認知結(jié)構(gòu)理論的教學(xué)設(shè)計原理初探

1、認知結(jié)構(gòu)理論的教學(xué)設(shè)計原理初探毛景煥 李蓓春（南京師范大學(xué) 教育科學(xué)學(xué)院，江蘇 南京210097）摘要: 本文欲對有關(guān)認知結(jié)構(gòu)的這一滲透于其他理論之中的理論進行縱向梳理和橫向概括，目的在于對由眾多的心理學(xué)家加以闡述的認知結(jié)構(gòu)有一個多角度、多層次的認識。明確它的多種的形成過程和最優(yōu)的形成機制，認識它優(yōu)化了的內(nèi)容結(jié)構(gòu)的特點及其在后繼學(xué)習(xí)中的作用機制和重要性。以便發(fā)揮它在教學(xué)設(shè)計中的條件作用和目標(biāo)作用，為教學(xué)找到一條能盡可能發(fā)揮學(xué)生主體的設(shè)計之路。關(guān)鍵詞: 認知結(jié)構(gòu)理論；教學(xué)設(shè)計原理；學(xué)生主體地位論 “凡事預(yù)則立，不預(yù)則廢”，教學(xué)設(shè)計就是教學(xué)的“預(yù)”，它在整個教學(xué)過程中發(fā)揮著前導(dǎo)與定向功能，是教學(xué)目

2、的的具體預(yù)演。它的優(yōu)劣直接決定著教學(xué)過程和教學(xué)效果的優(yōu)化與否。科學(xué)的教學(xué)設(shè)計應(yīng)遵循臬的原則和這些原則所依據(jù)的科學(xué)規(guī)律是什么，都是值得探討的問題。本文對有關(guān)認知結(jié)構(gòu)的理論作了粗淺的概括，以期發(fā)現(xiàn)其中蘊涵的科學(xué)的教學(xué)設(shè)計原理。認知結(jié)構(gòu)理論是指關(guān)于認知結(jié)構(gòu)的理論。這種理論具有兩大特點，一，它并不是由某一位心理學(xué)家單獨提出并詳加闡述的完整的理論體系，它散見于許多心理學(xué)理論特別是認知心理學(xué)理論之中。許多心理學(xué)家從不同的角度對它進行了獨特的理解和闡述，因此它豐富而不統(tǒng)一。二，它以認知結(jié)構(gòu)為研究核心，而不是僅僅研究刺激與反應(yīng)之間的聯(lián)結(jié)，充分體現(xiàn)了對學(xué)生主體的重視?；谝陨蟽牲c認識，我們認為對其進行歷史的梳理

3、、縱向抽取和綜合概括，挖掘其內(nèi)在的科學(xué)性，將在助于我們對認知結(jié)構(gòu)有一個完整而全面的認識，有助于在教學(xué)設(shè)計的過程中貫徹科學(xué)的方法和學(xué)生主體的思想。一、對認知結(jié)構(gòu)理論的歷史梳理認知結(jié)構(gòu)指在感知理解客觀現(xiàn)實的基礎(chǔ)上，在頭腦中形成的一種心理結(jié)構(gòu)，是個人的全部知識的內(nèi)容和組織。1不同的心理學(xué)家從不同的角度使用這一術(shù)語，具有不同的含義，它體現(xiàn)了認知結(jié)構(gòu)理論的發(fā)展的過程。J皮亞杰從認知發(fā)展的觀點看待這一術(shù)語，他認為兒童智慧能力的發(fā)展是主體在環(huán)境的作用下，借助于其隨身攜帶的兩種功能（同化和順應(yīng)）改變認知圖式的過程。這里的圖式與結(jié)構(gòu)大致同義。2皮亞杰的發(fā)生認識論可以說是關(guān)于認知結(jié)構(gòu)的發(fā)展理論。把認知結(jié)構(gòu)理解為一

4、個動態(tài)的轉(zhuǎn)換體系，體現(xiàn)了認知結(jié)構(gòu)發(fā)展的本質(zhì)。認知結(jié)構(gòu)理論的體系化者是JS布魯納，他用類目及其編碼系統(tǒng)來描述這一術(shù)語。布魯納從最一般的意義上把存在于頭腦中的所有知識看作是整體的認知結(jié)構(gòu)，對認知結(jié)構(gòu)作了最抽象的概括。他認為，認知結(jié)構(gòu)是知識的有組織結(jié)構(gòu)，它們以編碼系統(tǒng)式的結(jié)構(gòu)結(jié)合在一起。編碼系統(tǒng)的一個重要特征是對相關(guān)的類別作出有層次的結(jié)構(gòu)的安排，這種結(jié)構(gòu)對新習(xí)得的知識加以一般編碼并作出解釋，決定這種新知識能否獲得意義。他對認知結(jié)構(gòu)進行了較為系統(tǒng)的闡述，他的學(xué)習(xí)理論被稱為認知結(jié)構(gòu)學(xué)習(xí)理論，3足見他對認知結(jié)構(gòu)理論作出的突出貢獻。奧蘇貝爾是認知結(jié)構(gòu)理論的具體化的實用化者。他通俗地認為認知結(jié)構(gòu)就是書本知識在

5、學(xué)生頭腦中地再現(xiàn)形式，是有意義學(xué)習(xí)的結(jié)果和條件。他著重強調(diào)了概括性強、清晰、牢固、具有可辨別性和可利用性的認知結(jié)構(gòu)在學(xué)習(xí)過程中的作用，并把建立學(xué)習(xí)者對教材的清晰、牢固、認知結(jié)構(gòu)作為教學(xué)的主要任務(wù)。奧蘇貝爾的有意義學(xué)習(xí)理論著重強調(diào)了認知結(jié)構(gòu)的地位，圍繞著認知結(jié)構(gòu)提出的上位學(xué)習(xí)、下位學(xué)習(xí)、相關(guān)類屬學(xué)習(xí)、并列結(jié)合學(xué)習(xí)和創(chuàng)造學(xué)習(xí)等幾種學(xué)習(xí)類型，為新舊知識是如何組織的提供了一條較有說服力的解釋。自他之后，認知結(jié)構(gòu)理論才真正引起人們的重視并為人們廣泛理解。與此同時，布盧姆的掌握學(xué)習(xí)理論為知識的重要性和意義作了側(cè)面的佐證。他認為如果學(xué)生對某一學(xué)習(xí)任務(wù)缺乏必要的認知準(zhǔn)備，那么再好的教學(xué)質(zhì)量也不可能使學(xué)生就這一

6、學(xué)習(xí)任務(wù)達到掌握水平。近20年來，認知心理學(xué)派特別是信息加工理論對認知結(jié)構(gòu)作了更加全面和動態(tài)的闡述和開放式的研究。他們認為認知結(jié)構(gòu)的理論可概括為三個方面的命題：知識在頭腦中的表征方式，知識的類型和知識的組織。他們把知識的類型分為描述性知識、程序性知識和策略性知識（Mayer, 1981）形成了一種大知識觀。他們用信息流的觀點把認知結(jié)構(gòu)的形成和使用看作是知識的輸入、編碼、譯碼、儲存和提取的過程，對過程的各個環(huán)節(jié)作了深入細致的機制層面的分析。他們對認知結(jié)構(gòu)的形成、保持和激活所作的細微的策略研究，使理論有了更強的操作性?？v觀認知結(jié)構(gòu)的理論發(fā)展，可大致劃分為三個時期。早期形成時期，包括皮亞杰的圖式理論

7、，早期格式塔的經(jīng)驗基礎(chǔ)上的頓悟理論以及托爾蔓的認知地圖理論。他們相對于行為主義來說，逐步由對外部刺激與行為反應(yīng)的研究轉(zhuǎn)向?qū)?nèi)部認知過程的研究，開始了對學(xué)習(xí)者內(nèi)產(chǎn)啐知的科學(xué)的研究。系統(tǒng)深化時期，主要指布魯納和奧蘇貝爾的理論。他們對認知結(jié)構(gòu)的形成過程和內(nèi)在機制作了粗略但系統(tǒng)的研究，使認知結(jié)構(gòu)成為完整的立體的和動態(tài)的事物。擴展化時期。主要指當(dāng)代眾多認知心理學(xué)家對認知結(jié)構(gòu)理論的新發(fā)展。他們擴充了認知結(jié)構(gòu)的內(nèi)涵，展開了并正在展開著對過程和機制的具體而細微的研究，為真實的課堂教學(xué)提供了廣泛而具體的指導(dǎo)。二、對認知結(jié)構(gòu)理論的橫向概括以上心理學(xué)家對認知結(jié)構(gòu)的研究雖然是從不同的角度進行的，使用的術(shù)語也不一樣，但

8、拋開紛繁的術(shù)語持其本質(zhì)，我們可以抽取出其中合理的部分，為認知結(jié)構(gòu)找出豐富的特質(zhì)。對認知結(jié)構(gòu)理論作綜合概括可得出以下結(jié)論。1認知結(jié)構(gòu)具有建構(gòu)的性質(zhì)幾乎所有的認知結(jié)構(gòu)理論都認為學(xué)習(xí)過程就是認知結(jié)構(gòu)不斷變化和重新組織的過程，存在于人頭腦中的認知結(jié)構(gòu)始終處于變動與建構(gòu)之中，其中，環(huán)境和學(xué)習(xí)者的個體特征是兩個決定性因素。皮亞杰用同化、順化、平衡等過程表征認知結(jié)構(gòu)建構(gòu)的機制。他的建構(gòu)主義學(xué)習(xí)論強調(diào)了外在整體環(huán)境的重要性，認為環(huán)境為學(xué)習(xí)者提供的豐富、良好的多重刺激是促使認知結(jié)構(gòu)完善和發(fā)生變化的根本條件。現(xiàn)代建構(gòu)主義者認為，完善的環(huán)境應(yīng)包括真實的問題情境，先進的物質(zhì)設(shè)備環(huán)境，經(jīng)過精心組織的教材環(huán)境和教師創(chuàng)造的

9、和諧的心理環(huán)境。它們共同為學(xué)習(xí)者的自由探索和自主學(xué)習(xí)提供具有支持和促進作用的場所?，F(xiàn)代認知心理學(xué)家奈瑟認為，認知過程是建構(gòu)性質(zhì)的，它包括兩個過程：個體對外界刺激產(chǎn)生反應(yīng)的過程（基本過程）和學(xué)習(xí)者有意識地控制、轉(zhuǎn)換和建構(gòu)觀念的映象的過程（二級過程）。建構(gòu)來自于外界與主體的相互作用。認知建構(gòu)就是在外在刺激和學(xué)習(xí)者個體特征相結(jié)合的情況下進行具有漸進和累積性自我建構(gòu)的過程。2良好的認知結(jié)構(gòu)在學(xué)習(xí)中具有重要的作用，是學(xué)習(xí)的核心這句話包含兩層意思，形成良好的認知結(jié)構(gòu)是學(xué)習(xí)的核心任務(wù)，已經(jīng)形成的良好的認知結(jié)構(gòu)查后繼學(xué)習(xí)的核心條件，根據(jù)研究發(fā)現(xiàn)，良好的認知結(jié)構(gòu)的作用可體現(xiàn)為下列功能：搜索與預(yù)測功能、建構(gòu)與理解

10、功能、推論與補充功能、整合與遷移功能、指導(dǎo)與笄功能。認知結(jié)構(gòu)的核心地位來自于它的重要作用。在近年來有關(guān)專家和新手的解決問題的比較研究中發(fā)現(xiàn)，專家之所以能迅速的解決問題，就在于專家頭腦中有某類知識的大約520萬個知識組塊，這些知識組塊按層次網(wǎng)絡(luò)的方式排列，這使得志誼在解決問題時能更注意問題的結(jié)構(gòu)。而新手卻相反，他們有關(guān)的知識較少，知識之間是零散和孤立水平排列狀態(tài)，在解決問題時更多的注意問題的細節(jié)。4對學(xué)習(xí)落后新生學(xué)生的研究表明，特定知識與技能的缺陷是導(dǎo)致學(xué)習(xí)能力低下的主要原因（BrownCAMPIONE，1986）?？梢姡J知結(jié)構(gòu)的確在學(xué)習(xí)中發(fā)揮著強大的作用，特別是良好建構(gòu)的認知結(jié)構(gòu)在學(xué)習(xí)中更是

11、必不可少的。布魯納主張學(xué)習(xí)應(yīng)最先建立學(xué)科基本結(jié)構(gòu)即學(xué)科的知識體系所能抽象概括的具有普遍和強有力適應(yīng)性的、能廣泛遷移的系統(tǒng)構(gòu)架，奧蘇貝爾把建立概括性強的認知結(jié)構(gòu)作為教學(xué)的主要任務(wù)，都是有一定道理的。3認知結(jié)構(gòu)理論突出了學(xué)生中心的思想認知結(jié)構(gòu)理論明顯由對教師教的研究轉(zhuǎn)向?qū)W(xué)生學(xué)的研究，把學(xué)生作為研究的中心。對認知結(jié)構(gòu)的闡述包含的理論前提是，學(xué)生才是決定學(xué)習(xí)到什么的關(guān)鍵和直接因素，教材、教法，環(huán)境條件社會影響等一切外部條件雖然是重要的，但都是間接的因素。對學(xué)生的研究以對學(xué)生認知結(jié)構(gòu)的研究為起點，不僅研究學(xué)生的認知過程、認知策略、認知條件等，還研究認知活動展開的支持系統(tǒng)如情感、意志等。對認知結(jié)構(gòu)的研究

12、影射到對學(xué)生整體的研究。這種研究使得對學(xué)生的重視不再儀在思想或經(jīng)驗的水平而是深入到科學(xué)行動的階段，它為科學(xué)的發(fā)揮學(xué)生的主體性提供了科學(xué)的依據(jù)和實用的操作原理和方法。認知結(jié)構(gòu)與學(xué)生主體思想相互印證，相互促進，相得益彰，它隨著學(xué)生主體思想的發(fā)展而發(fā)展起來并不斷深化下去，突出了學(xué)生自主建構(gòu)的必要性和意義。三、基于認知結(jié)構(gòu)理論的教學(xué)設(shè)計原理揭示豐富的認知結(jié)構(gòu)理論為我們進行科學(xué)的教學(xué)和科學(xué)課堂教學(xué)設(shè)計提供了廣闊的理論空間。根據(jù)這些理論我們可以總結(jié)出在進行教學(xué)設(shè)計時要遵循的科學(xué)原則。1教學(xué)設(shè)計要以利用和形成學(xué)生良好的認知結(jié)構(gòu)作為價值取向和目標(biāo)指向基于認知結(jié)構(gòu)的廣泛內(nèi)涵和重要作用，教師在進行各方面的設(shè)計時要

13、以激發(fā)和形成學(xué)生良好的認知結(jié)構(gòu)為目標(biāo)。這些設(shè)計包括環(huán)境設(shè)計、課程內(nèi)容設(shè)計、學(xué)生活動設(shè)計等，它們的總體目標(biāo)是為學(xué)生提供條件，讓其自主的進行認知結(jié)構(gòu)的建構(gòu)。這不僅是學(xué)習(xí)知識的需要，更是培養(yǎng)學(xué)生的主體性和創(chuàng)造性的需要，是基于學(xué)生主體思想所作出的必然選擇。只有這樣才能貼近實際地教學(xué)，并且能更有長遠目標(biāo)地教學(xué)。2教學(xué)設(shè)計要重視環(huán)境的設(shè)計環(huán)境可以促發(fā)學(xué)生的認知結(jié)構(gòu)使其處于激活狀態(tài)，為新舊知識提供接觸點?！皩嶋H上有意義學(xué)習(xí)并不一定漸次地從單個任務(wù)成分地練習(xí)發(fā)展到復(fù)雜的物質(zhì)任務(wù)背景的操作，而往往是在支持環(huán)境中在大背景下訓(xùn)練子任務(wù)所需的技能”（Robert Gleser）。5在環(huán)境的設(shè)計上，以布蘭斯福特為代表的

14、“拋錨式教學(xué)”的理論和實踐為我們提供了生動的例子。他們主張把學(xué)生引入模擬的故事情境中以解決故事中的問題的方式進行學(xué)習(xí)，實驗證明這種方法使學(xué)生的學(xué)習(xí)效率大為提高。環(huán)境設(shè)計的原則是，習(xí)量馬學(xué)習(xí)情境并入真實的生活情境中去，讓學(xué)習(xí)與生活接壤；盡量用先進的技術(shù)設(shè)備模擬問題情境，使學(xué)生在情境中感知，加強語義知識和形象知識的連接；盡量創(chuàng)造和諧、民主的人際環(huán)境，加強師生之間的交流，促進師生、生生之間的互動。3教學(xué)內(nèi)容的設(shè)計要以條理化、結(jié)構(gòu)化和整合化為原則這一原理并不是要求教學(xué)必須從基本的概念和原理教起，而是要以形成結(jié)構(gòu)化、層次化的認知結(jié)構(gòu)為最終目標(biāo)和總的設(shè)計原則。根據(jù)認知建構(gòu)理論所揭示的原理，教學(xué)內(nèi)容的設(shè)計可

15、采取兩條互逆的途徑：由一般到特殊和由特殊到一般的設(shè)計順序，即遵循逐步分化和逐步統(tǒng)合的原則（奧蘇貝爾的觀點）。運用這兩條途徑的共同前提是，教師對學(xué)科的基本結(jié)構(gòu)和各部分的相互關(guān)系能精細了解并且始終以形成學(xué)生優(yōu)質(zhì)的認知結(jié)構(gòu)為目標(biāo)。前蘇聯(lián)在60、70年代出現(xiàn)的“單元教學(xué)法”使用的是從一般到具體的設(shè)計方案。在實際的教學(xué)設(shè)計中，兩條途徑一般進行交叉使用。在奧蘇貝爾的多種學(xué)習(xí)分類中，在他的逐漸分化和統(tǒng)整協(xié)調(diào)的內(nèi)容設(shè)計原則中，明顯的體現(xiàn)了交叉使用的原則。斯皮諾（Raan Spiro 1991）的概念與案例構(gòu)成多維與非線性的“十字交叉”形狀的知識表征理論認為雙重表征知識能加強學(xué)習(xí)的認知彈性，促進語義表征和圖象表

16、征的結(jié)合，清除單純語義表征的弊端。這一觀點為我們提供對二者交叉使用的又一理論依據(jù)。4設(shè)計中要處處體現(xiàn)學(xué)生主體和自主的原則這也是由認知結(jié)構(gòu)的特性決定的。教學(xué)設(shè)計要為學(xué)生的自主活動留有余地，以學(xué)生的現(xiàn)有認知結(jié)構(gòu)為起點，以學(xué)生自主建構(gòu)的良好認知結(jié)構(gòu)為終點。在空間設(shè)計上注意廣延性、開放性；時間設(shè)計上要求有彈性，少講多練，為學(xué)生的自學(xué)和思考留下足夠事物的時間；方法設(shè)計上注意以教法促學(xué)法，教會學(xué)生學(xué)的方法和策略；內(nèi)容設(shè)計上要循序漸進，以舊知促新知，讓學(xué)生能夠自主吸納，自主建構(gòu)?？傊獙W(xué)生做到建構(gòu)性的學(xué)，累積式的學(xué)，目標(biāo)指引式的學(xué)，反思性的學(xué)。5教學(xué)中要進行有關(guān)認知結(jié)構(gòu)的專門策略設(shè)計的原則教學(xué)設(shè)計不僅要考慮從宏觀上對內(nèi)容、情境進行設(shè)計，還要考慮從微觀對策略進行設(shè)計。這些策略包括激活原有認知結(jié)構(gòu)的策略，鞏固新建認知結(jié)構(gòu)的策略，促進認知結(jié)構(gòu)條件化、結(jié)構(gòu)化、整合化的策略等。認知結(jié)構(gòu)理論特別強調(diào)認知結(jié)構(gòu)的作用，但認知結(jié)構(gòu)并不是時時處于活動狀態(tài)