第五章 认知学习理论

1、第五章 认知学习理论 认知学习理论主要包括以下两种密切相关的倾向： 1.信息加工的学习理论信息加工的学习理论 2.认知结构理论认知结构理论（布鲁纳和奥苏贝尔）：（布鲁纳和奥苏贝尔）：认知是整体的结构，学习是认知结构的形成认知是整体的结构，学习是认知结构的形成和重组过程。和重组过程。主要内容p学习的信息加工过程p认知结构p陈述性知识和程序性知识p陈述性知识的结构p程序性知识的结构作为信息加工过程的学习作为信息加工过程的学习第一节、学习的信息加工过程第一节、学习的信息加工过程什么是信息加工？什么是信息加工？接接 收收存储存储处理处理传送传送知识知识的信息加工过程的信息加工过程学习的信息加工模型学习

2、的信息加工模型感觉感觉记忆记忆注注意意知知觉觉工作工作记忆记忆长时长时记忆记忆元元 认认 知知复述编码提取反应一、知识的信息加工过程一、知识的信息加工过程一个实验：一个实验：下面将呈现一幅图片，请注意看。下面将呈现一幅图片，请注意看。预备预备1、感觉记忆及有关的认知加工过程感觉记忆及有关的认知加工过程感觉记忆及有关的认知加工过程 知识的信息加工过程知识的信息加工过程请说出刚才图片中香蕉的数目？请说出刚才图片中香蕉的数目？知识的信息加工过程知识的信息加工过程感觉记忆的定义：感觉记忆的定义： 当刺激物停止作用以后，感觉并不当刺激物停止作用以后，感觉并不立刻消失，在一个很短的时间内保持它立刻消失，在

3、一个很短的时间内保持它的印象，这种在感觉基础上产生的只储的印象，这种在感觉基础上产生的只储存瞬间的记忆，就是感觉性记忆。存瞬间的记忆，就是感觉性记忆。 知识的信息加工过程知识的信息加工过程感觉记忆的特点：感觉记忆的特点： 未加工的未加工的 容量无限的容量无限的 迅速消退的迅速消退的 时间短时间短50ms感觉记忆及有关的认知加工过程感觉记忆及有关的认知加工过程知识的信息加工过程知识的信息加工过程感觉记忆的作用：感觉记忆的作用： 保证知觉连续性保证知觉连续性 临时存储临时存储192714222115232、工作记忆及有关的认知加工过程、工作记忆及有关的认知加工过程 知识的信息加工过程知识的信息加工

4、过程一个实验：一个实验：请回忆19, 27, 14, 22, 21, 15, 23工作记忆及有关的认知加工过程工作记忆及有关的认知加工过程知识的信息加工过程知识的信息加工过程工作记忆的定义：工作记忆的定义： 是第二个信息贮存库，其中保留着是第二个信息贮存库，其中保留着的 是 个 体 正 在 有 意 识 地的 是 个 体 正 在 有 意 识 地思考着、使用着或工作着的信息。思考着、使用着或工作着的信息。 知识的信息加工过程知识的信息加工过程工作记忆的特点工作记忆的特点：工作记忆及有关的认知加工过程工作记忆及有关的认知加工过程 有限的 短时的 激活的工作记忆容量词汇测验工作记忆容量词汇测验一个实验

5、空空 调调铅铅 笔笔冰冰 雹雹耳耳 朵朵蚂蚂 蚁蚁力力 量量照照 片片困难困难药药 片片愿愿 望望草草 根根脾脾 气气请回忆请回忆 空调，铅笔，冰雹，耳朵，蚂蚁，力量，照片，困难，药片，愿望，草根，脾气 知识的信息加工过程知识的信息加工过程3、长时记忆及有关的认知加工过程、长时记忆及有关的认知加工过程长时记忆长时记忆工作记忆工作记忆知识的信息加工过程知识的信息加工过程长时记忆及有关的认知加工过程长时记忆及有关的认知加工过程长时记忆的定义：长时记忆的定义： 是一个长期的信息贮存库。是一个长期的信息贮存库。 来自工作记忆的信息，经过复述、精致和来自工作记忆的信息，经过复述、精致和组织后，都进入到长

6、时记忆中贮存。组织后，都进入到长时记忆中贮存。知识的信息加工过程知识的信息加工过程长时记忆及有关的认知加工过程长时记忆及有关的认知加工过程长时记忆的特点：长时记忆的特点： 长时间的长时间的 容量无限的容量无限的 未激活的未激活的知识的信息加工过程知识的信息加工过程4、信息加工过程的提取、信息加工过程的提取有关的认知加工过程有关的认知加工过程提取提取长时记忆长时记忆工作记忆工作记忆 知识的信息加工过程知识的信息加工过程信息加工过程的提取信息加工过程的提取有关的认知加工过程有关的认知加工过程提取提取定义：定义： 积极地从长时记忆中检索信息，将信积极地从长时记忆中检索信息，将信息激活并转换到工作记忆

7、中使用的过程。息激活并转换到工作记忆中使用的过程。知识的信息加工过程知识的信息加工过程信息加工过程的提取信息加工过程的提取有关的认知加工过程有关的认知加工过程提取提取一个问题：一个问题：前天的晚餐是什么？前天的晚餐是什么？知识的信息加工过程知识的信息加工过程信息加工过程的提取信息加工过程的提取有关的认知加工过程有关的认知加工过程提取提取节点的激活节点的激活张三张三辣椒辣椒下课下课食堂食堂师傅师傅张四张四很辣很辣知识的信息加工过程知识的信息加工过程5、遗忘、遗忘遗忘的定义：遗忘的定义：不能再认（回忆）或错误再认（回忆）不能再认（回忆）或错误再认（回忆） 知识的信息加工过程知识的信息加工过程遗忘遗

8、忘遗忘的进程：遗忘的进程： 艾宾浩斯曲线艾宾浩斯曲线 知识的信息加工过程知识的信息加工过程遗忘遗忘影响遗忘进程的因素：影响遗忘进程的因素： 学习材料的性质学习材料的性质 学习材料的数量学习材料的数量 学习程度学习程度 加工程度加工程度知识的信息加工过程知识的信息加工过程6、复习、复习复习方法：复习方法： 及时复习及时复习 分散复习分散复习 尝试回忆尝试回忆 部分与整体结合部分与整体结合 多种感官协同记忆多种感官协同记忆二、学习的基本阶段二、学习的基本阶段o(1)注意：对可以接触到的教学信息保持警觉和敏感，o(2)目标预期：明确所要达到的具体学习目标。影响对信息的选择和加工o(3)提取先前知识：

9、回忆与当前的学习相关的旧知识。（准备）o(4)(4)选择性知觉：选择性知觉：感知教学信息，辨认重要的信息要素，感知教学信息，辨认重要的信息要素，将其识别和转化成为有意义的模式，纳入到工作记忆将其识别和转化成为有意义的模式，纳入到工作记忆之中。之中。o(5)(5)语义编码（关键环节）：语义编码（关键环节）：加工和组织工作记忆中的加工和组织工作记忆中的信息，联系长时记忆中的有关知识，形成对新信息的信息，联系长时记忆中的有关知识，形成对新信息的理解，存储到长时记忆中去。理解，存储到长时记忆中去。 o(6)(6)做出反应：做出反应：提取所习得的知识技能完成某个活动。提取所习得的知识技能完成某个活动。

10、o(7)反馈强化：反馈强化：针对实际的学习进展和活动反应情况针对实际的学习进展和活动反应情况获得有关的反馈。（加工）获得有关的反馈。（加工）o(8)提取应用：提取应用：提取运用所习得的知识技能，提取运用所习得的知识技能，推广应用到新的任务情境中（延迟性）。推广应用到新的任务情境中（延迟性）。o迁移和概括化迁移和概括化教学步骤教学步骤教学步骤教学步骤1.引起注意与告引起注意与告知教学目标知教学目标2.提示学生回提示学生回忆原有知识忆原有知识3.呈现经过组呈现经过组织的信息织的信息4.阐明新旧知识阐明新旧知识的各种关系的各种关系5.引出学生的反应，引出学生的反应，提供反馈与纠正提供反馈与纠正6.提

11、供技能运用的提供技能运用的情境，促进迁移情境，促进迁移5.对学生的复对学生的复习与记忆策略习与记忆策略指导指导6.提供提取知提供提取知识的线索识的线索学习过程学习过程注意与目标预期注意与目标预期激活原有知识激活原有知识选择性知觉选择性知觉语义编码语义编码认知结构重建认知结构重建与改组与改组根据线索提取根据线索提取知识知识变式练习，命题转变式练习，命题转化为产生式系统化为产生式系统一旦条件满足行动一旦条件满足行动能自动激活能自动激活三、促进知识的保持n1.加工深度o 加工深度理论认为：人往往在不同的深度层次上对各种外界刺激进行心理加工。而只有那些得到很深的加工的信息才能被长期保持下来。深度的认知

12、加工深度的认知加工就是赋予信息以意义，理解信息的深层意义。o 专家按照问题的内在结构进行分类，非专家按照问题的表面特征进行分类Eylon (1984)实验： 让学生学习两种关于浮力的 学习材料，第一种来自于传统的物理教科书，第二种来自于根据专家对浮力知识的分析，按层次分门别类的组织的。结果发现，在回忆成绩上，学习的第二种材料的回忆成绩高40%；在问题解决成绩上，学习第二种材料的高25%.o2.多元表征o双重编码理论：双重编码理论：假定长时记忆中的信息有两种表征形式：言语符号表征和视觉形象表征。o按照这种理论推测，在学习过程中，那些同时以言语符号和视觉形象两种方式进行表征的信息比用单一方式进行表

13、征的信息能够得到更好的保持o实验o双表征组：文字双表征组：文字+插图插图o单表征组：文字单表征组：文字o结果：双表征组成绩比单表征组高出结果：双表征组成绩比单表征组高出75%3.应用情境和学习情境的一致性o在与学习情境相类似的情境中，学习者在与学习情境相类似的情境中，学习者能够更好地提取应用自己所学的知识。能够更好地提取应用自己所学的知识。o题海战术的是与非第二节 知识的组织结构知识的组织结构一、认知结构 完行结构（对事物、情境的各个部分及其相互关系形成整体理解） 1.布鲁纳的认知结构思想 （1 1）概念：认知结构就是人关于现实世界的内在的编码系统，是一系列相互关联的、非具体性的类目，它是人用

14、以感知外界的分类模式，是新信息借以加工的依据，也是人的推理活动的参照框架。 （2 2）学习）学习就是发展和调整内在的认知结构就是发展和调整内在的认知结构(编码编码系统系统)的过程。的过程。 学习者要把同类的事物联系起来，赋予它们意义，学习者要把同类的事物联系起来，赋予它们意义，并把它们连结成一定的结构。并把它们连结成一定的结构。 学习的过程实际上是人们利用已有的认知结构，学习的过程实际上是人们利用已有的认知结构，对新的知识经验进行加工改造并形成新的认知结构对新的知识经验进行加工改造并形成新的认知结构的过程。的过程。 o（3）掌握学科的基本结构可以促进认知结掌握学科的基本结构可以促进认知结构的形

15、成构的形成 学科的基本结构学科的基本结构是指一个学科围绕其基本是指一个学科围绕其基本概念、基本原理以及基本态度和方法而形成概念、基本原理以及基本态度和方法而形成的整体知识框架和思维框架。的整体知识框架和思维框架。 2.奥苏贝尔的有意义学习（1 1）概念：）概念：有意义学习，是指在学习过程中，有意义学习，是指在学习过程中，符号所代表的新知识能够与学习者认知结构符号所代表的新知识能够与学习者认知结构中已有的适当观念建立实质性的、非人为的中已有的适当观念建立实质性的、非人为的联系。联系。 当当新知识新知识与与原有认知结构原有认知结构合理地联系起来合理地联系起来时，有意义学习便发生了。时，有意义学习便

16、发生了。1学习材料具学习材料具有逻辑意义有逻辑意义2学生具有同学生具有同化新知的有关化新知的有关观念观念 具有潜在意具有潜在意 义的材料义的材料3学生具有有意学生具有有意义学习的心向义学习的心向 4使新旧知识相使新旧知识相互作用互作用 心理意义的获得心理意义的获得有意义学习的条件条件有意义学习的条件条件2（3）三种同化模式 下位学习 下位学习下位学习又称类属学习，是指将概括程度或包容范围较低的新概念或命题，归属到认知结构中原有的概括程度或包容范围较高的适当概念或命题之下，从而获得新概念或新命题的意义。（派生类属学习、相关类属学习） A BCDo上位学习o 上位学习上位学习是指新概念、新命题具有

17、较广的包容面或较高的概括水平，这时，新知识通过把一系列已有的观念包含于其下而获得意义，新学习的内容便与学生认知结构中已有观念产生了一种上位关系。A BCDo 组合学习o 当新概念或新命题与认知结构中已有的观念既不产生下位关系，又不产生上位关系时，它们之间可能存在组合关系。这种只能凭借组合关系来理解意义的学习就是组合学习组合学习。ABC“先行组织者先行组织者”： 先于某个学习任务本身呈现的引导性学习先于某个学习任务本身呈现的引导性学习材料称为材料称为“先行组织者先行组织者”，它可以在学习者，它可以在学习者已有知识与需要学习的新内容之间架设一道已有知识与需要学习的新内容之间架设一道桥梁，使学生能更

18、有效地同化、理解新学习桥梁，使学生能更有效地同化、理解新学习的内容。的内容。o（1）组织者的抽象、概括、综合水平要高于学习材料，且与学习材料有关联；o（2）组织者的呈现不必详细，以学生熟悉的语言和观念来呈现；o（3）注意唤起学生头脑中与组织者有关的知识经验。 先行组织者的呈现要求先行组织者的呈现要求二、陈述性知识和程序性知识 1.陈述性知识陈述性知识说明事物、情况是怎样的，说明事物、情况是怎样的，是对事实、定义、规则、关系、原理等的说是对事实、定义、规则、关系、原理等的说明。明。 2.程序性知识程序性知识是关于怎样完成某项活动的是关于怎样完成某项活动的知识。知识。 3.陈述性知识和程序性知识的

19、区别与联系：陈述性知识和程序性知识的区别与联系：联系联系：陈述性知识是程序性知识的基础：陈述性知识是程序性知识的基础 程序性知识的掌握会促进陈述性知识的程序性知识的掌握会促进陈述性知识的深化。深化。三、陈述性知识的结构三、陈述性知识的结构o1. 语义网络说 这种假说的基本思想是：一个人的陈述性知这种假说的基本思想是：一个人的陈述性知识可以看作是一个很庞大的由结点和连线构识可以看作是一个很庞大的由结点和连线构成的网络，即成的网络，即语义网络语义网络。o结点结点代表一个概念，连线反映了它所连接的代表一个概念，连线反映了它所连接的两个概念之间的某种关系。两个概念之间的某种关系。o两个结点与一个连线共同构成了一个两个结点与一个连线共同构成了一个命题命题，反映了一个想法或观念，它是能够评价是非反映了一个想法或观念，它是能够评价是非对错的最小的意义单元。对错的最小的意义单元。o连线的长短代表概念距离的远近（概念关系连线的长短代表概念距离的远近（概念关系的密切程度）的密切程度）o层级结构层级结构，即按概念的包摄性(概括性)水平形成一定的层次关