認(rèn)識彈性理論及其在教學(xué)中的應(yīng)用初探

（福建師范大學(xué)教育學(xué)院，福建福州 350007）

認(rèn)知彈性理論（Cognitive Flexibility Theory） 是20世紀(jì)90年代初由斯皮羅等人提出的，該理論關(guān)注的是復(fù)雜和結(jié)構(gòu)劣領(lǐng)域中學(xué)習(xí)的本質(zhì)問題。斯皮羅在他所著的《認(rèn)知彈性、建構(gòu)主義和超文本》中指出：“所謂認(rèn)知彈性，意指以多種方式同時重建自己的知識，以便對發(fā)生根本變化的情境領(lǐng)域做出適宜的反應(yīng)。這既是知識表征方式（超越單一概念維度的多維度表征)的功能，又是作用于心理表征的各種加工過程(不僅是對完形的修復(fù)，而且是對一整套圖式的加工過程)的功能[1]。”

認(rèn)識彈性理論旨在削弱教師對學(xué)生的控制，并盡可能為學(xué)生提供多種學(xué)習(xí)背景知識，讓學(xué)生能夠多角度、多維度去理解知識。該理論是能夠指導(dǎo)和促進(jìn)學(xué)生的知識遷移，特別是在彈性超文本的環(huán)境下學(xué)習(xí)，概念和案例縱橫交錯，讓學(xué)生可以獲得更多的理解知識的情境。同時，隨機通達(dá)教學(xué)策略可以使教師從不從教學(xué)角度來解釋概念，學(xué)生可以對知識在不同背景下有差異的理解，進(jìn)而達(dá)到全面的理解。

一、知識的分類

斯皮羅提出認(rèn)知彈性理論是以對知識領(lǐng)域的劃分為基礎(chǔ)的，他認(rèn)為知識可以被劃分為良構(gòu)領(lǐng)域（wellstructured domain） 的知識和劣構(gòu)領(lǐng)域 (ill－structured domains)的知識[2]。良構(gòu)領(lǐng)域的知識是已經(jīng)有框架、有條理，是有關(guān)某一主題的事實、規(guī)則、定理，它們是以一定的框架結(jié)構(gòu)組織在一起的。劣構(gòu)領(lǐng)域的知識是沒有現(xiàn)成的框架，需要臨時的組織在一起的知識，也是對于良構(gòu)領(lǐng)域知識的應(yīng)用，從而擴充知識理解。劣構(gòu)領(lǐng)域的知識具有以下兩大特性：

一是概念的復(fù)雜性。知識應(yīng)用的每一個具體情境中，都同時涉及到多種概念，這些概念自身都有其復(fù)雜性，而且，這些概念是相互作用，在動態(tài)中去理解。

二是實例的異質(zhì)性。每個實例所涉及概念的性質(zhì)、數(shù)量和種類不同，而且，這些概念的等級、作用以及反作用的方式也不盡相同。

對于良構(gòu)領(lǐng)域的知識和劣構(gòu)領(lǐng)域的知識可以通過下面的例子加以理解（如圖1）：

圖1

這是個簡單的例子，良構(gòu)領(lǐng)域的知識猶如只要識記了乘法口訣A*B＝C，不需要再具體的應(yīng)用，這是基本的學(xué)習(xí)，也是基礎(chǔ)的學(xué)習(xí)，當(dāng)然認(rèn)知彈性理論中的劣構(gòu)領(lǐng)域的知識是需要建立在良構(gòu)領(lǐng)域知識的基礎(chǔ)上，更進(jìn)一步的應(yīng)用。劣構(gòu)領(lǐng)域的知識需要把所學(xué)的知識進(jìn)行利用，可以歸為以下三類：當(dāng)前所學(xué)的知識類屬于學(xué)習(xí)者認(rèn)知結(jié)構(gòu)中某個包容性更廣、抽象概括程度更高的原有觀念；當(dāng)前所學(xué)的知識具有較廣泛的包容性與概括性，因而能把一系列原有觀念總括其中；當(dāng)前所學(xué)的知識與學(xué)習(xí)者原有認(rèn)知結(jié)構(gòu)中是知識既不存在類屬，也不存在總括，但卻具有某種共同或相關(guān)屬性。劣構(gòu)領(lǐng)域的知識需要把良構(gòu)領(lǐng)域的知識進(jìn)行歸類，以便達(dá)到學(xué)以致用，猶如能夠把乘法口訣加以理解和應(yīng)用到 A*B＋A*C＝A*(B＋C)，這樣在具體問題中可以活學(xué)活用。

二、學(xué)習(xí)的分類

斯皮羅等人在對新手和專家解決問題的過程進(jìn)行研究后指出，在新手的入門性知識(introductory knowledge)和專家的專家知識(expertise knowledge)之間[3]，存在著初級知識 （primary knowledge） 和高級知識(advanced knowledge)，他據(jù)此將學(xué)習(xí)分為初級學(xué)習(xí)（primary learning）和高級學(xué)習(xí)(advanced learning)兩類（如表1）。

初級學(xué)習(xí)是學(xué)習(xí)中的低級階段，教師主要要求學(xué)生能夠在測驗中把學(xué)習(xí)良構(gòu)領(lǐng)域的知識按原樣回憶出一些基本的概念和事實。初級學(xué)習(xí)相當(dāng)于機械的接受學(xué)習(xí)，學(xué)習(xí)的主要內(nèi)容基本上是以定論的形式呈現(xiàn)，只要求學(xué)生能夠把知識加以內(nèi)化（即把它結(jié)合進(jìn)自己的認(rèn)知結(jié)構(gòu)之內(nèi)），以便將來能夠再現(xiàn)或派做他用，學(xué)生不需要其他的努力而只要能夠再現(xiàn)原樣的知識就可以。

高級學(xué)習(xí)是學(xué)習(xí)中的更高階段，與初級學(xué)習(xí)所不同的是它要求學(xué)習(xí)者在學(xué)習(xí)劣構(gòu)領(lǐng)域的知識時，能夠把握概念的復(fù)雜性及實例間的異質(zhì)性，并廣泛而靈活地運用到具體情景中。高級學(xué)習(xí)相當(dāng)于發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)，知識的學(xué)習(xí)更多地需要學(xué)生自己去加工和理解，學(xué)習(xí)內(nèi)容不是以定論的方式呈現(xiàn)，而是要求學(xué)生在把最終結(jié)果并入認(rèn)知結(jié)構(gòu)之前，先要從事某些心理活動，如：對學(xué)習(xí)內(nèi)容進(jìn)行重新排列、重新組織或轉(zhuǎn)換，以期能夠?qū)λ鶎W(xué)的知識進(jìn)行遷移。學(xué)習(xí)遷移是一種學(xué)習(xí)對另外一種學(xué)習(xí)的影響，先前學(xué)習(xí)對后續(xù)學(xué)習(xí)的影響是正遷移，反之是負(fù)遷移；一種學(xué)習(xí)對另外一種學(xué)習(xí)是積極的、促進(jìn)的作用是積極遷移，反之是消極遷移。

表1 學(xué)習(xí)分類和知識分類的關(guān)系圖

學(xué)習(xí)是個體建構(gòu)知識的過程，知識是學(xué)習(xí)的客體，學(xué)習(xí)是知識的主體。學(xué)習(xí)分類是為了更好地掌握知識，使教學(xué)中避免學(xué)生所學(xué)知識過于簡單化或復(fù)雜化，能夠把學(xué)習(xí)到的知識遷移到具體情境中解決問題，從而達(dá)到既定的教學(xué)目標(biāo)。知識分類是為了讓學(xué)習(xí)者和教師更清楚學(xué)習(xí)目標(biāo)，而不致于偏離實際的學(xué)習(xí)需要，更好地實現(xiàn)學(xué)生個性化學(xué)習(xí)和教師因材施教。當(dāng)然在實際教學(xué)中，高級學(xué)習(xí)是基于初級學(xué)習(xí)之上，知識的學(xué)習(xí)需要有一個過程，不能一蹴而就，是需要循序漸進(jìn)。

三、認(rèn)知彈性理論在教學(xué)中的具體應(yīng)用

1.高級學(xué)習(xí)的應(yīng)用

高級學(xué)習(xí)是學(xué)生學(xué)習(xí)知識的目標(biāo)，然而在學(xué)生的學(xué)習(xí)中，學(xué)習(xí)缺失導(dǎo)致了無法達(dá)到知識的高級學(xué)習(xí)。學(xué)習(xí)缺失有以下三種表現(xiàn)：

相加傾向：沒有把復(fù)雜知識的各個部分聯(lián)系起來，孤立地認(rèn)為知識各個部分在重新整合歸類時仍能保留原有的特征。

離散傾向：沒有把知識看成是連續(xù)的，而是分開的，將連續(xù)的過程理解成是分散的、不連續(xù)的片段。

隔離傾向：把本身具有相依的概念孤立地理解成是獨立的、沒有相互作用。

學(xué)習(xí)缺失的三種表現(xiàn)形式是孤立地、靜止地、片面地理解所學(xué)的知識，從而導(dǎo)致了在初級學(xué)習(xí)中就出現(xiàn)問題，高級學(xué)習(xí)更是無從談及。通過圖2的例子，將有助于對學(xué)習(xí)缺失的理解：

圖2

在這三個例子中，相加傾向的學(xué)生會誤認(rèn)為Na（鈉）放入H2O（水）中，鈉和水仍然沒有發(fā)生變化，仍然能夠保持原有的特征，而實際上鈉和水已經(jīng)發(fā)生了化學(xué)反應(yīng)，形成新的化學(xué)物質(zhì)，這種傾向性的學(xué)生對知識的學(xué)習(xí)就如同對這個化學(xué)反應(yīng)的理解。離散傾向的學(xué)生會誤認(rèn)為物理當(dāng)中的聲波的波形圖是不連續(xù)，是間斷的，導(dǎo)致了知識理解的偏離，其實在物理中是為了把聲波更形象化、更易于理解，而描繪波形圖。隔離傾向的學(xué)生會誤認(rèn)為A和B兩個木塊中，只有A作用于B，而B對A沒有反作用，把A、B之間的力相互作用理解成是單向，導(dǎo)致了知識的片面理解，而實際上A對B有向下的壓力，B對A有向上的支撐力。

因此，在教學(xué)中要顯示多元知識和事實，教師應(yīng)該讓學(xué)生從多個觀點理解同一個概念，同一觀點理解多個概念，這是因為從單一視角提出的每一個單獨的觀點雖不是虛假的或錯誤的，但卻是不充分的，該理論的中心問題是多元認(rèn)知表征。這樣不僅有利于學(xué)生理解知識，也有利于學(xué)生的知識遷移，例如：understand、make sense、see、know、broadness、clearabout、clearness、evidence、indisputability、palpability、plainness都有表達(dá)“明白”的意思，學(xué)生可以從多個英語單詞來理解“明白”的意思；同時，see可以表達(dá)“看見、觀看、參見、領(lǐng)會、理解、考慮、想想、訪問、會見、遇見、務(wù)必做到、保證、發(fā)生、經(jīng)歷”等意思，學(xué)生可以從同一個單詞理解多個意思。這些所舉的例子是為了更好地說明多元事實和知識在教學(xué)中的重要性及其在教學(xué)實踐中的具體應(yīng)用。

2.概念與案例構(gòu)成“十字交叉”的應(yīng)用

概念與案例構(gòu)成的“十字交叉”形狀表明，學(xué)生對知識的理解會因背景的不同而存在差異，因為學(xué)習(xí)的起點水平存在差異，任何一個學(xué)習(xí)者都是把他原來所學(xué)的知識、技能、態(tài)度帶入新的學(xué)習(xí)過程中。也就是說，在理解概念與案例的過程中，往往有著自己的見解，進(jìn)而在解決問題的過程中，往往會有不止一個的正確答案，在產(chǎn)生出一個正確的答案后，還要有足夠的耐性對其它候選的理解與答案一一加以證明?！笆纸徊妗本褪菫榱吮砻鲝牟煌较虻玫酵粋€觀念的理解，這即增進(jìn)了新的觀念，又促進(jìn)原有觀念的更新，在新觀念與原有觀念之間形成一種新鏈接，當(dāng)學(xué)生在實際當(dāng)中理解一個變化的概念時，可以通過具體的例子加以說明，可使認(rèn)知結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，正如本文上面所示例，對于知識分類和學(xué)習(xí)缺失分別列舉出相應(yīng)的具體例子，讓學(xué)生能夠?qū)δ骋活I(lǐng)域的知識更進(jìn)一步理解和內(nèi)化。下面通過一個具體的例子來理解概念與案例構(gòu)成“十字交叉”（如圖3）：

圖3

舉一個例子，可以暫且把案例與概念的“十字交叉”看成是數(shù)學(xué)中的映射，圖中A點若是關(guān)于y＝x函數(shù)的映射，那么就為B點；若是關(guān)于Y軸對稱，那么就為C點；若是關(guān)于Y＋X＝0函數(shù)的映射，那么就為D點；若是關(guān)于X軸對稱，那么就為E點。同理，對于案例與概念“十字交叉”的理解，可以把案例看成Y軸，把概念看成X軸。

因此在教學(xué)中，應(yīng)該做到既重視情境的創(chuàng)設(shè)，也注重概念和案例緊密結(jié)合。一些研究已經(jīng)證明，課堂學(xué)習(xí)并非能夠很成功地幫助學(xué)習(xí)者將他們學(xué)習(xí)的知識在日常的實際情境中應(yīng)用，原因在于課堂學(xué)習(xí)常常側(cè)重于抽象的、脫離實際情境的，當(dāng)然很難把習(xí)得的知識遷移到真實情境中去，因此教師在教學(xué)中，要根據(jù)教學(xué)目標(biāo)、學(xué)生需求、教學(xué)內(nèi)容創(chuàng)設(shè)盡可能接近實際生活的情境。教師在教學(xué)設(shè)計時也應(yīng)重視概念和案例對解決問題的針對性，要針對相應(yīng)的問題而進(jìn)行教學(xué)。

3.隨機通達(dá)教學(xué)的應(yīng)用

斯皮羅等人認(rèn)為，學(xué)習(xí)者之所以不能在新的實際情境中將所學(xué)知識靈活地應(yīng)用，是由于教師教學(xué)有時候把某一劣構(gòu)領(lǐng)域的知識簡單化，而學(xué)生在實際情境中解決問題是復(fù)雜的。必要的簡單化是有一定的意義，但應(yīng)該注意到對于整個教學(xué)過程，把知識簡單化處理會導(dǎo)致學(xué)習(xí)者對知識的機械學(xué)習(xí)，最終在實際應(yīng)用中難以實現(xiàn)知識的遷移。因此，斯皮羅等人提出了一種新的教學(xué)方法:隨機通達(dá)教學(xué)（Random Access Instruction）。這種教學(xué)方法是向?qū)W習(xí)者呈現(xiàn)某一領(lǐng)域高級知識的復(fù)雜性特征，防止把高級知識簡單化，以求達(dá)到對高級知識的理解，進(jìn)而形成更全面的理解。

隨機通達(dá)教學(xué)是為了讓學(xué)習(xí)者在不同背景中對不同的知識理解，跨越現(xiàn)有知識網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜、劣構(gòu)領(lǐng)域知識的實例異質(zhì)性、情境的多變性、多元知識的關(guān)聯(lián)性。人的腦海中有大量的知識意象，當(dāng)與外界知識相接觸時，遇到的模式與知識意象兩者大致相吻合時，就把獲得的新知識與原先的知識意象進(jìn)行所對應(yīng)的歸類，也就是起到把輸入的知識意象進(jìn)行分類的作用，新知識與原有知識就組成一個知識組塊，使學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)資源能夠合理地分配，進(jìn)而幫助學(xué)習(xí)者進(jìn)行意義建構(gòu)。

4.超文本學(xué)習(xí)的應(yīng)用

書本是一種按章節(jié)或知識點有序的組成線性的文本形式，然而在各個知識點之中，無法很好地實現(xiàn)超鏈接，而且各個相關(guān)的概念和案列在書本中是有限的，無法很好地實現(xiàn)點對點的動態(tài)鏈接，具有一定的局限性。一種用來彌補書本的不足之處——超文本學(xué)習(xí)，它是基于各個知識點之間的關(guān)系而構(gòu)成的網(wǎng)狀知識結(jié)構(gòu)，使學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)由線性、靜態(tài)、文本的方式轉(zhuǎn)變?yōu)榉蔷€性、動態(tài)、數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化、多媒體化。

超文本，就是超越線性文本，在非線性文本中學(xué)習(xí)，特別是現(xiàn)在信息化時代，網(wǎng)絡(luò)課程已經(jīng)成為一種好的學(xué)習(xí)手段，在網(wǎng)絡(luò)化的學(xué)習(xí)環(huán)境中，學(xué)習(xí)者可以主動、自由地選擇自己感興趣的知識進(jìn)行學(xué)習(xí)，學(xué)習(xí)不同概念時，可以超鏈接到相關(guān)的不同案例，實現(xiàn)概念與案例的動態(tài)鏈接，這是超文本學(xué)習(xí)靈活性的充分體現(xiàn)，能夠幫助學(xué)習(xí)者更好地形成自己的網(wǎng)狀知識體系。在超文本中可以通過多媒體網(wǎng)絡(luò)教室，在此教室中，充分發(fā)揮計算機的交互性和網(wǎng)絡(luò)的及時性，使教師和學(xué)生能夠自主地交流和溝通，充分發(fā)揮教師的主導(dǎo)作用和學(xué)生的主體作用。在網(wǎng)絡(luò)教室中，可以通過虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)來實現(xiàn)在現(xiàn)實中無法完成的操作，使學(xué)習(xí)者劣構(gòu)領(lǐng)域的知識在此更好地習(xí)得，特別是對于醫(yī)學(xué)中的手術(shù)學(xué)習(xí)，在現(xiàn)實中無法直接進(jìn)行人體解剖和實驗，而在虛擬的教學(xué)實驗室中，可以很好地實現(xiàn)。教師在教學(xué)中可以充分利用超文本學(xué)習(xí)材料來實現(xiàn)因材施教，同時也幫助學(xué)習(xí)者實現(xiàn)個性化學(xué)習(xí)，師生雙方都受益。

5.具體案例分析

本案例（如圖4）是基于浙江師范大學(xué)的網(wǎng)絡(luò)課程中的《現(xiàn)代教育技術(shù)——理論與應(yīng)用》，http:／／course.jingpinke.com／jiaoyuxue／xiandaijiaoyujishu／data／index.html

圖4

本案例是基礎(chǔ)彈性超文本的學(xué)習(xí)，特別是在“相關(guān)資源”這個信息欄中可以有高級學(xué)習(xí)的信息，不僅是學(xué)習(xí)本單元“課程講義”信息欄中的知識，而且可以對本單元中的概念知識的理解進(jìn)行擴展，可以就“媒體演示”信息欄中的實際操作音視頻教材進(jìn)行理解，可以相關(guān)鏈接到專業(yè)刊物、參考文獻(xiàn)、相關(guān)論文、教育技術(shù)學(xué)網(wǎng)站等，實現(xiàn)概念與案例的“十字交叉”學(xué)習(xí)。本案例中有提供明確的“學(xué)習(xí)目標(biāo)”信息欄，能夠讓學(xué)習(xí)者明確學(xué)習(xí)的目的，從而更好地完成初級學(xué)習(xí)到高級學(xué)習(xí)的過渡，學(xué)習(xí)者也可以隨機進(jìn)入學(xué)習(xí)內(nèi)容，包括專題講座、視頻教學(xué)，進(jìn)而達(dá)到更全面理解知識。同時能夠完成自我評價，依據(jù)“模擬試題”信息欄中的練習(xí)，“思考練習(xí)”信息欄中的反思，可以給自己的學(xué)習(xí)進(jìn)度做一個合理的評價。

四、總結(jié)與展望

認(rèn)知彈性理論對教學(xué)的指導(dǎo)提供了有力幫助，該理論中對學(xué)習(xí)的分類和對知識的分類，使教學(xué)工作能更好地開展。同時在教學(xué)中的隨機通達(dá)教學(xué)策略和超文本學(xué)習(xí)策略對教師和學(xué)習(xí)者都有很大的幫助，教師能夠更好實施因材施教，學(xué)生能夠更好地實現(xiàn)個性化學(xué)習(xí)，對于信息化時代的教學(xué)有很大的促進(jìn)作用。

當(dāng)然，任何事物的發(fā)展都是動態(tài)的，認(rèn)知彈性理論也是在不斷地前進(jìn)中發(fā)展。首先，認(rèn)知彈性理論中幾乎不提及“情感、態(tài)度、動作技能”，而這在教學(xué)中是很重要的因素，特別在教學(xué)設(shè)計前端中，學(xué)習(xí)者需求分析、學(xué)習(xí)過程中的學(xué)習(xí)者情感和態(tài)度該如何進(jìn)行分類，是屬于劣構(gòu)領(lǐng)域的知識還是良構(gòu)領(lǐng)域的知識，是屬于初級學(xué)習(xí)還是高級學(xué)習(xí)，本理論沒有進(jìn)行明確地分類。其次，沒有一個完整的評價策略，無法進(jìn)行良構(gòu)領(lǐng)域知識和劣構(gòu)領(lǐng)域知識的教學(xué)評價，沒有了評價策略也就缺少了反饋機制，若是有反饋會更好地促進(jìn)發(fā)展。再者，超文本設(shè)計的原則沒有明確，在非線性的、動態(tài)的網(wǎng)絡(luò)知識體系中，學(xué)習(xí)者很容易信息迷航，并且該理論的應(yīng)用存在一定的局限性。以上這些都值得探討，以期能夠?qū)虒W(xué)有更好地幫助。

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