（教育史专业论文）认知弹性理论与教学论的课件设计.pdf

认知弹性理论与教学论的课件设计 学科专业：教育史 研究方向：中外教育比较研究 指导教师：徐仲林教授吴洪成教授 研究生：马红亮( 9 7 0 3 3 ) 内容摘要v 学习理论是探讨学习规律，揭示学习心理过程的理论，它对c a i 课件 的设计有着广泛而深刻的指导作用。认知弹性理论( c o g n i t i v ef t e x i b i l i t v t h e o r y ) 是当代建构主义学习理论的一个分支，其代表人物是美国的斯皮 罗( r a n dj s p i r o ) 等人，该理论既反对传统教学对知识做预先限定，让学生 被动接受，又反对极端建构主义，只强调学习中的非结构的一面，而忽视概 念的重要性。该理论的主要内容可归结为以下三个方面：( 一) 高级学习 说。斯皮罗等人把学习分为初级和高级两个阶段，并着重探讨了高级学习 阶段。他认为高级学习阶段的知识领域的结构是不良的，其学习目标是掌 握概念的复杂性，并运用所学概念去分析、思考问题以及在新情境中灵活 运用这些概念性知识。( 二) 随机通达教学说( r a n d o ma c c e s si n s t r u c t i o n ) 。斯皮罗等人针对高级学习阶段的结构不良领域，提出了教学应对 同一内容，在不同时间，在重新安排的情境中，为着不同目的，从不同侧面 多次进行，并主张教学应构建案例与概念的“交织景观浏览”。( 三) 超文本 学习环境说。斯皮罗等人认为超文本是实现随机通达教学的最佳媒介。 认知弹性理论所倡导的超文本除了具有一般超文本的特征外，还具有概念 与案例的交织结构、自动编辑内容的能力。认知弹性学习理论对教学论这 1 一学科的课件设计有广泛的指导意义。结合教学论的学科特点、性质及教 学现状等等，笔者总结出了以下三个指导原则：( 一) 多角度、多侧面呈现同 一概念。传统的教学中，关于某一概念都是只给出所谓权威的、标准的唯 一解释，然后让学生被动接受，这种做法忽视了在教育科学中，由于每个研 究者有个人独特的、与众不同的知识结构、生活体验、人生价值等，因而在 探讨同一问题时，分别从个人的角度出发，必然会有不尽相同的理解，由于 这些理解分别着眼于同一问题的不同侧面、不同层面，因此不存在唯一、标 准的理解，为了使学习者掌握概念的复杂性以及构建多元表征，宜从多角 度、多侧面呈现同一概念。( - - ) 运用案例进行教学，且案例中应包含多个 相互联系的概念。案例在我国的教学中极少被使用，而美国的高校尤其是 哈佛大学却在广泛运用案例进行教学。案例教学不仅可以增强学生分析 问题、思考问题的能力，以及在新情境中灵活运用所学知识的能力，而且案 例中含有的多个相互联系的概念，又可以使学习者掌握基本的概念以及概 念间的复杂性。教学论既是一门理论学科又是一门应用学科，因而实现这 一点并不难。( 三) 非线性组织教学内容。在课件设计时，要实现上述两点 只依靠传统的线性、翻页式的组织教学内容是不行的，这就需要把知识按 内在联系组织成一个网状结构，在网络中，各知识点的联系纵横交错，而且 是双向的，因而学习路径四通八达，教学方式灵活多样，按照这种非线性方 式组织教学内容的课件更能发挥学生的主体性，同时也能照顾到学习者的 差异性。在总结出上述指导原则的基础上，笔者继续在原则的指导下选取 了教学论中“教学模式”、“教学方法”中的有关内容，并对其进行加工处理 及具体设计。最后，笔者根据上述设计，用多种计算机软件开发出了图文 并茂、生动有趣的多媒体课件来。 ，关键词：认知弹性教学论课件 7 2 一 c o g n i t i v ef l e x i b i l i t yt h e o r ya n d c o u r s e w a r ed e s i g no fi n s t r u c t i o n m a j o r ：h i s t o r yo fe d u c a t i o n r e s e a r c hf i e l d ：咖f i v e s t u d yo fc h i n e s ea n df o r e i g ne d u c a t i o n t u t o r ：p r o f e s s o rx uz h o n g l i na n dw u h o n g c h e n g a u t h o r ：m ah o n g l i a n g a b s t r a c t t h ei n t e n t i o no fl e a r n i n gt h e o r yi st op r o b et h el a wo fl e a m i n g 。a n dt o r e v e a lt h ep s y c h o l o g i c a lp r o c e s so fl e a r n i n g i th a saw i d e s p r e a da n dp r o f o u n di n f l u e n c eo nt h ec o u r s e w a r ed e s i g ni nc o m p u t e r a s s i s t e di n s t r u c t i o n c o g n i t i v ef l e x i b i l i t yt h e o r y i sab r a n c ho fc o n s t r u c t i v i s m i t st y p i c a lr e p r e s e n t a t i v ei sr n d j s p i r o t h i st h e o r y s t a n d sn o t o n l ya g a i n s tt h a tk n o w l e d g e i sp r e s p e c i f i e di nt r a d i t i o n a li n s t r u c t i o n ，w h i c hi sp a s s i v e l ya c c e p t e db ys t u d e n t s ，b u ta l s oa g a i s tt h a te x t r a m ec o n s t r u c t i v i s t sj u s ts t r c s st h en o n s t r u c t u r e da s p e c t so fl e a r n i n g ，w h i c hn e g l e c t st h ei m p o r t a n c eo fc o n c e p t s t h i s t h e o r yd e a l sm a i n l yw i t ht h r e et h e m e s t h ef i r s t i sa d v a n c e dl e a r n i n g s p i r o e c th o l d st h a ti t sk n o w l e d g e d o m a i ni si l l s t r u c t u r e d ，a n di t so b j e c t i v e i st oa t t a i na nu n d e r s t a n d i n go fc o n c e p t u a lc o m p l e x i t y ，t ob ea b l et ou s ea c q u i r e dc o n c e p t sf o rr e a s o n i n ga n di n f e r e n c e ，a n dt ob ea b l et of l e x i b l ya p p l y c o n c e p t u a lk n o w l e d g e t on o v e ls i t u a t i o n s t h es e c o n di sr a n d o ma c c e s si n s t r u c t i o n ，i nw h i c ht h es a m em a t e r i a li sr e v i s t e da td i f f e r e n tt i m e s ，i nr e a r r a n g e d c o n t e x t sa n df o rd i f f e r e n tp u r p o s e s ，a n di nw h i c hc r i s s - c r o s s i n gl a n d s c a p eo fc o n c e p t sa n dc a s e s i sn e e d e dt ob ec r e a t e d t h et h i r di sh y p e r t e x t 一1 一 l e a r n i n ge n v i r o n m e n t s ，w h i c ha r em u l t i d i m e n s i o n a la n dn o l i n e a r ，a n da r e v e r yw e l ls u i t e df o rr a n d o m a c c e s si n s t r u c t i o n ，a n di nw h i c hc o n t e n t sa r e a u t o m a t i c a l l yr e e d i t e dt op r o d u c eap a r t i c u l a rk i n do f “c r i s s c r o s s i n g ”l a n d s c a p e c o g n i t i v ef l e x i b i l i t yt h e o r yc a n b ee x t e n s i v e l yu s e dt og u i d et h e c o u r e w a r ed e s i g no fi n s t r u c t i o n c o n c e r n i n gt h ed i s t i n g u i s hf e a t u r ea n dp r e s e n tt e a c h i n gs i t u a t i o no ft h i ss u b j e c t ，t h r e eg u i d i n gp r i n c i p l e sa r es u l n l n a r i z e d t h ef i r s ti st op r e s e n to n ec o n c e p tf r o mv a r i o u sa n g e l so rv i e w p o i n t s ， w h i c hc a nl e a dt om o r ec o m p r e h e n s i v eu n d e r s t a n d i n g t h es e c o n di s t o t e a c hw i t hc a s e sw h i c hc o n t a i ni n t e r r e l a t i o n s h i po fm u l t i p l ec o n c e p t s i tc a n s t r e n g t h e ns t u d e n t s c a p a c i t yo fs o l v i n gp r o b l e m sa n dt r a n s f e r r i n g t h e t h i r di st oo r g a n i z et h ec o n t e n t so ft e a c h i n ga n dl e a r n i n gn o n l i n e a r l y ，i na n o t h e rw o r d ，t oc r e a t eak n o w l e d g ew e ba c c o r d i n gt oi t si n n e rc o n n e c t i o n ，i n w h i c ht h ew a yo fl e a r n i n ga n dt e a c h i n ga r ev a r i o u s u n d e rt h eg u i d i n go f t h o s ep r i n c i p l e sa b o v e ，s o m ec o n t e n t so f “i n s t r u c t i o n a lm o d e l a n d “i n s t r u c t i o n a lm e t h o d ”i ni n s t r c u t i o nt e x t b o o ka r ec h o o s e d ，p r o c e s s e da n dd e s i g n e d f i n a l l y ，t h ed e s i g n e d c o r l t e n t sa r ed e v e l o p e di n t o am u l t i m e d i a c o u r s e w a r e k e yw o r d ：c o g n i t i v ef l e x i b i l i t y i n s t r u c t i o nc o u r s e w a r e 一2 一 序言 目前，从技术上来看，c a i ( c o m p u t e r - - a s s i s t e di n s t r u c t i o n ) 的发展真 是日新月异，让人眼花缭乱。多媒体技术( 包括图像处理、声音处理、超文 本处理、多媒体数据库、信息存储、多媒体通信等技术) 、网络技术( 包括数 据通信、网络互联等技术) 等的迅速发展带动了c a i 制作技术的发展，多 媒体开发软件不断推陈出新，其功能越来越强大，操作界面越来越友好，即 使非计算机专业的人也可以在很短的时间内，学会诸如a u t h o r w a r e 、 f r o n t p a g e 、p o w e r p o i n t 、d i r e c t o r 等等多媒体著作软件，并且开发出多媒体 课件( m c a j ) 或网络型课件来。在设计开发课件过程中，人们往往把目 光放在计算机技术及其更新上，考虑的是如何把界面、背景图案、音乐等制 作得更优美，以使课件给人在视觉、听觉等方面更强烈的冲击。这一做法 固然有它的好处，但却忽视了课件设计指导思想理论教学理论的重要 性，以及不断更新充实教学理论的重要性。这样带来的后果是相当严重 的，即使投资了大量的人力、物力、财力去设计开发课件，然而这些课件却 起不到良好的教学效果。 c a i 课件的设计与开发，尤其在商业领域普遍存在这种现象：设计与 开发者绝大数来自计算机科学领域，而鲜有来自教育或心理科学领域的， 前者精通计算机技术、重视计算机技术，却很少关注教学理论，后者精通教 学理论、重视教学理论，却很少有心思把它们应用于c a i 的设计与开发 中。设计开发高质量的c a i 课件，不仅需要深厚的学科专业知识，具备一 定的计算机知识与操作技能，而且还应有相当扎实的教学理论知识。由此 可见，多方面的知识与技能对设计与开发c a i 课件的人来说缺一不可。 。朋嚣棱慧：f 鎏饔东罐谭嚣譬裔磴警幕芎爵葭薯磊& 署蔫荡蒿昙毒謦磊鑫凄教学内軎和教学决策蛆成的计算机软件它是 1 其中学习理论研究学习者在学习过程中的种种心理现象及其规律，研究学 习者怎样通过感知、思维和行动接受教育、掌握知识、技能、理解客观事物 的规律，它是设计开发c a i 课件的主要理论依据，同时也是教学理论的重 要组成部分。打个比喻，如果把计算机技术比作战争中的武器装备，那么， 学习理论则是战争中的战略指导思想，如果战略战术思想落后，无论武器 装备如何先进，也打不赢一场战争；相反，武器装备稍微落后点，但战略战 术思想先进，打赢一场战争也是常有的事。 在学习理论方面，流派众多，有桑代克( e d w a r dl e et h o r n d i k e1 8 7 4 1 9 4 9 ) 的联结主义，华生( w a s t o n ，1 8 7 8 1 9 5 8 ) 等人的行为主义，斯金纳 ( s k i n n e r ，1 9 0 4 - - 1 9 9 0 ) 等人的操作行为主义，魏特默( m a xw e r t h e i m e r ， 1 8 8 0 - - 1 9 4 3 ) 、苛勒( w k o h l e r ，1 8 8 7 - - 1 9 6 7 ) 及考夫卡( k u r tk o f f k a ， 1 8 8 6 - - 1 9 4 1 ) 等人的格式塔学习理论，托尔曼( e c t o l m a n ，1 8 8 6 - - 1 9 5 9 ) 的符号学习理论，以及皮亚杰( j e a np i a g e t ，1 8 9 6 - - 1 9 8 0 ) 、加涅( r m g a g n e ，1 9 1 6 一) 、布鲁纳( j e r o m e s b r u n n e r ，1 9 1 5 一) 、奥苏伯尔( d p a u s u b e l ，1 9 1 8 一) 等人的认知学习理论，班杜拉( a l b e r tb a n d u r a1 9 2 5 一) 的 社会学习理论，韦纳( b e r n a r dw e i n e r ，1 9 3 5 一) 的动机归因学习理论、马斯 洛( a h m a s l o w ，1 9 0 8 - - 1 9 7 0 ) 与罗杰斯( c r r o g e r s ，1 9 0 2 一) 的人本主 义学习理论等等。出现如此繁多的学习理论流派的原因是心理学家们分 别从各自的哲学观、学科背景出发，采取了不同的研究手段，根据不同的研 究对象，去探讨学习的本质及规律。在这些学习理论之间充满着各种争论 和歧见。例如，行为主义心理学家强调学习是行为的改变，是刺激反 应之间建立联结的过程，并把心理学的研究对象规定为人类的行为，而把 意识等主观的东西排除在外，如华生所说：“我们所需做的是在心理学中从 头工作，把行为而不是意识当作我们研究的客观对象。” 1 】他们认为分析人 一2 一 类学习行为的关键是对外部事件的考察，所以教育者的目标是在于传递客 观世界知识，学习者的目标在这种传递过程中达到教育者所确定的目标， 得到与教育者完全相同的理解。认知主义心理学家则认为学习是个体头 脑中认知结构。的改变，是对外部刺激的意义。的理解和建构，他们强调 学习者的内部认知结构及学习者的积极性与主动性在学习过程中的重要 作用，并把行为主义的卜r 范式修改为s 护r ( o 代表有机体) ，如皮 亚杰认为儿童认知的发展是主体与客体相互作用的结果，而这种作用是通 过主体积极主动的活动产生的；加涅认为“学习是学习者通过自己对来自 环境刺激的信息进行内在的认知加工而获得能力的过程”。 2 1 人本主义心 理学家则强调学习过程中人的因素，认为必须尊重学习者，必须把学习者 视为学习活动的主体，必须重视学习者的意愿、情感、需要和价值观，相信 任何正常的学习者都能自己教育自己，发展自己的潜能，并终于达到“自我 实现”，教学必须在师生之间建立良好的交往关系，形成情感融洽、气氛适 宜的学习情境等等。事实上，人类的学习现象十分复杂，又多种多样，既有 外显行为，也有内隐的认知结构的变化和情感、品德、态度的变化等。上述 各派分别从某个角度说明了学习的一部分规律，揭示了部分真理，他们在 一定范围内是正确的。如对于解释只涉及行为反应的学习，行为主义无疑 是正确的，对于解释只涉及思维过程和内部的心理结构，认知主义无疑也 是正确的。对于流派纷呈的学习理论，简单地评论孰是孰非是无意义的， 重要的在于从各方面去揭示学习的实质和规律，取各家之长，补己之短。 在2 0 世纪末的美国，兴起了一种新的学习理论建构主义( c o n s t r u c t i v i s m ) 学习理论，它建立在皮亚杰和布鲁纳等人的思想基础上，是认 知主义的进一步发展。其代表人物有维特罗克( m c w i t t o r o c k ) 、古宁汉 ( d j c u n n i n g h a m ) 、波更斯( p e r k i n s ) 及斯皮罗( s p i r o ) 等人。他们认为世 界是客观存在的，但是对于世界的理解和赋予意义却是由每个人自己决 定。我们是以自己的经验为基础来建构现实，或者至少说在解释现实，由 于我们的经验以及对经验的信念不同，于是我们对外部世界的理解便也迥 异。他们对于学习的基本解释为：“学习是学习者主动地建构内部心理表 征的过程，它不仅包括结构性知识，而且包括大量的非结构性的经验背 景。”“学习过程同时包括两个方面的建构( 见下文要介绍的认知弹性理论 关于学习的两方面建构) ”，“学习者以自己的方式建构对事物的理解，从而 不同的人看到的是事物的不同方面，不存在唯一的、标准的理解，但是我们 可以通过学习者的合作而使理解更加丰富和全面。” 3 3 建构主义者以其对 学习的基本理解为基础，就学习内容的选取和组织，教学进程的整体设计 等提出了自己的观点，如随机通达教学( r a n d o ma c c e s si n s t r u c t i o n ) 、情境 性教学( s i t u a t e do ra n c h o r e di n s t r u c t i o n ) 、支架式教学( s e a f f o i d i n gi n s t r u e t i o n ) 等等。作为建构主义的一个分支，认知弹性理论( c o g n i t i v ef l e x i b i l i t yt h e o r y ，又译为认知灵活性理论) ，它采取了较为温和的态度，既反 对传统教学机械地对知识做预先限定( p r e s p e c i f i e a t i o n ) ，让学生被动地接 受；又反对极端建构主义只强调学习中的非结构的一方面，忽视概念的重 要性。其主要内容具体如下： 一、认知弹性理论简介： 认知弹性理论产生于2 0 世纪8 0 年代末9 0 年代初的美国，倡导人为 依利诺斯大学( u n i v e r s i t yo fi l l i n o i s ) 的斯皮罗( r a n dj s p i r o ) 、杰考森 ( m i c h a e lj j a c o b s o n ) 和古森( r i c h a r dl c o u l s o n ) 和怀特维斯( p a u lj f e t 一 一l 一 t o v i c h ) 等。认知弹性理论不仅深入的探讨了学习的本质及特征，提出了相 应的一套教学理论随机通达教学理论，而且尝试把它应用于c a i 。关 于建构，斯皮罗等人认为学习中的建构包括两方面的含义：1 ) 对新信息的 理解是通过运用已有经验，超越所提供的新信息而建构成的。2 ) 从记忆 系统中所提取的信息本身，也要按具体情况进行建构，而不单是提取，建构 一方面是对新信息的意义的建构，同时又包含对原有经验的改造和重组。 这与皮亚杰关于通过同化与顺应而实现的双向建构的过程是一致的。该 理论的核心观点是：“从多于一个观点的角度展示某一复杂概念时，可增强 对该概念的理解。应用该理论的理想媒介是具有非线性及多维度特征的 超文本。”【4 该理论的主要内容可归结为以下三个方面： ( 一) 高级学习说( a d v a n c e dl e a r n i n g ) ： 斯皮罗等人认为，学习可以分为两种：初级学习与高级学习。初级学 习是学习中的低级阶段，教师只要求学生知道一些重要的概念和事实，在 测验中只要求他们将所学的东西按原样再生出来，这里所涉及的内容主要 是结构良好的领域( w e l l - - s t r u c t u r e dd o m a i n s ) 。斯皮罗等人主要研究的是 高级学习，他们认为高级学习与初级学习不同，它要求学生把握概念的复 杂性，并能运用所获取的概念去分析、思考问题以及在新情境中灵活运用 这些概念性知识。这时，概念的复杂性以及实例间的差异性都显而易见， 因而涉及到大量结构不良领域( i l l - - s t r u c t u r e dd o m a i n s ) 的问题。关于结 构不良领域，斯皮罗等人认为它有以下两个特征：“1 ) 知识应用的每个案 例都含有大量的概念，这些概念彼此牵连，相互作用，组成一个多样的， 又应用广泛的概念结构o ，如：多样的图解、观点、原理等等，同时每个概念 黑器域蒿 结构又是复杂的。用一句话概括就是该领域涉及到概念案例的复杂 性问题。2 ) 概念相互影响或作用的模式在同类案例中存在着很大差异，即 跨越案例的不规则性a c r o s s - - c a s ei r r e g u l a r i t y ) 。” 5 例如，分析一个心血管 方面的临床案例，需要明白生物医学中几个核心概念间的复杂关系，这一 案例很可能在临床表现和概念涉及方面与同类的其它案例之间存在着很 大的差异。结构不良领域的实例包括医学、历史及文学翻译。斯皮罗等人 认为所有涉及到把知识应用于现实情境中的领域，实质上都是结构不良 的。例如，工程学是建立在基本的物理学原理上的，这些原理在抽象层面 上以及在教科书式的应用上( t e x t b o o ka p p l i c a t i o n s ) 都是有序和规则的，但 是，应用这些结构良好的概念，去解决复杂的现实问题，却是另外一回事， 每一个工程学实例的属性( 如岩层、气候、可获得的原料、价值等方面的特 征) ，都是如此的复杂和不同，以致于我们无法把它单纯地归类于任何一个 原理之下，而且每一类实例( 如修桥) 中，实例之间也存在着原理或公式模 式的差异。 此外，斯皮罗等人认为，传统教学混淆了高级学习与初级学习之间的 界限，将初级学习阶段的教学策略不合理地推及到高级学习阶段，使教学 过于简单化，这主要表现为以下三种偏向：“1 ) 附加性偏向( a d d i t i v i t y b i a s ) ，将事物从复杂的背景中隔离出来进行学习，误认为对事物的孤立的 认识可以推及更大的背景中，忽视具体条件的限制。2 ) 离散化偏向( r e d u c t i v eb i a s ) ，即将本来连续的过程简单地当成一个个的阶段处理。3 ) 将 整体分割为部分，忽视各部分之间的相互联系。” 6 过于简单化造成学生理 解简单、片面，这就妨碍了学习者把所学的知识或技能广泛而灵活地迁移 到具体的情境中去。 ( 二) 随机通达教学说( r a n d o ma c c e s si n s t r u c t i o n ) ： 现代教学心理学的一个基本走向是心理学原理与教学问题研究紧密 结合。早期的教育心理学家研究的是纯学习的问题，极少涉及教的问题， 因而在这一时期，学习理论基本上取代了教育心理学，后来，教育心理学在 研究学习的本质及规律的同时，逐渐涉及到如何施教，如何确定教学目标， 如何设计课程及教学方法等问题。如今，人们已不再割裂学与教了，而把 他们看作相互联系，相互作用的一对范畴。斯皮罗等人在探讨高级学习本 质及规律的基础上，对如何施教，如何组织教材，如何设计教学内容等问题 也做了深入的探讨，提出了针对结构不良知识领域的一种教学理论 “随机通达教学” 斯皮罗等人认为由于在学习过程中对于信息的意义的建构可以从不 同的角度人手，从而可以获得不同方面的理解，同时，在运用已有的知识来 解决实际问题时，存在着概念的复杂性和案例问的差异性，任何对事物的 简单的理解都会漏掉事物的某些方面，而这些方面在另外一个情境中或从 另外一个角度看时可能是非常重要的，因此，对同一内容要在不同的时间， 在重新安排的情境中，为不同的教学目标以及从不同的角度进行教学，这 一点是实现高级知识获取目标( t h eg o a l so fa d v a n c e dk n o w l e d g ea c q u i s i t i o n ，指：掌握概念的复杂性及准备迁移o ) 的关键。这看似一种反复，然而 这绝非是为巩固知识技能而进行的简单重复，因为每次教学的情境会有互 不重合的方面，而在每次教学中，学习者都会对概念知识获得新的理解。 单纯考虑多元知识表征的重要性，就使得对同一内容从多层面进行教学成 为必要。此外这种教学避免抽象地谈概念如何运用，而是把概念具体到一 为鎏置菇鳓蔼竺瑟藕鹱瀚赡嚣器黪勰辫簿誊勰融赣魏虢舅勰馨了翳 迁蓼警毫地存在于翔讽学习科技啦猢t 骺过程中。 定的案例中，并与具体情境联系起来，每个概念的教学都要涵盖充分的案 例，分别用于说明不同方面的含义，而且各个案例都可能同时涉及到其它 概念。在这种教学中，不仅可以使学习者形成对概念的多角度理解，把概 念同具体情境联系起来，形成背景性经验，而且还有利于学习者针对具体 情境建构用于指引问题解决的图式。这种教学遵循以下原则：“1 ) 学习活 动必须为学习者提供知识的多元表征，并鼓励学习者自身对知识进行多种 方式的表征；2 ) 教学设计应该注意构建由概念与案例交织组成的十字 形，以保证知识的高度概括性与具体性的结合，使知识富有弹性，以灵活 适应变化的情境，增强知识的迁移性和覆盖面。3 ) 教学材料应避免内容的 过于简单化，在条件许可时，尽可能保持知识的真实性与复杂性，以促进学 习者大胆探索与建构能力的发展；4 ) 教学应基于情境、基于案例、基于问题 解决，强调学习者对知识的建构，而不是信息的传递与接受；5 ) 作为教学内 容的知识源泉应该是高度联系的知识整体，而不是各自为政的、分割 的”。【7 在随机通达教学方面，美国华盛顿州立大学农学院做了些试验，试验 的主要目的是以随机通达教学理论为指导，在i n t e r n e t 网络环境下开发具 有动画和超文本控制功能的交互式教学系统，该教学系统的主要内容是分 子遗传学和生物技术，学习的重点侧重于对基本概念、基本原理和变异过 程的理解。通过学习，学生不仅能完成对所学知识的意义的建构，还能实 际验证。在该教学系统中，设计有四个不同的学习主题，具体如下：学习主 题1 阅读有关细胞知识及结构的课文，观看有关细胞结构的动画；学习主 题2 阅读有关染色体的组成成分及其相互作用的课文，观看相应的动态 演示；学习主题3 阅读有关d n a 的化学成分、结构和遗传代码的课文， 并观看相应的动态演示；学习主题4 阅读有关d n a 复制( 合成) 机制、复 一r 一 制方式的课文，并观看相应动态演示。在每一个学习主题中，又设计了有 关这一主题的不同的演示或不同的动态变化形式。8 ( 三) 超文本学习环境说( h y p e r t e x tl e a r n i n ge n v i r o n m e n t s ) ： 斯皮罗等人认为，“象超文本这样具有非线形特征的媒介，是实现认知 弹性理论提出的概念和案例的交织景观浏览( e r i s s c r o s s i n gl a n d s c a p e ) 的最佳方式。”是“提高结构不良领域的认知弹性的优秀后选人”。 9 】 书是一种文本形式，由章节或知识点组成，这些章节或知识点是按线 性次序排列的。实际上，知识点之间的联系是复杂的，要掌握一个知识点 的内容，可能需要先掌握另外若干个知识点的内容，而这个知识点又可能 是掌握另外若干知识点的前提。超文本不同于书本，它是一种基于计算 机的文本，采用一种网状结构组织信息。在超文本中，每个节点都有若干 条指向其它节点或从其它节点指向该节点的链。超文本具有以下几个突 出特点：“1 ) 多媒体化。作为超文本的基本信息单元节点，它可以包含 文本、图形、图象、音频、视频和动画等多种媒体信息2 ) 网络结构 它( 超文本) 把内容和形式都极为丰富的节点，按照它们在现实世界中的联 系和人们的思维逻辑有机地组织起来，构成有条理、复杂的信息体。3 ) 交 互性。它使人们在接受信息时由被动、不可选择变为主动、自由挑选 ”【1 1 超文本的灵活性是显而易见的，研究者很早就开始研究超文本在学习 中的应用，他们使用超文本代替线性文本来组织知识，为学生提供一个有 机连结各个知识点、构造精细的网状学习环境，即超文本学习环境。超文 本的网状链接使它不局限于前后翻页式的线形操作，同一知识点，学习者 可以由不同的路径得到，这种获取信息的方式不是先前决定的，它近似于 选节黑之翟冀望耐穗蟊警器量等嚣窦巽按臻霜怒龄镭碧暑蠢赢釜茹l ；羹蔫罩黑简单地定义为：由节点知识点或信息块和寝 一9 一 随机，学习者可以根据自己对知识的掌握情况选择学习的道路。超文本的 这些自身特性使它可以满足重组教学序列，进行多维度知识表征，把各知 识块进行多样互联等的需求，从而使教学变得更为灵活。然而，认知弹性 理论所倡导的超文本并非只是用计算机技术把任何一事物与另外一种事 物连接起来。在超文本系统设计方面，可走的道路很多，但许多的超文本 系统并没有产生良好的学习效果，反而使学习者在随意的、杂乱无章的连 接中迷失方向，此外在设计超文本学习环境方面，还需要使它生长在合适 的学习或教学理论的土壤中。认知弹性理论所倡导的超文本( 简称为认知 弹性超文本) 不同于一般的超文本，它的一个典型特征是具有概念结构的 搜索能力：内容被自动地重新编辑，以产生一种特殊的概念纵横交错的知 识结构，在该知识结构中，含有涉及大量概念应用的案例，因此学习者拥有 浏览不同的涉及某个概念应用的案例群，也就是说教学内容可根据需求被 重新编辑，以展现那些说明某一特定概念结构的案例群，认知弹性超文本 的另一个特征是为学习者提供了多种背景信息，包括专家解释、参考信息 等等。总而言之，认知弹性超文本与结构不良知识领域的特征相对应。 二、认知弹性理论评价： 作为一种学习理论，认知弹性理论的提出有其针对性，它指出了我们 传统教学中长期存在的一些弊端，如只重视知识的传授，忽略了学生认知 能力。的发展；在教学中，只重视教师行为的研究，忽略了学生学习心理 的研究等等。这种理论基本上沿袭了认知主义的传统重视学习过程 的研究，提出的教学策略着重于发展学生的认知能力，同时认知弹性理论 的一些观点也超越了认知主义。认知主义的代表人物布鲁纳注重学习中 的结构性的方面，强调学生学习各学科的“基本结构”，即各种基本概念、基 习结霎分婪掣警盘望# 锬轴柱五：葡誓翟裾盔售翕骥髭辐_ i i ! ；3 ；2 ；爨点认为包括注意、知觉、记忆、思维和想象能力。加挂在其学 一1 0 本原理以及它们相互之间的规律和联系，他还主张教材编写者无论选教什 么，务必使学生理解并掌握该门学科的基本结构，认为学生如果掌握了这 些基本结构，便可以容易理解该门学科的内容，不仅可以记住知识，还可以 获得新知识，易于举一反三，扩大对其他学科内容的理解。而斯皮罗等人 在重视基本结构的同时，则强调学习中非结构的方面，他们着重研究的是 结构不良领域，主张构建许多案例，以增强学生在新情境中灵活运用所学 概念的能力。认知弹性理论不象极端建构主义那样完全抛弃学习中的结 构性与抽象性，只考虑非结构性与具体性，相反地，认知弹性理论既考虑了 结构性又考虑了非结构性，在该理论中，提倡的是构建案例与概念的“十字 交叉”，而不单纯是概念，原理、或者案例。 认知弹性理论从心理学的角度研究了学习的本质，并把学习分为初级 与高级两个阶段，这是正确而客观的。看看今天我们培养高级人才( 本科 生与研究生) 的高等学府中的教学现状，不难得出这样的结论：我们的大多 数教师依然把这些已具备独立思索并渴望自己主宰自己头脑的成年人，当 成小学生一样，积极而努力地试图把知识完完整整地塞进他们的头脑中 去，即现代的教学依然停留在认知弹性理论所划分的初级阶段上。在9 0 年代出版的一本诗集中，这种出自于高等学府中的教学现象得到了最优美 也最具讽刺性的描述： “教授们在讲义上喃喃游动学生们找到了关键的字就在外面画 上漩涡画上教授们可能设置的陷阱把教授们嘀嘀咕咕吐出的气泡 在林荫道上吹过期末教授们也骑上自己气泡朝下漂像手执丈八蛇矛 的辫子将军在河上巡逻” 1 2 】 令我们心寒的是，搞教育科学研究与教学的老师，一面教导学生“教学 应避免给学生灌输知识、教学应发挥学生的积极性与主动性”，一面把学生 一1 1 视为听众而自己却在讲台上口若悬河、滔滔不绝，于是教师的思维与语言 表达能力逐日提高，而学生的思维与语言表达能力却每况日下，课堂教学 既然大都如此，那么在计算机上实现的教学即c a i 也必然如此，更不用提 设计与开发c a i 课件的人员知识结构方面的缺陷了。为了改善课件设计 与开发人员的知识结构，本人认为，电化教育系除开设作为师范生所必修 的“普通心理学”、“教育学”之外，还应增设“教育心理学”、“教学心理学”、 “教学论”等科目，教育系或心理系应增设“教育技术学”、“计算机辅助教 学”等科目，这不仅符合人的全面发展及文理兼通的要求，而且可以提高学 生的专业技能，有助于学生知识的迁移，此外还可以避免在实现文理兼通， 培养复合型人才的大浪潮中，盲目开设一些与专业毫无关系的科目，如在 教育系开设“高等数学”，其成效非常值得怀疑。 作为一种理论，认知弹性理论也逃不出任何理论都带有的烙印：有一 定的适应性，也有一定的局限性；有其长处，也有其短处。在物理学上，牛 顿的第一、第二、第三定律的诞生可以说具有划时代的意义，它对于处理宏 观物体的运动非常有效，但对于微观物体的运动却失效了；爱因斯坦的相 对论对于解释高速运动中发生的现象非常有效，但把它无限推广却是错误 的。同样，认知弹性理论也有其适应性与局限性。在结构不良的知识领域 或高级学习阶段，运用认知弹性理论的一套教学策略可发展学生的认知能 力以及有助于学习的迁移，但如果不考虑学习对象、学科特点以及具体的 教学内容而生搬硬套，把该理论扩大至一切学习领域的话，则走向了死胡 同。研究表明，认知弹性超文本并不适宜一切教学情境，如可用常规方式 掌握原理与概念的结构良好的知识领域，就没有必要使用超文本；如果对 处于初级学习阶段的学习者( 如小学生) 实施随机通达教学，让他们建立关 于某一知识的多元表征以及知识块之间的互动关系，是相当困难的。此 一1 2 外，人文社会科学的许多学科受文化、历史、世界观、价值观的影响很大，不 同的个体或社会团体对同一问题所持的观点十分不一，具有多元性质，这 一点更适合运用随机通达教学理论，但是自然科学的许多学科，则更适合 布鲁纳的“结构主义”教学理论，而不是斯皮罗等人提出的结构不良知识领 域的随机通达教学理论。 认知弹性理论是一种旨在削弱教师对学习者的控制，鼓励、提倡学习 者积极参与，超越再现学习，主动进行探索与建构的新型学习理论。它既 不同于为学生预定所有的知识，要求学生通过记忆被动接受知识的机械学 习，也不同于让学生处于无结构状况中盲目探索并完全忽视概念在理解中 的作用，自由放任地学习，相反，它既考虑到概念原理等结构性知识在学习 中的重要性，又考虑到发挥学生学习的主动性以及认知能力的重要性。但 是认知弹性理论也存在一些弊端，具体表现在以下几个方面：( 一) 在教学 实践中，即使成功的设置了关于同一主题的许多不同案例，案例中含有许 多概念，案例之间相互交错，也未必能实现高级学习阶段的目标并取得良 好的教学效果。这是因为认知弹性理论强调学习者应掌握学习的主动权， 所以是由学习者决定到底走哪条路，以及重新走多少条路，而且这种选择 具有随机性。经常会发生这样的现象：学习者只选择了一两条学习路径， 而根本不去光顾其余的对高级学习而言极为必要的学习路径。这种情况 在课件设计开发中表现得尤为明显。为了防止这种现象的发生，在教学及 课件设计中，还应让教师对教学进程进行适当的控制与监测。( - - ) 学习 者在面对多种观点，多种解释对，常会感到茫然困惑，甚至丧失迸一步学习 的动力，有的学生在处理这些从表面看来未加组织的信息时会感到困难， 甚至还有些学习者根本不愿为进行信息独立j j - r 而承担额外负担，这时， 教师的引导、辅导就显得重要与必要了。( 三) 认知弹性理论存在的另外 一1 3 一个问题是，在着重研究个体学习过程的时候，忽略了教师与学生以及学 生与学生之间的社会性相互作用对学习的重要意义，他们只从个体的多角 度、多侧面学习同一主题的角度出发，讨论如何设计教学内容，构建案例与 概念的“十字交叉形”，以丰富和完善学习者的理解，而通过学生间或师生 间的合作与交流，使他们相互了解彼此的见解，看到自己抓住了哪些，又漏 掉了哪些，也可以使学习者形成更加丰富与全面的理解，以利于学习的广 泛迁移，这是合作学习( c o o r p e r a t i v el e a r n i n g ) 与交互式教学( r e c i p r o c a l t e a c h i n g ) 所强调的。合作学习是让学生在小组中展开学习活动( 这种小 组要足够小，以便让所有的人都能参与到明确的集体任务中) ，小组成员之 间相互依赖、相互沟通、相互合作、共同负责，从而达到共同的目标，交互式 教学的最大特点便是教学活动基本上是在教师与学生以及学生与学生之 间的对话、讨论中进行，对话在这种教学中具有关键作用。同样都属于建 构主义，同样都是为了使学习者关于某一主题的理解更加丰富、全面，但合 作学习、交互式教学却与随机通达教学采取了不同的方式，它们各有优缺 点，但却互为补充。 三、认知弹性理论对教学论的课件设计的指导意义： 当用认知弹性理论来指导教学论这一学科的课件设计时，首先要解决 这样一个问题：能不能运用该理论指导教学论的课件设计，换而言之，教学 论这一学科是否适合认知弹性理论的学习或教学策略。考虑到教学论这 一学科的学科性质及学科研究的特点，笔者认为认知弹性理论对教学论的 课件设计有广泛的指导意义。经过研究，笔者总结出了以下三个指导原 则： ( 一) 多角度、多侧面呈现同一概念： 在教学论中，有很多概念，如：“教学”、“教学过程”、“教学方法”、“教学 一1 4 模式”、