认知主义学习理论与应用

第四章 认知主义学习 理论与应用,引言 怎么才能使一堂课的内容易学易记呢？二三天前你所学的知识，到下星期乃至到明年你能记得住吗？要掌握的知识之间有些什么不同呢？你是用哪些方式来进行学习的？所有这些问题都涉及学习的认知观。,从认知角度来研究学习,与行为主义观点相比，认知观强调，学习是一个积极主动的心理过程，而非对环境刺激的应答或反应；而对学习的研究，应重视观念理解、推理、思维、解决问题等较高级的认知能力，而非关注简单低级的刺激-反应及其联系。 学习的行为观和认知观的主要分歧体现在对学习的实质、学生的心理特点及研究方式等方面的看法上。,学习认知观认为，“学习者在学习过程中要有计划、集中注意力、设置目标、理解知识、记住知识、激发学习动机、抓住重点以及构建知识的意义”。,认知派学习理论,完形学习理论 符号学习理论 认知发现学习理论 接受同化学习理论,第一节 格式塔的完形学习理论,一、代表人物 韦特海默 柯勒 考夫卡,似动现象实验 把一个实际上静止的刺激知觉成一种特殊的运动形式的实验 似动实验是韦特海默建立完形主义心理学的主要实验根据，也是完形主义心理学派的开端和标志。,飞驰列车窗外的电线杆、房舍等和列车 一起飞奔； 玩具: 万花筒 万花筒实验,韦特海默的理论 运动错觉的发生不是在感觉水平上，不是在视网膜区，而是在感知中，即在意识之中。 从外面进来的、互不关联的一些感觉都被看作是一种组织起来的整体，其自身带有自己的意义。韦特海默称这种总体感觉为“格式塔”,思维会给进入大脑的一些感觉以结构和意义。,黑猩猩学习实验（1914-1920）,堆箱,接竿,跳竿,高斯的故事 当高斯6岁时，老师问班上的同学说谁能最先算出12345678910的总和。小高斯几秒钟就举了手。“你怎样这么快就算出来的？”老师问。高斯说：“如果我按1加2加3这样算下去会费很多时间，可是，一加10等于11，2加9等于11，3加8等于11，等等总共有5个11。答案是55。” 高斯看出了一个结构，使他很快得出了问题的解决办法。,第一节 格式塔的完形学习理论,二、基本观点 学习的实质 学习并非形成刺激反应的联结，而是通过主动积极的组织作用形成与情境一致的新的完形。 学习的结果 并不是刺激与反应的联结，而是形成新的完形。 学习的过程 不是简单的神经路的联系，而是对情境进行组织的过程； 不是盲目地尝试错误，而是由于对情境顿悟而获得成功。,第一节 格式塔的完形学习理论,三、主要评价 贡献 对桑代克的理论进行了批判，使认知派与联结派的区别明确化，并促进了学习理论的发展 强调整体观和知觉经验的组织作用，关切知觉和认知的过程。 局限 把学习完全归于有机体自身的组织活动，否认客观现实的反应过程。 把试误学习与顿悟学习完全对立起来，不符合人类学习的特点。,第二节 托尔曼的符号学习理论,一、人物与实验 托尔曼,实验一：位置学习实验,通道按长短分成等级。通道1优于通道2，通道2优于通道3。若通道1在A点被堵而不通，则白鼠走通道2。当通道1在B点被堵时，若白鼠“顿悟”通道2同通道1一样被拦住，它们就走通道3。,白鼠学习方位的迷宫图,实验二：潜伏学习实验,第二节 托尔曼的符号学习理论,二、基本观点 学习实质 学习不是简单的SR的联结，而是SOR的过程，结果形成“认知地图”。（O代表有机体（Organism）的内部变化） 学习结果 不是在强化条件下形成刺激反应的联结，而是形成情境的“认知地图”，它是对局部环境的综合表象，是情境整体的领悟。 学习过程 有机体在达到目的的过程中，根据预期进行尝试，不断对周围环境进行认知，形成“目标对象手段”三者联系在一起的认知结构，即形成了整体的认知地图。,第二节 托尔曼的符号学习理论,三、主要评价 贡献 把认知观点引入联结理论，改变了学习联结派将学习看成是盲目的、机械的观点。 重视学习的中介变量，强调学习的认知性和目的性。 创造性地设计了各种严密的实验，其研究范式对现代认知心理学的诞生起到了先行作用。 局限 没有完整的理论体系。 忽视了人类学习与动物学习的本质差异。,第三节 认知发现学习理论,一、人物与背景 布鲁纳简介,布鲁纳简介,布鲁纳(1915.10.1- ): 1937 年毕业于杜克大学，1941 年获得哈佛大学心理学博士学位。19521972 年任哈佛大学教授。1960 年与 G.米勒一起创建哈佛大学认知研究中心。1962 年获美国心理学会颁发的杰出科学贡献奖，1965 年任美国心理学会主席。19721980 年任牛津大学教授。1980 年以后任纽约大学教授。,布鲁纳因为对教育作出杰出贡献而闻名于世,被誉为杜威之后对美国教育影响最大的人。 1959年担任美国科学院教育委员会主席。同年年底，美国科学院在伍兹霍尔召开讨论中小学数理学科教育改革会议，布鲁纳担任会议主席。会后，他在题为教育过程的小册子中综合了与会者的意见，阐述了结构主义教育思想。,二、主要观点 学习实质 学习就是认知结构的组织和重新组织。,“认知结构”、“模式”、“内部模式”、“内部结构”、“图式”、“编码系统”等都是指外部信息进入主体以后新信息藉以加工的依据，即人的认识活动赖以形成的心理结构。,知识学习：在头脑中形成知识结构,个体头脑中的知识结构,教材书本中的知识结构,学习的最佳方式：发现学习,内涵：学生利用教材或教师提供的条件自己独立思考，自行发现知识、掌握原理和规律。 特点： 发生较早； 内容是无定论的实际材料； 过程复杂 优点： 能提高学生的智慧技能，培养学生直觉思维。 有助于培养学生的内在动机。 有利于培养学生发现的技巧。 有利于知识的记忆保持和提取,学习的最佳方式：发现学习 发现学习的要素： 运用自己的头脑 使知识成为自己的 自我奖励 通过假设进行问题解决,三、结构发现教学理论 （1）结构教学观 将学科的基本结构放在编写教材和设计课程的中心 地位。 任何科目都能按照某种正确的方式教给任何年龄阶 段的儿童。,（2）发现法教学模式 指导思想：教师为学生提供材料，创设问题情境，引导学生独立地发现解决问题的方法，从中发现规律、获得知识，形成发展认知结构。 模式特点：教学围绕一个问题情境展开；教学中以学生的“发现”活动为主，教师起引导作用；没有固定的组织形式。,基本步骤：提出和明确使学生感兴趣的问题；让学生对问题体验到某种程度的不确定性，以激发探究；提供解决问题的各种材料和线索；协助学生分析材料和证据，提出可能的假设帮助学生分析、判断；协助、引导学生审查假设得出的结论。,教师的任务：鼓励学生有发现的自信心；激发学生的好奇心，使之产生求知欲；帮助学生寻找新问题与已有经验的联系；训练学生运用知识解决问题的能力；协助学生进行自我评价；启发学生进行对比。,四、主要评价,贡献 注重将认知发展和学习的理论成果的实际应用，为教育改革提供了有力的基础。 强调学习的主动性、强调学习者的独立思考与内在动机、强调学习的认知过程与认知结构的形成，比联结派更能说明人类学习的特点。 局限 夸大了学生的学习能力，忽视了知识学习活动的特殊性。 “任何科目任何儿童”是不可能的。 发现法运用范围有限。 发现法耗时过多，不经济。 发现法适合用于小学和中学低年级学生,第四节 接受同化学习理论,一、人物与背景 奥苏贝尔简介 理论背景,奥苏贝尔（1918 ）：1939年在宾夕法尼亚大学获学士学位，1940年在哥伦比亚大学获心理学硕士学位。1943年获布兰迪斯大学医学博士学位，1950年获哥伦比亚大学哲学博士学位。1950年后先后在美国伊里诺斯大学教育研究部、加拿大多伦多大学教育学院和安大略教育研究院应用心理学系任教，1968年后在美国纽约市立大学任教，曾在该校师范教育部任研究和评价的主管，后又在该校的研究生院和大学中心工作。,奥苏贝尔简介,“如果我不得不把教育心理学的所有内容简约成一条原理的话，我会说：影响学习的最重要因素是学生已知的内容。弄清了这一点后，进行相应的教学。” 奥苏贝尔教育心理学：一种认知的观点,学习进行的方式,接受学习,发现学习,学习的性质内容,机械学习,意义学习,二、有意义学习理论 （一）学习的类型,接受学习 = 机械学习 发现学习 = 意义学习,奥苏贝尔认为：学校里的课堂学习，应主要采用意义接受学习。,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中已有的适当观念建立实质性的、非人为的联系。 当新知识与原有认知结构合理地联系起来时，有意义学习便发生了。,意义学习的心理机制同化 同化：在有意义学习过程中，新知识被学习者认知结构中合适的观念所吸收，从而获得了意义；原有的起固定作用的观念也发生了变化，从而形成了更加分化的认知结构。这一过程称为同化。,新旧知识相互作用过程, 同化是有意义学习的心理机制 同化的核心是相互作用,有意义学习的条件,首先，学习者原有的认知结构中必须具有同化新知识的相应的知识基础 其次，学习材料本身具有内在的逻辑意义 再次，学习者应具有理解所学材料的动机,第四节 接受同化学习理论,三、教学理论 教学原则 逐渐分化原则：学生应该学习包摄性最广、概括水平最高、最一般的观念，然后逐渐学习概括水平较低、较具体的知识，对它加以分化。 整合协调原则：指对认知结构的已有知识重新加以组合，通过类推、分析、比较、综合，明确新旧知识间的区别和联系，使所学知识构成清晰、稳定、整合的知识体系。 教学内容 每门学科的各个单元应按包摄性程度由大到小的顺序排列；每个单元内的知识点之间也最好按逐渐分化的方式编排。,教学策略先行组织者,内涵：先行组织者是指在教新的学习材料之前，先给学生一种引导性材料，它要比新知识更抽象、概括和综合，并且能清楚地反映认知结构中原有观念与新学习任务的联系。,教学内容：平行四边形概念 学习者：四年级（10岁左右） 程序： 1、提出先行组织者。 教师：同学们，我们准备学习“平行四边形”概念。我们过去已经学过了“多边形”概念，当多边形的边数是4的时候，则是四边形。今天所学的“平行四边形”与四边形什么关系？ 2、呈现新知识结论。 板书平行四边形定义“两组对边平行的四边形”，并作图。 3、找出同化新知识的原有观念。 教师请一位学生作出一个一般的四边形。,奥苏贝尔“先行组织者”接受法教学课例,奥苏贝尔“先行组织者”接受法教学课例,4、分析新知识与起固定作用的原有观念的联系与区别。（精确分化，融会贯通） （1）教师要求学生分析平行四边形与四边形相同之处：都是四条边组成的闭合图形；重点要求找出两者的不同点：平行四边形两组对边相互平行。 （2）教师提出：当四边形具有两组对边平行的性质时，它才是平行四边形，因此，四边形与平行四边形是上下位关系，平行四边形是四边形的一种。当不符合平行四边形特定规定的四边形，暂称为其他的四边形。 5、将平行四边形知识放进知识系统。,第四节 接受同化学习理论,四、主要评价 贡献 立足教学实际，将认知心理学与教学相结合，提出有意义学习理论。 倡导逐步分化的演绎教学，提出先行组织者的教学策略。 局限 偏重知识掌握，忽视能力培养。 教学思想不符合程序性知识的掌握。 没有给发现学习应有的重视。,总结,学习的信息加工模型,信息贮存 感觉记忆，就是对来自环境的刺激保持一个极短时间，直到它们受到关注和进一步加工为止。 工作记忆就是把信息保持住，使人能够运用信息有意识地工作， 长时记忆可将信息在人脑中长久保持。,认知过程 在信息加工模型中，在“感觉记忆”之后信息如被注意，便进入个体开始获得刺激的意义的知觉过程，在其中，知识背景起相当重要的作用。信息经复述后，进入到长时记忆中，与原有知识发生各种联系，也即编码的过程。最后，当要运用某些知识时，信息就被提取，期间会受到各种因素的干扰，因而产生遗忘。,认知过程,一、注意：信息加工的开始 二、知觉：发现刺激的意义 三、复述：通过练习来保持信息 四、有意义的编码：在长