認(rèn)知信息加工理論在應(yīng)用軟件教學(xué)中的應(yīng)用

段紅娟

（湛江師范學(xué)院 基礎(chǔ)教育學(xué)院，廣東 湛江 524037）

1 引言

20世紀(jì)最有影響的著名教育心理學(xué)家之——加涅認(rèn)為：學(xué)習(xí)是一個(gè)有始有終的過(guò)程，這一過(guò)程可分成若干階段，每一階段需進(jìn)行不同的信息加工.在各個(gè)信息加工階段發(fā)生的事件，稱為學(xué)習(xí)事件.學(xué)習(xí)事件是學(xué)生內(nèi)部加工的過(guò)程，它形成了學(xué)習(xí)的信息加工理論的基本結(jié)構(gòu).與此相應(yīng)，教學(xué)過(guò)程既要根據(jù)學(xué)生的內(nèi)部加工過(guò)程，又要影響這一過(guò)程.因而，教學(xué)階段與學(xué)習(xí)階段是完全對(duì)應(yīng)的.在每一教學(xué)階段發(fā)生的事情，即教學(xué)事件，這是學(xué)習(xí)的外部條件.教學(xué)就是由教師安排和控制這些外部條件構(gòu)成的，而教學(xué)的藝術(shù)就在于學(xué)習(xí)階段與教學(xué)階段的完全吻合.

2 學(xué)習(xí)理論的發(fā)展

學(xué)習(xí)者是學(xué)習(xí)過(guò)程的主體，如何促進(jìn)學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)是學(xué)習(xí)理論研究與發(fā)展的核心.從20世紀(jì)50年代末至今，學(xué)習(xí)理論經(jīng)歷了行為主義、認(rèn)知主義和構(gòu)建主義等不同發(fā)展階段.

2.1 行為主義學(xué)習(xí)理論

行為主義學(xué)習(xí)理論認(rèn)為學(xué)習(xí)的起因在于對(duì)外部刺激的反應(yīng)，不關(guān)心刺激引起的內(nèi)部心理過(guò)程.學(xué)習(xí)過(guò)程被看做是被動(dòng)地接受外界刺激，教師只負(fù)責(zé)傳授知識(shí)，學(xué)生只負(fù)責(zé)接受和消化知識(shí).可概況為“刺激——反應(yīng)——強(qiáng)化”.

2.2 認(rèn)知主義學(xué)習(xí)理論

認(rèn)知主義學(xué)習(xí)理論認(rèn)為人的認(rèn)識(shí)不是由外界刺激直接給予的，而是外界刺激和認(rèn)知主體內(nèi)部心理過(guò)程相互作用的結(jié)果.學(xué)習(xí)主體可以根據(jù)自己的態(tài)度、需要、興趣，利用過(guò)去的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)，對(duì)當(dāng)前的教學(xué)內(nèi)容作出主動(dòng)的有選擇的信息加工.教師的任務(wù)是激發(fā)學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)興趣和動(dòng)機(jī)，然后把當(dāng)前教學(xué)內(nèi)容和學(xué)習(xí)者得原有知識(shí)背景進(jìn)行關(guān)聯(lián).學(xué)習(xí)者的任務(wù)是主動(dòng)的對(duì)外界刺激提供的信息進(jìn)行選擇性加工.認(rèn)知主義學(xué)習(xí)理論重視認(rèn)知結(jié)構(gòu)的作用，關(guān)注知識(shí)的結(jié)構(gòu)性和概況性.

美國(guó)著名教育心理學(xué)家加涅吸收行為主義和認(rèn)知主義兩大學(xué)習(xí)理論的優(yōu)點(diǎn)，提出“聯(lián)結(jié)——認(rèn)知”學(xué)習(xí)理論，主張通過(guò)合理安排教學(xué)來(lái)促進(jìn)學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)，達(dá)到教與學(xué)的完美結(jié)合.目前流行的以教為主的教學(xué)設(shè)計(jì)模型中，大多以此折中的學(xué)習(xí)理論為基礎(chǔ).

圖1是加涅的信息加工學(xué)習(xí)過(guò)程模型，模型認(rèn)為人類學(xué)習(xí)過(guò)程和計(jì)算機(jī)的信息加工類似，學(xué)習(xí)者通過(guò)大腦輸入一系列信息，經(jīng)大腦存儲(chǔ)、轉(zhuǎn)換、加工和輸出，實(shí)現(xiàn)與環(huán)境的相互作用：學(xué)習(xí)環(huán)境中的刺激作用于學(xué)習(xí)者得感覺(jué)器官（感受器），信息再以神經(jīng)沖動(dòng)的形式輸入中樞神經(jīng)系統(tǒng)，信息被輸入短時(shí)記憶.如果信息在短時(shí)記憶中被編碼并轉(zhuǎn)化成有意義的模式進(jìn)入長(zhǎng)時(shí)記憶.長(zhǎng)時(shí)記憶的信息可以再提取到短時(shí)記憶并和其他信息結(jié)合成新的知識(shí).當(dāng)信息從短（長(zhǎng)）時(shí)記憶中提取并傳遞到反應(yīng)發(fā)生器從何激活效應(yīng)器（肌肉），導(dǎo)致學(xué)習(xí)者對(duì)環(huán)境的習(xí)得行為，觀察者可得知起初的刺激已經(jīng)產(chǎn)生了預(yù)期的結(jié)果，信息經(jīng)加工，學(xué)習(xí)者完成本次學(xué)習(xí)過(guò)程.“執(zhí)行控制”和“期望”在學(xué)習(xí)過(guò)程中進(jìn)行激活和調(diào)節(jié)信息流程.

圖1 加涅的信息加工學(xué)習(xí)過(guò)程模型

該模型清晰的解釋了學(xué)生學(xué)習(xí)和記憶的過(guò)程，學(xué)習(xí)的順序是從局部到整體，在計(jì)算機(jī)應(yīng)用軟件教學(xué)這樣的結(jié)構(gòu)化學(xué)科中非常容易應(yīng)用.這也是筆者在計(jì)算機(jī)應(yīng)用軟件教學(xué)中選擇認(rèn)知信息加工理論作為教學(xué)理論基礎(chǔ)的原因.

2.3 構(gòu)建主義學(xué)習(xí)理論

構(gòu)建主義學(xué)習(xí)理論克服了加涅的信息加工理論的不足，從認(rèn)識(shí)論的高度揭示了認(rèn)識(shí)的構(gòu)建性原則，強(qiáng)調(diào)認(rèn)識(shí)的能動(dòng)性，在非結(jié)構(gòu)化的學(xué)科中能得到很好的應(yīng)用.

建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論認(rèn)為學(xué)習(xí)的過(guò)程是學(xué)習(xí)者主動(dòng)建構(gòu)知識(shí)的過(guò)程，“學(xué)習(xí)是建構(gòu)內(nèi)在心理表征的過(guò)程，學(xué)習(xí)者并不是把知識(shí)從外界搬到記憶中，而是以原有的經(jīng)驗(yàn)為基礎(chǔ)，通過(guò)與外界的相互作用來(lái)建構(gòu)新的理解”(D.J.Cunnighan,1991).因此學(xué)習(xí)活動(dòng)不是由教師單純向?qū)W生傳遞知識(shí)，也不是學(xué)生被動(dòng)地接受信息的過(guò)程，而是學(xué)生憑借原有的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)，通過(guò)與外界的互動(dòng)，主動(dòng)地生成信息的意義的過(guò)程.

3 計(jì)算機(jī)應(yīng)用軟件教學(xué)現(xiàn)狀

實(shí)踐性較強(qiáng)是計(jì)算機(jī)應(yīng)用軟件教學(xué)的一大特點(diǎn)，傳統(tǒng)灌輸式教學(xué)已經(jīng)不適合現(xiàn)在時(shí)代的要求.相較于中小學(xué)生，當(dāng)代大學(xué)生在智能發(fā)展上呈現(xiàn)成熟，思維有了更高的抽象性和理論性，學(xué)習(xí)目的和動(dòng)機(jī)增強(qiáng)，獨(dú)立性加強(qiáng)，注意力更穩(wěn)定，在情感上已有明確的價(jià)值觀念，社會(huì)參與意識(shí)很強(qiáng)，深信通過(guò)學(xué)習(xí)，掌握知識(shí)，創(chuàng)造個(gè)人的人生價(jià)值.

這些特點(diǎn)要求教師在教學(xué)過(guò)程中，要把適當(dāng)?shù)膽?yīng)用軟件的教學(xué)方法與具有創(chuàng)新、科學(xué)的思維方式巧妙結(jié)合.

4 計(jì)算機(jī)應(yīng)用軟件教學(xué)過(guò)程

在計(jì)算機(jī)應(yīng)用軟件教學(xué)過(guò)程中，一旦確立了學(xué)習(xí)目標(biāo)，學(xué)生既可以進(jìn)行無(wú)教師指導(dǎo)的自主學(xué)習(xí)，也可以在教師參與指導(dǎo)下學(xué)習(xí).

4.1 學(xué)習(xí)與信息加工過(guò)程

由于不斷反饋，信息流在學(xué)習(xí)者與環(huán)境之間形成環(huán)路，兩者不斷相互作用.從學(xué)習(xí)過(guò)程的信息加工模型圖可以看到，學(xué)習(xí)是學(xué)生和環(huán)境之間相互作用的結(jié)果.加涅又把它分成八個(gè)階段：動(dòng)機(jī)階段（期望）、了解階段（注意）、獲得階段（編碼）、保持階段（記憶）、回憶階段（提?。?、概況階段（遷移）、作業(yè)階段（反應(yīng)）、反饋階段（強(qiáng)化）.

4.2 學(xué)習(xí)階段及相應(yīng)教學(xué)策略

4.2.1 動(dòng)機(jī)階段.態(tài)度決定一切，被激發(fā)起動(dòng)機(jī)的學(xué)習(xí)者是學(xué)習(xí)的先決條件，要促進(jìn)學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)，教學(xué)要引起學(xué)生的興趣以激發(fā)其動(dòng)機(jī)，有了動(dòng)機(jī)，學(xué)生的行動(dòng)就會(huì)指向目標(biāo)，并會(huì)因達(dá)到目標(biāo)而獲得某種方式的滿足.在應(yīng)用軟件教學(xué)中不能像菜單功能說(shuō)明書一樣單一的講解某菜單的功能，而是要把知識(shí)技能融入到一個(gè)完整的作品中，通過(guò)完成作品的制作，從而讓學(xué)生掌握其中囊括的知識(shí)點(diǎn).

4.2.2 了解階段.有了學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)的學(xué)生必須先接受刺激，也就是要注意與學(xué)習(xí)有關(guān)的刺激.學(xué)習(xí)者可接受外部刺激，使之進(jìn)入信息加工系統(tǒng)并儲(chǔ)存到記憶中.但并不是所有的外部刺激都能被接受，學(xué)習(xí)者的知覺(jué)是依據(jù)其動(dòng)機(jī)來(lái)進(jìn)行選擇的，他將注意指向與他的學(xué)習(xí)目標(biāo)有關(guān)的各種刺激.而學(xué)生只有對(duì)外部刺激特征做出選擇性知覺(jué)后，才能進(jìn)入其他學(xué)習(xí)階段.

4.2.3 獲得階段.學(xué)生對(duì)外部的信息一旦開(kāi)始注意和知覺(jué)，學(xué)習(xí)活動(dòng)就可進(jìn)入獲得階段.獲得階段分兩個(gè)環(huán)節(jié)：一是指對(duì)新獲得的刺激進(jìn)行選擇性知覺(jué)后存儲(chǔ)在短時(shí)記憶中，二是指把短時(shí)記憶中的信息進(jìn)一步編碼加工后轉(zhuǎn)入長(zhǎng)時(shí)記憶中.研究表明，經(jīng)過(guò)編碼過(guò)程所記憶的信息與最初的信息并不完全相同，也就是說(shuō)經(jīng)過(guò)編碼有時(shí)加以修飾了，有時(shí)信息被規(guī)則化，也有時(shí)信息被歪曲了.由此可見(jiàn)，教師要幫助學(xué)生采用較好的編碼策略，以利于獲得正確信息.

4.2.4 保持階段.經(jīng)過(guò)獲得階段，已編碼的信息將進(jìn)入長(zhǎng)時(shí)記憶后的儲(chǔ)存階段.這種儲(chǔ)存可能是永久的，但是種種長(zhǎng)時(shí)記憶中的信息會(huì)因長(zhǎng)期不用而逐漸消退.如果用某種方式把刺激產(chǎn)生的信息組織起來(lái)，形成一定的結(jié)構(gòu)體系，將有助于信息的保持.教師在進(jìn)行課堂安排時(shí)注意考慮保持應(yīng)用軟件功能項(xiàng)的連貫性，有助于學(xué)生在保持階段形成知識(shí)的結(jié)構(gòu)體系.

4.2.5 回憶階段.學(xué)生獲得的信息要表現(xiàn)出來(lái)，作業(yè)必不可少，而信息的提取即回憶是其中的必需環(huán)節(jié).回憶和信息的提取容易受到外界干擾，作為教師，在此階段關(guān)鍵是指導(dǎo)學(xué)生為自己提供回憶線索，使之成為自主學(xué)習(xí)者.

4.2.6 概括階段.學(xué)生習(xí)得的知識(shí)并不是只運(yùn)用于一種情況，而是要舉一反三，運(yùn)用于各種類似的情況中.加涅所說(shuō)的概況實(shí)際上指我們通常所說(shuō)的學(xué)習(xí)遷移.學(xué)習(xí)者要想把獲得的知識(shí)遷移到新的情境，首先依賴于知識(shí)的概括化，同時(shí)也依賴于是否有線索使知識(shí)在新情境下再現(xiàn)出來(lái).

4.2.7 作業(yè)階段.只有通過(guò)作業(yè)階段才能反映學(xué)生對(duì)所學(xué)內(nèi)容的掌握程度.因此作業(yè)的好壞是成果的反映，當(dāng)然不能用個(gè)別的作業(yè)來(lái)代替一般成績(jī).教師在這一階段要提供各種形式的作業(yè)，使學(xué)習(xí)者有機(jī)會(huì)表現(xiàn)他們的操作.對(duì)學(xué)生來(lái)說(shuō)，作業(yè)的另一個(gè)重要功能是獲得反饋——學(xué)生通過(guò)作業(yè)看到自己的學(xué)習(xí)結(jié)果，從而獲得一種滿足感.

4.2.8 反饋階段.通過(guò)反饋，學(xué)生可以及時(shí)知道自己的作業(yè)是否正確.在教學(xué)過(guò)程中，教師可以通過(guò)批改作業(yè)，及時(shí)對(duì)學(xué)生作品講評(píng)，鼓勵(lì)，表?yè)P(yáng)等多種方式進(jìn)行反饋并給出反饋信息.這種信息的反饋就是許多理論家稱之為強(qiáng)化過(guò)程的重要因素.學(xué)習(xí)者看到學(xué)習(xí)的結(jié)果而在內(nèi)心得到了強(qiáng)化，而強(qiáng)化過(guò)程對(duì)人類的學(xué)習(xí)來(lái)說(shuō)是很重要的，它證實(shí)了預(yù)期事項(xiàng)從而使一個(gè)學(xué)習(xí)過(guò)程告一段落.

5 結(jié)論

通過(guò)對(duì)以上學(xué)習(xí)過(guò)程的信息加工模型和學(xué)習(xí)過(guò)程八個(gè)階段的分析，我們能夠較深入的了解學(xué)習(xí)發(fā)生的過(guò)程原理.無(wú)論教師還是學(xué)生，都可以根據(jù)各個(gè)學(xué)習(xí)過(guò)程階段的特點(diǎn)，在學(xué)與教的過(guò)程中運(yùn)用一些策略方法，達(dá)到最優(yōu)的教學(xué)效果.

加涅的學(xué)習(xí)模式是在吸取行為派和認(rèn)知派學(xué)習(xí)過(guò)程優(yōu)點(diǎn)的基礎(chǔ)上提出的，它注意到了人類學(xué)習(xí)的特點(diǎn)，是當(dāng)前比較有代表性的學(xué)習(xí)模式.采用加涅的學(xué)習(xí)模型來(lái)指導(dǎo)計(jì)算機(jī)應(yīng)用軟件教學(xué)的流程，可以大大提高計(jì)算機(jī)應(yīng)用軟件的教學(xué)質(zhì)量.

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