术的迅猛发展，数字界面作为人机交互的重要手段，其设计水平直接关系到用户的体验和效率。
应用掌上电脑支持科学探究及学生的认知发展
维 过 程 的心 智 模 式 和 计 算 机 设 备 。 美 国 密 苏 里 ． 伦 比亚 大 学 哥 著 名 学 习 环 境 设 计 专 家 Ｊｎ ｓｅ 及 其 合 作 者 Ｒ ｅｅ ｏ ａｓｎ ｅｖ ｓ在 进 一 步 的 研 究 中丰 富 了上 述 观 点 。Ｊｎ ｓｅ 认 为认 知 工 具 是 基 于 ｏ ａｓｎ
Ｊｎ ｓｅ 通 过～系列研究 ，对计算机作 为认知工具 的标 ｏ ａｓｎ 准进 行 了规定 ，他 提 出计算机 软件成为 “ 思维工具 ”需满足 以下条件 （ｏ ａｓｎ在发表 的一系列学术论文及著作 中使用 了 Ｊｎ ｓｅ
另一 个 术 语 “ 思维 工 具 ”（ ｎ ｏｓ 代 替 认 知 工 具 。我 们 Ｍｉｄｔ ｌ）来 ｏ 的观 察 是 即使 Ｊｎｓｅ 本 人 也 似 乎 将 “ ｏ ａｓｎ 思维 工 具 ”和 “ 知 认 工 具 ” 作 为 同义 语 使 。 ：（ ）软 件 的 使 用 标 准 需 适 合 学 生 ） １
从上述研究者对认知工具的定义来看基于计算机的认知工具在本质上是计算机多媒体学习环境的一个组成部分它能够提高学习者在思考和学习过程中的认知能力是一种能将学习者思维或认知进行有效表达的工具及其学习环境通过利用基于某种学习环境的计算机工具即认知工具在一定程序上能够简化学生的认知复杂程度提高其问题解决的效率从而促进其知识的建构形成有意义学习
为 “ 知 工 具 ”的 概 念 ，他 认 为 使 用 计 算 机 作 为 认 知 工 具 ， 认 可 以方 便 学 习 者 的 学 习 并 且 有 助 于 学 习 者 完 成 复 杂 的 认 知 工
作 。Ｄ ｒ 认 为 认 知 工 具 是 一种 支 持 、 指 引 、扩 充使 用 者 思 ｅｒ ｙ
者 Ｗｉｉ 、 Ｐ ｄｒｅ 等 人 则是 从 问题 解 决 的角 度 对 认 知工 ｌａ ｌ ｍｓ ｅｅｓｎ 具 下 了 定 义 ，他 们 认 为 认 知 工 具 是 学 习者 在 具 体 的 认 知 过 程 中与 问题 解 决 的特 殊 阶 段 具 有 或 多 或 少 联 系 的 计 算 机 技 术 。 从 上 述 研 究 者 对 认 知 工 具 的 定 义 来 看 ，基 于 计 算 机 的认
认知神经科学的研究方法和应用
认知神经科学的研究方法和应用认知神经科学（Cognitive Neuroscience）是研究人类的思维、情感和行为如何与神经系统互动的跨学科领域。
它将行为科学、心理学、神经科学和计算机科学的方法和工具相结合，探索人类认知的物理和生理机制。
本文将介绍认知神经科学的研究方法和应用。
脑成像技术脑成像技术是认知神经科学的核心工具之一，用于测量暴露于特定刺激时，大脑不同区域的血流量、代谢率和神经元活动。
这些脑成像技术包括功能性磁共振成像（fMRI）、电位脑成像（ERP）和磁脑成像（MEG）等。
fMRI是一种非侵入性的技术，利用磁共振成像技术，测量血液中氧气含量的变化，来反映大脑不同区域的代谢率和血流量，其分辨率非常高。
ERP是一种用于记录脑内电信号的技术，可以分辨出从启动到完成任何认知过程所需的神经元时间序列。
MEG也类似于ERP，但是它利用弱的磁场来绘制出脑活动的空间图案。
脑成像技术可以应用于认知神经科学研究的方方面面，例如，运用fMRI技术，我们可以了解人类的视觉、听觉、触觉和语言处理等方面的极其复杂的脑动力学机制，进而认识人类如何感知、锁定和使用外界环境从而产生的行为。
行为学方法除了脑成像技术，实验心理学和神经科学中的一些传统测试也可以用于评估认知功能。
认知学家、心理学家和神经科学家可以利用这些行为学测试探究人类认知的各个方面。
如工作记忆测试，该测试涉及对短暂信息的记忆和处理。
它可以帮助我们了解大脑如何处理来自外界环境的信息，并且可以直接或间接地测量语言、注意和决策能力等。
还有抑制力测试，这是对认知控制机制的一种衡量方法，这项测试能测出人类面对干扰因素时的控制能力。
行为学方法和脑成像技术的结合使用，可以更好地深入地研究一些认知过程，同时，在临床上，这种方法可以通过发现因为认知障碍而受到损耗的连接来帮助人们更好地了解某些疾病，如阿尔茨海默病等。
计算建模方法计算建模融合了神经科学、心理学和计算机科学的思想，旨在使用计算机模型探索真实世界中的认知过程。
大脑认知功能的研究与应用
大脑认知功能的研究与应用人类是地球上最聪明的生物，这得益于我们拥有最先进的大脑，其中包含着复杂而神秘的认知功能。
大脑认知功能的研究与应用是许多科学领域的重点研究方向。
本文将为您介绍大脑认知功能的研究、应用以及可能带来的未来变化。
一、认知功能的定义和分类认知是一种个体对信息进行处理和理解的过程，可以分为感知、注意、记忆、思维、语言等多种功能。
感知功能是大脑对外界环境的感知和理解，注意功能是大脑对外界信息进行筛选和过滤，记忆功能则是大脑对事物过去经历的概念、信息或事件进行存储和提取，思维功能是大脑对复杂问题进行解决和决策的。
语言功能是大脑对听、说、读、写等语言信息进行处理的能力。
二、认知功能的研究认知功能的研究领域非常广泛，覆盖了心理学、生物学、计算机科学等学科。
其中，认知神经科学是研究大脑认知功能的重要学科。
通过使用功能性磁共振成像技术(fMRI)、脑电图技术(EEG)、磁脑图技术(MEG)等神经影像学技术，可以真实地反映出大脑在完成不同认知任务时的活动模式，揭示了神经元的工作机制以及大脑各个区域之间的联系和信息传递的过程。
认知神经科学对于理解大脑的认知功能如何产生以及如何被影响具有重要意义。
三、认知功能的应用认知功能的应用是将认知科学和其他领域的知识相结合，来改善生活、提高工作效率和推动社会进步的过程。
在医疗、教育、军事、科技等领域，认知功能的应用正在逐渐发挥着重要作用。
1. 医疗领域近年来，关于大脑认知功能在医疗领域中的应用逐渐增多。
比如，神经反馈治疗(Neurofeedback)就着重研究大脑信号和行为反应之间的关系，通过对大脑电波实时反馈机制的调整，辅助治疗各种精神疾病。
而一些疾病，如阿尔茨海默病、帕金森病等，也可以通过认知训练来缓解症状和延缓病情发展。
认知训练是基于神经可塑性理论的，即通过特定的训练来重新建立大脑神经网络的连接模式，提高相关认知功能的能力，从而促进病人康复。
2. 教育领域认知功能的应用在教育领域也有广阔的发展空间。
新时代自主学习工具——基于SOLO理论的认知工具分类研究
新时代自主学习工具——基于SOLO理论的认知工具分类研
究
邢晓俊
【期刊名称】《成人教育》
【年(卷),期】2015(035)007
【摘要】信息技术的兴起与发展促进了认知工具的丰富性与功能性,使认知工具越来越受到大众的瞩目,让学习者选择合适的认知工具以促进其认知发展是认知工具分类的最终目标.认知工具分为心智模式和外部支持工具,两者相互影响、相互促进.依据SOLO分类理论,从五个方面(感觉运动方式、形象方式、具体符号方式、形式方式以及后形式方式)论述了各自的特点、典型的认知工具有哪些及这些认知工具如何有效支持认知学习,从而促进学习者的认知发展.
【总页数】5页(P19-23)
【作者】邢晓俊
【作者单位】南京邮电大学教育科学与技术学院,南京210023
【正文语种】中文
【中图分类】G40-057
【相关文献】
1.基于SOLO分类理论的中学地理概念认知建构与学习进阶——以"地球公转"为例 [J], 刘妍君; 段玉山; 周维国
2.基于SOLO分类理论的高中生区域认知思维水平评价 [J], 闫明智;鄢银银
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4.SOLO分类理论下的学生认知水平的评价研究--以2021新高考Ⅰ压轴题为例[J], 孙志琛;左浩德
5.基于SOLO分类理论的高中生区域认知素养评价体系初探 [J], 蒋李军;杨军成因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
以学为中心的教学设计研究综述
以学为中心的教学设计研究综述【摘要】以"学"为中心的教学设计(ID3)是现代教育技术学中一个活跃的领域，许多专家已将更多的精力从支持"教"的系统设计转移到支持"学"的系统和环境设计上来。
尽管ID3理论体系的建立是一项艰巨的任务，并非短期内能够完成，但基本思想和原则已经明朗，如强调情境，协作学习，利用资源等，并已开始实际应用于指导多媒体和Internet环境中的教学设计。
本文分析了ID3的发展历程、现状和存在的问题，并阐明了今后的研究方向。
【关键词】教学设计；建构主义；多媒体网络；认知工具；以"学"为中心新一代教学系统设计(ID3)的发展主要来自两方面的研究成果：多媒体网络技术和建构主义理论。
技术为丰富的教学环境和活动构建提供了支持，而建构主义理论为技术活化和技术整合到学习中指明了方向。
这两类成果在教学中的应用常常交织在一起。
一、教育领域中技术的发展在过去短短的十年中，计算机技术，特别是多媒体、网络，已经从科学研究和数据交换的专用技术迅猛发展为覆盖全球的广泛运用于各个领域的庞大的通用技术。
计算机技术对教育手段的更新主要体现在三个方面：多媒体，网络，智能技术。
多媒体技术首先指图形、图像、动画、音频、视频等技术的实现，使信息呈示的多感官化和教学内容表征的多样化成为可能；光盘技术作为一个大容量的存储器，大大拓宽了教学资料的来源；而超文本和超媒体技术使各种媒体能够建立逻辑连接，改变了课本，录音带，录像带等线性形式的存储。
这种组织形式更类似人类认知的联想网络结构，可以促使计算机学习由封闭式变为开放式。
虚拟现实虽然在学校教育应用还不广，但因身临其境的特性，能强烈地感知，而且能动手操作虚拟世界中的各种对象，同时又可为学习者提供因微观、宏观、危险、经济成本等不可及的环境，因此备受教育技术和培训领域的关注。
网络技术的发展主要包括形式的扩展，如从局域网、广域网到Internet，和提供服务的增加，如从E-mail、FTP、Telnet、WWW到视频会议系统、MOO和MUD等。
计算机的概念
计算机的概念计算机是现代科技发展中最重要的创造之一，它在各个领域都起着举足轻重的作用。
本文将探讨计算机的概念及其在社会中的影响。
一、计算机的定义和发展历程计算机是一种能够进行信息处理和执行计算任务的智能电子设备。
它可以接收输入数据并进行处理，然后输出处理结果。
计算机的概念最早可以追溯到古代的计算工具，如算盘等。
但是真正意义上的电子计算机在二十世纪的上半叶才开始出现。
早期的计算机体积庞大、功能有限，仅能执行简单的计算任务。
随着科技的发展，计算机以惊人的速度进行了革命性的进化。
从大型计算机到个人电脑，再到如今的移动设备，计算机正不断改变着人类的生活方式。
二、计算机的组成和工作原理计算机由硬件和软件组成。
硬件部分包括中央处理器（CPU）、内存、输入和输出设备等。
而软件指的是各种让计算机运行的程序和操作系统。
计算机的工作原理可以简单地描述为输入-处理-输出的过程。
首先，用户通过输入设备将数据输入计算机。
然后，计算机通过CPU进行数据处理，执行各种算法和指令。
最后，计算机通过输出设备将处理结果呈现给用户。
三、计算机在各个领域的应用计算机在几乎所有领域都有广泛的应用。
在工业中，计算机控制着各种生产设备和自动化系统，提高了生产效率。
在商业领域，计算机被用于数据管理、市场研究和在线交易等。
在医疗行业，计算机的应用使得医生可以更准确地进行诊断和治疗。
在教育和研究领域，计算机为学生和研究人员提供了丰富的信息资源和工具。
四、计算机对社会的影响计算机的快速发展对社会产生了深远的影响。
首先，计算机的出现使得信息的获取和传播变得更加快捷和便利。
人们可以通过网络随时随地获取到所需的信息。
其次，计算机的应用广泛改变了人们的工作方式，提高了工作效率。
计算机技术的普及使得许多复杂的任务自动化，减少了人力成本。
此外，计算机在科学研究、社交媒体、娱乐产业等方面都发挥了重要作用。
然而，计算机的发展也带来了一些问题。
信息安全和隐私保护成为了亟待解决的问题。
信息化教学模式的分类
阅读材料1.7：信息化教学模式的分类一、信息化教学模式分类：信息化教学模式是根据现代化教学环境中信息的传递方式和学生对知识信息加工的心理过程，充分利用现代教育技术手段的支持，调动尽可能多的教学媒体、信息资源，构建一个良好的学习环境，在教师的组织和指导下，充分发挥学生的主动性、积极性、创造性,使学生能够真正成为知识信息的主动建构者,达到良好的教学效果。
信息化教学模式的特点是以学生为中心，学习者在教师创设的情境、协作与会话等学习环境中充分发挥自身的主动性和积极性,对当前所学的知识进行意义建构并用所学解决实际问题。
如图所示，传统的计算机辅助教学（CAI）模式主要集中在I区，强调个别化教学，从传统的以教师为中心转换为以教为中心（因为教师的直接教学任务被机器所替代）。
到了20世纪80年代以后，由于建构主义学习理论在教育技术中的应用和多媒体技术的发展，国际上信息化教学模式的研究兴趣转移到II区，强调以学为中心。
90年代以后，由于网上教育的兴起，出现了以合作学习为中心的多种虚拟学习环境（IV区）。
位于III区的教学模式是从传统的发展而来的，增加了多媒体教学，而虚拟教室的出现则大大扩展了其概念。
位于中心的是综合了许多不同信息化教学模式的集成化教育系统。
图1.4.1信息化教学模式我们还可以从另一角度来考察信息化教学模式，看看它们在学习过程中所起的作用。
我们在下表中按教育形式对信息化教学模式作了分类，并概括了各类模式的关键特征：二、各种信息化教学模式简介（一）个别授导个别授导（tutorial）是经典的CAI模式之一，此模式试图在一定程度上通过计算机来实现教师的指导性教学行为，对学生实施个别化教学，其基本教学过程为：计算机呈示与提问一学生应答一计算机判别应答并提供反馈。
在多媒体方式下，个别授导型CAI的教学内容呈示可变得图文并茂、声色俱全，并可使交互形式更为生动活泼。
（二）操练与练习操练与练习是发展历史最长而且应用最广的CAI模式,此类CAI并不向学生教授新的内容，而是由计算机向学生逐个呈示问题，学生在机上作答，计算机给予适当的即时反馈。
第2章网络教育的理论基础
2.3基于认知灵活性理论的认知工具—— 认知灵活性超文本
2.认知灵活性与预定知识之间的联系
再者，认知灵活性超文本中预定的知识范围通常局 限于大致描述应如何对该领域进行思考的一些标志 和起点，并把侧重点放在它们的灵活性上。
最后，认知灵活性超文本还允许学习者超越预定结 构，通过选择补充概念、命题和案例分析进行用户 定制。 综上所述，认知灵活性理论在很大程度上定位于非 良构领域中高级知识的获取所以及该领域所必须的 社会性认知加工技能的发展。
2.1认知灵活性理论关于学习的基本观点
５、知识的建构不光表现在学生身上，也体现在教学 过程中，教师也有一个知识的建构过程。因而在整个教学 过程中不光是学生的学习，教师也同样在整个教学过程中 有一个学习的过程。
６、知识建构有一定规律，教师可以利用这些规律去 促进学生学习。
2.1认知灵活性理论关于学习的基本观点
认知灵活性理论是在批判传统教学在非良构领域内过 分简化知识和预定学习内容的基础上提出来的，事实上， 在斯皮罗开发的认知灵活性超文本系统中也包含着一些预 定的知识。
首先，并不是要求学习者获得的知识表征都全部、 清晰地包含在其中。
其次，该系统中预定的知识并不是要求学习者被动 吸收的，也不是学习者应获得的最终结果。
2.1认知灵活性理论关于学习的基本观点
3.认知灵活性的含义
首先，对新信息的理解时通过运用已有经验，超越所提供 的信息建构而成的； 其次，从记忆系统中所提取的信息本身，也要按具体的 情况进行建构，而不单是提取。 学习者不是从记忆中提取事先包装好了的“处方”来指导 自己的思维和操作，而是将各种知识源汇在一起，加以适 当的整合，以适合当前情景下的理解和问题解决的需要。
2.1认知灵活性理论关于学习的基本观点
认知心理学的联结主义理论研究
认知心理学的联结主义理论研究一、概述认知心理学作为心理学的一个重要分支，主要研究人类的思维过程、知识表征、问题解决、记忆、学习以及语言理解等认知活动。
在过去的几十年中，认知心理学经历了从信息加工理论到联结主义理论的转变。
本文旨在探讨认知心理学的联结主义理论研究，分析其在理解人类认知过程中的应用与发展。
联结主义理论，又称为神经网络理论，是一种强调神经元之间复杂交互作用的理论。
它认为，认知过程是由大量简单的处理单元（神经元）通过复杂的联结方式相互作用而形成的。
这些处理单元通过不断的学习和调整，逐渐形成稳定的网络结构，从而实现各种认知功能。
联结主义理论在认知心理学中的应用，为我们提供了一种新的视角来理解和解释人类的认知过程。
它突破了传统信息加工理论的局限性，强调了认知过程中神经元之间的动态交互和并行处理，更加符合人类认知活动的实际情况。
同时，联结主义理论也为认知心理学的实证研究提供了有力的工具，帮助我们更深入地探索认知过程的内部机制。
本文将首先介绍联结主义理论的基本概念和发展历程，然后分析其在认知心理学中的应用和研究成果，最后探讨联结主义理论未来的发展方向和挑战。
通过对联结主义理论的研究，我们有望更加深入地理解人类的认知过程，为认知心理学的发展做出更大的贡献。
1. 简述认知心理学的发展历程及重要理论。
认知心理学，作为心理学的一个重要分支，其发展历程可追溯至20世纪。
它的起源可以追溯到美国心理学家乔治米勒的早期研究，他主要关注数字和文字的认知过程。
随着研究的深入，认知心理学的范围逐渐扩大，涵盖了感知、注意、学习和记忆等多个领域。
在20世纪50年代后期，随着计算机科学的飞速发展，认知心理学的研究方法得到了新的启示。
研究者开始借鉴计算机的思维方式，探讨人类大脑如何处理信息。
这种跨学科的交流为认知心理学提供了强大的科学支持，推动了其研究向更深的层次发展。
20世纪60年代，理性主义者和情感主义者之间的争论为认知心理学带来了重大的发展。
《脑与认知科学》教学大纲
《脑与认知科学基础》教学大纲一、课程说明脑与认知科学是智能科学与技术专业的一门重要的专业基础课程，是现代脑科学、认知科学、心理学、神经科学、数学、语言学、信息科学、人类学乃至自然哲学等学科交叉发展的结果，是一门以脑科学为核心的多学科交叉的研究型课程。
本课程针对计算机类、信息类、控制类学科门类下智能类专业开设的《脑与认知科学基础》，利用神经科学和信息科学等跨学科知识，理解脑与认知，目标是学习利用先进技术和工具，从量子、分子、细胞、系统、全脑和行为等不同层次上理解脑与认知的基本概念和现象，分析、处理、整合、建模、仿真与虚拟脑与认知。
通过对这本课程的学习，学生可以理解人类如何通过脑与神经系统认知周围的世界、理解来自外界和自身的信息是如何在脑和神经系统中被处理的，掌握脑与认知科学的基本概念、基本理论、科学研究方法，促进学生对脑与认知的脑功能与结构以及系统构成、认知现象、神经机理、认知模型的理解，领悟脑科学、认知科学、人工智能及计算机和信息科学等多学科领域交叉的特点，形成较为全面系统的知识框架，对已有成果展开分析与讨论，给智能设计、计算模式与方法及其实践带来新的启示，为进一步学习后续专业课程打下良好的基础。
二、课程目标知识目标课程目标 1：学习脑与认知科学基础知识和基本理论知识，掌握大脑与神经元的结构、特性等基本知识，了解各种认知心理特质（感觉、知觉、运动、控制、学习、记忆、睡梦、成瘾、语言、情绪、社会认知、脑神经可塑性）的脑神经原理，具备调研、分析和判断各种脑与认知现象的脑神经原理与框架的知识储备；课程目标 2：掌握大脑与神经系统的组成要素与基本功能，了解脑与认知科学的研究现状和发展趋势，具备对已有成果展开分析与讨论并能针对存在问题提出前瞻性解决方案的知识储备；课程目标 3：掌握脑与认知科学研究中所使用的基本技术（脑功能成像、电生理、心理测评）的原理与方法，激发学生对人脑结构与人类基本认知能力的思索，激发学生对进一步研究智能形成机理和工作方式的强烈兴趣，培养学生追求创新的态度和意识；能力目标课程目标 4：在掌握基础知识的基础上，增强学生批判性思维和解决问题的能力，学会解决问题、分析问题的方法和手段，掌握信息的收集、检索、分析、评价利用的机能，提高合作技能，促进班级内学生的合作交流，开阔学生的综合素质，最终提高学生的创新能力；课程目标 5：培养学生的脑与认知科学数据分析处理能，使学生掌握脑与认知科学行为实验的设计方法，掌握各种脑功能成像实验（fMRI、EEG、ERP、PET、ECT）的设计、执行与数据分析方法，具有独立进行行为、脑成像和神经生理实验的能力；课程目标 6：培养学生的脑与认知科学实践研究能力，使学生掌握脑与认知相关联的脑机接口、智能系统、类脑系统设计方法，特别是学习非侵入式脑信号提取方法，通过硬件、软件设计，尝试实践意识控制、自主无人系统的能力。
计算心理学
计算心理学计算心理学是一门研究如何使用计算机技术来模拟和解释心理过程的学科。
它将计算机科学与心理学相结合，旨在提供对心理过程的深入理解和解释。
计算心理学的研究领域涉及认知、感知、学习、记忆、决策等心理过程，并运用计算机模型来模拟和解释这些过程。
本文将介绍计算心理学的基本概念和研究方法，并探讨其在心理学研究和应用中的重要性。
一、计算心理学的基本概念计算心理学是一门涉及计算机科学和心理学的交叉学科，其核心理念是通过计算机模型来模拟和解释心理过程。
计算心理学的研究对象包括人类认知、感知、学习、记忆、决策等心理过程。
通过建立数学模型和计算机模拟，研究人员可以深入理解这些心理过程的本质和机制。
计算心理学的基本假设是，人类的心理过程可以被看作是信息的处理过程。
计算心理学研究者使用计算机模型来模拟人类的认知过程，通过输入信息、处理信息、输出结果的方式，研究人员可以揭示人类心理过程的规律和机制。
这些模型可以帮助我们理解人类是如何感知、学习、记忆和决策的，从而为心理学研究和应用提供重要的工具和方法。
计算心理学的研究方法主要包括实验研究和计算模拟。
实验研究是计算心理学的基础，通过实验控制变量，观察和测量人类的心理过程。
研究者可以利用计算机技术来进行实验，收集和分析数据，从而推断心理过程的规律和机制。
实验研究可以帮助我们验证和改进计算模型，提供实证依据。
计算模拟是计算心理学的重要研究方法，通过建立数学模型和计算机模拟来模拟和解释心理过程。
研究者根据已有的理论和实验数据，构建数学模型，使用计算机模拟来模拟和预测人类的心理过程。
这些模型可以帮助我们理解心理过程的机制和规律，同时也可以用于预测和优化人类的认知和决策过程。
三、计算心理学在心理学研究中的应用计算心理学在心理学研究中有着广泛的应用。
首先，计算心理学可以帮助心理学研究者更好地理解和解释人类的认知和决策过程。
通过建立计算模型和进行计算模拟，研究者可以揭示认知和决策过程的机制和规律，从而提供对心理过程的深入理解。
基于认知工具的中学科学探究学习模式构建
地 思 考 ， 生 自己 的想 法 ， 产 能促 进
指 学 生 构 建 知 识 、 形 成 科 学 观 这些 都 表 明学生 对观察 、 实验 中各 学 习者 思维 、 持学 生进 行 知识 建 支
种 信息 的搜集 、整理 和分 析 能力 、
构 。Ｉ 纳森 （ｏ ａｓｎ １ ９ ） 出 ４ １ 乔 Ｊｎ ｓｅ ，９ ６ 提 了计算 机化 、 户 （ 经 济上 ） 承 用 在 可
为 现探 究学 习还 存 在一些 不 足 ． 具体 用 ． 开 展 中 学 科 学 探 究 学 习 提 供
体现 在 以下 两方 面 ： （） １ 无法 追踪 学生 的思 考过 程
在 探究学 习 的课 堂教 学 中 ， 教
了新 的 契 机 。
地 支 持科学 探 究 的开展 。『 ２ Ｊ 当前应 用 认 知 工 具来 支 持科 学 探 究 也 成
二 、 么是认 知工 具 什
认 知 工 具 （ ｏｎｔ ｅｔｏｓ 由 Ｃ ｇ ｉｖ ｌ） ｉ ｏ
为 了信 息 技术 与科 学 课 程 整 合 的
知 工具 的 中学科学 探 究学 习模 式 ， 促 进 科 学探 究 在 中学 科 学 教 育 的
开 展
师虽 然 可 以通 过 创设情 境 、 问等 提
力 和科学 素养 。
由此 看来 。 学生 探 究学 习 的兴 趣没 有得 到很 好地 激发 ， 堂探 究 课
性 学 习 的 教 学 方 式 还 存 在 很 多 不
教 育 的重 要 目标 是 促 进 学 生 的 发 并 记 录数 据 、 析并 检 验 数 据 、 分 表 展． 科学课 程 应 当体 现 这两 者 的结
上 构建 了基 于认 知工 具的 中学科 学探 究学 习模 式 ， 以期 为 同类研 究和 实践 提供 参 考与借 鉴 。
认知工具与劣构问题解决探析
认知工具与劣构问题解决探析曾艳【摘要】摘要:基于计算机的认知工具多维度地支持了人类的认知和思维发展。
日常生活中，人们在不断地解决各种问题，其中多数是劣构问题，这些问题不同于学校教育中的良构问题。
解决劣构问题能够发展人类的高级思维技能，形成专业技能和智慧。
“工欲善其事，必先利其器”，认知工具作为人类思维的工具，促进了人类解决问题的效力。
【期刊名称】江苏经贸职业技术学院学报【年(卷),期】2011(000)003【总页数】4【关键词】关键词:认知工具;劣构问题;解决学校教育中解决的问题大多数都是良构问题。
人们以为在课堂里解决良构问题所学到的技能可以有效地迁移到解决现实世界的、情境化的劣构问题中，但现实情况并非如此。
因此，当前教学中特别强调了对问题解决能力的培养，通过各种情境活动的设计，将学习者浸润在解决问题的情境中，培养其专业技能和智慧。
基于计算机的认知工具作为其支持工具，可以创设弹性的认知环境，促进学习者的思维发展，提高问题解决效率。
要直面现实生活中问题的复杂性，培养个体应对真实情境中问题解决的能力。
一、劣构问题的解决发展了高级思维(一)劣构问题界定问题依其结构性、复杂性和抽象性，大致可以分为三类:迷问题、良构问题和劣构问题。
这三类问题并不具有明确的分类界限，它们是一个从非情境化的、解决方法同一的问题到情境化的、具有多种解决方法的问题连续统。
其中，迷问题(如九点问题、传教士与食人者问题)有趣且锻炼思维，但它们不常出现在学校教育和日常实践中。
良构问题的教学模式以信息加工理论为依据，而劣构问题的教学模式则以建构主义和情境认知理论为基础。
信息加工理论把学习结果看成可概括的技能，这些技能可以被应用于内容领域。
而建构主义和情境认知理论认为问题求解具有特定的情境，因此建议将一些真实的情境嵌入教学。
研究表明，情境中的知识更易被“条件化”，这类知识促进学习者图式的建立和完善，更容易被迁移到解决实际问题的过程中。
解决劣构问题正是将知识“条件化”的过程。
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《网络教育应用》课程作业基于计算机的认知工具概念与分类研究专业：教育技术学院系：新闻与传媒学院年级：2009级姓名：牛晓林学号：M090219201 0 年9 月16 日基于计算机的认知工具概念与分类研究摘要：本文主要从计算机认知工具的概念和分类两大方面，详细介绍了认知工具概念的界定以及国内外对于认知工具的不同理解与分类。
全面阐释了认知工具的内涵，并对各种分类方法做了具体介绍。
最后提出了关于认知工具分类普遍存在的一些问题，以期望通过本文可以对认知工具有进一步的理解和认识。
关键字：认知工具；计算机；分类自80年代和90年代以来，随着以计算机在教育领域的广泛应用为,人们越来越认识到计算机作为人们辅助学习的媒体,不同于其他教育上所用的媒体,它是一种非常特殊的媒体。
是一种可以帮助人们的认知过程,使其变得非常容易的“认知工具”,它可以支持学习过程。
而关于计算机认知工具的研究，我国尚处于初级阶段，还没有系统的理论体系为教育教学作支撑。
接下来本文就关于认知工具的概念和分类做进一步的的研究，期望能够对基于计算机的认知工具有一个较为全面的认识和理解。
一、认知工具的概念（一）认知与工具广义的认知与认识是同一概念，是“在人的意识中反映或观念地再现现实的过程及结果……是对外部客观现实的反映情况，表现为通过各种形式和不用阶段而实现的能动的辩证过程”而狭义的认知，译自英文（cognition），在心理学中通常是指“人类认识客观事物，获得知识的活动，包括知觉、记忆、学习、言语、思维和问题解决等过程。
按照认知心理学的观点，人的认知活动室人堆外界信息进行积极加工的过程。
”关于工具的定义也有广义和狭义之分。
狭义的工具，被定义为“从事劳动生产所使用的器具，有用在手工操作的，也有用在机器上的，如木工用的刨、凿；机械工人用的车刀、砂轮、量具等”。
广义的工具，指用于完成某一操作或是在某一专业实践中所必需的东西。
例如：锤子、标尺、锯子等对于木匠来说是工具，而书本对于研究者来说是工具。
这里“工具”被赋予了更广的涵义，包含有形的具体的工具，也包括了无形的抽象的工具概念。
（二）认知工具的定义对于认知工具，不同的学者有着不同的理解与诠释。
前国外有关认知工具主要有两种提法，“cognitive tool(认知工具)”与“mind tool(心智工具或脑具)”。
从心理学的范畴来看，所谓认知工具（cognitive tools）是指用以辅助你达到认知目的而在信息的接受、编码、贮存、提取和使用过程中的事物。
广义地说它包括一切能够支持、引导和扩展用户思维活动过程的智力方法或技术设备。
例如，辅助自我实现优化认知结构的目的而在信息的接受、编码、贮存、提取和使用过程中的眼睛、手、笔、计算机、概念图、行为、思想、思维方式等都是认知工具。
在教育技术界，最早戴瑞(Derry)于1990年对认知工具作了如下定义：“认知工具是一种支持、指引、扩充使用者思维过程的心智模式和计算机设备。
”2002年祝智庭关于认知工具作出如下定义：“认知工具是教师给学生提供的一些工具软件，学生利用这些工具通过自己动手来探索外物，以更好地丰富原有的认知结构。
”1996 年乔纳森在《课堂中的计算机：支持批判性思维的认知工具》一书中提出了关于信息技术认知工具的定义：“认知工具是可以帮助学习者发展批判性思维、创造性思维和综合思维能力的软件系统。
”实际上，认知工具并不是某种新的产品，而是对某些计算机软件的重新归类，是指那些能让使用者利用它们进行积极思考的软件工具，是一种促进认知的工具。
（三）基于计算机的认知工具从上面列出的定义可以看出，很多认知工具的概念与计算机密不可分，而乔纳森教授更是提出了信息技术认知工具的概念。
那究竟什么是.基于计算机的认知工具呢？其实关于认知工具的概念有广义和狭义之分。
广义的认知工具可以简单的理解为有助于认知的工具，以上提出的概念全部属于广义认知工具的范畴。
而基于信息技术的认知工具和基于计算机的认知工具则属于狭义认知工具的范畴。
再来看计算机技术与信息技术的概念。
信息技术（Information Technology，简称IT），是主要用于管理和处理信息所采用的各种技术的总称。
它主要是应用计算机科学和通信技术来设计、开发、安装和实施信息系统及应用软件。
它也常被称为信息和通信技术（Information and Communications Technology, ICT）。
主要包括传感技术、计算机技术和通信技术。
由此可以看出，信息技术的概念是包含计算机技术的，因此，信息技术认知工具的概念也包含了计算机认知工具。
本文所研究的基于计算机的认知工具其实是一个较为狭义的概念。
但纵观学术界关于认知工具的研究，基本上所谓的信息技术认知工具，都是基于计算机的认知工具。
因此，我们基本可以把基于计算机的认知工具与信息技术认知工具认为是同一种概念。
甚至关于认知工具的研究，也都是与计算机密不可分的。
为了研究上的方便，本文中认知工具的概念与基于计算机的认知工具的概念认为是一致的。
综上，认知工具为一种支持、指引、扩充使用者思维过程的心智模式和计算机设备二、鉴别认知工具的标准明确了认知工具的概念，接下来，如何判断一个工具是否成为认知工具呢？乔纳森教授认为，主要是看这个工具是否能帮助学习者完成认知操作、促进学习者进行思考。
乔纳森教授提出了具体的评判认知工具的标准：主要包括实践与教学两方面，分为九大标准，具体如下：1.实践标准：(1)以计算机为基础 (2)适用范围广泛(3)经济便宜2.教学标准:(4)呈现知识(5)概括性 (6)批判性思维(7)迁移学习--学习可迁移(8)简单有效形式--简单而功能强大的知识表示形式(9)易于掌握--易学易用从以上标准可以看出，首先，必须是基于计算机的，也就是一种较为狭义的的概念上的认知工具。
适用范围广，是指工具的作用多元化，并不一定是单一的。
用户在经济上可以承担、可用于表示知识等是指工具的可用性。
而批判性思维和迁移等等，更是认知工具所必须具备的。
关于乔纳森教授提出的这九项标准，其实更像是针对于个人或个别学习者的认知工具特点的相关总结。
判断一个工具是否成为认知工具，并不一定要完全满足这九项特点，但有几项却是必须具备的标准。
比如以计算机为基础、批判性思维、迁移学习等标准是认知工所必需符合的。
而经济便宜、易于掌握等则是一种工具能否为个别学习者所用的认知工具标准，并不是该工具本身能否成为认知工具的标准。
也就是说，这9项标准是考虑了使用者这一因素的标准，而并不是工具本省能否成为认知工具的标准。
因此，参照这项标准，认知工具的界定就会因人而异。
三、认知工具的分类认知工具的种类有很多，国内外学者亦有不同的看法。
以下是几种常见的分类。
（一）广义认知工具的分类我们知道广义的工具可分为有形和无形两大类，因此广义的认知工具也可以分为两种：一种是有形的认知工具即技术设备，如铅笔、黑板、投影仪等等；另一种是无形的认知工具，即智力方法，它包括一系列的认知策略，如语义网、元认知等等。
（二）国内有关认知工具的分类国内有学者提出依据功能将认知工具划分为可视化工具、建模工具、绩效支持工具及知识管理工具四大类：1．可视化工具：是运用计算机技术使学习者能用具体的方法对思维进行表征，并使推理过程可视化及得到验证的各种工具。
如虚拟人，就是利用三维动画和虚拟真实环境，学习者能够进行检查、转换、测试，而现实中人的肉眼是无法看到这些概念和结构的。
2．建模工具：根据知识的内在的系统原理，利用计算机建造出系统模型，供学习者学习知识时使用以提高对知识的理解力的各种工具，允许学习者建构模型或对象，然后为验证参数而对模型或对象进行操作。
如“几何画板”“交互式物理”，帮助学生观察、探索和发现对象之间的数量变化关系与空间结构关系。
3．绩效支持工具：是能帮助学习者提高学习效率的工具。
如字处理软件、帮助系统、搜索引擎等。
4．知识管理工具：是指帮助学习者对知识进行管理的工具，使得知识的含义在写作的过程中不知不觉地构建起来，并形成稳定的认知能力，如网络日志和网络作品集。
（三）网络课程中常用认知工具的种类网络课程已经从单纯提供教学内容发展到了一个新的阶段，注重创设教学情境，促进学生自主建构学习内容，师生之间的相互交流与合作。
为此，越来越多的网络课程在教学平台中提供了认知工具，它们从不同方面支持着教与学的过程。
下面从网络课程认知工具的功能特征角度，将网络课程中的认知工具分为学习动机激发工具、效能优化工具、内容管理工具、信息交流工具、障碍消除工具和成果评价工具六类。
具体包括学习动机激发工具如：教学小游戏、教学Flash动画、虚拟现实呈现工具等；学习效能优化工具如：计算器、搜索引擎、专业效能工具、流媒体播放工具等；学习内容管理工具如：记事本、在线书签、数字化图书馆、博客（Blog）、维基（Wiki）等；学习信息交流工具如：在线异步类E－mail、BBS论坛在线同步类WebQQ、在线聊天室、网络直播等；学习障碍消除工具如：课程FAQ、专家系统、在线答疑中心学习等；成果评价工具如：网络测试系统、数字化档案袋、学习文件夹等；（四）国外有关认知工具的分类国外有关认知工具的分类主要是乔纳森(David H．Jonassen)的观点，他在1996年出版的《课堂中的计算机：支持批判性思维的认知工具》(Computers in Classroom：Mindtools for Critical Thinking)一书中对信息技术的认知工具作用是这样描述的：“利用计算机应用程序，使学生对正在学习的学科内容进行建构性地、高级地、批判性地思考。
”他把各种对学习有支持作用的信息技术认知工具分为几种：语义组织工具、动态建模工具、信息解释工具、知识建构工具和交流合作工具，并指出认知工具是促进学生知识建构的工具，是引导学生批判性思维的工具。
下面对这五种认知工具做详细的介绍。
1.语义组织工具语义组织工具有助于学生对他们已了解的和正在学习的内容进行分析和组织。
数据库(Database)和语义网络/概念地图是两种最著名的语义组织工具。
（1）数据库。
数据库可以作为学生分析和组织学科内容的工具。
在建立和使用知识数据库的过程中涉及三个基本活动，每个活动都需要学生进行各种认知加工。
最简单的数据库应用就是通过查找信息，将信息填入到已建立的数据库中。
例如，在生物课上，学生查阅教材，寻找有关细胞的类型、形状、特征、组织体系等信息，将相关信息填入老师建立的空数据库中。
由学生自己建立有关细胞的知识数据库是一种较为复杂的活动，学生需要建立数据结构(确认各字段)，查找相关信息，将信息插入到适当的字段和记录中。
最后，为了应用数据库，学生需要查询数据库和对数据库进行排序，以便对学科知识的查询作出回答，或者确定知识间的相互关系，作出推理。