第五章-认知学习理论

第五章认知学习理论认知学习理论主要包括以下两种密切相关的倾向：1.信息加工的学习理论2.认知结构理论（布鲁纳和奥苏贝尔）：认知是整体的结构，学习是认知结构的形成和重组过程。主要内容学习的信息加工过程认知结构陈述性知识和程序性知识陈述性知识的结构程序性知识的结构作为信息加工过程的学习第一节、学习的信息加工过程什么是信息加工？接收存储处理传送知识的信息加工过程学习的信息加工模型感觉记忆注意知觉工作记忆长时记忆元认知复述编码提取反应一、知识的信息加工过程一个实验：下面将呈现一幅图片，请注意看。预备……1、感觉记忆及有关的认知加工过程感觉记忆及有关的认知加工过程知识的信息加工过程请说出刚才图片中香蕉的数目？知识的信息加工过程感觉记忆的定义：当刺激物停止作用以后，感觉并不立刻消失，在一个很短的时间内保持它的印象，这种在感觉基础上产生的只储存瞬间的记忆，就是感觉性记忆。知识的信息加工过程感觉记忆的特点：未加工的容量无限的迅速消退的时间短50ms感觉记忆及有关的认知加工过程知识的信息加工过程感觉记忆的作用：保证知觉连续性临时存储192714222115232、工作记忆及有关的认知加工过程知识的信息加工过程一个实验：请回忆19,27,14,22,21,15,23工作记忆及有关的认知加工过程知识的信息加工过程工作记忆的定义：是第二个信息贮存库，其中保留着的是个体正在有意识地思考着、使用着或工作着的信息。知识的信息加工过程工作记忆的特点：工作记忆及有关的认知加工过程有限的短时的激活的工作记忆容量词汇测验一个实验空调铅笔冰雹耳朵蚂蚁力量照片困难药片愿望草根脾气请回忆空调，铅笔，冰雹，耳朵，蚂蚁，力量，照片，困难，药片，愿望，草根，脾气知识的信息加工过程3、长时记忆及有关的认知加工过程长时记忆工作记忆知识的信息加工过程长时记忆及有关的认知加工过程长时记忆的定义：是一个长期的信息贮存库。来自工作记忆的信息，经过复述、精致和组织后，都进入到长时记忆中贮存。知识的信息加工过程长时记忆及有关的认知加工过程长时记忆的特点：长时间的容量无限的未激活的知识的信息加工过程4、信息加工过程的提取有关的认知加工过程——提取长时记忆工作记忆知识的信息加工过程信息加工过程的提取有关的认知加工过程——提取定义：积极地从长时记忆中检索信息，将信息激活并转换到工作记忆中使用的过程。知识的信息加工过程信息加工过程的提取有关的认知加工过程——提取一个问题：前天的晚餐是什么？知识的信息加工过程信息加工过程的提取有关的认知加工过程——提取节点的激活张三辣椒下课食堂师傅张四很辣知识的信息加工过程5、遗忘遗忘的定义：不能再认（回忆）或错误再认（回忆）知识的信息加工过程遗忘遗忘的进程：艾宾浩斯曲线知识的信息加工过程遗忘影响遗忘进程的因素：学习材料的性质学习材料的数量学习程度加工程度知识的信息加工过程6、复习复习方法：及时复习分散复习尝试回忆部分与整体结合多种感官协同记忆二、学习的基本阶段(1)注意：对可以接触到的教学信息保持警觉和敏感，(2)目标预期：明确所要达到的具体学习目标。影响对信息的选择和加工(3)提取先前知识：回忆与当前的学习相关的旧知识。（准备）(4)选择性知觉：感知教学信息，辨认重要的信息要素，将其识别和转化成为有意义的模式，纳入到工作记忆之中。(5)语义编码（关键环节）：加工和组织工作记忆中的信息，联系长时记忆中的有关知识，形成对新信息的理解，存储到长时记忆中去。(6)做出反应：提取所习得的知识技能完成某个活动。(7)反馈强化：针对实际的学习进展和活动反应情况获得有关的反馈。（加工）(8)提取应用：提取运用所习得的知识技能，推广应用到新的任务情境中（延迟性）。迁移和概括化教学步骤教学步骤1.引起注意与告知教学目标2.提示学生回忆原有知识3.呈现经过组织的信息4.阐明新旧知识的各种关系5.引出学生的反应，提供反馈与纠正6.提供技能运用的情境，促进迁移5.对学生的复习与记忆策略指导6.提供提取知识的线索学习过程注意与目标预期激活原有知识选择性知觉语义编码认知结构重建与改组根据线索提取知识变式练习，命题转化为产生式系统一旦条件满足行动能自动激活三、促进知识的保持1.加工深度加工深度理论认为：人往往在不同的深度层次上对各种外界刺激进行心理加工。而只有那些得到很深的加工的信息才能被长期保持下来。深度的认知加工就是赋予信息以意义，理解信息的深层意义。专家按照问题的内在结构进行分类，非专家按照问题的表面特征进行分类Eylon(1984)实验：让学生学习两种关于浮力的学习材料，第一种来自于传统的物理教科书，第二种来自于根据专家对浮力知识的分析，按层次分门别类的组织的。结果发现，在回忆成绩上，学习的第二种材料的回忆成绩高40%；在问题解决成绩上，学习第二种材料的高25%.2.多元表征双重编码理论：假定长时记忆中的信息有两种表征形式：言语符号表征和视觉形象表征。按照这种理论推测，在学习过程中，那些同时以言语符号和视觉形象两种方式进行表征的信息比用单一方式进行表征的信息能够得到更好的保持．实验双表征组：文字+插图单表征组：文字结果：双表征组成绩比单表征组高出75%3.应用情境和学习情境的一致性在与学习情境相类似的情境中，学习者能够更好地提取应用自己所学的知识。题海战术的是与非第二节知识的组织结构一、认知结构完行——结构（对事物、情境的各个部分及其相互关系形成整体理解）1.布鲁纳的认知结构思想（1）概念：认知结构就是人关于现实世界的内在的编码系统，是一系列相互关联的、非具体性的类目，它是人用以感知外界的分类模式，是新信息借以加工的依据，也是人的推理活动的参照框架。（2）学习就是发展和调整内在的认知结构(编码系统)的过程。学习者要把同类的事物联系起来，赋予它们意义，并把它们连结成一定的结构。学习的过程实际上是人们利用已有的认知结构，对新的知识经验进行加工改造并形成新的认知结构的过程。（3）掌握学科的基本结构可以促进认知结构的形成学科的基本结构是指一个学科围绕其基本概念、基本原理以及基本态度和方法而形成的整体知识框架和思维框架。2.奥苏贝尔的有意义学习（1）概念：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。1学习材料具有逻辑意义2学生具有同化新知的有关观念具有潜在意义的材料3学生具有有意义学习的心向4使新旧知识相互作用心理意义的获得有意义学习的条件条件2（3）三种同化模式下位学习下位学习又称类属学习，是指将概括程度或包容范围较低的新概念或命题，归属到认知结构中原有的概括程度或包容范围较高的适当概念或命题之下，从而获得新概念或新命题的意义。（派生类属学习、相关类属学习）ABCD上位学习上位学习是指新概念、新命题具有较广的包容面或较高的概括水平，这时，新知识通过把一系列已有的观念包含于其下而获得意义，新学习的内容便与学生认知结构中已有观念产生了一种上位关系。ABCD组合学习当新概念或新命题与认知结构中已有的观念既不产生下位关系，又不产生上位关系时，它们之间可能存在组合关系。这种只能凭借组合关系来理解意义的学习就是组合学习。ABC“先行组织者”：先于某个学习任务本身呈现的引导性学习材料称为“先行组织者”，它可以在学习者已有知识与需要学习的新内容之间架设一道桥梁，使学生能更有效地同化、理解新学习的内容。（1）组织者的抽象、概括、综合水平要高于学习材料，且与学习材料有关联；（2）组织者的呈现不必详细，以学生熟悉的语言和观念来呈现；（3）注意唤起学生头脑中与组织者有关的知识经验。先行组织者的呈现要求二、陈述性知识和程序性知识1.陈述性知识说明事物、情况是怎样的，是对事实、定义、规则、关系、原理等的说明。2.程序性知识是关于怎样完成某项活动的知识。3.陈述性知识和程序性知识的区别与联系：联系：陈述性知识是程序性知识的基础程序性知识的掌握会促进陈述性知识的深化。三、陈述性知识的结构1.语义网络说这种假说的基本思想是：一个人的陈述性知识可以看作是一个很庞大的由结点和连线构成的网络，即语义网络。结点代表一个概念，连线反映了它所连接的两个概念之间的某种关系。两个结点与一个连线共同构成了一个命题，反映了一个想法或观念，它是能够评价是非对错的最小的意义单元。连线的长短代表概念距离的远近（概念关系的密切程度）层级结构，即按概念的包摄性(概括性)水平形成一定的层次关系，最概括的概念在上，它所含盖的更具体的从属概念在下。（层次网络模型）连锁结构，不同的概念及其之间的连线构成了一定的因果链或者时间顺序链等。（激活扩散模型）语义网络的类型：人与某个主题领域有关的知识可以看作是一个理论系统，其基本结构是“中心一边缘”结构。中心：核心的概念和原理，基础的、抽象的边缘：围绕核心概念和原理而衍生出来的概念、原理，通常更为具体。2.理论框架说图式说重点揭示了人的陈述性知识之中所包含的一系列重复发生的经验模式。图式，就是关于某个主题的一个知识单元，它包括与某主题相关的一套相互联系的基本概念，构成了感知、理解外界信息的框架结构。不同的知识领域，图式的具体表现方式不同。3.图式说（1）产生式：if—then表明所要进行的活动以及做出这种活动的条件（2）产生式系统：产生式的集合4.程序性知识的结构（3）产生式和产生式系统获得的条件第一，必要的先前知识第二，练习加反馈三、认知学习理论对教学的启发(1)学习者的先前知识对新知识的学习有重要影响：意义学习，产生式获得(2)对于一个学科领域的学习必须抓住该学科领域的基本结构：以良好的外部结构促进内部表征结构（编码系统）的形成(3)有效的学习需要学习者进行一系列的认知加工活动：注意——解释——理解——联系反馈(4)工作记忆的容量是相当有限的：控制信息量，组块化(5)学习者在学习中的主动性和加工深度对于学习效果有重要影响：自我监督、自我调节