安德森認(rèn)知技能獲得理論及其對(duì)教學(xué)的啟示作用

王淼

摘 要：安德森認(rèn)知技能獲得理論用簡單的理論描述了認(rèn)知技能獲得的過程，也被稱為“適應(yīng)性控制理論”（簡稱為ACT理論）。最初的ACT理論經(jīng)過修改后形成了ACT-R理論。安德森將知識(shí)劃分為陳述性知識(shí)和程序性知識(shí)，對(duì)兩種知識(shí)的獲得過程加以解釋，提出了認(rèn)知技能獲得過程的四階段模型。安德森的理論對(duì)于教學(xué)有著重要的啟示作用，為教師教學(xué)活動(dòng)提供了指導(dǎo)。

關(guān)鍵詞：ACT理論； ACT-R理論；四階段模型；教學(xué)

【中圖分類號(hào)】G 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】B 【文章編號(hào)】1008-1216（2017）12B-0004-02

自20世紀(jì)50年代以來，認(rèn)知心理學(xué)逐漸興起，心理學(xué)家們開始對(duì)認(rèn)知過程進(jìn)行解釋研究。認(rèn)知技能獲得是教學(xué)的目標(biāo)之一，體現(xiàn)學(xué)生的認(rèn)知監(jiān)控能力和解決問題能力。因此，了解認(rèn)知過程，對(duì)于教學(xué)過程中目標(biāo)設(shè)置、課程規(guī)劃和教學(xué)方法的運(yùn)用顯得尤為重要。

對(duì)認(rèn)知技能獲得的研究，早期集中于問題解決的過程，后期學(xué)者們開始關(guān)注某一領(lǐng)域知識(shí)的獲得過程。這其中，安德森從認(rèn)知心理學(xué)和神經(jīng)科學(xué)的角度出發(fā)，試圖用簡單的理論來描述認(rèn)知過程以及認(rèn)知技能獲得的過程，提出了思維的“適應(yīng)性控制理論”（簡稱為ACT理論）。ACT理論涵蓋了認(rèn)知過程的很多方面，最主要的就是對(duì)認(rèn)知技能獲得和學(xué)習(xí)過程的解釋。

一、安德森認(rèn)知技能獲得理論

（一）ACT理論

ACT理論的核心是對(duì)知識(shí)的區(qū)分。安德森明確地劃分了“陳述性”知識(shí)和“程序性”知識(shí)。陳述性知識(shí)反映的是可以進(jìn)行描述的、靜態(tài)的事實(shí)信息，用于回答“是什么”，其呈現(xiàn)方式通常是顯性的。ACT理論指出，陳述性知識(shí)與經(jīng)驗(yàn)有關(guān)，但理解一個(gè)概念不僅需要我們有足夠的知識(shí)，還需要我們可以靈活地解決相關(guān)問題。

程序性知識(shí)用于回答“怎么辦”，其呈現(xiàn)方式通常是隱性的。程序性知識(shí)，如解決數(shù)學(xué)問題的技能，指的是大量的規(guī)則單元，稱為“產(chǎn)生式”?！爱a(chǎn)生式”規(guī)則是用于解決各種具體問題、采取具體認(rèn)知操作的“條件—行動(dòng)”的組合。

ACT理論主要解釋陳述性知識(shí)向程序性知識(shí)轉(zhuǎn)化的過程：所有知識(shí)最初都是以陳述性知識(shí)的方式進(jìn)入陳述性記憶；然后通過“編輯”而形成產(chǎn)生式規(guī)則。 “編輯”包括 “程序化”和“合成”兩種認(rèn)知過程；最后形成程序性知識(shí)。ACT理論強(qiáng)調(diào)陳述性知識(shí)是獲得程序性知識(shí)的必要條件。

（二）ACT-R理論

1994年，安德森和其同事在ACT理論的基礎(chǔ)上進(jìn)行了修改，得出了ACT-R理論。主要對(duì)ACT理論做了以下兩點(diǎn)改動(dòng)：其一， ACT-R理論強(qiáng)調(diào)在陳述性知識(shí)獲得過程中樣例的必要性。陳述性知識(shí)最初以陳述性形式進(jìn)入記憶系統(tǒng)，通過類比樣例形成產(chǎn)生式規(guī)則的編碼，從而獲得陳述性知識(shí)。其二，ACT-R理論強(qiáng)調(diào)樣例的陳述性知識(shí)在轉(zhuǎn)化成程序性知識(shí)過程中的作用。ACT-R理論認(rèn)為，在陳述性知識(shí)向程序性知識(shí)轉(zhuǎn)化的過程中，知識(shí)以陳述性形式長期保存。學(xué)習(xí)者從樣例中獲得陳述性知識(shí)，在類比的過程中，這種陳述性表征被激活。大量研究表明，對(duì)陳述性知識(shí)的表征是程序性知識(shí)獲得的基礎(chǔ)。

ACT-R理論是一個(gè)描述人類認(rèn)知過程的模型，其核心是產(chǎn)生式系統(tǒng)中的產(chǎn)生式規(guī)則。新的產(chǎn)生式規(guī)則的形成會(huì)產(chǎn)生認(rèn)知行為。ACT-R理論成功地預(yù)測和解釋了廣泛的認(rèn)知心理現(xiàn)象。因此，安德森及一些研究者將ACT-R與計(jì)算機(jī)模型相結(jié)合，利用ACT-R理論對(duì)認(rèn)知過程進(jìn)行預(yù)測和解釋，有些心理學(xué)家采用EEG和ERP方法對(duì)數(shù)字加工的認(rèn)知過程進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究，結(jié)果證明了ACT-R理論可以解釋認(rèn)知過程。也有心理學(xué)家采用ACT-R理論對(duì)問題解決的認(rèn)知過程進(jìn)行了預(yù)測，并運(yùn)用fMRI技術(shù)，針對(duì)問題解決過程的認(rèn)知階段選取5個(gè)腦區(qū)進(jìn)行研究。結(jié)果表明，這些腦區(qū)均有激活現(xiàn)象，從而進(jìn)一步證明了ACT-R理論。此外，西方心理學(xué)家還運(yùn)用ACT-R理論對(duì)數(shù)字加工的認(rèn)知過程進(jìn)行了預(yù)測，采用fMRI和ERP的技術(shù)探索了數(shù)字認(rèn)知加工過程的神經(jīng)機(jī)制，結(jié)果也證明了ACT-R理論的適用性。

（三）“四階段”模型

安德森和其同事在ACT-R理論的基礎(chǔ)上，提出了問題解決技能獲得的四階段模型。這四個(gè)階段分別是：類比階段，規(guī)則提取階段，將產(chǎn)生式規(guī)則轉(zhuǎn)變而形成程序性規(guī)則階段，樣例儲(chǔ)存階段。安德森的問題解決技能獲得的四階段是非常重要的，因?yàn)樗麄兲峁┝艘粋€(gè)問題解決技能獲得過程的模型。在四階段模型中，樣例對(duì)問題解決技能的獲得起著重要的作用。一方面，通過當(dāng)前問題與樣例的類比抽象出產(chǎn)生式規(guī)則，從而解決問題。另一方面，學(xué)習(xí)者經(jīng)過不斷地練習(xí)，在記憶系統(tǒng)可以儲(chǔ)存大量樣例，面對(duì)當(dāng)前問題直接提取對(duì)應(yīng)樣例，從而解決問題。這個(gè)模型解釋了學(xué)習(xí)者如何從一個(gè)新手成為一個(gè)專家。

（四）對(duì)安德森認(rèn)知技能獲得理論的評(píng)價(jià)

安德森提出的認(rèn)知技能獲得理論試圖用簡單的認(rèn)知活動(dòng)來解釋復(fù)雜的學(xué)習(xí)過程。ACT-R理論很好地解釋了問題解決技能形成的過程和階段。該理論認(rèn)為陳述性知識(shí)是程序性知識(shí)獲得的前提條件，強(qiáng)調(diào)了樣例學(xué)習(xí)和問題解決的練習(xí)在陳述性規(guī)則轉(zhuǎn)化成程序性規(guī)則時(shí)的作用，闡述了類比在產(chǎn)生式規(guī)則形成中的作用，使學(xué)習(xí)者可以獲得程序性規(guī)則并且熟練掌握?；贏CT-R理論的四階段模型很好地解釋了樣例學(xué)習(xí)過程中的認(rèn)知過程，尤其是樣例對(duì)問題解決技能獲得的作用。

安德森的認(rèn)知技能獲得理論強(qiáng)調(diào)了樣例的作用，但并沒有說明樣例之間的關(guān)系。另外，安德森著重說明了類比機(jī)制在陳述性知識(shí)向程序性知識(shí)轉(zhuǎn)化中的作用。但是產(chǎn)生式規(guī)則是經(jīng)過推理而獲得，類比方式可能只是其中一種，歸納推理、演繹推理及其他形式的推理也可以抽象出產(chǎn)生式規(guī)則。但該理論主要強(qiáng)調(diào)了類比的作用，那么，類比機(jī)制究竟作用于什么？安德森沒有進(jìn)一步說明。

二、安德森認(rèn)知技能獲得理論對(duì)教學(xué)的啟示

安德森的認(rèn)知技能獲得理論自提出以來就備受矚目，其對(duì)認(rèn)知心理學(xué)、人工智能、計(jì)算機(jī)和教育教學(xué)領(lǐng)域都有著深刻的影響。安德森的理論中最重要的是對(duì)認(rèn)知技能獲得的闡釋，把復(fù)雜問題簡單化，這種簡單化的處理有利于人們對(duì)認(rèn)知過程的本質(zhì)進(jìn)行理解，使學(xué)習(xí)更加合理、有效。

（一）程序性知識(shí)和陳述性知識(shí)的劃分

安德森明確區(qū)分了陳述性知識(shí)和程序性知識(shí)，而且這兩種知識(shí)的獲取途徑也并不相同。陳述性知識(shí)反映的是概念的獲得，可以通過經(jīng)驗(yàn)或教師的講授獲得。程序性知識(shí)反映的是認(rèn)知技能程序，最初，知識(shí)以陳述性形式呈現(xiàn)，逐漸形成產(chǎn)生式規(guī)則，最后轉(zhuǎn)化成程序性知識(shí)。

在教學(xué)過程中，應(yīng)考慮陳述性知識(shí)和程序性知識(shí)在獲得方式上的差異，針對(duì)不同的獲得知識(shí)的方式，相應(yīng)地采取不同的教學(xué)策略。因此，在教學(xué)中，首先要區(qū)分不同的知識(shí)類型。對(duì)于概念或命題一類知識(shí)，即陳述性知識(shí)，往往描述的是某一領(lǐng)域的事實(shí)。對(duì)于這一類知識(shí)的教學(xué)，要考慮設(shè)置情境，將當(dāng)前的知識(shí)與經(jīng)驗(yàn)相聯(lián)系，主要以樣例的形式呈現(xiàn)。設(shè)置情境使學(xué)生更直觀地學(xué)習(xí)概念，使學(xué)生理解概念的定義也會(huì)更為容易。相應(yīng)地，對(duì)程序性知識(shí)的教學(xué)，要注重類比。類比是形成“產(chǎn)生式”的關(guān)鍵，通過將當(dāng)前知識(shí)與已有的知識(shí)經(jīng)驗(yàn)相比較，逐漸形成對(duì)陳述性知識(shí)的編碼，最終演變成程序性知識(shí)。此外，練習(xí)與反饋也是程序性知識(shí)獲得的關(guān)鍵。因此，在教學(xué)過程中，教師應(yīng)注意類比知識(shí)的運(yùn)用，培養(yǎng)學(xué)生主動(dòng)進(jìn)行類比的能力。

（二）樣例對(duì)于教學(xué)的作用

樣例是指蘊(yùn)含了一般概念、原理或程序的例子，通常由三部分組成——問題陳述，解決問題的步驟，問題解決的結(jié)果或得到的產(chǎn)品。樣例既包括問題的描述，也包括問題解決的過程，完整呈現(xiàn)了問題解決或規(guī)則的全過程。對(duì)于學(xué)生來說，樣例更為直觀，有利于記憶。

安德森認(rèn)知技能獲得理論強(qiáng)調(diào)了樣例的重要性，認(rèn)知四階段模型一直以來也被視為解釋樣例學(xué)習(xí)有效性的理論之一。學(xué)習(xí)者通過學(xué)習(xí)陳述性的樣例，并將樣例與已有知識(shí)進(jìn)行類比，從而形成產(chǎn)生式規(guī)則，在此過程中領(lǐng)會(huì)問題解決的過程。因此，在解決問題時(shí)，既可以將當(dāng)前問題與樣例進(jìn)行類比，也可以直接提取相應(yīng)的樣例。樣例在學(xué)習(xí)者獲得認(rèn)知技能的過程中十分重要，兩種知識(shí)的獲得都需要樣例的參與。因此，在教學(xué)過程中，教師應(yīng)適當(dāng)?shù)剡\(yùn)用樣例進(jìn)行教學(xué)，并對(duì)樣例進(jìn)行對(duì)應(yīng)的解釋性指導(dǎo)，這樣做對(duì)于學(xué)生學(xué)習(xí)新知識(shí)更為有益。

參考文獻(xiàn)：

王映學(xué)，張大均. 論認(rèn)知技能獲得的階段及其教學(xué)意義[J].內(nèi)蒙古師范大學(xué)學(xué)報(bào)，2007，（3）.