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认知主义的布鲁纳的认知—发现说

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  认知学派源于格式塔心理学,它的核心观点是学习并非是机械的、被动的刺激—反应的联结,学习要通过主体的主观作用来实现。瑞士心理学家皮亚杰(J.P.Piaget)提出的著名的“认知结构说”认为认识是主体转变客体过程中形成的结构性动作和活动,认识活动的目的在于取得主体对自然社会环境的适应,达到主体与环境之间的平衡,主体通过动作对客体的适应又推动认识的发展,强调认识过程中主体的能动作用,强调新知识与以前形成的知识结构相联系的过程,表明了只有学习者把外来刺激同化进原有的认知结构中去,人类学习才会发生。认知主义的主要代表人物有苛勒、皮亚杰、布鲁纳和加涅等。

  60年代美国最有影响的认知学派代表人物布鲁纳(J.S.Bruner)接受并发展了皮亚杰的发生认识观点,提出“认知—发现说”。在布鲁纳看来,学生的心理发展,虽然有些受环境的影响,并影响他的环境,但主要是独自遵循他自己特有的认识程序的。教学是要帮助或形成学生智慧或认知的生长。他认为,教育工作者的任务是要把知识转换成一种适应正在发展着的学生形式,而表征系统发展的顺序,可作为教学设计的模式。由此他提倡使用发现学习的方法。 布鲁纳最著名的也是引起争议最多的论点是:“任何学科都可以用理智上忠实的形式教给任何年龄阶段的任何儿童”。所谓“理智上忠实的形式”,是指适合学生认知发展水平的学科的基本结构或基本概念和基本原理,而发现学习,是一种最佳的学习方式。

  举例说来,代数中的变换律、分配律和结合律等,是代数这门学科的基本结构,小学低年级学生完全能够掌握这些最基本的原理。事实上,儿童在幼儿园玩跷跷板时就知道,如果对方比自己重,自己就得往后移;如果对方比自己轻,就得往前移,否则就不可能玩跷跷板。根据这个原理,布鲁纳设计了一个如图2-6所示的天平,让8岁儿童借助动手操作、视觉映象和符号来掌握代数中的基本结构。 布鲁纳认为,小学低年级学生虽然能够像鹦鹉学舌似地说出“几乘以几等于18”,但是他们对“9×2”与“2×9”,或“6×3”与“3×6”有没有不同常常感到吃不准。如果让小学生自己先动手操作,在天平一边钩子9挂上2个小环,让学生在天平的另一边寻找各种能保持天平平衡的各种组合,并把它们记录下来。小学生根据以往玩跷跷板的经验,很快就能知道在钩子2上挂9个小环;在钩子3上挂6个小环;或在钩子6上挂3个小环……,都能保持天平的平衡。这样,学生掌握的不只是“9×2=18”,而是代数的基本结构——交换律。在学习过程中,开始时让学生动手操作;接着移去天平,让学生凭借头脑中形成的视觉映象来运算;最后,学生熟练掌握运算规则,不用实物和视觉映象,用符号也能自如地运算了。布鲁纳由此认为,教师只要把握每门学科的基本结构,根据学生表征系统形成的特点来设计教学,那么任何年龄阶段的学生都能掌握各门学科的基本结构。

  注重掌握学科的结构,而不是现成的正确答案,必然会强调学习的过程,而不是学习的结果。因此,布鲁纳认为,学生在掌握学科的基本结构的同时,还要掌握学习该学科的基本方法,其中发现的方法和发现的态度是最为重要的。所谓发现,当然不只局限于发现人类尚未知晓的事物的行动,而是包括用自己头脑亲自获得知识的一切形式。布鲁纳并不认为学生学习每一事物都必须从动作表征入手,教学活动如何进行,取决于学生的认知发展水平和已有的知识,即取决于学生认知结构。如果学生已具有这方面的动作经验,教学可以从唤起学生视觉映象开始;如果学生已具有动作表征和映像表征的经验,那么就可以直接从形成的符号表征入手。但从认识某一事物的整体上来看,学生必须具有这几方面的经验。 1) 强调学习过程

  在教学过程中,学生是一个积极的探究者。教师的作用是要形成一种学生能够独立探究的情境,而不是提供现成的知识。教一门学科不是要建造一个活着的小型藏书室,而是要让学生自己去思考,参与知识获得的过程。“认识是一个过程,而不是一种产品。”布鲁纳强调的是,学生不是被动的、消极的知识接受者,而是主动的、积极的知识的探究者。

  除了注重学习过程之外,发现法还强调学生直觉思维在学习上的重要性。布鲁纳认为,直觉思维与分析思维不同,它不根据仔细规定好了的步骤,而是采取跃进、越级和走捷径的方式来思维的。大量事实都表明,直觉思维对科学发现活动极为重要。直觉思维的形成过程一般不是靠言语信息,尤其不靠教师指示性的语言文字。直觉思维的本质是映象或图象性的。所以,教师在学生的探究活动中要帮助学生形成丰富的想象,防止过早语言化。与其指示学生如何做,不如让学生自己试着做,边做边想。

  在学生的学习动机方面,布鲁纳重视的是形成学生学习的内部动机,或把外部动机转化为内部动机。而发现活动有利于激励学生的好奇心。学生容易受好奇心的驱使,对探究未知的结果表现出兴趣。所以布鲁纳把好奇心称之为“学生内部动机的原型”。布鲁纳认为,与其让学生把同学之间的竞争作为主要动机,还不如让学生向自己的能力提出挑战。所以,他提出要形成学生的能力动机(competence motivation),就是使学生有一种求得才能的驱动力。通过激励学生提高自己才能的欲求,从而提高学习的效率。

  布鲁纳认为,人类记忆的首要问题不是贮存,而是提取。尽管这从生物学上来讲未必可能,但现实生活要求学生这样。因为学生在贮存信息的同时,必须能在没有外来帮助的情况下提取信息。在一项实验中,布鲁纳让一些学生学习30对单词,要求一组学生记住单词,以后要复述;而要求其他学生把每对单词造成句子。结果发现,后者能复述其中的95%,而第一组学生的回忆量不到50%。所以,学生如何组织信息,对提取信息有很大影响。学生亲自参与发现事物的活动,必然会用某种方式对它们加以组织,从而对记忆具有较好的效果。 信息加工理论者认为,学习实质上是由获得信息和使用信息构成的,而人的行为是由有机体内部的信息流程决定的。因而他们关注两个问题:人类记忆系统的性质;记忆系统中知识表征和贮存的方式。

  长期以来,人们从各个角度对人类记忆系统作了研究,认为记忆系统是一个有复杂结构的系统,它加工和组织一个人拥有的全部知识,它是一个起组织作用的活跃的系统。换言之,人类的记忆系统积极地选择将要被加工的材料,把它们转变成有意义的信息,并贮存许多信息供来日使用。尤其是关于短时记忆和工作记忆的研究更是为理解学习和教学活动、设计学习和教学策略提供了强有力的理论依据。

  信息加工理论除了主要关注人类记忆系统起作用的机制外,还探讨了一个同样重要的问题,这就是记忆信息贮存的方式,即知识编码和表征的方式。在记忆系统中被贮存的信息,不是与刺激输入一一对应的直接复制,因为,感官接受的物理信号并不是对外部世界的完美表征,为了便于回忆,人们须以某种方式转换物理信号。编码一般有表象编码和语义编码,表征相应地也有两种:表象表征和符号表征。转换或重新编码会增加以后回忆信息的可能性,但这是以失去某些细节为代价的。 在信息加工理论中,由于人的心理机能的复杂性,人们从实验和推测中得到多个不同的学习过程的信息加工模式,美国教育心理学家加涅(R.M.Gagne)的信息加工模式是一个比较有代表性的模式。

  这一模式表明,来自外界环境的刺激通过学生的感受器,以映象的形式输入到感觉登记器,形成瞬时记忆,借助注意将这些信息以语义的形式贮存在短时记忆中,然后经过复述、精细加工、组织编码等,则进入长时记忆。长时记忆的信息要转变为人能清晰意识到的信息就需要将它们提取进入短时记忆。因此短时记忆是信息加工的主要场所,因此也称为工作记忆。它将来自感觉记录器和长时记忆中提取出来的信息进行处理加工,加工的结果,一方面送至长时记忆,另一方面送至反应发生器。反应发生器将信息转化成行动,也就是激起效应器的活动,作用于环境。在这个模式中,执行控制和预期是两个重要的结构,它们可以激发或改变信息流的加工。前者是已有的经验对当前学习过程的影响,起调节作用;后者是动机系统对学习的影响,起定向作用,它们可以对整个信息加工过程起调节和监督的功能。 1) 信息流是行为的基础

  信息加工理论的实质,是要探讨有机体内部的信息流。根据这种观点,信息加工论者把人看作是一架非常复杂的机器,并试图发现这个“暗箱”内部所发生的情况。因此,他们常常把人类认知系统表述为代表信息加工和贮存的一系列方框(或称箱子),是它们在来回传送信息。每一个方框都代表一种人头脑中发生的信息转换。

  认知心理学家试图用其它学科(如计算机科学)使用的方法来勾勒有机体内部的信息流程。由于目前还不可能直接进入有机体内部的信息加工流程,所以只能推测各种可供选择的信息流程,然后确定哪种假设的流程更符合所观察到的行为。信息加工论者通常把重点放在检验各类模式上,而不是放在某种模式的具体细节上,这可能会有助于了解哪一种模式更有利于解释某一种学习过程。

  从香农(C.Shannon)等人设计的电话通讯系统的模式研究中发现,一根电缆在某一时刻只能从事有限的通讯,也就是说,它传递信息的容量是有限的。信息加工论者由此认为人的信息加工的容量也是有限的。这种观点对注意与记忆领域的研究影响极大。例如,人们在某一时刻只能把注意力集中在某些刺激上,因而必然会摒弃其他刺激。而短时记忆与长时记忆之间的区分,主要是基于容量的差异。一般认为,长时记忆贮存信息的容量是无限的,而大量实验表明,短时记忆一次只能记住7?2个组块。所谓组块,就是在记忆中把许多小单位组合成较大单位的信息加工过程。如,让学生记忆“64”这样一个数目是很困难的,但如果告诉学生这是由1至8的平方数构成的,记忆就会很方便。

  记忆信息加工有点类似档案分类系统,即首先要对外来信息的轻重缓急加以分类整理,而且所使用的分类方法和程序必须始终一致。

  编码是一个涉及觉察信息、从信息中抽取一种或多种分类特征,并对此形成相应的记忆痕迹的过程。信息编码的方式对以后提取信息的能力有很大影响。如果我们知觉有误,或特征分类不清,或形成的记忆痕迹与客观事物相差很远,那么在提取信息时就会非常困难。

  对信息编码的方式往往取决于学习任务的性质。如果学生知道某门学科的要求,他们会以最能满足这一要求的方式来编码。例如,教师如果告诉学生这门课的考试形式是选择题,学生就会以便于再认的方式来编码的,而不是以有助于问题解决的方式来编码。

  编码还涉及组块问题。心理学家们认为,尽管我们记忆同时出现的一系列信息的能力是有限的,但如果把一些信息组织成块,就可以大大提高记忆能力,而且,组块中所包括的信息量可以是很不同的。另外,如果把信息组织成有意义的组块,不仅可以增加信息摄取量,而且还有助于保持记忆。

  大量研究表明,编码过程常常涉及信息的积极转换或改变。编码不仅仅是一种消极的过程,不只是消极地把环境事件机械地记录在某种记忆痕迹上。

  用适当的编码进行信息贮存,这仅仅是问题的一半,如果没有适当的提取信息的线索作为补充,一个人是难以回想起某一事件的。例如,我们可能常常有这样的体验:试图想回忆某件事情,但开始时就是想不起来,就把它搁在一边;后来再试,似乎当时也没有什么新信息,但成功地回想起来了。很显然,这方面信息是贮存在记忆中的,最初回忆失败是由于提取的失败,因为我们在第二次回忆时成功了。研究这类简单事件(例如,回忆一系列图片或单词)的心理学家已观察到同样的现象。当给被试对象就同样信息进行重复测验时,常常可以看到,被试对象当时不能马上回想起来的信息最终被回忆起来了。 信息加工理论在教学中产生了重大的影响,形成了所谓的认知教学理论。其中比较著名的认知教学理论包括奥苏贝尔的有意义学习理论及其著名的先行组织者教学策略、加涅的学习的条件与教学论(九段教学法)等。

  奥苏贝尔指出,有意义学习过程的实质是符号所代表的新知识与学习者认知结构中已有知识的适当观念建立非人为的(nonarbitrary)和实质性的(substantive)联系。这就为区分机械学习和有意义学习提供了明确的划分标准。他将有意义学习的类型化分为三种:表征学习、概念学习和命题学习,并进一步按命题关系将命题学习划分为上位学习、下位学习和并列结合学习。他认为发现学习和接受学习都可以成为有意义学习的形式,关键是学习材料本身必须有逻辑意义,合乎非人为的实质性的标准,而且学习者必须具有有意义学习的心理倾向,也就是将所学的新知识与自己头脑中原有的适当知识观念加以联系的倾向。

  为了进一步指导教学,奥苏贝尔提出了认知结构变量:就是原有知识的数量、清晰程度和组织结构。根据原有知识到这些特征及其与新学知识之间的关系,他提出来逐级分化、整合协调和先行组织者三种教学策略。这些理论实质上都是在信息加工心理学的基础上提出的。

  明确指出如何通过教学将信息转化进入到学生的长时记忆,因此十分重视设计促进和激发学习者内部过程的外部活动,它们实际上是九个教学阶段。

  促进迁移——系统复习、及时布置新任务。 信息加工学习理论可以用来解释人类的许多思维过程,使得人类的高级心理过程不再那么神秘。对信息加工理论来说,探究学生头脑中发生的信息加工过程是至关重要的,它试图解释被行为主义者作为“暗箱”的内部认知活动。但对这些内部过程的探讨,是用一种比传统的认知理论远为精确的方式进行的。它要求描述假定的心理过程的每一个具体步骤的程序,如果描述这一过程能详细到可以用计算机来模拟的程度,那就更理想了。另外,信息加工理论,一方面采取行为主义者所持的重视实验的态度,即不仅要假设心理过程,而且必须予以实验验证;另一方面则又像传统的认知理论家一样,为了便于假设,常常采用非正规的观察法和对心理活动的逻辑分析,然后再用实验予以检验。

  (1)刺激选择不是一种随机的过程,因此,不能仅仅考虑到刺激的特征,而且还要关注学习者已有的信息或认知图式(Scheme)。

  (2)人类记忆加工信息的能量是有限的,如果一味要求学生在短时间内掌握大量的信息,不给他们留有加工或思考的时间,结果必然会像狗熊拣苞米一样,拣一个丢一个。

  (3)“组块”理论,为了尽可能使学生在短时间内学习较多的知识,我们必须把知识组织成有意义的块状,减少机械学习。

  (4)信息编码不仅有助于学生的理解,而且也有助于信息的贮存和提取。教师在帮助学生使用各种策略来编码方面是可以大有作为的。

  但是,我们必须看到,信息加工理论中的注意系统、编码系统和记忆系统的分析,是建立在实验推测的基础上的。计算机科学技术目前的发展,还无法使“认知过程就像构成行为的肌肉反应一样实在”。正因为这样,在信息加工理论中涌现了众多模式,有些甚至是相对立的,但与其说是信息加工理论不成熟,还不如说是信息加工理论发展的一个标志。要穷尽对内部心理过程的探究是永远不可能的,我们所期望的,是涌现出更有说服力的模式。

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