认知弹性理论在教育信息资源开发中的应用

认知弹性理论在教育信息资源开发中的应用

认知弹性理论出现于20世纪80年代中期，其代表人物是美国的斯皮罗等人。国内学界对认知弹性理论大多从教学或学习理论的角度进行介绍和分析的。然而,与一些教学或学习理论相比,认知弹性理论更注重对特定学习环境的依赖,称其为“超媒体学习环境”或“超媒体学习系统”。这种学习环境的设计和开发直接关系其随机进入教学策略的实施。因此,认知弹性理论的学习环境设计思想更应得到教育技术学专业人士的关注。本文从教育信息资源设计思想的角度,对该理论作初步的分析。一、认知弹性理论是考虑复杂情境和复杂认知基础的理论第一,它是一个具有针对性的理论。人类的学习有不同的类型和层次,不同的学习理论揭示并针对了不同的学习问题和现象。认知弹性理论就是一种针对性较强的理论。笔者认为,所谓认知弹性理论就是一种针对结构不良知识领域,以获得高级知识的教学思想和方法。在这里,“结构不良知识领域”和“获得高级知识”是理解认知弹性理论定义的两个关键点。所谓“结构不良知识领域”指多因素、复杂和动态的事物和现象领域的知识。这些领域的知识不是用一种公式或一套概念框架就能完全表述。不良知识领域的事物和现象是随各种因素或内外在条件的变化而变化的。它们常见于商业、军事、医疗、教育等领域。而这些领域往往有依赖经验处理问题的倾向。所谓“获得高级知识”是指学习者不是对关键概念和事实有表面的认识和记忆(这种学习被看作是初级知识的获得),而是对复杂的、不良结构领域知识的掌握并能迁移到新的情境之中的学习活动,亦称复杂学习或复杂知识学习。第二,它是一个倡导贴近复杂情景的教学理论。在认知弹性理论出现之前,教学中占主导地位的理论模式是“纲要理论”(SchemaTheory)。“该理论强调要预先在学习者头脑中建立一种称为‘纲要’的有组织的‘知识包’,学习者应根据这个‘纲要框架’来学习类似或相近似的知识,产生学习的迁移。”然而,教育实践和生活实践告诉人们,一个人的头脑中不可能有应对任何事物的“纲要”或“框架”。学习者一旦产生“迁移”困难,在新情境中对旧知识的重新应用就不同于最初的学习内容和条件了。为此,认知弹性理论就是要在教学中以更加开放和灵活的知识应用来替代那种僵化的、打包的知识结构;用复杂多变、贴近实际应用情景的学习来改变那种简化了复杂性的学习。认知变通理论认为,大多数知识领域以及许多专业实践领域(如医药、工程、商业、教师教育等)是由事件和真实世界中知识应用的情境所构成的,这些事件和情境彼此之间无规律的联系,并称其为“不良结构”领域。对真实世界领域大角度的抽象或一般原理并不能表明知识的多样化应用,而需通过观察实物如何发展的大量案例,找出概念性知识在真实情景中的结合,以及应用的不同方法而得到相关经验。这是认知弹性理论教学思想的核心所在。第三,它是一种中介性理论。斯皮罗认为,“认知弹性理论不是其他理论的替代者,而是一个中介者,是一个在其他理论之间建立桥梁和纽带的理论。”认知弹性理论的原理可以在不同的范例和观点上构建多元化的桥梁。让它们相互之间补充完善。认知弹性理论提供了一个多样化的有机整体。认知弹性理论试图通过嵌入其他领域,在课程的基本原理与临床实践之间搭起桥梁,减少理论与实践之间的差距。认知弹性理论可以在认知活动、个性化方法、协作性、社会文化以及情景学习观之间搭起沟通的桥梁。认知弹性理论的方法有内在的联系,它有一种培育开放思想,有着开放性的知识结构,对协作性和情景学习中的个体交互给予最好的支持。此外,认知弹性理论试图在传统的教学模式与建构主义方法之间搭建起桥梁。传统的教学倾向于让学生记忆那些既不深刻又无用的知识;而建构主义方法却时常遗留了知识某些重要方面让学生获取。认知弹性理论可以满足两者的需要,它把传统教学模式与深刻理解,以及知识的灵活应用结合起来。由于认知弹性理论把生活实际中的“复杂情境”联系在学习者的建构过程中,所以,它也是现实的建构主义理论。二、认知灵活性理论用于研究环境设计的目依据认知弹性理论设计学习环境,大致有以下几个主要目的:1.理解的意义。主要分为事物各以物的意义,更以事物设计的内容;依事物嘴唇的理解,记忆世界以往教育者最关注的核心话题是找出最难教和最难学的内容,并且往往以对事物肤浅的理解和记忆取代了更有意义和更加深刻的理解。认知弹性理论所关注的是对学习者更重要的内容的学习,而不是那些最难学的内容。2.认知弹性理论认知弹性理论的一个关键目的是让学习者灵活应用所学知识,改变已有的知识和经验以适应新的、不同于最初获得知识时的新的情境。(在认知心理学中称其为“迁移”。)同样,认知弹性理论是一种注重知识或经验整合的理论。通过一些新问题、新课文或新的情境来完成这种整合。认知弹性理论强调对新情境的灵活的、创新性地反映,而不是随着学习者头脑中已有的惯常方案、框架或处方行事。3.个体认知和思维习惯认知弹性理论不只是探索个体已有知识某些特别的变化,而是强调培养个体遇到问题时所持有的认知信念和思维习惯的改变。根据这种认知信念和思维习惯的“过滤镜”作用,从而对某类知识进行建构,或探求对某类知识开发方法等。个体认知或思维习惯的简单化(如持单一、正确的答案、知识成分的划分、知识的抽象以及无法应用等)干扰了对真实世界中多样化知识应用,妨碍了复杂学习的发展。为了便于重要的复杂学习,个体必须拥有彻底开放的观念,以此来探求事物的多样化、内在联系、微妙变化和细微差别等。4.“个体”与“集体”学习认知弹性理论特别关注计算机学习环境的设计,称其为超媒体学习环境(HypermediaLearningEnvironments)。这种“学习环境为结构不良知识领域的学习提供了一种非线性的、多方案的教学材料组合。认知弹性理论认为,我们的工作和日常生活正变的日益复杂,甚至发生迅速的变化。为了应对这种变化,学生就必须掌握的基本生存技能,而这些东西恰恰是我们难以教会学生的。”在21世纪,对个体要求有更多的首创精神和能力。这就需要借助信息技术手段营造特定的学习环境,培养学生的相关精神和能力。5.认知弹性理论的运用可以缩短时间认知弹性理论关注经验加速问题。一般认为,在一个专业领域要花费十年时间才能达到专家的适当水平。认知弹性理论就是要缩短这个时间,即通过使用相关的技术手段和方法就可以达到这个目的。认知弹性理论认为,通过从不同的情境(或条件)重新看待案例材料,从而引出对事物的多样化方面看法。同时,由于重新回顾相关材料可以迅速变成过度学习,并以“重复交叉”的结构呈现这些内容就成为可能,从而为促进学习者经验的加速发展创造了条件。三、“数字课”是“学习情境”的最佳平台认知弹性理论倡导的主要教学策略就是随机进入教学,所谓“随机进入的教学”可通俗地理解为非线性的教学。因此,在认知弹性理论看来,多媒体计算机成为随机进入学习情境的最佳平台。为了支持随机进入教学策略,就要设计基于多媒体计算机的学习环境,提出如下设计原则:1.认知弹性超媒体学习环境知识的多样化应用就必须有多样化的方法来表达。无论何时以不同角度或不同的观念来看待复杂情境时,该情境新的和重要特点就会显现出来。因此,“认知弹性理论倡导一种学习的‘多元化理论’”。当然,它也不是“任何事情都可以发生”的理论,而是强调学习者面对从复杂情境中抽取出的事实,可以不同的角度或观点进行组合和论证,培养学习者这种组合和论证的能力。“认知弹性超媒体学习环境”可以帮助学习者实现这种组合和论证过程。甚至,通过对开放性知识结构的建构,以及逐步向学习者灌输在可变换观念之间进行内在“对话”的认知特质,可以使学生更好地参与小组学习和协作性学习,也能使学习者在独自学习或自我思考的情况下模拟小组学习情境。2.弹性理论主导的学习资源设计认知弹性理论认为,概念性知识和案例性知识是不能被分装在不同的“智力舱室”中的,也不能把分隔的“章节”用相同的内容版面方式来表达。在认知弹性理论倡导的学习资源环境中,学习材料被组织成近乎无限量的内容版面和方案。在每个组成方案中由几种方法并列的材料以适应不同案例的应用,由此来支持更广泛应用和学习迁移的目标。3.知识间的组合概念性知识是最基本的,但在真实世界中,概念的应用在不同的时间,存在某种程度不同的方法,或者知识之间有着相互不同的组合。因此,学习资源环境的设计应注重表明内容中概念的多种应用,尤其是在不同时间或情境中的应用,以便于让学习者更好地应用知识。4.管中浚物的管中复合学习方法“为使人们在真实案例中以多种方式应用知识,尤其是基本原理没有给相关活动提供适当的基础时,就需要以大量的案例为经验。”为使学习者加速熟悉这些经验,认知弹性理论的学习环境广泛地采用案例或微型案例,以及在教学的核心采用举隅法中的借喻法。即通过对实例的精心选择和查找,学习者可以超越该实例本身而得到较全面的观念。当我们没有时间和能力解释这个知识的全貌,唯一的方法就是用“管中窥豹”的方法。当然,这种方法“窥到”的内容是不全面的,反映的内容在某种程度上也是不完整的;在“不良结构”内容领域,任何微观世界的观点仅仅部分地捕捉宏观世界的特性。因此,无论是微型案例或案例还要用不同方向交叉的方法,逐渐地建立一个复杂整体的更全面的,且精确的概要性的观念。四、概念图的形成和判断其学习环境设计基本思路是:提供学习主题背景信息———生成相关的概念图———组织与概念图相关的案例———以多种途径展示案例。根据学习的需要,内容被重新编辑,以产生特殊类型的‘纵横交叉形’概念图,通过这个概念图能使学习者访问某一概念结构的大量案例。学习者在应用所选择探索的概念时,可以去看不同的案例。有几个问题值得关注:一是概念图的形成,如何形成概念图?是由教师?学生?还是计算机?表面上是计算机,实际是教师(设计者)与学生相互合作来完成。二是背景信息的提供。为了避免学习者在“纵横交叉形”的概念图中产生错位,为了避免在非线性的、多重情境中产生混淆,就必须在每个被探索问题的前后提供相关背景信息。三是多重情境或意义的设置。即一个概念在不同场合中可产生不同的含义,一个事物在不同条件下可以有不同的表现,一个事件在不同的角度看有不同的意义等。这种多重设置为学习者的选择或随机访问创造了条件。为了便于产生更开放、更广泛应用的知识结构,学习环境的组织不可能按单一方向安排学习的发展,而知识也不可能按纯粹的类别分类。相反,应采用类似“纵横交叉的隐喻”来追踪成功的旅行者在知识地形中“组织化路线”。有时学习者返回同一个景点(场地),但却来自不同的方向,带来不同的观点。当并列的案例影响到其它案例时,每个案例的不同事实将得到强调。四是案例的选择。案例是这类学习环境的核心,要针对不同的概念和问题提供相关的案例。因此,对案例的分类和选择显得十分重要。挑选的微型案例越适当,学习者的建构过程就越快。挑选案例一般有两个特征:一是其内容丰富;二是与其他内容有多层联系。五、对复杂观念的欠缺,让第一步道第一,案例的应用。认知弹性理论认为,围绕案例组织教学可以解决传统教学解决不了的问题。传统教学是由简单到复杂递增的方法展开的,一旦学生遇到复杂问题就解决不了。因为,前面形成的简单化认识对后面复杂事物的理解产生干扰。而应用案例却能展开复杂内容的学习。当然,从一开始就使用那种无节制的复杂内容会让学习者产生迷茫、困惑和沮丧。认知弹性理论的学习环境应从复杂事物的“一小块”开始,即应用微型案例。因为微型案例一般都保有复杂事物的基本特点(如多元化、内在联系、前后依存等)。事物是复杂的观念从一开始就慢慢灌输给学习者,而不是先给学生一个不适当的过分简单观点,然后再把它解除掉。当然对复杂观念的灌输最初要以学习者易懂的方式进行。斯皮罗认为:微型案例至少有三个好处:一是能使学习者的经验加速(案例传递了有关事物将怎样发展的更多信息);二是有了新的教学逻辑,以避免在未认识事物的复杂性之前,过分简单观念的形成;三是及早建立了如何看待和处理复杂事务的思维方法和习惯。第二,视频材料的应用。认知弹性理论的学习环境不仅是非线性、超文本的组织结构,更有大量的视频材料。因为视频容易提供大量的案例作品,它们是非常有价值的。这些作品主要涉及的是演示、谈论和获取教学的案例(情景)。认知弹性理论正是通过视频材料,使得学习者观看案例,并从中学到更多的内容。在这里,视频材料不仅是展示现象的途径,更是改变学习者观念的工具。通过各种有特殊效果的录像来改变学习者的观念,让他们在视频案例观看到更多东西,预测更复杂的内容,然后,能够辨别出来,以及应用它,学会对复杂活动的多样化事项进行协调,并使其有组织起来。视频的特别效果可以动摇学习者已有的思维方法,并对那些满足日常频繁看到的观点、思想和行为的显著方法给予关注。当一个学习者习惯性地看事情的一个部分时,就安排一个显著物(象征性地,有时是真实的)在这个习惯观点旁,使其重新看问题,并使其扩大视野。在案例课程中当某些人原来持有的思维方法被诱导出来,我们就可以使用录像技术造成一种不和谐现象,由此改变学习者的观点。六、学习的框架与学习环境第一,斯皮罗等人批评传统教学是把复杂的事物和现象进行了简化,并形成一定的框架和模式。而依据这种框架的教学并不能使学生的能力得到迁移,故提出认知弹性理论。但有学者认为,相对于现实中复杂的事物和问题,“斯皮罗等就是以一种过分简单的方法论述过分简单化的问题。他们试图解决学生在处理真实世界的复杂性和某些领域的结构不履行时出现的困难,但他们没有将此应用于他们自己领域的关于知识的知识,实际上,他们的认知弹性理论在这样一个复杂现象面前是过于简单化、过于结构化。”且不说这种批评是否有理,倒是有个问题值得思考,即教学活动、知识的学习是否需要有一定的框架?是否要有一定的概念体系?显然,简单化、模式化和