第十三章-认知结构与知识的理解

第十三章认知结构与知识的理解
一、认知结构的学习观
在人们的日常生活中，虽然许多简单行为的习得，是通过条件作用过程建立S－R之间直接联结的结果，但是对于复杂行为而言，仅用S－R联结的形成来解释则过于简单化。

例如，学生在学习解答某一机械问题时，并不是简单地通过练习与机械记忆，在问题情境与解决问题的手段之间建立直接联系，而是需要对整个问题情境进行知觉与理解，领悟其中各种条件之间的关系以及条件与问题之间的关系，方能确定解决问题的方案。

可见，主体的认知过程在复杂学习中起着主要的作用。

（一）认知学习的实质
按照认知理论的观点，学习并不是在外部环境的支配下被动地形成S－R联结，而是主动地在头脑内部构造完形、形成认知结构。

学习者不是被动地接受知识，而是主动地获取知识，并通过把新获得的知识和已有的认知结构联系起来，积极地建构其知识体系。

例如，布鲁纳十分强调认知结构在学习过程中的作用，认为认知结构可以给经验中的规律性以意义和组织，并形成一个模式。

所谓认知结构，他认为即编码系统，其主要成份是“一套感知的类目”。

学习就是类目及其编码系统的形成，并认为一切知识都是按编码系统排列和组织的。

这种各部分存在联系的知识，使人能够超越给定的信息，举一反三，触类旁通。

他主张，应当向学生提供具体的东西，以便他们“发现”自己的编码系统。

（二）认知学习的过程
学习并不是通过练习与强化形成反应习惯，而是通过顿悟与理解获得期待。

它包含着三个几乎同时发生的过程，这就是：（1）新知识的获得；（2）知识的转化；（3）评价。

学习活动首先是新知识的获得。

布鲁纳认为新知识可能是以前知识的精炼，也可能与原有知识相违背。

例如，在讲循环系统的详情时，学生可能已经模糊地知道了血液循环；在教牛顿的运动定律时，可能会与学生已有的感性知识相违背。

但不管新旧知识关系如何，都会使已有的知识进一步提高。

获得了新知识以后，还要对它进行转化，我们可以超越给定的信息，运用各种方法将它们变成另外的形式，以适合新任务，并获得更多的知识。

评价是对知识转化的一种检查，通过评价可以核对我们处理知识的方法是否适合新的任务，或者运用得是否正确。

因此，评价通常包含对知识的合理性进行判断。

总之，布鲁纳认为学习任何一门学科的最终目的是构建学生良好的认知结构，而构建良好的认知结构常常需经过获得、转化和评价三个过程。

因此，教师首先应明确所要构建的学生的认知结构包含哪些组成要素，并最好能划出各组成要素的编码系统的图解。

在此基础上，教师应采取有效措施来帮助学生获得、转化和评价知识，使学科的知识结构转化为学生的认知结构，使书本的死的知识变为学生自己的活的知识。

二、理解学习的实质和条件
（一）理解学习的实质
所谓理解学习即有意义学习，奥苏伯尔认为就是将符号所代表的新知识与学习者认知结构中已有的适当观念建立非人为的和实质性的联系。

相反，如果学习者并未理解符号所代表的知识，只是依据字面上的联系，记住某些符号的词句或组合，则是一种死记硬背式的机械学习。

所谓实质性的联系，是指表达的语词虽然不同，但却是等值的，也就是说这种联系是非字面的联系。

例如，学习“等边三角形”这个新命题，应该把握其是“三条边相等的三角形”这一要素。

学习者认知结构中已有关于三角形的表象及等边的概念，也观察过等边三角形构成的实物或图形，当他们学习这一新命题时，很自然地与他们原有认知结构中相应的表象、观念建立起联系。

联系一旦建立，能用自己的话把这个新命题表述出来，即“任何三角形只要它们的三条边相等，它们就是等边三角形”，或“等边三角形有三条等边”等等。

表达的语词虽然不同，但概念的关键特征没变，它们引起的心理内容没变。

这样就可以说，新知识与原有认知结构中的相应观念之间建立了实质性的联系。

所谓非人为的联系，是指有内在联系而不是任意的联想或联系，指新知识与原有认知结构中有关的观念建立在某种合理的或逻辑基础上的联系。

例如，等边三角形的概念与学习者原有认知结构中已有的三角形的概念的联系是特殊与一般的关系。

再如，学习者原有认知结构中已有“三角形内角之和等于180°”，现在学习新命题“四边形内角之和等于360°”，他们可以推导出任何四边形都可以分成两个三角形，三角形内角之和等于180°，那么四边形内角之和当然为360°。

这种联系是整体与部分的联系。

凡类似这种联系，都是非人为性的联系。

（二）理解学习的条件
理解学习的产生既受学习材料本身性质的影响，也受学习者自身因素的影响，前者为影响意义学习的外部条件（客观条件），后者为影响意义学习的内部条件（主观条件）。

从客观条件来看，意义学习的材料本身必须满足能与认知结构中有关知识建立实质性和非人为性联系的要求，也就是说，材料必须具有逻辑意义，在学习者的心理上是可以理解的，是在其学习能力范围之内的。

一般来说，学生所学的教科书或教材，是人类认识世界的概括，都是有逻辑意义的。

从主观条件来看，首先，学习者必须具有积极主动地将符号所代表的新知识与认知结构中的适当知识加以联系的倾向性（心向）。

其次，学习者认知结构中必须具有适当的知识，以便与新知识进行联系。

如果学习材料本身有逻辑意义，而学习者认知结构中又具备了适当的知识基础，那么，这种学习材料对学习者来说就构成了潜在的意义，即学习材料有了和学习者认知结构中的适当观念建立联系的可能性。

最后，学习者必须积极主动地使这种具有潜在意义的新知识与认知结构中的有关旧知识发生相互作用，使认知结构或旧知识得
到改善，使新知识获得实际意义即心理意义。

意义学习的目的，就是使符号代表的新知识获得心理意义。

上述条件缺一不可，否则就不能构成有意义的学习。

相反地，如果学习材料本身缺乏逻辑意义，或者虽然学习材料本身具有逻辑意义，但学习者认知结构中缺乏与新知识进行联系和沟通的原有经验，或者学生缺乏主动地将符号所代表的新知识与认知结构中原有的适当的知识加以联系的倾向性，那么即便学习材料对学习者具有潜在意义性，也无法使它变为心理意义，这必然导致机械学习。

三、促进理解学习的策略
（一）发现学习与结构主义教学
1. 教学的目的在于理解学科的基本结构
由于布鲁纳（J.S.Bruner）强调学习的主动性和认知结构的重要性，所以他主张教学的最终目标是促进学生“对学科结构的一般理解”。

他要求“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”。

他所谓的学科基本结构，是指学科的基本概念、基本原理及其基本态度和方法。

而所谓“掌握事物的结构，就是允许许多别的东西与它有意义地联系起来的方式去理解它”。

当学生掌握和理解了一门学科的结构，他们就会把该学科看作是一个相互联系的整体。

因此，布鲁纳把学科的基本结构放在设计课程和编写教材的中心地位，成为教学的中心。

他认为，学生理解了学科的基本结构，就容易掌握整个学科的具体内容，就容易记忆学科知识，就能够促进学习迁移，提高学习兴趣，并可促进儿童智力和创造力的发展。

2. 掌握学科基本结构的教学原则
为了让学生学习和掌握学科的基本结构，布鲁纳提出了四条基本的教学原则:
（1）动机原则。

布鲁纳认为几乎所有的学生都具有内在的学习愿望，内部动机是维持学习的基本动力。

他的动机概念不包括强化，他强调的是内在动机而不是外在动机。

他认为学生具有三种最基本的内在动机，即好奇内驱力（即求知欲）、胜任内驱力（即成功的欲望）和互惠内驱力（即人与人之间和睦共处的需要）。

这三种基本的内在动机都具有自我奖励的作用，因而其效应不是短暂的而是持久的。

教师如果善于促进并调节学生的探究活动，便可激发他们的这些内在动机，有效地达到预定的学习目标。

（2）结构原则。

为了使学习者容易理解教材的一般结构，教师必须采取最佳的知识结构进行传授。

他认为任何知识结构都可以用动作、图像和符号三种表象形式来呈现。

动作表象是凭助动作进行学习，无需语言的帮助；图像表象是借助表象进行学习，以感知材料为基础；符号表象是借助语言进行学习，经验一旦转化为语言，逻辑推导便能进行。

为了促进学习，教师究竟选用哪一种呈现为好，则视学生的年龄、知识背景和学科性质而定。

（3）程序原则。

布鲁纳认为，教学就是引导学习者通过一系列有条不紊地陈述一个问题或大量知识的结构，以提高他们对所学知识的掌握、转化和迁移的能力。

通常每门学科
都存在着各种不同的程序，它们对学习者来说，有难有易，不存在对所的学习者都适用的唯一的程序；而且在特定的条件下，任何具体的程序总是取决于许多不同的因素，包括过去所学习的知识、智力发展的阶段、材料的性质及个别的差异等。

（4）强化原则。

为了提高学习效率，学习者还必须获得反馈，知道结果如何。

因此教学规定适合的强化时间和步调是学习成功重要的一环。

知道结果应恰好在学生评估自己作业的那个时刻。

知道结果过早，易使学生慌乱，从而阻扰其探究活动的进行；知道结果太晚，易使学生失去受帮助的机会，甚至有可能接受不了正确的信息。

根据结构主义教学观及其教学原则，为了促进学生良好认知结构的发展，教师首先必须全面深入地分析教材，明确学科本身所包含的基本概念、基本原理及它们之间的相互关系。

只有这样，才有可能引导学生加深对教材结构的理解。

在引导学生理解教材结构的过程中，首先教学本身应有新异性，同时跨度应适当，其难度不能过高或过低，以激发学生的好奇心和胜任感；其次，应根据学生的经验水平、年龄特点和材料性质，选取灵活的教学程序和结构方式来组织实际的教学活动过程；同时，应注意提供有助于学生矫正和提高的反馈信息，并教育学生进行自我反馈，以提高学习的自觉性和能动性。

3. 发现学习法
布鲁纳认为“发现是教育儿童的主要手段”，学生掌握学科的基本结构的最好方法是发现法。

什么是发现法呢？布鲁纳说：“发现不只限于只是寻求人类尚未知晓的事物的行为，确切地说，它包括用自己的头脑亲自获得知识的一切形式。

”学生所获得的知识，尽管都是人类已知晓的事物，但如果这些知识是依靠学生自己的力量引发出来的，那么对学生来说仍然是一种“发现”。

为此，教学不应当使学生处于被动地接受知识的状态，而应当让“学生自己把事物整理就绪，使自己成为发现者”。

在教学中运用发现法，其灵活性和自发性都较大。

一般来说，它没有固定的模式，要根据不同学科和不同学生的特点来进行，但其一般步骤包括：（1）提出和明确使学生感兴趣的问题；（2）使学生对问题体验到某种程度的不确定性，以激发探究的欲望；（3）提供解决问题的各种假设；（4）协助学生搜集和组织可用于作结论的资料；（5）组织学生审查有关资料，得出应有的结论；（6）引导学生运用分析思维去验证结论，最终使问题得到解决。

总之，在整个问题的解决过程中，要求教师向学生提供材料，让学生亲自发现应得的结论或规律，使学生成为发现者。

由于布鲁纳认为学生是教学过程中的一个积极的探究者，因此教师的作用就在于帮助学生形成一种能够独立探究的情境，而不是提供现成的知识；是促进学生自己去思考并参与知识获得的过程，而不是建造一个活着的小型藏书室。

在布鲁纳看来，教师的主要作用在于：（1）鼓励学生有发现的自信心；（2）激发学生的好奇心和求知欲；（3）帮助学生寻找新问题与已知知识的联系；（4）训练学生运用知识解决问题的能力；（5）协助学生进行自我评价；（6）启发学生进行对比。

研究表明，发现学习有利于激发学生的好奇心及探索未知事物的兴趣，有利于调动学
生的内部动机和学习的积极性，最大限度地为学生提供自由回旋的余地，并有利于学生批判性、创造性思维的发展。

（二）接受学习与先行组织者教学
奥苏伯尔(D.P.Ausubel)根据学习进行的方式把学习分为接受学习与发现学习，又根据学习材料与学习者原有知识结构的关系把学习分为机械学习与意义学习，并认为学生的学习主要是有意义的接受学习。

1.接受学习
奥苏伯尔认为，接受学习不同与发现学习，是在教师指导下，学习者接受事物意义的学习。

接受学习也是概念同化过程，是课堂学习的主要形式。

奥苏伯尔认为，接受学习适合于年龄较大，有较丰富的知识和经验的人。

在接受学习中，所要学习的内容大多是现成的、已有定论的、科学的基础知识，包括一些抽象的概念、命题、规则等，通过教科书或老师的讲述，用定义的方式，直接向学习者呈现。

这时不可能发现什么新知识，学习者只能接受这些已有的知识，掌握它的意义。

学习者接受知识的心理过程表现为：首先在认知结构中找到能同化新知识的有关观念；然后找到新知识与起固定点作用的观念的相同点；最后找到新旧知识的不同点，使新概念与原有概念之间有清晰的区别，并在积极的思维活动中融会贯通，使知识不断系统化。

2.先行组织者
奥苏伯尔认为，影响接受学习的关键因素是认知结构中起固定作用的观念的可利用性。

为此，他提出了先行组织者（advanced organizer）的教学策略。

所谓“先行组织者”，是先于学习任务本身呈现的一种引导性材料，它的抽象、概括和综合水平高于学习任务，并且与认知结构中原有的观念和新的学习任务相关联。

其目的是为新的学习任务提供观念上的固着点，增加新旧知识之间的可辨别性，以促进学习的迁移。

例如，奥苏伯尔曾研究过先行组织者对学习有关钢的性质的材料的影响。

实验组学生在学习该材料之前，先学习了一个“先行组织者”，它强调了金属和合金的异同、各自的利弊和冶炼合金的理由。

控制组学生在学习该材料之前，先学习一个有关炼铁和炼钢方法的历史说明材料以提高学习兴趣，但没有提供可作为理解钢的性质的观念框架的概念。

结果两组学生在学习钢的性质的材料之后，实验组的平均成绩明显高于控制组。

后来的研究发现，“组织者”不仅可以是先行的，也可以放在学习材料之后呈现；不仅可以是陈述性的，也可以是比较性的，即比较新材料和认知结构中相类似的材料，从而增强似是而非的新旧知识之间的可辨别性。

客观地说，奥苏伯尔的认知接受学习论和布鲁纳的认知发现学习论，实际上并不矛盾。

布鲁纳的发现法强调学生用自己的头脑去亲自获得知识，奥苏伯尔的接受学习强调充分利用学生原有的认知结构的同化作用。

事实上，学生发现新知识，不是建立在空中楼阁的基础之上的，而是利用认知结构中原有的适当知识作为基础的；学生同化新知识，也不是消极被动地接受教师所传授的知识，而是通过自己头脑的积极主动的反映才实现的。

应该说，
发现学习和接受学习虽强调的侧重点不同，但都特别重视学生认知结构的作用，重视学生认知结构的构建。

参见：冯忠良、伍新春等著（2015）：《教育心理学》（第六章），北京：人民教育出版社。