認知彈性理論

認知彈性理論產生於是20世紀90年代，是美國依利諾斯大學的斯皮羅（Rand J.Sprio）等人針對結構不良知識的習得與遷移而提出的一種學習理論。

基本介紹

• 中文名：認知彈性理論
• 創建人：斯皮羅

什麼是認知彈性理論

認知彈性理論產生於是20世紀90年代，是美國依利諾斯大學的斯皮羅（Rand J.Sprio）等人針對結構不良知識的習得與遷移而提出的一種學習理論。他們指出：“所謂認知彈性，意指以多種方式同時重建自己的知識，以便對發生根本變化的情境領域作出適宜的反應。這既是知識表征方式（超越單一概念維度的多維度表征）的功能，又是作用於心理表征的各種加工過程（不僅是對完形的修復，而且是對一整套圖式的加工過程）的功能”。認知彈性理論又被稱作“認知靈活性理論”，究其本源，它是建構主義一個新興分支。

認知彈性理論的基本原理

基本原理之一是：只有在顯示多元事實時才能以最佳方式對結構不良領域的現象進行思考。因此，認知彈性理論的焦點是試圖揭示複雜與結構不良領域中的學習本質。該理論的中心問題是多元認知表征，即要求從多於一個觀點的角度檢查某一概念，這既能增強對該概念自身的理解，同時也能增強將這一理解遷移至其它領域的能力。同樣，從同一觀點檢查不同概念也能導致一種新的見識。在結構不良領域中這更是一個真實的事實。

基本原理之二是：概念與案例構成的多維與非線性的 “十字交叉”形狀（"criss-crissing" of conceptual and case landscape）。有理由、有根據的正確理解會因背景的不同而存有差異。“十字交叉形”這一隱喻表明，從不同方向得到一個映像或觀念可同時既加強新的觀念，又加強作為出發點的原有概念。這是因為這一連結在原本沒有聯繫的概念之間形成了一種新聯結（可參見拋錨式教學）。當理解一個變化了的概念感到困難時，通過幾個具體示例加以說明，可使該概念富有意義。顯然，這正是認知彈性超文本（CFHs）的重要特徵。

認知彈性理論的焦點

認知彈性理論的焦點是複雜和結構不良領域中學習的本質問題。所謂認知彈性，意指以多種方式同時重建自己的知識，以便對發生根本變化的情境領域作出適宜的反應。

認知彈性理論的重點

認知彈性理論的重點是以多種觀點呈現信息，並利用能提供不同範例的多種研究案例。該理論還主張有效的學習應該是依靠情境的，因而，相應的教學必須是非常具體的。此外，該理論強調建構知識的重要性，要求教師必須為學習者提供機會開發他們自己的信息表征，使他們以更適宜的方式學習。

認知彈性理論的邏輯結構[1]

認知彈性理論產生於20世紀90年代初,倡導人為美國依利諾斯大學的斯皮羅(Rand J.Sprio)等人,國內學者高文在《教學模式論》一書中系統地推介過該理論,隨後不少論者也撰文討論過該理論用於指導教學實踐、網路課程設計等。以下以該理論創始人斯皮羅等的文章為基礎,參閱國內各種論文或專著,探討其邏輯結構。任何理論都有一個範疇或範疇體系,各種理論就是通過範疇體系來揭示其研究對象的規律的。認知彈性理論涉及到以下幾個範疇。

(一)高級學習

斯皮羅等人認為,人類的學習是非常複雜的,那種對學習複雜性盲目樂觀的行為主義傾向是不符合實際的,他們主張應該將學習分為兩種:高級學習與初級學習。初級學習是學習中低級階段,在這一階段,學習主要是還原傾向的簡單化學習,即只要求學生將所學的東西簡單再生出來,涉及的內容主要是結構良好領域(well-structured domains)。斯皮羅等人感興趣的是高級學習,他們認為高級學習不同於低級學習,要求學生把握概念的複雜性,能運用所獲取的概念去分析、思考問題以及在新的情境中靈活運用這些概念。因此,這一階段的學習涉及到大量的結構不良領域(ill-structured domains)的問題。所謂結構不良的問題,就是指那些已知條件明確,目標要求不明確,或者相反,或者兩者均不明確的問題。例如,一項設計和製作,故障排除,醫療診斷等,都屬於結構不良問題。

眾所周知,理論的正確性在一定程度上取決於它能正確解釋經驗事實的多少。斯皮羅等人為了進一步說明該理論的正確性,他們明確指出,傳統教學在提高學生解決實際問題的能力方面表現出的力不從心,原因在於將低級學習階段的教學策略盲目地推及到高級學習階段,使得教學過於簡單化,表現出以下三種偏向:“

(1)附加性傾向,將事物從複雜的背景中隔離出來進行學習,誤認為對事物孤立的認識可以推及更大的背景中,忽視具體條件的限制;

(2)離散化偏向,即將本來連續的過程簡單的當成一個個的階段處理;

(3)將整體分割為部分,忽視各部分之間的相互聯繫。”。

理論的範疇體系中必然有一個起始範疇,這個起始範疇即範疇體系結構的邏輯起點,也就是思想、思維的起點,邏輯起點對於理論來說是非常重要的,它決定了理論研究的方向和範圍,它的邏輯延伸構成了特定理論研究於其它理論的分野界線。基於以上分析,可以看出,認知彈性理論是基於學習的高級、初級分類的假設而提出的,關注的焦點在於高級學習的學習規律和學習條件,因此,我們可以把“高級學習的學習條件和學習規律”看做是認知彈性理論的邏輯起點。把握認知彈性理論的這個邏輯起點是非常重要的,那種不顧學科特徵、不顧學習領域特徵,試圖把認知彈性理論所有見識推及到一切領域是不符合實際的。

(二)隨機通達教學

現代教學心理學發展的一個基本走勢是心理學原理與教學問題緊密結合,認知彈性理論也不例外。該理論的第二個重要範疇就是關於教學方法方面的,斯皮羅等人在探討了高級學習的基礎上提出了適合高級學習階段的教學方法——“隨機通達教學”(Randomaccess instruction),該方法基本原理是,對於同一教學內容,要在不同時間、在重新安排的情景下、帶著不同的目的、從不同的角度多次進行學習,以此來達到高級知識獲得的目標。教學中,應努力使學生形成對概念的多視角理解,並要與具體的情景聯繫在一起,形成背景性的知識,而不是去情景化的,通過以不同的方式交叉瀏覽結構不良知識領域,使學習者認識到知識套用的多樣性,並且揭示知識的多種關聯性以及對情景的信賴性,另外重要的一點是,使學習者認識到從不同角度考慮知識的複雜性是非常重要的。

美國華盛頓州立大學農學院針對隨機通達教學做了專門的試驗,開發了網路環境下互動式的教學系統,主要內容是分子遺傳學和生物技術,重點側重於對基本概念和變異過程的理解。。

(三)認知彈性超文本

認知彈性理論的倡導者們,並不滿足於原理、方法的探討,他們更進一步地提出了體現、套用這些原理與方法的具體技術,這就涉及到第三個範疇,即適用於該理論的理想的學習媒介——認知彈性超文本(Hyper-text Learning Environments),斯皮羅等人認為認知彈性超文本是“提高結構不良領域的認知彈性的優秀候選人”。具有非線性特徵的超文本有助於學習者從多種觀點的角度接近概念並建構知識表征,真正改善對複雜概念的掌握,因此,認識彈性超文本適用於需進行高級知識獲得學習的結構不良領域。認知彈性超文本力求將內容鑲嵌在相關的上下文或背景中,以克服知識的抽象性,並有助於對複雜性的理解與掌握。在認知彈性超文本中也有預設的知識,但預設是最低限度的,且預設的知識不是讓學生被動吸收的,也不是學生最終應該獲得的結果。

很重要的一點,該技術開發了情境敏感的知識集群(Situation-sensitive knowledge assembly)加工方法。該方法不是簡單地將一樣東西與另一樣東西簡單連線起來,學習者在隨機訪問文檔時根據需要可對原有連結進行動態編輯,以便更深刻地揭示概念的本質並使其更好地與相關主題聯繫,由此,學習者可以構建基於具體情境或案例整體的屬於自己的知識集群。可以將自己的認識過程記錄下來,以一種可見的方式呈現出來,便於適時反思。

上述三個範疇在邏輯上是繼起的,關於“高級學習”若干觀點可以看作理論的邏輯起點,“隨機訪問教學”是體現原理的方法,“認知彈性超文本”則是實現方法的技術媒介,三個範疇密不可分,共同體現了認知彈性理論的核心觀點:“從多於一個觀點的視角呈現複雜概念,可增強對該概念的理解。套用該理論的理想媒介是具有非線性及多維度特徵的超文本。”

認知彈性理論的評論[1]

從認知彈性理論的邏輯結構看,該理論的邏輯體系幾儘自足,且很有針對性,指出了傳統教學對結構不良問題解決教學的嚴重不足,既接受了建構主義學習理論的主要觀點,但也有別於極端的建構主義學習理論,也重視知識的結構性的特點,重視概念的重要性,即一方面要提供建構理解所需要的基礎,另一方面要留給學習者自主的建構空間,讓學習者針對具體情境採取適當的策略。這種對建構的“折中”取向是符合結構不良領域高級學習特徵的,主要表現在:從結構不良問題解決對學習者要求來看,學生需具備領域知識的,很難想像,一個沒有電磁學的知識的人,會深刻地思考電場和磁場變化的過程及其規律並解決與電磁波相關問題的;另一方面,結構不良問題的解決是一個複雜的過程,通常並無唯一的標準答案,這就有很大的創造空間。

認知彈性理論基於對學習本質的研究,把學習分為高級與初級兩個階段是符合實際的。初級學習與高級學習規律很不相同,初級學習主要是還原傾向的,只要求學生掌握一些概念和事實,在測試中也要求把所學知識再現出來,而高級學習則要求學生把握概念的複雜聯繫,並能“舉一反三”,這個階段的學習涉及到大量的結構不良的問題。學習規律不同,就不能把初級學習的策略盲目的推及到高級學習中去,傳統教學在培養學生解決實際問題(結構不良問題)時表現出的無能為力,主要原因就在此。進而,該理論也提出了對應的教學方法(隨機通達教學)與教學媒介(認知彈性超文本)。綜而觀之,認知彈性理論針對高級學習的特點提出的所有這些見識對教學實踐是很有指導意義的。

然而,認知彈性理論有其適應性與針對性,也有其局限性。首先,認知彈性理論所倡導的教學策略在結構不良領域或高級學習階段是適合的,是有助於學習的遷移的,但要是不考慮對象、學科特點及教學內容,把該理論擴大到一切學習領域的話,則又是行不通的。

認知彈性超文本並不適合於所有教學情境,能用一般的方法就能掌握的概念、原理及良構領域就沒有必要使用超文本;要求一個小學生能建立特定知識的多元表征則是十分困難的,因此也是徒勞的。其次,認知彈性理論倡導對概念、知識的多重表征,但實際情況是學生面對多種觀點或多種解釋常常會感覺認知負擔加重,常常會感到茫然,因此教學實踐中,教師的幫助非常重要。第三,結構不良問題解決對學生的元認知水平、非智力因素要求較高,而認知彈性理論在這方面則沒有提出很好的辦法,因此,教學實踐中,加強師生、生生交流非常重要。具體到教學媒介設計時,則要注重反思型工具的設計。