论认知技能获得的阶段及其教学意义
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本文从认知技能获得的全程来理解和使用这一 概念 ,具体指 :学习材料的外部表征 (各种学习材料 的呈现方式 ) →获得陈述性规则 (图式表征 ) →规则 经由练习而程序化 (产生式表征 ) →程序化规则的 应用 (条件化 ) ,即个体经由学习材料的外部表征习 得规则并应用这些规则解决实际问题的能力 。
2. 认知技能获得阶段的国内研究 。国内关于认 知技能 (我国心理学界通常称之为“智力技能 ”、“智 慧技能 ”或“心智技能 ”)的研究通常是与“知识 ”这 一概念的理解和使用联系在一起的 。但是 ,长期以 来 ,知识这一概念一直不是心理学的专门术语 ,乃至 我国心理学的词典中很难查阅到“知识 ”这一词条 。 我国教育理论界所用的知识概念是一种哲学的知识
后来 , Anderson等人 ( 1997)基于样例的学习将 认知技能的获得过程分为四个阶段 ,他们称之为技 能获得的四阶段模型 。这四个阶段是 :与学习样例 进行类比 、形成抽象规则 、转向使用产生式规则 、提 取特定样例 [ 9 ] 。
在阶段一 ,学习者记住了特定的样例 ,但并未意 识到样例表征了一种规则 。在这一阶段 ,样例是作 为陈述性结构被编码的 ;在阶段二 ,被试在样例学习 的基础上开始形成抽象的规则 ,由于规则的形成和 使用 ,学习者解决问题的速度会加快 ;阶段三 ,随着 规则的使用 ,被试的反应出现了在方向性上的非对 称性 ( directional asymmetry) ,这是产生式规则 (程序 性规则 )出现的证据 。在没有样例重复的情况下 , 规则使用的速度加快 ,但这种反应仅仅在一个方向 上起作用 ,表现出在方向上的非对称性 ;阶段四 ,即 提取特定样例阶段 ,随着练习的继续 ,被试直接从陈 述性记忆中提取样例 ,它比使用产生式规则更直接 、 更便捷 。
[关键词 ] 认知技能 ;获得阶段 ;阶段特征 ; 形成规律 [中图分类号 ] B 84211 [文献标识码 ] A [文章编号 ] 100127623 (2007) 0320043205
认知技能获得过程及其形成阶段的研究既是认 知心理学研究的重要领域 ,也是教学心理学所关注 的重要课题 。认知技能获得阶段特征的研究不仅具 有学理上的意义 ,也具有教学实践上的意义 。
在陈述性阶段 ( declarative stage) ,学习者使用 一般的产生式 (所谓的弱方法 )对技能获得的输入 信息作出陈述性的解释 ,并对技能形成的各项条件 及对这些条件下要执行的相应动作形成最初的陈述 性编码的表征 。这一阶段的明显特征是学习者对学 习过程清晰的意识性 ,即表现为想到 (或说出 ) 一 步 ,才能执行一步 。知识编辑阶段 ( know ledge com2
王映学 ,张大均 /论认知技能获得的阶段及其教学意义
p ilation stage) ,即陈述性知识向程序性知识转化的 阶段 ,学习者的操作从陈述性知识指导下的一系列 行动步骤逐渐转变为程序化的动作 。按照 Anderson 的解释 ,在这一阶段出现了两个子过程 :合成与程序 化 。合成 ( combination)即将小的个别的产生式组合 成大的整体的产生式 ,通过合成 ,个别的产生式融合 为序列化的程序 。程序化 ( p roceduralization)指步骤 执行时逐渐摆脱对陈述性知识的依赖 ,即执行序列 化程序中表现出来的去意识性特征 。程序性阶段 (p rocedural stage) ,对应于 Fitts ( 1964 )的自动化阶 段 ,是上一阶段程序化过程的继续 。在这一阶段 ,有 关的条件图式与一系列的适当反应趋于自动化 。自 动化技能的执行可以大大节省工作记忆的负荷 ,但 由于其去意识化的特征 ,使学习者逐渐丧失了对操 作步骤予以精确描述的可能性 ,从而不但增加了研 究认知技能获得过程的难度 ,也增加了专家与新手 之间技能有效传授的难度 。
均 (19542) ,男 ,四川南充人 ,西南大学教授 ,博士生导师 。
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王映学 ,张大均 /论认知技能获得的阶段及其教学意义
中直接得到体现 [ 5 ] 。VanLehn ( 1996)则将认知技能 获得明确界定为在智力任务中获得解决问题的能 力 ,其成功更多取决于个体的知识而非体力 [ 1 ] 。以 上两种观点是西方心理学界有关认知技能获得的代 表性观点 。从中可以看出 , Anderson从认知技能获 得的发展来考察认知技能的获得 ,重视技能获得的 过程 ; VanLehn则将认知技能的获得看做是学会一 种解决问题的能力 ,重视技能获得的结果 。国内很 少有“认知技能 ”这一称谓的专题研究 ,冯忠良教授 (1998)将认知技能 (他称作 “心智技能 ”)看作是一 种调节 、控制心智活动的经验 ,是通过学习而形成的 合乎法则的心智活动方式 [ 6 ] ;皮连生教授 ( 2003)则 将认知技能 (他所称的“智慧技能 ”和“认知策略 ”) 看做是运用概念和规则对外办事的能力及对内调控 的能力 [ 7 ] 。显然 ,对认知技能这一概念的理解 ,冯 忠良偏重解决问题的活动方式 ,而皮连生则注重解 决问题时个体所拥有的知识及应用这些知识时所采 用的策略 。
王映学 1, 2 , 张大均 2
(11河西学院 教育系 ,甘肃 张掖 734000; 21西南大学 教育科学研究所 ,重庆 400715)
[摘 要 ] 认知技能是习得规则并用以解决实际问题的能力 。完整的认知技能获得过程包括Βιβλιοθήκη Baidu述性阶段 、程
序性阶段和条件化阶段 。认知技能获得阶段的揭示有助于我们了解认知技能获得过程的实质 ,有助于深刻理解知 识分类的性质 ,有助于认知技能形成的有效教学设计 。
至 20世纪 80年代 ,研究人员开始转向人们如 何获得专门知识的研究 。起初 ,研究主要集中于练 习在专门知识发展中的作用 ,到了 90 年代左右 ,研 究主要集中于教学在认知技能获得早期阶段的作 用 ,尤其是样例教学的作用 。国内外研究人员一致 认为 ,样例教学是认知技能获得的有效教学方 式 。 [ 2 ] [ 3 ] [ 4 ]
二 、认知技能获得的阶段
认知心理学家在认知技能获得过程的研究中发 现 :认知技能的获得过程具有明显的阶段性特点 ,这 些特点既相联系又相区别 ,由此他们提出了认知技 能获得阶段的各种不同划分 。
1. 认知技能获得阶段的国外研究 。最早系统研 究认知技能获得阶段的当属前苏联心理学家 Л. Я. 加里培林 。加里培林从 20世纪 50年代即开始认知 技能形成 (他称作心智动作形成 )的研究 , 1959年对 其研究的成果进行了系统总结 ,他根据技能内化的 程度不同 ,提出了心智技能按阶段形成的五阶段理 论 :活动的定向阶段 、物质或物质化的活动阶段 、出 声的外部言语活动阶段 、不出声的外部言语阶段 、内 部言语阶段 。
Fitts(1964)将动作技能的获得分为三个阶段 : 认知阶段 、联系阶段和自动化阶段 [ 5 ] 。认知阶段主 要是技能的起始编码 ,联系阶段主要涉及技能操作 的“除障 ”( smoothing out) ,而自动化阶段则是技能 操作的逐渐而持续的改善 。Anderson ( 1982)基于陈 述性知识和程序性知识的差异提出了复杂认知技能 获得的模型 ,在该模型中他将认知技能的获得也划 分为三个阶段 [ 5 ] : 陈述性阶段 、知识编辑阶段和程 序性阶段 ,这三个阶段分别对应于 Fitts ( 1964)的认 知阶段 、联系阶段和自动化阶段 。
观 [ 10 ] 。与这一概念相联系的知识观将知识的获得 过程分为三个阶段 :知识的领会 (理解 ) 、知识的巩 固 (保持 )和知识的应用 (迁移 ) 。
人们在不确定情形下如何做出决策 ,后者研究人们 从心理推论如何得出结论 。
20世纪 70 年代 ,研究人员开始将自己的研究 转向知识丰富领域 ,研究领域主要包括象棋 、物理 、 数学 、计算机程序和医疗诊断等 。对知识丰富领域 问题的研究始于专家 —新手差异的比较研究 ,这类 研究表明 :专家能根据其解答的特征对问题予以归 类 ,而新手仅以问题的表面特征进行归类 ,这也许是 专家与新手在解决问题上出现差异的重要原因 。
Gagné(1985)基于学习结果的不同分类 ,将认 知领域的学习结果分为言语信息 、智力技能和认知 策略 。并从信息加工的结构和模型角度提出了认知
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技能获得的机制和过程 [ 8 ] 。 VanLehn (1996)根据 Fitts( 1964)对动作技能获
得三阶段的划分 ,认为认知技能的获得过程也可以 划分为早期 、中期和后期三个阶段 [ 1 ] 。在认知技能 获得的早期阶段 ,被试的任务是力图理解领域知识 , 中心任务是学习解释性的教学材料 。到了中期阶 段 ,学生开始将自己的注意转向问题解决 。在解决 问题之始 ,个体通常会将眼前的问题与自己早先曾 经解决过的且与之类似的问题进行匹配 。这一阶段 的特点是 ,一方面解题者仅仅具备解决问题的部分 而非全部相关知识 ,另一方面 ,也可能会出现一些错 误的理解 。因此 ,对解题者而言 ,在中间阶段首当其 冲的是纠正领域知识内的这些不足 (这些不足既指 知识的缺漏 ,也指错误的知识 ) ,其次是获得有利于 问题解决的具有启发性的 、经验性知识 。当解题者 可以弥补其知识上的缺漏 、纠正知识上的错误 ,并在 没有概念性错误的前提下解决问题 ,即标志着中间 阶段的结束和后期阶段的开始 。在后期阶段 ,尽管 被试对领域知识的理解及解决问题的基本方法不 变 ,但随着练习的增加 ,解决问题的速度和准确性会 显著地提高 。VanLehn 明确提出 ,三阶段之间的划 分是一种理想的描述 ,其间的边界往往是模糊的 。 在任何特定的时间 ,就认知技能的某些成分而言 ,学 习者可能处于后期阶段 ,就另外一些成分而言 ,则可 能处于其他阶段 [ 1 ] 。
一 、认知技能的科学内涵
Anderson (1982)从认知技能发展的角度来界定 认知技能获得的概念 ,认为认知技能的获得大体包 括两个主要阶段 :陈述性阶段 ,有关技能领域的事实 得以解释 ;程序性阶段 ,领域知识在操作技能的程序
[收稿日期 ] 2006212215 [作者简介 ] 王映学 (19642) ,男 ,甘肃通渭人 ,甘肃省河西学院教育系副教授 ,西南大学教育科学研究所博士研究生 ;张大
2007年 5月
第 36卷 第 3期
内蒙古师范大学学报 (哲学社会科学版 )
Journal of Inner Mongolia Normal University ( Philosophy & Social Science)
May. , 2007 Vol. 36 No. 3
论认知技能获得的阶段及其教学意义
认知技能 ( cognitive skills) 的研究是与问题解 决 ( p roblem solving) 的 研 究 分 不 开 的 。 VanLehn (1996)认为 ,认知技能获得与问题解决的研究具有 历史性的根源 [ 1 ] 。问题解决的研究始于 20 世纪早 期有关问题难以解决原因的研究 。 20 世纪 60 年 代 ,研究人员主要集中在知识贫乏领域的认知技能 获得研究 。这一时期 ,研究人员开始使用一种言语 报告 ( verbal p rotocols)的分析技术 ,主要研究解决问 题的过程 。如 Newell & Simon ( 1972 )在他们的《人 类的问题解决 》一书中采用这样的方法提出了诸如 问题空间 、搜索树及产生式系统等许多重要的理论 概念 。其研究的特点是强调问题解决是从一种状 态 ,到另外一种状态直到解决问题的转换状态 ,所以 研究者多使用中间状态为有形状态 (physical states) 的任务 (如河内塔问题 ) ,这样被试就可以将自己解 决问题的许多中间状态充分地显露出来 ,以便于研 究人员很好地了解问题解决的具体过程 。之后研究 人员开拓了新的研究领域 :决策和推理 。前者研究
2. 认知技能获得阶段的国内研究 。国内关于认 知技能 (我国心理学界通常称之为“智力技能 ”、“智 慧技能 ”或“心智技能 ”)的研究通常是与“知识 ”这 一概念的理解和使用联系在一起的 。但是 ,长期以 来 ,知识这一概念一直不是心理学的专门术语 ,乃至 我国心理学的词典中很难查阅到“知识 ”这一词条 。 我国教育理论界所用的知识概念是一种哲学的知识
后来 , Anderson等人 ( 1997)基于样例的学习将 认知技能的获得过程分为四个阶段 ,他们称之为技 能获得的四阶段模型 。这四个阶段是 :与学习样例 进行类比 、形成抽象规则 、转向使用产生式规则 、提 取特定样例 [ 9 ] 。
在阶段一 ,学习者记住了特定的样例 ,但并未意 识到样例表征了一种规则 。在这一阶段 ,样例是作 为陈述性结构被编码的 ;在阶段二 ,被试在样例学习 的基础上开始形成抽象的规则 ,由于规则的形成和 使用 ,学习者解决问题的速度会加快 ;阶段三 ,随着 规则的使用 ,被试的反应出现了在方向性上的非对 称性 ( directional asymmetry) ,这是产生式规则 (程序 性规则 )出现的证据 。在没有样例重复的情况下 , 规则使用的速度加快 ,但这种反应仅仅在一个方向 上起作用 ,表现出在方向上的非对称性 ;阶段四 ,即 提取特定样例阶段 ,随着练习的继续 ,被试直接从陈 述性记忆中提取样例 ,它比使用产生式规则更直接 、 更便捷 。
[关键词 ] 认知技能 ;获得阶段 ;阶段特征 ; 形成规律 [中图分类号 ] B 84211 [文献标识码 ] A [文章编号 ] 100127623 (2007) 0320043205
认知技能获得过程及其形成阶段的研究既是认 知心理学研究的重要领域 ,也是教学心理学所关注 的重要课题 。认知技能获得阶段特征的研究不仅具 有学理上的意义 ,也具有教学实践上的意义 。
在陈述性阶段 ( declarative stage) ,学习者使用 一般的产生式 (所谓的弱方法 )对技能获得的输入 信息作出陈述性的解释 ,并对技能形成的各项条件 及对这些条件下要执行的相应动作形成最初的陈述 性编码的表征 。这一阶段的明显特征是学习者对学 习过程清晰的意识性 ,即表现为想到 (或说出 ) 一 步 ,才能执行一步 。知识编辑阶段 ( know ledge com2
王映学 ,张大均 /论认知技能获得的阶段及其教学意义
p ilation stage) ,即陈述性知识向程序性知识转化的 阶段 ,学习者的操作从陈述性知识指导下的一系列 行动步骤逐渐转变为程序化的动作 。按照 Anderson 的解释 ,在这一阶段出现了两个子过程 :合成与程序 化 。合成 ( combination)即将小的个别的产生式组合 成大的整体的产生式 ,通过合成 ,个别的产生式融合 为序列化的程序 。程序化 ( p roceduralization)指步骤 执行时逐渐摆脱对陈述性知识的依赖 ,即执行序列 化程序中表现出来的去意识性特征 。程序性阶段 (p rocedural stage) ,对应于 Fitts ( 1964 )的自动化阶 段 ,是上一阶段程序化过程的继续 。在这一阶段 ,有 关的条件图式与一系列的适当反应趋于自动化 。自 动化技能的执行可以大大节省工作记忆的负荷 ,但 由于其去意识化的特征 ,使学习者逐渐丧失了对操 作步骤予以精确描述的可能性 ,从而不但增加了研 究认知技能获得过程的难度 ,也增加了专家与新手 之间技能有效传授的难度 。
均 (19542) ,男 ,四川南充人 ,西南大学教授 ,博士生导师 。
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王映学 ,张大均 /论认知技能获得的阶段及其教学意义
中直接得到体现 [ 5 ] 。VanLehn ( 1996)则将认知技能 获得明确界定为在智力任务中获得解决问题的能 力 ,其成功更多取决于个体的知识而非体力 [ 1 ] 。以 上两种观点是西方心理学界有关认知技能获得的代 表性观点 。从中可以看出 , Anderson从认知技能获 得的发展来考察认知技能的获得 ,重视技能获得的 过程 ; VanLehn则将认知技能的获得看做是学会一 种解决问题的能力 ,重视技能获得的结果 。国内很 少有“认知技能 ”这一称谓的专题研究 ,冯忠良教授 (1998)将认知技能 (他称作 “心智技能 ”)看作是一 种调节 、控制心智活动的经验 ,是通过学习而形成的 合乎法则的心智活动方式 [ 6 ] ;皮连生教授 ( 2003)则 将认知技能 (他所称的“智慧技能 ”和“认知策略 ”) 看做是运用概念和规则对外办事的能力及对内调控 的能力 [ 7 ] 。显然 ,对认知技能这一概念的理解 ,冯 忠良偏重解决问题的活动方式 ,而皮连生则注重解 决问题时个体所拥有的知识及应用这些知识时所采 用的策略 。
王映学 1, 2 , 张大均 2
(11河西学院 教育系 ,甘肃 张掖 734000; 21西南大学 教育科学研究所 ,重庆 400715)
[摘 要 ] 认知技能是习得规则并用以解决实际问题的能力 。完整的认知技能获得过程包括Βιβλιοθήκη Baidu述性阶段 、程
序性阶段和条件化阶段 。认知技能获得阶段的揭示有助于我们了解认知技能获得过程的实质 ,有助于深刻理解知 识分类的性质 ,有助于认知技能形成的有效教学设计 。
至 20世纪 80年代 ,研究人员开始转向人们如 何获得专门知识的研究 。起初 ,研究主要集中于练 习在专门知识发展中的作用 ,到了 90 年代左右 ,研 究主要集中于教学在认知技能获得早期阶段的作 用 ,尤其是样例教学的作用 。国内外研究人员一致 认为 ,样例教学是认知技能获得的有效教学方 式 。 [ 2 ] [ 3 ] [ 4 ]
二 、认知技能获得的阶段
认知心理学家在认知技能获得过程的研究中发 现 :认知技能的获得过程具有明显的阶段性特点 ,这 些特点既相联系又相区别 ,由此他们提出了认知技 能获得阶段的各种不同划分 。
1. 认知技能获得阶段的国外研究 。最早系统研 究认知技能获得阶段的当属前苏联心理学家 Л. Я. 加里培林 。加里培林从 20世纪 50年代即开始认知 技能形成 (他称作心智动作形成 )的研究 , 1959年对 其研究的成果进行了系统总结 ,他根据技能内化的 程度不同 ,提出了心智技能按阶段形成的五阶段理 论 :活动的定向阶段 、物质或物质化的活动阶段 、出 声的外部言语活动阶段 、不出声的外部言语阶段 、内 部言语阶段 。
Fitts(1964)将动作技能的获得分为三个阶段 : 认知阶段 、联系阶段和自动化阶段 [ 5 ] 。认知阶段主 要是技能的起始编码 ,联系阶段主要涉及技能操作 的“除障 ”( smoothing out) ,而自动化阶段则是技能 操作的逐渐而持续的改善 。Anderson ( 1982)基于陈 述性知识和程序性知识的差异提出了复杂认知技能 获得的模型 ,在该模型中他将认知技能的获得也划 分为三个阶段 [ 5 ] : 陈述性阶段 、知识编辑阶段和程 序性阶段 ,这三个阶段分别对应于 Fitts ( 1964)的认 知阶段 、联系阶段和自动化阶段 。
观 [ 10 ] 。与这一概念相联系的知识观将知识的获得 过程分为三个阶段 :知识的领会 (理解 ) 、知识的巩 固 (保持 )和知识的应用 (迁移 ) 。
人们在不确定情形下如何做出决策 ,后者研究人们 从心理推论如何得出结论 。
20世纪 70 年代 ,研究人员开始将自己的研究 转向知识丰富领域 ,研究领域主要包括象棋 、物理 、 数学 、计算机程序和医疗诊断等 。对知识丰富领域 问题的研究始于专家 —新手差异的比较研究 ,这类 研究表明 :专家能根据其解答的特征对问题予以归 类 ,而新手仅以问题的表面特征进行归类 ,这也许是 专家与新手在解决问题上出现差异的重要原因 。
Gagné(1985)基于学习结果的不同分类 ,将认 知领域的学习结果分为言语信息 、智力技能和认知 策略 。并从信息加工的结构和模型角度提出了认知
·44·
技能获得的机制和过程 [ 8 ] 。 VanLehn (1996)根据 Fitts( 1964)对动作技能获
得三阶段的划分 ,认为认知技能的获得过程也可以 划分为早期 、中期和后期三个阶段 [ 1 ] 。在认知技能 获得的早期阶段 ,被试的任务是力图理解领域知识 , 中心任务是学习解释性的教学材料 。到了中期阶 段 ,学生开始将自己的注意转向问题解决 。在解决 问题之始 ,个体通常会将眼前的问题与自己早先曾 经解决过的且与之类似的问题进行匹配 。这一阶段 的特点是 ,一方面解题者仅仅具备解决问题的部分 而非全部相关知识 ,另一方面 ,也可能会出现一些错 误的理解 。因此 ,对解题者而言 ,在中间阶段首当其 冲的是纠正领域知识内的这些不足 (这些不足既指 知识的缺漏 ,也指错误的知识 ) ,其次是获得有利于 问题解决的具有启发性的 、经验性知识 。当解题者 可以弥补其知识上的缺漏 、纠正知识上的错误 ,并在 没有概念性错误的前提下解决问题 ,即标志着中间 阶段的结束和后期阶段的开始 。在后期阶段 ,尽管 被试对领域知识的理解及解决问题的基本方法不 变 ,但随着练习的增加 ,解决问题的速度和准确性会 显著地提高 。VanLehn 明确提出 ,三阶段之间的划 分是一种理想的描述 ,其间的边界往往是模糊的 。 在任何特定的时间 ,就认知技能的某些成分而言 ,学 习者可能处于后期阶段 ,就另外一些成分而言 ,则可 能处于其他阶段 [ 1 ] 。
一 、认知技能的科学内涵
Anderson (1982)从认知技能发展的角度来界定 认知技能获得的概念 ,认为认知技能的获得大体包 括两个主要阶段 :陈述性阶段 ,有关技能领域的事实 得以解释 ;程序性阶段 ,领域知识在操作技能的程序
[收稿日期 ] 2006212215 [作者简介 ] 王映学 (19642) ,男 ,甘肃通渭人 ,甘肃省河西学院教育系副教授 ,西南大学教育科学研究所博士研究生 ;张大
2007年 5月
第 36卷 第 3期
内蒙古师范大学学报 (哲学社会科学版 )
Journal of Inner Mongolia Normal University ( Philosophy & Social Science)
May. , 2007 Vol. 36 No. 3
论认知技能获得的阶段及其教学意义
认知技能 ( cognitive skills) 的研究是与问题解 决 ( p roblem solving) 的 研 究 分 不 开 的 。 VanLehn (1996)认为 ,认知技能获得与问题解决的研究具有 历史性的根源 [ 1 ] 。问题解决的研究始于 20 世纪早 期有关问题难以解决原因的研究 。 20 世纪 60 年 代 ,研究人员主要集中在知识贫乏领域的认知技能 获得研究 。这一时期 ,研究人员开始使用一种言语 报告 ( verbal p rotocols)的分析技术 ,主要研究解决问 题的过程 。如 Newell & Simon ( 1972 )在他们的《人 类的问题解决 》一书中采用这样的方法提出了诸如 问题空间 、搜索树及产生式系统等许多重要的理论 概念 。其研究的特点是强调问题解决是从一种状 态 ,到另外一种状态直到解决问题的转换状态 ,所以 研究者多使用中间状态为有形状态 (physical states) 的任务 (如河内塔问题 ) ,这样被试就可以将自己解 决问题的许多中间状态充分地显露出来 ,以便于研 究人员很好地了解问题解决的具体过程 。之后研究 人员开拓了新的研究领域 :决策和推理 。前者研究