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第五章 程序性知识的学与教第一节 程序性知识的概述l        程序性知识是关于“怎样做”的知识，是个体具有的用于具体情境的算法或一套行为步骤一般而言，个人对于程序性知识缺乏有意识的提取线索，因而其存在只能借助于某种作业形式间接推测例如，我们会计算数学题，会讲某种语言，会骑自行车，这些都是程序性知识的体现它相当于传统上所说的技能 第五章 程序性知识的学与教 l一、程序性知识的表征l（一）产生式 l     产生式是表征程序性知识的最小单位.人经过学习，其头脑中贮存了一系列以如果一-那么形式表示的规则这种规则称为产生式一个产生式是一个由条件（conditions）和动作（actions） 组成的指令，即所谓的条件一活动规则（简作C－A规则）条件是指产生式必须具备的情况概述（用if从句表示），而动作则指由条件引起的外部行为或在记忆中发生的变化（用then从句表示） 例：“把英语单词改为复数 ”“识别三角形” lProduction 1：l如果    目标在于生成一个名词的复数，l且这个名词的最后一个字母是硬辅音，l那么    在这个名词后加S写出lproduction 2:l如果    已知一个图形是两维的，l且该图形有三条边，l且三条边是封闭的，l那么   识别此图形为“三角形’，l并说“三角形”。

（二）产生式系统l    多个命题会构成命题网络，多个产生式会构成产生式系统简单的产生式只能完成单一的活动，而许多任务需要完成一连串的活动，因此，需要许多简单的产生式经过练习，简单产生式可以组合成复杂的产生式系统这种产     生式系统被认为是复杂技能的心理机制l       如果说，若干命题通过其共同的观念而形成命题网络，那么产生式通过控制流而相互形成联系当一个产生式的活动为另一个产生式的运行创造了所需要的条件时，则控制流从一个产生式流入另一个产生式 分数加法前三步的产生式系统lProduction l：l如果我的目标是将分数相加，l且有两个分数，l那么建立一个子目标，即求出它们的最小公分母lProduction 2：l如果  目标是要将分数相加，l且现在有两个分数，l且两个分数的最小公分母已知，l那么用最小公分母除以第一个分数的分母lproduction 3 ：l如果  目标是将分数相加，l且现在有两个分数，l且两个分数的最小公分母已知，l且已得结果1，l那么用结果1乘第～个分数的分子和分母二、程序性知识的分类l（一）运动技能和智力技能 l 1.运动技能l    运动技能又叫操作技能，是指借助于对骨骼肌肉系统的协调而实现的外部活动方式。

例如，走路、跑步、游泳、击剑、写字、骑自行车等都是运动技能的体现l    运动技能的特点l（1）动作对象的客观性 （2）动作执行的外显性 （3）动作结构的展开性 2. 智力技能l     智力技能也叫认知技能，是指借助于内部言语在头脑中进行的认知活动中的心智操作方式例如，作算术题、分析句子成分、组词造句等所运用的都是智力技能智力技能也叫认知技能，是指借助于内部言语在头脑中进行的认知活动中的心智操作方式例如，作算术题、分析句子成分、组词造句等所运用的都是智力技能l  智力技能与操作技能相比，具有以下三个特点：l（1）活动对象的观念性 （2）活动执行的内隐性 （3）活动对象的简缩性   操作技能和心智技能的比较 操作技能心智技能不同点动作的性质操作活动方式认知活动方式动作的对象客观性的物体或肢体观念性的词汇、数字或符号动作的执行外显的肌肉动作由视觉或动觉控制内隐的内部言语由思维规律和语法规则控制动作的结构具有展开性，不能省略、合并具有简缩性，可高度省略和简化相同点及关系1． 1  形成和发展过程的特点基本相同：都是由不熟练到熟练的过程2． 操作技能的获得和表现需要心智技能的指导，心智技能的获得和表现依赖于操作技能的内化和外化3．   在一个具体的任务和活动中，需要两种技能协同活动（二）模式识别程序和动作序列程序l        现代认知心理学又把程序性知识分为两类：～类为模式识别程序（Patternrecognition Procedure），另一类为动作序列程序（actionsequence proceduren ）模式识别程序是对内外刺激模式进行分类和判断的基础。

人们通过这一程序能够识别某一特定的刺激模式；或者对事物加以分类和判断 （1） 下列动物中哪一个是青蛙？a.水蛇图片   b.蟾蜍图片    c.青蛙图片  d.蚰蜒图片（2）下列概念中哪些相反？a.小李矮  小李胖   b.小李矮  小王高   c.小李爱钓鱼   小李爱散步   d.小王去学校  小王去商店（3）y＝3x＋5表现的是a.圆  b.直线    c.双曲线   d.抛物线在回答这些问题时人们所用的产生式是：（1）如果   动物有四条腿，且为绿色，且身体上有粘液，且拳头大小，那么    将其分类为青蛙2）如果  有两个概念，且二者不同，：且二者在同一角度，那么   判断这两个概念相反3）如果  等式为y＝mx＋b的形式，那么   判断这一等式所表现的是直线动作序列程序l动作序列程序是连续的操作的基础，它不仅要识别模式，而且要进行一系列操作，也就是使对象的状态发生改变例如 ，完成下述任务就需要运用动作序列程序： l（4）饲养在野外抓到的青蛙l（5）用连词和标点符号把下面的两句话组成一句话：．l我喜欢这个电影l小王不喜欢这个电影l（6）作y＝3x＋5的坐标图 在回答这些问题时人们所用的产生式为 l（4）如果   目标为饲养动物，l且动物有四条腿l且为绿色，l且身体上有粘液，l且拳头大小，l那么  把这一动物放到水边，l然后抓住苍蝇喂它。

l（5）如果  目标是把两句话组成一句话，每句话含有不同的概念，l且两句话的概念为同一维度却意思相反，l那么  把第一句话之后的句号去掉，l然后改成逗号，l然后在逗号后写上连词“但是”，l然后加上第二句话（6）如果  等式是y=mx＋b目标是据此等式在坐标上作直线，那么  先画坐标．然后在y轴上取b点，然后从b点向右进一个单位后取（m ＋b）点，然后通过b点和（m ＋b）点作直线 三、加涅的智力技能层次论l高级规则l（以规则为条件）l↑l规则l（以定义性概念为条件）l↑l定义性概念l（以具体概念为条件）l↑l具体概念l（以辨别为条件）l↑l辨别四、概念、规则和程序性知识 l       我们有必要区分概念和规则的两种形态，即陈述性形态和程序性形态如果它们以命题网络的形式贮存且能被人陈述或提取出来，则称为陈述性知识；如果它们以产生式方式贮存，支配了人的行为，被称为程序性知识而且，从根本上说，概念和规则是程序性的，是构成程序性知识的核心成分 五、程序性知识与陈述性知识的区别与联系 l（1）从功能上来看，前者是用于说明事物的状况、特点及关系，回答“是什么”、“为什么”和“怎么样”的问题；后者是用于发出行为的指令，从而对某些信息进行识别或转换，做出某些动作，解决“怎么做”的问题。

l（2）从测量的方式来看，前者可以通过“陈述”或“告诉”的方式测量；后者只能通过观察人的行为间接测量l（3）从心理表征来看，前者主要以命题和命题网络的形式表征；后者以产生式和产生式系统表征l（4）从激活和提取的速度来看，前者激活速度慢，其提取往往是一个有意识的搜寻过程；后者激活速度快，能相互激活l（5）从学习与遗忘速度来看，前者习得速度快，遗忘也快；后者习得速度慢，遗忘也慢，尤其是运动技能，一旦达到熟练程度就几乎不再遗忘二者又是密切联系的 l首先，陈述性知识的获得是学习程序性知识的基础学会“怎么做”必须先知道“是什么”、“为什么”和“怎么样”的问题一般而言，产生式系统是依据命题网络来编制的，人们一开始通过对命题网络的有意识的搜索来决定怎么做，经过大量的练习，命题网络的某些部分开始转化为产生式和产生式系统l其次，程序性知识获得后也为获取新的陈述性知识提供了可靠的保证陈述性知识的获得离不开对某些信息的判断和转换，这主要依靠个体的程序性知识任何陈述性知识的获得都离不开过去的知识基础，而这其中就包括着大量的程序性知识可以说，陈述性知识和程序性知识的学习是互为条件的第二节第二节 程序性知识的学习过程程序性知识的学习过程 l一、程序性知识学习的一般过程 l  （一）陈述性知识阶段 l行为程序以陈述性知识的形式被学生学习。

例如，在英语学习中，学习将“ We go to school yesterday改成合适的时态”，这是一种典型的程序性知识的学习学生要能顺利完成这一任务，必须知道英语中动词时态变化的规则，在这里是将动词改为过去式的规则 l   （二）转化阶段l      通过应用规则的变式练习，使规则的形式向程序性形式转化l  （三）自动化阶段l   这是程序性知识发展的最高阶段规则完全支配人的行为，技能达到相对自动化二、运动技能的学习与教学 l（－）运动技能的学习过程l1.1.操作定向操作定向l 操作定向也叫操作的认知阶段，是指学习者了解操作活动的结构与要求，在头脑中建立起操作活动的定向映象的过程l2.2.操作模仿操作模仿l 操作模仿是指学习者将头脑中形成的定向映象以外显的实际动作表现出来，实际再现特定的动作方式或行为模式l3.3.操作整合操作整合l 操作整合是指把模仿阶段习得的动作固定下来，并使各动作成分相互结合，成为定型的一体化的动作l4.4.操作熟练操作熟练l 操作熟练是操作技能形成的标志，是指技能的各个动作联合成一个有机的整体并且巩固下来，动作的执行达到高度的完善化和自动化，所形成的动作方式对各种变化的条件具有高度的适应性。

 操作技能形成过程中动作发生的变化 动作结构动作控制动作品质动作效能操作定向对动作要素及其相互关系、执行方式的认识，形成动作定向映象对环境因素的认识和对完成动作目标的估计，形成动作目标期望操作模仿机械、协调性差、相互干扰，有多余动作视觉控制，不能主动发现错误稳定性、准确性、灵活性差注意紧张、动作速度慢且易疲劳操作整合动作逐渐分化、协调，干扰和多余动作减少动觉变得清晰成为主要调节稳定性、精确性提高但灵活性较差疲劳感、紧张感降低但没有消除擦作熟练衔接连贯、协调流畅多余动作、干扰消失动觉控制，条件变化时能完成高度稳定、准确、灵活，反应快轻松，心理和体力消耗降至最低 （二 ）运动技能的教学要求1.准确地示范与讲解2.必要而适当地练习3.充分而有效的反馈4.建立稳定清晰的动觉三、心智技能的形成l（一）国外关于心智技能形成的理论 l1、加里培林的心智动作按阶段形成的理论l加里培林认为，心智技能是由一系列的心智动作构成的，心智动作既不是神秘的灵魂的特性，也不是人脑固有的属性，心智动作是外部实践动作的反映，是通过实践动作的内化而形成的在加里培林看来，内化是心智动作形成和发展的基本机制，内化的实质是外部动作向内部动作的转化，是内部动作映象的形成过程。

实践动作的内化要经过一系列的阶段，在不同阶段，动作的执行方式得到不断改造，动作本身的映象也相应的发生质的变化也就是说，心智动作的形成要经过一系列的阶段，在每一阶段，心智活动的性质和水平要发生相应的变化由于心智技能是由一系列的心智动作构成的，所以心智动作的形成过程与心智技能的形成过程是一致的，心智动作的形成阶段也可以用来说明心智技能的形成阶段根据以上观点，加里培林将心智动作的形成过程分为五个阶段：（1）  动作的定向阶段（2）物质与物质化阶段 （3）出声的外部言语动作阶段 （4）不出声的外部言语动作阶段 （5）内部言语动作阶段 2.安德森的心智技能形成三阶段论 l 著名认知心理学家安德森（Anderson）运用信息加工的观点，从问题解决的模型出发，认为心智技能的形成需要三个阶段：认知阶段、联结阶段和自动化阶段l 安德森认为，问题解决是指具有目标指向性的认知操作，解决问题的过程就是获得心智技能的过程任何问题都包括三个特征，即着手解决问题的初始状态、希望达到的目标状态和把初始状态转变为目标状态的一系列认知操作，这种操作具有目标指向性、系列性、认知性的特点比如证明一道几何题，题目中已知的条件是问题的初始状态，需要证明的结果是目标状态，中间的一系列证明过程就是为达到目标所采取的一系列认知操作。

l 1．认知阶段认知阶段就是了解问题的结构，即问题的起始状态、要达到的目标状态、从起始状态到目标状态所需要的中间状态等，起始状态、中间状态、目标状态构成问题状态 认知阶段就是要明确问题的状态和解决问题所需的算子，进行“手段-目标”分析2．联结阶段联结阶段就是学习者要应用具体的方法来解决问题，主要表现为把某一领域的陈述性知识转化为程序性知识，这种转化是一种程序化的过程在解决具体的问题时，个体经常使用的是产生式系统的产生式法则3．自动化阶段 自动化阶段是个体最终获得了大量的解决问题所需要的认知操作和法则，并完善这些操作和法则达到自动化时个体操作某一技能所需要的认知投入较少，且不易受到干扰，以流程的形式表现出来  （二）我国关于心智技能形成的理论l 我国心理学家通过教学实验，在安德森和加里培林等学者研究的基础上，认为心智技能的形成包含三种要素，即物质的观察活动，这是获取信息的主要通道；物质形式的操作活动，这是训练抽象思维、促进认知活动内化的有效途径；言语表达活动，这是智力内化的工具据此，我国心理学家提出了原型定向、原型操作、原型内化的心智技能形成三阶段论，这一理论目前已对我国中小学校的教育教学产生了积极影响。

 1.心智技能原型的模拟l 我国心理学家认为，由于心智技能是实践活动的反映，因此心智技能的培养，首先应确定心智技能产生的原型即实践模式，然后从这个实践模式出发，通过一定的方式使之不断内化l（1）创拟确立模型l 创拟确立心智技能操作原型的基本思想是，由于形成了的心智技能一般存在于有着丰富经验的专家头脑中，因此创拟确立模型的过程实际上就是把专家头脑中观念的、内潜的、简缩的心智活动经验“外化”为物质的、外显的、展开的“心理模型”的过程 （2）检验修正模型l在拟定假设性的操作原型后，还应通过实践实验来验证这种原型的有效性  心智技能模拟教学的整体结构专家心智技能模拟和外化心理模型教学和内化学生心智技能 。