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[摘 要] 组织和开展教学的途径主要可以分为接受式、直导式、指导发现式和探究式四种结构。它们反映了吸收、行为和认知三种不同的学习模式。每种教学结构都有其适用的范围,尤其必须考虑学习者的原有经验以及学习任务的迁移类型。应依据学习活动中主要的认知过程特点来提出相应的教学原则——认知减负、集中注意、利用旧知、心智建模、实现迁移、自我监控和认知激励等,同时考虑各项教学原则与四种教学结构间的动态关系,以此达到教学与培训为发展专长服务之目的。
[关键词] 发展专长;教学结构;认知过程;教学原则
[中图分类号] G40-057 [文献标识码] A [文章编号] 1672—0008(2009)06-0027-09
教学过程、教学结构和教学原则的研究同心理学的发展有着十分密切的联系,这种渊源可以追溯到加涅。比如说,加涅就曾经整理了信息加工过程,五种不同的学习结果以及与之相配的九大教学步骤。那么,当多媒体和互联网兴起之后,当信息加工理论开始关注有效学习的关键成分——融合新旧知识的工作记忆,减轻认知负荷时,这种传统被克拉克很好地继承与发展了。露丝·克拉克(Ruth Colvin Clark)博士是一位教育心理学专家,美国当代最著名的培训专家之一,克拉克培训与咨询公司总裁,教学设计领域的著名学者。她是活跃在企业培训一线的实践者,为通过培训提升员工工作效能而辛勤耕耘,同时又是学者和作家,通过考察大量教育技术学和教育心理学基础研究的成果,从中加以提炼和阐释,出版了多部专著。她努力将教育心理学的研究成果,尤其各种实验得出的结论进行转化,为广大教师和培训师提供直接的帮助。其代表作有《E-Learning与教学科学》、《学习的效能》和《培养专长》。克拉克关于四种教学结构的探讨,以及四种教学结构与学习过程尤其是信息加工过程的匹配,是近年来教学设计研究的一个亮点,其主旨是发展人的专长。按照克拉克的观点,我们不是要去发现天才而是要去发展专长。所谓专长,就是人的胜任力,体现在新手向专家转变的历程中所具有的迁移能力尤其是远迁移能力。曾与克拉克合作的一流教学设计专家和教育心理学家有加州大学理查德·梅耶教授,荷兰开放大学冯曼利伯教授等。著名教学设计专家梅耶在评论克拉克的发展专长理论时说道:这一理论展示了清晰准确的教学设计要求,同时与研究的证据颇为一致。梅里尔教授则作出了这样的评价:“很少有人能像克拉克这样,让培训实践者如此轻松而又大量地享用教育心理学科学研究的成果。”
本文主要介绍克拉克所采用的四种教学结构与认知过程相结合的观点,以及对如何依据学习过程选择教学方法与媒体提出的各种合理建议。
一、三种学习模式
三种常见的学习模式对学习是如何发生的做出了不同的假设,这些基本假设又进而导致了不同的教学结构。这三种模式分别是:吸收模式(传递模式)、行为模式和认知模式。
1.吸收模式
这种模式把学习看成一种被动吸收的过程,即学习就是接受信息,而教学则是为学习者提供信息。也有人把这种模式称为教学的“传递”模式。以单纯讲授或播放录像为主开展教学通常就是这种模式的写照。为什么“传递”模式的教学如此司空见惯?主要是因为:(1)这种教学较为容易准备;(2)它是教师本身从小接受的常见教学方式;(3)一些教师对学习的本质是一种“主动的加工/建构过程”缺乏认识。
2.行为模式
在20世纪初,行为主义心理学提出了一种不同的模式——认为学习是建立于获得某种心智联结(association)之上的。在这一模式中,所谓学习无非是对问题做出正确回答,而教学则是先提供小部分信息,然后通过提问和反馈加以落实。在小步子、多强化的过程中,学习者逐步形成新知识的链条。程序教学以及许多传统做法强调由下而上的渐进式教学,以反馈的形式进行及时强化的教学设计,都是行为模式的反映。
3.认知模式
到20世纪下半叶,人们对学习又重新作出认识,提出了许多新的看法。此时强调了学习是一个主动建构新知的过程。这种建构要求将来自环境的新信息和记忆中已有的信息进行整合。在认知模式当中,学习正是通过与新信息发生互动才能主动建构新知,而教学则体现在如何为促进这种建构的心理过程提供支持和保障。
尽管学习的机制体现为对知识进行主动建构这一观点现在已经被广为接受,然而建构本身是可以在多种多样的教学环境中实现的。我们将教学的四种不同途径概括为四种教学结构。每一种结构反映的是不同的学习模式,而且对有效的学习环境设计也因此做出了相应的限定。在具体讨论四种不同的教学结构特征和要求之前,我们先对其做一概述。
二、四种教学结构
四种教学结构分别是:接受式、直导式、指导发现式以及探究式。四种教学结构反映了不同的学习模式,其差别主要表现在:(1)教学内容如何组织;(2)教学中是否包括了练习,如果有,练习的类型又是什么;(3)如何看待错误在学习过程中的应有价值;(4)学习者如何调控自己的学习过程。表1中总结了每一种教学结构的主要特点。
1.接受式教学结构
接受式教学结构(Receptive Instructional Architecture)反映了学习的“传递模式”,其特征是强调提供信息。信息可以用语词或者图片(包括静态和动态的)的形式呈现。关于接受式教学结构的一个形象隐喻是“海绵”。教学好比是将知识像水一样泼出,等着学习者自己去吸收。在有些具体方式的接受式教学结构中,比如讲授和视频课程,学习者难以对学习序列和进度进行自我调控。但是在另一些情况下,比如文本作业,学习者倒是可以自己控制进度,挑选书中自己感兴趣的内容开展学习。传统的(没有互动的)讲授、教学录像和自学教材等都是接受式教学结构的例子。一些缺乏交互性的电子学习程序,往往也是采用接受式教学结构。
2.直导式教学结构
直导式教学结构(Directive Instructional Architecture)反映了学习的“行为模式”。其关于学习的假设是:学习就是一点一滴地获取技能的过程,应该从最基础的地方开始教学,循序渐进地达标。直导式教学结构的课程设置是一小块一小块地呈现知识,并多次提供机会让学习者对相关的问题做出反应,及时对相关的回答做出反馈纠正,以确保学习者建立正确的联结。这样做的目的是尽量地避免由犯错而导致的恼人后果,他们相信正是犯错才导致了产生错误的联结。上世纪50-60年代风靡一时的程序教学,是直导式教学结构的主要代表。这种教学最开始利用书本教学,但不久就转向以电脑作为媒介。在程序教学中,某个教学模块之后紧接着就会出示问题以及对回答作出反馈。许多帮助学习者掌握软件使用技巧的非实时电子课程,都采用了直导式教学结构。直导式教学结构反映了教学的演绎途径,即先提供主要原理或者定义,然后再给出具体的实例和运用原理的练习。
3.指导发现式教学结构
指导发现式教学结构(Guided Discovery Instructional Architecture)利用实际问题推动学习过程,反映了学习的“认知模式”。通常,学习者为解决问题需要处理多种多样来源的数据,同时他们可以获得被称为“脚手架”的教学支持。不像直导式教学结构那样,指导发现式教学结构给学习者提供了尝试不同的方法和出错的机会,允许他们体会自己所犯错误的后果,反思完善。其宗旨是通过在现实问题情境下,帮助学习者体会自己所做的决定的后果来促进心理建构。指导发现式教学结构反映了教学的归纳途径,即通过具体的实例和问题来学习概念和原理。
4.探究式教学结构
探究式教学结构(Exploratory Instructional Architecture),也被称为开放式(open-ended)学习,在四种结构之中,它给学习者提供的调控权最大。这一结构同样是基于学习的“认知模式”。不过,其特点是提供一个内涵丰富的学习资源网络,包括课文、事例、讲解和练习,以及一个有效的导航工具。探究式教学结构往往出现在互联网课程中,课内外都能提供大量资源。在探究式教学结构中,学习者的角色是选择与自身的知识水平以及学习目标最相关的学习资源。因此,学习者可以自我建构带有个性特征的知识库。从互联网上获取信息资源是探究式教学结构最典型的例子。
5.混合教学结构
有很多课程是上述多种结构的混合体。例如,一堂医疗道德规范课,可以由某一个问题引出教学内容,同时,又为解决问题提供了丰富多样的资源,包括课程内嵌的专家系统以及医学专业团体所提供的文件下载链接。因此,它就同时拥有了指导发现式教学结构和探究式教学结构的特点。而无论指导发现式还是探究式结构的课程都可以融入一小部分直导式教学。又比如,一系列的课程,从本质上绝大部分是直导式的,最开始却可以是由一个问题情境引出教学内容。
三、“教学有法,但无定法”
也许人们会问,到底哪一种教学结构最好呢?事实上,依学习者和教学目标的不同,每一种结构都有它自己最适用的情况。
通常情况下,当一种新的学习模式产生并被接受之后,旧的模式就不再受欢迎了。很多人会认为,最新的模式反映的是“正确的”或者“最好的”教学方式。然而事实上,上述的每一种教学结构,都有其最适合的教学目标与受众,表1概括了每种教学结构适用的范围。看来确实没有哪一种教学方法在任何情境中都是绝对最好的。有两个变量是必须考虑的:学习者的原有经验,以及学习任务的类型——近迁移还是远迁移。
1.学习者差异:原有知识
尽管学习风格的概念十分流行,然而大量的研究证明先前经验才是对学习影响最显著的学习者特征。我们前面提到,如今的学习模式都把焦点聚集在新内容与记忆中的原有知识的整合上。新手的记忆中缺乏相关知识,因此他们的认知过程必然与背景经验丰富的学习者有很大的差异。因此,对于两者来说,最能使他们从中收益的教学方法并不相同。
例如,背景知识相对较少的学习者更能从直导式教学结构中获益,这种教学结构将信息以小步子呈现,并提供及时练习的机会。相反,先前知识准备充分的学习者,本身就体现了一种优势。以已有知识为基础,他们可以处理较大的信息组块,而且通常可以依自己的学习需求做出选择,因而这些学习者更能从指导发现式、探究式甚至接受式教学中获益。我们不妨想象一组经验丰富的程序员去参加一场新编程语言的讲座,可以相信,即使是在这种被动听讲的教学环境中,他们也照样能有所收获,产生有意义的学习。
2.常规与非常规的任务:近迁移与远迁移
除了学习者原有的知识水平之外,另一个影响学习者对教学结构作出选择的主要因素是所要教授的是什么类型的任务。有一些任务,无论什么时候、由什么人来做,执行起来都是一样的,这些任务就是所谓的常规任务。这些任务是各个组织的日常工作的主体,比如快餐店必须每天生产大量相同的产品。这类任务需要近迁移学业表现——主要依靠重复应用某种过程。一些常见的近迁移任务有登陆电子邮箱和处理常规的客户在线订单等。
另外一些工作环境中需要远迁移学业表现——要求学习者自己做出判断并进行调整,每种情况都要灵活应变。没有一成不变的套路,每次都要依照特定的情况对一般原则作出变通。销售任务就是比较典型的远迁移任务,依据产品和客户的不同,精明的销售人员每次使用的推销手段都各不相同。大多数的工作都是近迁移任务和远迁移任务的混合体。
3.教学结构、学习者与学习任务相匹配
正如表1所反映的那样,教授新手学习者学习近迁移任务,最适合使用直导式教学。然而,对于远迁移任务的教学——特别是对有一定相关经验的学习者,我们推荐使用指导发现式教学。而对那些有充足背景知识或者自学能力较强的学习者,则可以考虑探究式教学或者接受式教学。
因此,实现有效教学并不是只有一条途径,这也印证了“教学有法,但无定法”的说法。每一种教学结构都有各自的优势和不足,现实中往往采用几种结构的混合和折衷。然而无论采用什么样的教学结构,学习者都必须主动在自己的记忆中建构一个不断扩充的知识体系。这种建构活动可能是外显的,比如在直导式教学结构的课堂中,学生对问题做出回应;也可以是内隐的,比如在听讲座时,学生默默地在自己脑中建立联结。但无论如何,学习依靠的是主动地对新信息进行处理。
4.用什么来促进学习:教学方法还是教学媒体?
许多年来,人们一直想了解不同教学媒体在效果上有什么差异。“电脑是不是比书本的教学效果要好?”这是最常见的一类问题。然而长久以来的研究结果却多少让人们有些失望,我们逐步认识到教学媒体本身并不能促进学习。真正造成学习效果差异的不是传播媒介,而是使用媒体的方式。在传统的课堂中,教学效果毁誉参半;同样,电子学习(e-learning)的学习质量也是千差万别。这是因为影响学习效果的是教学方法,而不管实现这些方法的媒体是什么。
5.教学方法:支持学习结果内化的技术
学习需要主动地对教学内容进行处理,使其与记忆中已有的知识实现整合。实现由教学内容向内化的知识技能转化的心理过程,需要有一定的外部支持,而所谓教学方法就是支持这一过程的各种技术。教学的效果取决于使用支持学习者认知过程的方法,避免使用那些干扰学习过程的教学方法。举例来说,流行的教学方法有举例、类比、图示和操练等。
无论你选用哪种结构来组织课程,它都是由教学内容以及那些帮助学习者将内容整合到现有记忆中去的教学方法构成的。教学方法好像是一块一块砖瓦,而教学结构则提供了如何将砖瓦砌成墙体的框架。通常,教学结构是在教学设计阶段就确定下来的;而教学方法则是教学开发阶段要确定的因素。有些结构是以不包含某一种或某几种教学方法为特征的。比如,接受式教学结构中不会包含组织练习的教学方法;而有一些方法,如举例,会出现在大部分类型的教学结构中。
四、信息加工过程:由教学内容向知识与技能的转变
如前所述,本文的主要目的之一就是向读者介绍教学方法与教学结构。然而,对于教学方法研究却常常得出互相矛盾的结果。一项研究报告说教学方法X能促进学习,而另一项研究发现同样的方法起不到促进作用,甚至起反作用。是什么造成了这种反差?有一种解释是我们必须考虑教学方法在心理层面是如何起作用的。相比提问“方法X能促进学习吗?”,还不如提问“在什么条件下方法X能够促进教学?”更为合理。换句话说,对于什么类型的学习目标和学生状况,方法X最能有效发挥作用呢?这一问题,需要那些评估一种教学方法对不同的教学目标和不同的学习者类型如何起作用的研究来做出回答。
然而,如果你考察了众多的教学方法研究后就会发现,很少有什么方法对所有的学习者和所有的教学目标来说都是有效的。因此我们需要懂得特定的方法在心理层面是如何起作用的,以求为实现教学目标而有效地使用教学方法。我们的目标是要不仅能使用被证明行之有效的方法,还要了解这种教学方法在何种情况下能发挥最佳作用。理解了方法是如何起作用的,就能依据具体的教学环境更好地选用和调整。本文后面的内容是围绕学习的核心过程展开的。此处先概略说明调控学习的主要心理过程,并提出教学设计的八条核心原则,为后续的论述奠定基础。
教学环境中的教学内容,通常以语词(包括文本的和语音的)和画面的形式进入意识,并依如下的过程逐步整合到长时记忆之中。
1.感觉记忆
视觉和听觉的信息以一种基本未经转化的形态短暂地存储在感觉记忆之中。例如,在一堂如何用字处理软件编辑文档的课上,学生看着屏幕上的动画演示,听着对正在执行的步骤所做的讲解。动画中的文本信息会储存在视觉感觉记忆里,而言语则短暂存储于听觉记忆中。
2.注意
依学习者聚焦注意力的程度,感觉记忆中的信息的其中一部分会被选中,并转换到工作记忆当中。注意是非常重要的认知过程,因为工作记忆的容量是十分有限的。注意能帮助学习者从环境中选取重要的信息到工作记忆中去处理。例如,学习字处理软件的课堂上,如果教师一开始就告诉学习者,本课的学习目标是在教学结束时,他可以自己建立和编辑电子文档,那么,该学习目标就能帮学习者把注意集中到重要的教学内容上。而当他观看动画演示时,屏幕上还有箭头将他的目光引向含有各种编辑功能的工具栏,这又是一种支持注意的方法。
3.激活原有知识
学习需要将新内容整合到已经存储于长时记忆中的图式中去。激活长时记忆中与新内容有关的原有知识能促进这种整合过程。激活旧知意味着将长时记忆中的相关知识提取到工作记忆中。在学习字处理软件的课中,如果学习者有过使用字处理软件的经历,那么在教学开始时应该向学习者提问。所提的问题应围绕着他们以前使用过的字处理软件在编辑方面有怎样的特点。这一教学活动可以把相关的先前知识带入工作记忆中。相反,如果对学习者而言,字处理完完全全是一项新技能的话,教学应该先展现对手写文档的编辑情况,比如书写新内容,擦除和修改等等。这样一来,学习者比较熟悉的任务知识(例如编辑纸质文档)将作为学习新技能的基础。
4.控制工作记忆的负荷
既然新内容与旧知的整合主要发生在工作记忆之中,确保工作记忆不遭受认知负荷超载,就显得十分重要。认知负荷是认知任务加载于工作记忆上的工作量,认知负荷低才能保证学习者将有限的工作记忆资料投放到认知活动中。例如,在字处理软件教学中的每个主题都很简短,而在动画演示时,对动画进行说明的语词是以语音而非文本的形式出现的,以求能充分利用工作记忆中的视觉和听觉两个存储区域。
5.复述与编码
一旦进入工作记忆,就需要对内容进行复述以便编码成可以存储到长时记忆中的形式。复述(rehearsal)是指将新内容依照可以与(已被激活的)旧知整合的方式进行处理。信息被编码的频率越高,内容越容易被习得。例如,我们知道图示是一个非常有力的教学工具,原因是其能够引发“双重编码”。双重编码指的是当看到一幅图片时,学习者既会进行视觉编码也会有言语编码。比如当你看到一幅小猫的图片时,你的心里也会响起一个声音说“小猫”。另一种促进编码的方法是有效的练习。在字处理软件教学中,如果用动画形式的画面来演示编辑功能,而在观看动画演示之后,让学习者在电脑上开展练习,自己来试用这些编辑功能。那么,演示中使用的画面(动画),展现操作样例,以及之后的练习都将促进编码。
6.从长时记忆中提取
有人可能会认为一旦新知识被编码存入长时记忆中,学习就结束了。然而,新知识技能想要在需要的时候发挥作用,就离不开“提取”。因为工作记忆是中央处理器,任何已被存储于长时记忆的知识技能在使用时必须要被提取回到工作记忆中来。如果实际应用时无法提取,我们就说出现了迁移受挫。
对于近迁移技能,例如使用字处理软件,提供与实际工作情况十分类似的示例和练习将支持学习的迁移。因此在字处理软件课上,演示和练习当中最好使用和实际工作中同样的外观,同样的步骤。这样在执行相似的任务时新技能随时会发生迁移。然而对于远迁移任务,比如销售产品,要促进学习的迁移就不这么容易了。
长时记忆存储的图式会影响上述全部认知过程。特别是较完善的图式会将注意引向环境中本来可能被忽略的重要信息。它还能通过支持形成更大的信息组块和使新技能自动化(自动化之后就几乎不占用工作记忆资源)来扩充工作记忆的能力。拥有较完善的图式的学习者就拥有了更加广阔而坚实的基础来整合新内容。长时记忆中的图式和教学环境中的新内容之间的相互作用是每个学习者对知识进行再创造的基础。没有两个人在听完同一堂课后会在记忆里留下完全相同的表征。
图式上的差异导致教学方法对认知处理的影响方式。一个长时记忆里有更多相关图式的更有经验的学习者,与新手学习者所需的教学方法必然有差异。这就是为什么一些教学结构和方法适合新手学习者,而另一些更适合有更多相关经验的人。
五、元认知与动机成分
1.元认知
由教学内容向知识技能的转换过程,是受到一种称为元认知(metacognition)的认知操作系统监控并调整的。元认知过程帮助学习者确定学习目标,选择有效的学习技巧,监控学习过程朝着学习目标迈进,并在必要时调整学习策略。智力水平相当的学习者会因元认知技能技巧上的差异而取得截然不同的学习效果。
大学一年级和四年级的学生在元认知技能方面的差异能形成了一个鲜明的对比。刚进入大学的新生,开始可能只晓得按时去上课。然而很快他就会发现老师并不是天天记录出勤情况,而且大学里课后作业又很少,与此同时,他忙于结交新朋友并享受大学生活的自由。如果该学习者缺乏元认知当中的自我监控和调节技能,期末时他可能会发现自己因为平时不甚用心,只能靠考前临时抱佛脚。相反,大四的学生往往已经拥有了较完备的一整套元认知技能,包括确定课程学习目标,安排学习日程表,并检查自己对学习内容是否理解。
我们在进行教学设计时可以采用支持监控和调整的教学方法来给缺乏元认知技能的学习者提供帮助。比如在教学中安排形成性小测验,同时给出进一步练习的建议。相反,有较完备元认知技能的学习者可以自己来做出这类决定,并且酌情作出调整,会带来更好的学习效果。元认知技能在学习和解决问题时都扮演着很重要的角色。
2.动机成分
前面在介绍记忆系统和学习过程时没有提到动机,这是因为起初的认知学习理论专注于信息加工过程而没有注意到动机问题。近些年来,人们又开始关注在学习中动机扮演怎样的角色。动机可以定义为能引发努力和推动学习达标的各种因素。在诸如在线课程等自主学习环境中,动机因素就显得尤为重要。
如今认知性的动机理论研究已取得很丰硕而多样的成果,这些理论都强调了学生的想法与他们后续投入努力的意愿间的关系,而不是简单地用“奖惩”来解释动机因素。研究表明,学习者动机的大小,主要受目标对主体的价值和主体实现目标的可能性影响,学习者心目中教学目标的价值越大,自己实现目标的可能性越大,其动机也就越强。因此那些能突出教学或培训与实际工作和生活的相关性,以及帮助学习者建立完成学习目标的信心的教学方法就十分重要了。
六、教学原则
(一)八条原则的总体要求
基于上述对认知学习过程的简要说明,结合一系列关于学习的实证研究的成果,我们提出如下一些教学原则。合理地运用这些原则,能为有效的教学提供保障。每一条原则都会在后文作进一步地讨论。以下是八条教学原则:
1.及早阐明教学与工作和生活的相关性,帮助学习者建立信心,激发学习动机
因为需要靠动机引发学习行为,推动学习者努力达成学习目标,所以应该在教学一开始就帮学习者了解意义、建立完成学习目标的信心。阐明教学目标的价值以及帮学习者建立信心的各项技术,可以早在教学或培训项目正式开始之前就予以运用。
2.及早激活旧知
因为学习依靠的是新内容与长时记忆中的原有知识的整合,所以采用激活与新信息相关的长时记忆中的已有知识的教学技术能够促进学习。后面我们将介绍对待拥有或者缺乏相关知识技能的学习者,分别应该怎样做。
3.将注意力聚焦于重点和难点
工作记忆的容量是有限的,因此帮学习者将他们的注意集中到与学习目标关系紧密的内容上就十分重要。可以通过增加提示引导和排除可能的干扰来营造能帮助学习者选择注意重要内容的友好课堂环境。
4.面对缺乏相关旧知的学习者时要特别注意控制认知负荷
由于工作记忆的能力有限,所以任何教学和培训项目中都要注意控制认知负荷。而学习者相关经验越少,教学内容越是复杂,对认知负荷的控制就越为重要。
5.促进编码存入长时记忆
新信息与已有知识的整合,有赖于工作记忆中的复述过程以及精细加工引发的编码。促进主动的信息加工的方法有内隐的和外显的。内隐方法与外显方法的差异在于会不会引发学习者外显的可观察的学习行为。
6.营造与工作实际相似的教学情境,促进近迁移技能的提取和迁移
对近迁移技能进行教学时,最好能模拟工作环境。可以在培训中使用与实际工作中相同的工具,分配给学员的练习任务也应该与实际工作中的任务相似。
7.建立灵活而完善的心智模式,促进远迁移技能的迁移
与近迁移技能不同,远迁移要求学习者根据不同的工作情境做出不同的反应。因此不能依靠单一的情境线索来引发提取,而要建立完善而灵活的心智模式来帮助学习者能对不同的情境做出恰当的回应。我们可以通过使用表面特征多样但实际上体现相同的原理的样例和练习来帮助实现这一点。
8.依据学习者的元认知技能和教学目标的要求来调整教学
对于缺乏元认知技能的学习者可以在教学中融入补偿元认知不足的方法,比如随时进行诊断性测试,及时给出反馈建议来帮助学习者了解自己的不足。而对于元认知水平较高的学习者,由于他们本身有较好的制定目标和监控技能,最好让他们有更多机会自己来掌控学习过程。有些情况下,我们需要帮助学习者建立自己的元认知技能,尤其是在培养远迁移技能时,比如培养解决问题的技能。此时需要用样例、练习和反馈等手段,让学习者不仅关注解决问题的结果,还仔细体会解决问题的过程。
(二)认知减负原则与四种教学结构
工作记忆是个矛盾体,它既是学习的瓶颈,也是其动力源泉。工作记忆是有意识思维和学习发生的场所,但工作记忆保持信息的能力又是非常有限的。正是因为工作记忆这一双重属性,就有了在教学设计中要遵循的控制认知负荷原则——设计教学活动和教学材料时,要控制认知负荷,保证将有限的认知资源投入到有效的学习过程中。
控制认知负荷,使工作记忆有限的资源得到更充分利用的教学方法有很多:用样例代替练习,减小因练习带来的认知负荷;用视觉和听觉形态共同呈现信息,以充分利用工作记忆中听觉和视觉两个独立的加工中心;利用分块、留白、精练文本和渐次呈现内容等方法减少一次性呈现的信息。由于篇幅所限,这里不再列举。
一般说来,在诸如听讲授和报告之类的接受式教学结构中,学生面临着较大的承受认知超载的风险。因为在这类教学中,学生无法控制信息传递的速率,而且很少有通过练习来加工复述新信息的机会。认知负荷的大小主要取决于以下三个方面:(1)学习者的原有知识;(2)信息的复杂程度和呈现速率;(3)对记忆支持手段的运用情况,比如是否合理的利用图示,是否事先分发内容要点。
直导式教学遵循行为主义的学习模式,课程的结构化程度很高。通常内容都是由低到高排列,依照层级顺序,后教授的内容以先教授的内容为基础。内容被分成小块,按照“规则——示例——练习”的形式展开。基于这些特点,直导式教学结构带给学习者的认知负荷最小,对于新手学习者来说最有利。不论学习者的年龄大小,只要他们是刚刚接触一个不熟悉的知识领域的内容,这种直导式教学都能带来较好的教学效果。
指导发现式教学(包括以问题为中心的学习,此时的学习通过以解决现实问题的情境所引导)会给学习者带来一定的认知负荷,至少比直导式结构带来的负荷要重。认知负荷的强度可以利用提供教学支架(scaffolding)得以降低。教学支架包括在学生开始解决问题时为他们提供指导的各种技术,比如提供样例和提示。还可以容许部分需要更大支持的学生在课程中接受直导式的教学。当然,要逐步去除教学支架,体现由扶到放的过程。
在探究式教学结构中,大部分教学决定要由学习者自己来做。因此,作为一种教学手段,其成功与否取决于学习者能否合理地控制自己的认知负荷。从这种意义上来说,探究式学习更适合有较高元认知技能或者较丰富的相关旧知的学习者。对于缺乏相关知识和元认知技能的学习者,指导发现式教学比纯粹的发现式(或者说探究式)要更为适合。
(三)集中注意原则与四种教学结构
由于工作记忆的容量十分有限,所以注意过程需要聚焦于外部环境和长时记忆中与正在进行的认知任务关系紧密的元素。在设计教学材料和教学活动时,必须要考虑集中注意原则——唤起学习者的注意,将注意引向最重要的教学内容上,尽量避免分散注意力。
由于接受式教学缺乏参与和互动,因而对学习者的注意能力要求很高,通过讲授进行的接受式教学尤其需要注意利用提示和问题来引导学习者的注意。
直导式教学结构中的师生互动很频繁,加上教学进程被分成一个个小块,往往能很好地保持学生的注意力。直导教学的教学材料通常都包含学习目标、附加问题、还有大小标题和段落回顾等提示形式,所以在集中学生注意力这方面,直导教学是比较有优势的。
因为教学过程要求学习者解决问题,高参与性能保证学生有较高的注意水平。对缺乏于所学内容相关的知识经验的学习者来说,指导发现式教学结构存在着认知超负荷的风险,此时运用目标引导、附加问题等各种注意支持技术就会十分有效。
探究式教学结构将大部分调控注意的任务留给了学习者自己。那些缺乏良好自我监控技能的学习者可能会在如何从环境中选取与学习目标最紧密相关的内容方面存在困难。对于这些学习者,应该使用一定的教学技术来支持选择性注意和避免注意分散。
(四)利用旧知原则与四种教学结构
激活相关旧知是加涅的九大教学事件中的第三项,也是诸多教学设计专家都会强调的教学过程不可或缺的部分。因为学习是一个通过将新知和原有知识整合而主动地建构新知的过程,人们普遍认同学习者原有知识在教学中的重要地位。正如奥苏贝尔说的那样:“如果我不得不把全部教育心理学还原为一条原理的话,我将会说,影响学习的唯一点最重要的因素是学习者已经知道了什么。”
如果学习者缺乏一定的相关知识,接受式教学的效果就会很糟糕,学生难以把新知识整合到自己已有的知识体系中来,他们只能任由新接受的信息快速流失掉,无法产生有意义的学习,最终可能会放弃继续阅读或听讲。如果学生没有相关知识可供激活,教师就一定要在呈现教学内容之前,先给学生“补上一课”,可以事先给学生布置一些阅读、调查或者讨论任务,让学生都能拥有一个整合新知的基点。
直导式教学往往层次清晰,循序渐进,教学内容之间环环相扣,通常只要在上课开始时对之前若干个课时中的学习内容作一回顾,就能满足后续教学的需求。
因为指导发现式教学会以某种形式的问题或案例作为学习的情境,所以这一类型的教学似乎会自然而然地激活一些原有知识。我们可以考虑让学生在动手解决问题之前先就相关的问题进行一些小组讨论之类的活动。
一般说来,探究式教学对于有较丰富相关旧知的学习者来说是最有效的。要让这些学习者在教学中获得最大的进步,我们应该在每一个组块教学的开头都运用相应教学技术激活相关旧知,可以采用比较性先行组织者等形式。
对于以上四种结构,都可以考虑使用以下技术使已有知识充分发挥作用:(1)在呈现主要教学内容之前就利用先行组织者等手段激活旧知或补充旧知。(2)使用先行组织者时,应当安排一定的教学活动,以确保学生真的对组织者进行了认知和思考活动。(3)设计先行组织者和活动时,时刻不忘顾及学习者的经验和教学内容的性质。(4)在课的启动阶段,千万不要呈现那些“花边细节”。
(五)心智建模原则与四种教学结构
实现由强调“教”向强调“学”的转变,是上世纪后半段教育心理学研究的最重要贡献之一。我们不再把学习看作是被动接受的过程,而是一个主动的建构过程,而且这种主动性不在教师身上,而在于学习者。教师的任务是创设一个最有利于建构适当心智模式的环境。
进入工作记忆的新知识和新技能,必须要同长时记忆中的旧知整合起来形成图式或心智模式。专家不仅仅表现为拥有更多相关领域的知识,更重要的是以一种相当高效的方式将领域知识组织起来。友好的学习环境为心智建模提供了机会,而心智模式正是支撑专长的基础。学习的建构性本质是教学设计的心智模式原则的基础,教学设计的心智模式原则要求为学习者提供能促进自身对新的心智模式进行主动建构的教学环境。
前文我们已经介绍过促进编码的方法有内隐的与外显的之分。内隐和外显编码方法都是立足于促进学习者的主动的认知加工,区别在于外显方法能引发可见的活动,而内隐方法在促进的认知过程可能并没有什么可观察的外在表现。比方说,教师可以给学习者布置若干练习问题,或者学习者也可以向自己提问,两种方法都会引发编码。又或者,教学中可以为学习者提供文字内容的一种图象呈现,学习者也可以自己在心里形成他自己的图像,这两种方法都能引发编码。
促进编码的内隐方法主要包括利用图示、例子和比拟等,包含内隐编码途径的教学设计能更好地支持学习者对新信息的进行编码并整合到已有知识中去。四种教学结构都可以包含图示、例子和比拟,所以很难说四种教学结构在利用内隐编码途径方面各自有什么特点。不过有一些教学结构,比如接受式结构对外显编码途径的利用很少,所以相对而言,内隐编码途径会在这类结构显得尤为重要。
促进编码的外显方法主要包括进行高效的课堂提问,布置练习任务,训练学生给自己提问,让学生解释自己解决问题时使用的每个步骤,以及安排合作学习任务等。当教学设计中包含较多的促进构建心智模式的外显途径时,更容易引发学习者对新信息进行编码并整合到已有的知识结构中。
接受式教学给心智模式的构建提出了最大的挑战,在应用这种教学结构的课堂里,我们看不到进行精细复述活动的明显的机会,它不得不完全依赖心智建模的内隐方法。促进接受式教学环境中的学习的一种方法是训练学生学会向自己发问,另一方法是给学生提供详细的笔记,并让他们在课后根据笔记进行复习。
直导式教学结构强调频繁的练习。如果练习是促进精细复述而不是简单的机械重复,这种教学类型有建立概念知识和过程乃至更复杂的心智模式的潜质。
在四种教学结构中,依据定义,指导发现式似乎就会包含相当的精细复述的机会。指导发现式强调通过解决问题学习,以学习者为中心组织教学。
当教学中包含了可以进行精细复述的练习机会,并且学生会利用这些机会时,探究式教学就能够对心智模式的建立起到促进作用。这种少有指导的教学形式能否成功,很大程度上依靠学习者自身的元认知技巧,看他们能否把握教学环境中的有利因素,向着学习目标迈进。
(六)实现迁移原则与四种教学结构
我们前文提到过,人们完成的任务可以分为两种类型,即每一次的完成过程都是基本相同的近迁移任务,和每次都需要运用不同方法的远迁移任务。近迁移任务只要执行某一固定的过程,而远迁移任务则需要依靠规则的运用,心智模式的建立。
近迁移任务每一次执行的运用情景都差不多,各次运用的情景之间有着许多共同要素。因为每次执行任务的迁移跨度很小,因此将之称为近迁移。例如,当你读取和回复电子邮件时,每一次使用的界面都差不多,而所要进行的操作也基本相同。所以在指导使用电子邮件的培训中,我们可以运用共同要素原理,使用在工作将会用到的界面来进行示范和练习。
因为近迁移任务的表面特征总是基本不变的,教学者可以将表面特征整合到教学和培训中以利用共同要素原理,换句话说,应该模拟学习者在工作中会遇到的情景。如果培训的目标就是要学习者们今后能忠实地、一成不变地执行某一过程,那么这种教学方式十分管用。但是这样就不能要求学习者们能在与培训环境全然不同的新情境中运用所学的技能,因为这是这种教学并不能赋予学习者的能力。
然而随着经济社会的发展,人类的生产活动越来越需要那些能够依据多样的、不可预知的环境自己做出调整,合理运用技能的知识型生产者,远迁移技能有着越来越重要的地位。远迁移任务的完成有赖于问题解决过程,每次执行远迁移任务的情景都可能不同。例如,一名管理者在和手下的员工交流时,针对不同的人和不同的事情要采用不同的沟通策略。一名成功的管理者不可能事先准备一套说辞,然后期望它在所有情况下都能起到相同的作用。每次与被管理者之间的互动之间很少有共同要素——尤其是表面特征上的共同要素。
远迁移任务执行者需要的是一种基于某种原理或规则,并且要根据任务实际进行调整的心智模式。由于迁移是如此地依赖情景,所以在远迁移任务中实现成功的迁移无疑是一个巨大的挑战。当面对远迁移任务时,任务的外部特征几乎给不了人们任何能自动提取出相关技能的线索,相反,任务执行者必须自己去尝试确定现在面临的问题可以归到他们以前解决过的哪种问题类别之中。然而要准确地定义问题的类型并不容易,需要透过问题的表面特征而抓住其本质。远迁移任务当中,成功的迁移需要正确地运用心智模式,而心智模式的正确运用关键是对问题有深入的理解,而不只是看到其表面特征。对远迁移任务进行教学,比对程序化的任务进行训练更具挑战性,因为需要为理解而教,而不单为记忆而教。有以下一些方法适用远迁移任务的教学:提供情景多样的示例和练习;使用归纳教学法以建立更为丰富和个人化的心智模式;利用认知辅助(如添加多级小标题,使用比拟,以及用下划线标注文本等)。
以讲授为代表的接受式教学通常缺乏与学生的显性互动。学习者需要自发地对教学内容进行较深入的处理。有丰富的相关先前知识或者有较强的学习管理技能的学习者,有可能成功地以最终会支持学习迁移的方式去处理教学内容。尤其是当学习者能自主控制教学进度,有充足的时间去加工教学信息时。然而,当内容的呈现不受学习者的控制,而学习者又是新手,不熟悉教学内容时,学习的效果就很难保证了。没有学习,就谈不上迁移。因此,从一定程度上来说,在接受式的教学中,迁移的实现不是一件容易的事。
直导式教学结构往往使用演绎式的教学,先呈现原理性的教学内容,再论证例子,最后通过练习帮学习者体会原理。一般说来,直导式结构对于近迁移教学目标的实现非常有效,在利用直导式结构进行近迁移任务教学时,应该有意识地运用共同要素原理,促进迁移。
指导发现式结构所遵循的是归纳式的教学模式,而且常常使用情景模拟来教学。在情景模拟教学中,学习者尝试解决一些现实问题,通过自身的操作经验来学习,计算机仿真技术使得这种体验的内容更加多样,例如利用计算机模拟,学生可以尝试改变生物的基因,并观察由此引发的生物性状变化,由此可以基本理解基因的显隐性等相关概念。指导发现式结构比较适合远迁移学习任务。
探索式教学结构为学习者提供了丰富的教学资源和极高的自主性,学习者可以自己来选择利用最适合自己的学习目标的资源。这种结构最适合有充足背景知识的学习者,它既能支持近迁移又能支持远迁移学习,如果在提供学习资源时能上文提到的各种方法,迁移的实现也就更有保证。
(七)元认知/自我监控原则与四种教学结构
元认知就好像认知的操作系统,它组织和管理着其它认知过程。由于元认知扮演的这种角色,就有下述的元认知支持原则——使用适当的教学方法完善学生的元认知技能,实现教学目标。
在接受式结构的教学环境中,元认知水平高的学习者比其他人有更大的可能获得成功。在接受式教学环境中学习,需要学习者确定教学目标,集中注意,组织他们看到和听到的信息,对信息进行精细加工,完成编码存入长时记忆,还要监控自己的理解状况。
对演讲或文本的精心设计可以帮助学习者更好地实现这一过程。比如演讲时合理运用重音和停顿,文本中使用标题让文章结构更加明晰等。但无论如何,要在接受式结构实现高效的学习,必须有较高的元认知技能。
直导结构为缺乏元认知技能的人提供了最充分的支持。如前文所说的那样,这类课程包含明确的学习目标,分块呈现的内容,频繁的练习和及时的反馈,还有测试和评估帮助学习者了解自己的学习进程。
如果教学目标是让学习者获得解决实际工作问题所需的元认知技能,指导发现结构是最佳选择。认知与元认知学习机会被整合在尝试解决问题的教学活动中,可以帮学习者建立工作所需的元认知技能。然而这是一项需要付出艰辛努力的教学设计工作,首先要确定在完成这项工作时专家们运用了什么样的元认知策略,然后建立专家元认知模型供学习者模仿,还要提供机会让学习者逐步意识到他们自己的元认知过程。
探究式教学环境最适合有一定的自主学习技能的学习者。他们善于设定自己的学习目标,为实现目标选用最合适的资源,并监控着自己的进展。然而对缺乏元认知技能的学习者来说,这种很大程度上由学习者自己掌控的教学结构可能会让他们陷入无从下手、不知如何开展学习的困境。
(八)认知激励原则与四种教学结构
这里探讨的动机是认知激励(cognitive motivation)。认知模式关于学习动机的观点,与传统的行为模式有所不同,它强调环境与学习者对环境的解读之间的互动,而不单纯地解释环境刺激对行为的影响。这种观点建议教学设计者和培训师们可以通过帮助学习者建立朝着学习目标不懈努力的信念来影响学习者的动机。由于学习中认知动机起着重要的作用,因此有下述的教学设计原则——提供与学习者切身相关、又可以实现的教学目标,充满趣味的学习环境,以此激发出学习者实现教学目标的信心和愿望。
由于从认知视角对动机进行研究的时间还不是很长,关于教学结构与学习者动机的适配的研究并不多,因此我们在此只能依据现有的部分研究结果,尝试给出一些不太周详的建议。
接受式教学结构比较适合有较强的个人兴趣或者掌握目标的学习者。因为接受式的学习环境缺乏显性的参与的机会(缺乏练习或探究活动),因而要求学习者自己投入努力去认真加工信息。接受式结构的教学,特别是教学者主导的讲座形式的教学,往往面临着认知超载的威胁。结果是那些自信心不足的学生会中途放弃。为克服互动不足所带来的弊端,设计教学时要尽量让加强认知性兴趣,并激发学生的个人兴趣。
直导式教学结构能很好地帮助初学者以及自信心不强的学习者。直导结构的教学由一个个简单而微小的任务组成,逐步地提升难度和复杂程度,学习中的挑战性被控制在一定水平以下,因为它以一种有序渐进的方式逐步地帮学习者建立技能。因此那些可能轻言放弃的学习者会从这种教学结构中收益。
对于有一定的自信的学习者,可以考虑指导发现式结构。这种较为开放的结构可能会使那些自信不是很足的学生中途放弃。另一方面,由于将学习置于一种有意义的情境之中,对于有相当的背景知识,一定的元认知技能和自信心的学习者,这种教学结构很能激发他们的学习动机。
探究式教学结构对学习者动机的要求很高,学习者要自己选择利用教学环境中的哪些元素。探究式结构最适合信心充足,对学习内容有着浓厚的个人兴趣,或者拥有强烈的掌握目标的学习者。
[参考文献]
[1]Ruth Colvin Clark(2008, 3rd ed.).Building Expertise: Cognitive Methods for Training and Performance Improvement, Pfeiffer.
[2]Ruth Colvin Clark, Frank Nguyen, John Sweller(2005).Efficiency in Learning: Evidence-Based Guidelines to Manage Cognitive Load .Pfeiffer.
[3]Ruth Colvin Clark, Richard E. Mayer(2007, 2nd ed.).E-Learning and the Science of Instruction: Proven Guidelines for Consumers and Designers of Multimedia Learning. Pfeiffer.
[4]Ruth Colvin Clark(2000).Four Architectures of Instruction. Performance Improvement, vol.39 no.10. p31-38.
[作者简介]
王文智,浙江大学课程与教学论硕士研究生(wangwenzhi1986@126.com);盛群力,浙江大学教育学院教授,浙江广播电视大学客座教授。
Instructional Theory about Expertise Building:
The Match of Instructional Architecture with Cognitive Processes from Clark
Wang Wenzhi Sheng Qunli
（College of Education,Zhejaing University， Zhejiang Hangzhou 311028）
【Abstract】 The concept of instructional architecture is used to describe the approaches to organize lesson content. There are four architectures namely, Receptive, Directive, Guided Discovery, and Exploratory, which reflect different models of learning, Absorption, Behavioral and Cognitive. There is no one best architecture for any situations, each architecture has best applications. Two main variables must always be considered: the background experience of the learner and the type of task to be learned—near or far transfer. The major cognitive processes associated with learning is looked into, and so the instructional principles derived from them are offered here: cognitive load reducing, attention focusing, prior knowledge utilizing, mental model building, transfer supporting, self-regulating and cognitive motivation activating. Then the relationships between instructional architectures and instructional principles are discussed, so as to make sure the instruction or training will contribute to the expertise building.
【Keywords】 Expertise building; Instructional architecture; Cognitive processes; Principles of instruction
本文责编：孙爱萍
[关键词] 发展专长;教学结构;认知过程;教学原则
[中图分类号] G40-057 [文献标识码] A [文章编号] 1672—0008(2009)06-0027-09
教学过程、教学结构和教学原则的研究同心理学的发展有着十分密切的联系,这种渊源可以追溯到加涅。比如说,加涅就曾经整理了信息加工过程,五种不同的学习结果以及与之相配的九大教学步骤。那么,当多媒体和互联网兴起之后,当信息加工理论开始关注有效学习的关键成分——融合新旧知识的工作记忆,减轻认知负荷时,这种传统被克拉克很好地继承与发展了。露丝·克拉克(Ruth Colvin Clark)博士是一位教育心理学专家,美国当代最著名的培训专家之一,克拉克培训与咨询公司总裁,教学设计领域的著名学者。她是活跃在企业培训一线的实践者,为通过培训提升员工工作效能而辛勤耕耘,同时又是学者和作家,通过考察大量教育技术学和教育心理学基础研究的成果,从中加以提炼和阐释,出版了多部专著。她努力将教育心理学的研究成果,尤其各种实验得出的结论进行转化,为广大教师和培训师提供直接的帮助。其代表作有《E-Learning与教学科学》、《学习的效能》和《培养专长》。克拉克关于四种教学结构的探讨,以及四种教学结构与学习过程尤其是信息加工过程的匹配,是近年来教学设计研究的一个亮点,其主旨是发展人的专长。按照克拉克的观点,我们不是要去发现天才而是要去发展专长。所谓专长,就是人的胜任力,体现在新手向专家转变的历程中所具有的迁移能力尤其是远迁移能力。曾与克拉克合作的一流教学设计专家和教育心理学家有加州大学理查德·梅耶教授,荷兰开放大学冯曼利伯教授等。著名教学设计专家梅耶在评论克拉克的发展专长理论时说道:这一理论展示了清晰准确的教学设计要求,同时与研究的证据颇为一致。梅里尔教授则作出了这样的评价:“很少有人能像克拉克这样,让培训实践者如此轻松而又大量地享用教育心理学科学研究的成果。”
本文主要介绍克拉克所采用的四种教学结构与认知过程相结合的观点,以及对如何依据学习过程选择教学方法与媒体提出的各种合理建议。
一、三种学习模式
三种常见的学习模式对学习是如何发生的做出了不同的假设,这些基本假设又进而导致了不同的教学结构。这三种模式分别是:吸收模式(传递模式)、行为模式和认知模式。
1.吸收模式
这种模式把学习看成一种被动吸收的过程,即学习就是接受信息,而教学则是为学习者提供信息。也有人把这种模式称为教学的“传递”模式。以单纯讲授或播放录像为主开展教学通常就是这种模式的写照。为什么“传递”模式的教学如此司空见惯?主要是因为:(1)这种教学较为容易准备;(2)它是教师本身从小接受的常见教学方式;(3)一些教师对学习的本质是一种“主动的加工/建构过程”缺乏认识。
2.行为模式
在20世纪初,行为主义心理学提出了一种不同的模式——认为学习是建立于获得某种心智联结(association)之上的。在这一模式中,所谓学习无非是对问题做出正确回答,而教学则是先提供小部分信息,然后通过提问和反馈加以落实。在小步子、多强化的过程中,学习者逐步形成新知识的链条。程序教学以及许多传统做法强调由下而上的渐进式教学,以反馈的形式进行及时强化的教学设计,都是行为模式的反映。
3.认知模式
到20世纪下半叶,人们对学习又重新作出认识,提出了许多新的看法。此时强调了学习是一个主动建构新知的过程。这种建构要求将来自环境的新信息和记忆中已有的信息进行整合。在认知模式当中,学习正是通过与新信息发生互动才能主动建构新知,而教学则体现在如何为促进这种建构的心理过程提供支持和保障。
尽管学习的机制体现为对知识进行主动建构这一观点现在已经被广为接受,然而建构本身是可以在多种多样的教学环境中实现的。我们将教学的四种不同途径概括为四种教学结构。每一种结构反映的是不同的学习模式,而且对有效的学习环境设计也因此做出了相应的限定。在具体讨论四种不同的教学结构特征和要求之前,我们先对其做一概述。
二、四种教学结构
四种教学结构分别是:接受式、直导式、指导发现式以及探究式。四种教学结构反映了不同的学习模式,其差别主要表现在:(1)教学内容如何组织;(2)教学中是否包括了练习,如果有,练习的类型又是什么;(3)如何看待错误在学习过程中的应有价值;(4)学习者如何调控自己的学习过程。表1中总结了每一种教学结构的主要特点。
1.接受式教学结构
接受式教学结构(Receptive Instructional Architecture)反映了学习的“传递模式”,其特征是强调提供信息。信息可以用语词或者图片(包括静态和动态的)的形式呈现。关于接受式教学结构的一个形象隐喻是“海绵”。教学好比是将知识像水一样泼出,等着学习者自己去吸收。在有些具体方式的接受式教学结构中,比如讲授和视频课程,学习者难以对学习序列和进度进行自我调控。但是在另一些情况下,比如文本作业,学习者倒是可以自己控制进度,挑选书中自己感兴趣的内容开展学习。传统的(没有互动的)讲授、教学录像和自学教材等都是接受式教学结构的例子。一些缺乏交互性的电子学习程序,往往也是采用接受式教学结构。
2.直导式教学结构
直导式教学结构(Directive Instructional Architecture)反映了学习的“行为模式”。其关于学习的假设是:学习就是一点一滴地获取技能的过程,应该从最基础的地方开始教学,循序渐进地达标。直导式教学结构的课程设置是一小块一小块地呈现知识,并多次提供机会让学习者对相关的问题做出反应,及时对相关的回答做出反馈纠正,以确保学习者建立正确的联结。这样做的目的是尽量地避免由犯错而导致的恼人后果,他们相信正是犯错才导致了产生错误的联结。上世纪50-60年代风靡一时的程序教学,是直导式教学结构的主要代表。这种教学最开始利用书本教学,但不久就转向以电脑作为媒介。在程序教学中,某个教学模块之后紧接着就会出示问题以及对回答作出反馈。许多帮助学习者掌握软件使用技巧的非实时电子课程,都采用了直导式教学结构。直导式教学结构反映了教学的演绎途径,即先提供主要原理或者定义,然后再给出具体的实例和运用原理的练习。
3.指导发现式教学结构
指导发现式教学结构(Guided Discovery Instructional Architecture)利用实际问题推动学习过程,反映了学习的“认知模式”。通常,学习者为解决问题需要处理多种多样来源的数据,同时他们可以获得被称为“脚手架”的教学支持。不像直导式教学结构那样,指导发现式教学结构给学习者提供了尝试不同的方法和出错的机会,允许他们体会自己所犯错误的后果,反思完善。其宗旨是通过在现实问题情境下,帮助学习者体会自己所做的决定的后果来促进心理建构。指导发现式教学结构反映了教学的归纳途径,即通过具体的实例和问题来学习概念和原理。
4.探究式教学结构
探究式教学结构(Exploratory Instructional Architecture),也被称为开放式(open-ended)学习,在四种结构之中,它给学习者提供的调控权最大。这一结构同样是基于学习的“认知模式”。不过,其特点是提供一个内涵丰富的学习资源网络,包括课文、事例、讲解和练习,以及一个有效的导航工具。探究式教学结构往往出现在互联网课程中,课内外都能提供大量资源。在探究式教学结构中,学习者的角色是选择与自身的知识水平以及学习目标最相关的学习资源。因此,学习者可以自我建构带有个性特征的知识库。从互联网上获取信息资源是探究式教学结构最典型的例子。
5.混合教学结构
有很多课程是上述多种结构的混合体。例如,一堂医疗道德规范课,可以由某一个问题引出教学内容,同时,又为解决问题提供了丰富多样的资源,包括课程内嵌的专家系统以及医学专业团体所提供的文件下载链接。因此,它就同时拥有了指导发现式教学结构和探究式教学结构的特点。而无论指导发现式还是探究式结构的课程都可以融入一小部分直导式教学。又比如,一系列的课程,从本质上绝大部分是直导式的,最开始却可以是由一个问题情境引出教学内容。
三、“教学有法,但无定法”
也许人们会问,到底哪一种教学结构最好呢?事实上,依学习者和教学目标的不同,每一种结构都有它自己最适用的情况。
通常情况下,当一种新的学习模式产生并被接受之后,旧的模式就不再受欢迎了。很多人会认为,最新的模式反映的是“正确的”或者“最好的”教学方式。然而事实上,上述的每一种教学结构,都有其最适合的教学目标与受众,表1概括了每种教学结构适用的范围。看来确实没有哪一种教学方法在任何情境中都是绝对最好的。有两个变量是必须考虑的:学习者的原有经验,以及学习任务的类型——近迁移还是远迁移。
1.学习者差异:原有知识
尽管学习风格的概念十分流行,然而大量的研究证明先前经验才是对学习影响最显著的学习者特征。我们前面提到,如今的学习模式都把焦点聚集在新内容与记忆中的原有知识的整合上。新手的记忆中缺乏相关知识,因此他们的认知过程必然与背景经验丰富的学习者有很大的差异。因此,对于两者来说,最能使他们从中收益的教学方法并不相同。
例如,背景知识相对较少的学习者更能从直导式教学结构中获益,这种教学结构将信息以小步子呈现,并提供及时练习的机会。相反,先前知识准备充分的学习者,本身就体现了一种优势。以已有知识为基础,他们可以处理较大的信息组块,而且通常可以依自己的学习需求做出选择,因而这些学习者更能从指导发现式、探究式甚至接受式教学中获益。我们不妨想象一组经验丰富的程序员去参加一场新编程语言的讲座,可以相信,即使是在这种被动听讲的教学环境中,他们也照样能有所收获,产生有意义的学习。
2.常规与非常规的任务:近迁移与远迁移
除了学习者原有的知识水平之外,另一个影响学习者对教学结构作出选择的主要因素是所要教授的是什么类型的任务。有一些任务,无论什么时候、由什么人来做,执行起来都是一样的,这些任务就是所谓的常规任务。这些任务是各个组织的日常工作的主体,比如快餐店必须每天生产大量相同的产品。这类任务需要近迁移学业表现——主要依靠重复应用某种过程。一些常见的近迁移任务有登陆电子邮箱和处理常规的客户在线订单等。
另外一些工作环境中需要远迁移学业表现——要求学习者自己做出判断并进行调整,每种情况都要灵活应变。没有一成不变的套路,每次都要依照特定的情况对一般原则作出变通。销售任务就是比较典型的远迁移任务,依据产品和客户的不同,精明的销售人员每次使用的推销手段都各不相同。大多数的工作都是近迁移任务和远迁移任务的混合体。
3.教学结构、学习者与学习任务相匹配
正如表1所反映的那样,教授新手学习者学习近迁移任务,最适合使用直导式教学。然而,对于远迁移任务的教学——特别是对有一定相关经验的学习者,我们推荐使用指导发现式教学。而对那些有充足背景知识或者自学能力较强的学习者,则可以考虑探究式教学或者接受式教学。
因此,实现有效教学并不是只有一条途径,这也印证了“教学有法,但无定法”的说法。每一种教学结构都有各自的优势和不足,现实中往往采用几种结构的混合和折衷。然而无论采用什么样的教学结构,学习者都必须主动在自己的记忆中建构一个不断扩充的知识体系。这种建构活动可能是外显的,比如在直导式教学结构的课堂中,学生对问题做出回应;也可以是内隐的,比如在听讲座时,学生默默地在自己脑中建立联结。但无论如何,学习依靠的是主动地对新信息进行处理。
4.用什么来促进学习:教学方法还是教学媒体?
许多年来,人们一直想了解不同教学媒体在效果上有什么差异。“电脑是不是比书本的教学效果要好?”这是最常见的一类问题。然而长久以来的研究结果却多少让人们有些失望,我们逐步认识到教学媒体本身并不能促进学习。真正造成学习效果差异的不是传播媒介,而是使用媒体的方式。在传统的课堂中,教学效果毁誉参半;同样,电子学习(e-learning)的学习质量也是千差万别。这是因为影响学习效果的是教学方法,而不管实现这些方法的媒体是什么。
5.教学方法:支持学习结果内化的技术
学习需要主动地对教学内容进行处理,使其与记忆中已有的知识实现整合。实现由教学内容向内化的知识技能转化的心理过程,需要有一定的外部支持,而所谓教学方法就是支持这一过程的各种技术。教学的效果取决于使用支持学习者认知过程的方法,避免使用那些干扰学习过程的教学方法。举例来说,流行的教学方法有举例、类比、图示和操练等。
无论你选用哪种结构来组织课程,它都是由教学内容以及那些帮助学习者将内容整合到现有记忆中去的教学方法构成的。教学方法好像是一块一块砖瓦,而教学结构则提供了如何将砖瓦砌成墙体的框架。通常,教学结构是在教学设计阶段就确定下来的;而教学方法则是教学开发阶段要确定的因素。有些结构是以不包含某一种或某几种教学方法为特征的。比如,接受式教学结构中不会包含组织练习的教学方法;而有一些方法,如举例,会出现在大部分类型的教学结构中。
四、信息加工过程:由教学内容向知识与技能的转变
如前所述,本文的主要目的之一就是向读者介绍教学方法与教学结构。然而,对于教学方法研究却常常得出互相矛盾的结果。一项研究报告说教学方法X能促进学习,而另一项研究发现同样的方法起不到促进作用,甚至起反作用。是什么造成了这种反差?有一种解释是我们必须考虑教学方法在心理层面是如何起作用的。相比提问“方法X能促进学习吗?”,还不如提问“在什么条件下方法X能够促进教学?”更为合理。换句话说,对于什么类型的学习目标和学生状况,方法X最能有效发挥作用呢?这一问题,需要那些评估一种教学方法对不同的教学目标和不同的学习者类型如何起作用的研究来做出回答。
然而,如果你考察了众多的教学方法研究后就会发现,很少有什么方法对所有的学习者和所有的教学目标来说都是有效的。因此我们需要懂得特定的方法在心理层面是如何起作用的,以求为实现教学目标而有效地使用教学方法。我们的目标是要不仅能使用被证明行之有效的方法,还要了解这种教学方法在何种情况下能发挥最佳作用。理解了方法是如何起作用的,就能依据具体的教学环境更好地选用和调整。本文后面的内容是围绕学习的核心过程展开的。此处先概略说明调控学习的主要心理过程,并提出教学设计的八条核心原则,为后续的论述奠定基础。
教学环境中的教学内容,通常以语词(包括文本的和语音的)和画面的形式进入意识,并依如下的过程逐步整合到长时记忆之中。
1.感觉记忆
视觉和听觉的信息以一种基本未经转化的形态短暂地存储在感觉记忆之中。例如,在一堂如何用字处理软件编辑文档的课上,学生看着屏幕上的动画演示,听着对正在执行的步骤所做的讲解。动画中的文本信息会储存在视觉感觉记忆里,而言语则短暂存储于听觉记忆中。
2.注意
依学习者聚焦注意力的程度,感觉记忆中的信息的其中一部分会被选中,并转换到工作记忆当中。注意是非常重要的认知过程,因为工作记忆的容量是十分有限的。注意能帮助学习者从环境中选取重要的信息到工作记忆中去处理。例如,学习字处理软件的课堂上,如果教师一开始就告诉学习者,本课的学习目标是在教学结束时,他可以自己建立和编辑电子文档,那么,该学习目标就能帮学习者把注意集中到重要的教学内容上。而当他观看动画演示时,屏幕上还有箭头将他的目光引向含有各种编辑功能的工具栏,这又是一种支持注意的方法。
3.激活原有知识
学习需要将新内容整合到已经存储于长时记忆中的图式中去。激活长时记忆中与新内容有关的原有知识能促进这种整合过程。激活旧知意味着将长时记忆中的相关知识提取到工作记忆中。在学习字处理软件的课中,如果学习者有过使用字处理软件的经历,那么在教学开始时应该向学习者提问。所提的问题应围绕着他们以前使用过的字处理软件在编辑方面有怎样的特点。这一教学活动可以把相关的先前知识带入工作记忆中。相反,如果对学习者而言,字处理完完全全是一项新技能的话,教学应该先展现对手写文档的编辑情况,比如书写新内容,擦除和修改等等。这样一来,学习者比较熟悉的任务知识(例如编辑纸质文档)将作为学习新技能的基础。
4.控制工作记忆的负荷
既然新内容与旧知的整合主要发生在工作记忆之中,确保工作记忆不遭受认知负荷超载,就显得十分重要。认知负荷是认知任务加载于工作记忆上的工作量,认知负荷低才能保证学习者将有限的工作记忆资料投放到认知活动中。例如,在字处理软件教学中的每个主题都很简短,而在动画演示时,对动画进行说明的语词是以语音而非文本的形式出现的,以求能充分利用工作记忆中的视觉和听觉两个存储区域。
5.复述与编码
一旦进入工作记忆,就需要对内容进行复述以便编码成可以存储到长时记忆中的形式。复述(rehearsal)是指将新内容依照可以与(已被激活的)旧知整合的方式进行处理。信息被编码的频率越高,内容越容易被习得。例如,我们知道图示是一个非常有力的教学工具,原因是其能够引发“双重编码”。双重编码指的是当看到一幅图片时,学习者既会进行视觉编码也会有言语编码。比如当你看到一幅小猫的图片时,你的心里也会响起一个声音说“小猫”。另一种促进编码的方法是有效的练习。在字处理软件教学中,如果用动画形式的画面来演示编辑功能,而在观看动画演示之后,让学习者在电脑上开展练习,自己来试用这些编辑功能。那么,演示中使用的画面(动画),展现操作样例,以及之后的练习都将促进编码。
6.从长时记忆中提取
有人可能会认为一旦新知识被编码存入长时记忆中,学习就结束了。然而,新知识技能想要在需要的时候发挥作用,就离不开“提取”。因为工作记忆是中央处理器,任何已被存储于长时记忆的知识技能在使用时必须要被提取回到工作记忆中来。如果实际应用时无法提取,我们就说出现了迁移受挫。
对于近迁移技能,例如使用字处理软件,提供与实际工作情况十分类似的示例和练习将支持学习的迁移。因此在字处理软件课上,演示和练习当中最好使用和实际工作中同样的外观,同样的步骤。这样在执行相似的任务时新技能随时会发生迁移。然而对于远迁移任务,比如销售产品,要促进学习的迁移就不这么容易了。
长时记忆存储的图式会影响上述全部认知过程。特别是较完善的图式会将注意引向环境中本来可能被忽略的重要信息。它还能通过支持形成更大的信息组块和使新技能自动化(自动化之后就几乎不占用工作记忆资源)来扩充工作记忆的能力。拥有较完善的图式的学习者就拥有了更加广阔而坚实的基础来整合新内容。长时记忆中的图式和教学环境中的新内容之间的相互作用是每个学习者对知识进行再创造的基础。没有两个人在听完同一堂课后会在记忆里留下完全相同的表征。
图式上的差异导致教学方法对认知处理的影响方式。一个长时记忆里有更多相关图式的更有经验的学习者,与新手学习者所需的教学方法必然有差异。这就是为什么一些教学结构和方法适合新手学习者,而另一些更适合有更多相关经验的人。
五、元认知与动机成分
1.元认知
由教学内容向知识技能的转换过程,是受到一种称为元认知(metacognition)的认知操作系统监控并调整的。元认知过程帮助学习者确定学习目标,选择有效的学习技巧,监控学习过程朝着学习目标迈进,并在必要时调整学习策略。智力水平相当的学习者会因元认知技能技巧上的差异而取得截然不同的学习效果。
大学一年级和四年级的学生在元认知技能方面的差异能形成了一个鲜明的对比。刚进入大学的新生,开始可能只晓得按时去上课。然而很快他就会发现老师并不是天天记录出勤情况,而且大学里课后作业又很少,与此同时,他忙于结交新朋友并享受大学生活的自由。如果该学习者缺乏元认知当中的自我监控和调节技能,期末时他可能会发现自己因为平时不甚用心,只能靠考前临时抱佛脚。相反,大四的学生往往已经拥有了较完备的一整套元认知技能,包括确定课程学习目标,安排学习日程表,并检查自己对学习内容是否理解。
我们在进行教学设计时可以采用支持监控和调整的教学方法来给缺乏元认知技能的学习者提供帮助。比如在教学中安排形成性小测验,同时给出进一步练习的建议。相反,有较完备元认知技能的学习者可以自己来做出这类决定,并且酌情作出调整,会带来更好的学习效果。元认知技能在学习和解决问题时都扮演着很重要的角色。
2.动机成分
前面在介绍记忆系统和学习过程时没有提到动机,这是因为起初的认知学习理论专注于信息加工过程而没有注意到动机问题。近些年来,人们又开始关注在学习中动机扮演怎样的角色。动机可以定义为能引发努力和推动学习达标的各种因素。在诸如在线课程等自主学习环境中,动机因素就显得尤为重要。
如今认知性的动机理论研究已取得很丰硕而多样的成果,这些理论都强调了学生的想法与他们后续投入努力的意愿间的关系,而不是简单地用“奖惩”来解释动机因素。研究表明,学习者动机的大小,主要受目标对主体的价值和主体实现目标的可能性影响,学习者心目中教学目标的价值越大,自己实现目标的可能性越大,其动机也就越强。因此那些能突出教学或培训与实际工作和生活的相关性,以及帮助学习者建立完成学习目标的信心的教学方法就十分重要了。
六、教学原则
(一)八条原则的总体要求
基于上述对认知学习过程的简要说明,结合一系列关于学习的实证研究的成果,我们提出如下一些教学原则。合理地运用这些原则,能为有效的教学提供保障。每一条原则都会在后文作进一步地讨论。以下是八条教学原则:
1.及早阐明教学与工作和生活的相关性,帮助学习者建立信心,激发学习动机
因为需要靠动机引发学习行为,推动学习者努力达成学习目标,所以应该在教学一开始就帮学习者了解意义、建立完成学习目标的信心。阐明教学目标的价值以及帮学习者建立信心的各项技术,可以早在教学或培训项目正式开始之前就予以运用。
2.及早激活旧知
因为学习依靠的是新内容与长时记忆中的原有知识的整合,所以采用激活与新信息相关的长时记忆中的已有知识的教学技术能够促进学习。后面我们将介绍对待拥有或者缺乏相关知识技能的学习者,分别应该怎样做。
3.将注意力聚焦于重点和难点
工作记忆的容量是有限的,因此帮学习者将他们的注意集中到与学习目标关系紧密的内容上就十分重要。可以通过增加提示引导和排除可能的干扰来营造能帮助学习者选择注意重要内容的友好课堂环境。
4.面对缺乏相关旧知的学习者时要特别注意控制认知负荷
由于工作记忆的能力有限,所以任何教学和培训项目中都要注意控制认知负荷。而学习者相关经验越少,教学内容越是复杂,对认知负荷的控制就越为重要。
5.促进编码存入长时记忆
新信息与已有知识的整合,有赖于工作记忆中的复述过程以及精细加工引发的编码。促进主动的信息加工的方法有内隐的和外显的。内隐方法与外显方法的差异在于会不会引发学习者外显的可观察的学习行为。
6.营造与工作实际相似的教学情境,促进近迁移技能的提取和迁移
对近迁移技能进行教学时,最好能模拟工作环境。可以在培训中使用与实际工作中相同的工具,分配给学员的练习任务也应该与实际工作中的任务相似。
7.建立灵活而完善的心智模式,促进远迁移技能的迁移
与近迁移技能不同,远迁移要求学习者根据不同的工作情境做出不同的反应。因此不能依靠单一的情境线索来引发提取,而要建立完善而灵活的心智模式来帮助学习者能对不同的情境做出恰当的回应。我们可以通过使用表面特征多样但实际上体现相同的原理的样例和练习来帮助实现这一点。
8.依据学习者的元认知技能和教学目标的要求来调整教学
对于缺乏元认知技能的学习者可以在教学中融入补偿元认知不足的方法,比如随时进行诊断性测试,及时给出反馈建议来帮助学习者了解自己的不足。而对于元认知水平较高的学习者,由于他们本身有较好的制定目标和监控技能,最好让他们有更多机会自己来掌控学习过程。有些情况下,我们需要帮助学习者建立自己的元认知技能,尤其是在培养远迁移技能时,比如培养解决问题的技能。此时需要用样例、练习和反馈等手段,让学习者不仅关注解决问题的结果,还仔细体会解决问题的过程。
(二)认知减负原则与四种教学结构
工作记忆是个矛盾体,它既是学习的瓶颈,也是其动力源泉。工作记忆是有意识思维和学习发生的场所,但工作记忆保持信息的能力又是非常有限的。正是因为工作记忆这一双重属性,就有了在教学设计中要遵循的控制认知负荷原则——设计教学活动和教学材料时,要控制认知负荷,保证将有限的认知资源投入到有效的学习过程中。
控制认知负荷,使工作记忆有限的资源得到更充分利用的教学方法有很多:用样例代替练习,减小因练习带来的认知负荷;用视觉和听觉形态共同呈现信息,以充分利用工作记忆中听觉和视觉两个独立的加工中心;利用分块、留白、精练文本和渐次呈现内容等方法减少一次性呈现的信息。由于篇幅所限,这里不再列举。
一般说来,在诸如听讲授和报告之类的接受式教学结构中,学生面临着较大的承受认知超载的风险。因为在这类教学中,学生无法控制信息传递的速率,而且很少有通过练习来加工复述新信息的机会。认知负荷的大小主要取决于以下三个方面:(1)学习者的原有知识;(2)信息的复杂程度和呈现速率;(3)对记忆支持手段的运用情况,比如是否合理的利用图示,是否事先分发内容要点。
直导式教学遵循行为主义的学习模式,课程的结构化程度很高。通常内容都是由低到高排列,依照层级顺序,后教授的内容以先教授的内容为基础。内容被分成小块,按照“规则——示例——练习”的形式展开。基于这些特点,直导式教学结构带给学习者的认知负荷最小,对于新手学习者来说最有利。不论学习者的年龄大小,只要他们是刚刚接触一个不熟悉的知识领域的内容,这种直导式教学都能带来较好的教学效果。
指导发现式教学(包括以问题为中心的学习,此时的学习通过以解决现实问题的情境所引导)会给学习者带来一定的认知负荷,至少比直导式结构带来的负荷要重。认知负荷的强度可以利用提供教学支架(scaffolding)得以降低。教学支架包括在学生开始解决问题时为他们提供指导的各种技术,比如提供样例和提示。还可以容许部分需要更大支持的学生在课程中接受直导式的教学。当然,要逐步去除教学支架,体现由扶到放的过程。
在探究式教学结构中,大部分教学决定要由学习者自己来做。因此,作为一种教学手段,其成功与否取决于学习者能否合理地控制自己的认知负荷。从这种意义上来说,探究式学习更适合有较高元认知技能或者较丰富的相关旧知的学习者。对于缺乏相关知识和元认知技能的学习者,指导发现式教学比纯粹的发现式(或者说探究式)要更为适合。
(三)集中注意原则与四种教学结构
由于工作记忆的容量十分有限,所以注意过程需要聚焦于外部环境和长时记忆中与正在进行的认知任务关系紧密的元素。在设计教学材料和教学活动时,必须要考虑集中注意原则——唤起学习者的注意,将注意引向最重要的教学内容上,尽量避免分散注意力。
由于接受式教学缺乏参与和互动,因而对学习者的注意能力要求很高,通过讲授进行的接受式教学尤其需要注意利用提示和问题来引导学习者的注意。
直导式教学结构中的师生互动很频繁,加上教学进程被分成一个个小块,往往能很好地保持学生的注意力。直导教学的教学材料通常都包含学习目标、附加问题、还有大小标题和段落回顾等提示形式,所以在集中学生注意力这方面,直导教学是比较有优势的。
因为教学过程要求学习者解决问题,高参与性能保证学生有较高的注意水平。对缺乏于所学内容相关的知识经验的学习者来说,指导发现式教学结构存在着认知超负荷的风险,此时运用目标引导、附加问题等各种注意支持技术就会十分有效。
探究式教学结构将大部分调控注意的任务留给了学习者自己。那些缺乏良好自我监控技能的学习者可能会在如何从环境中选取与学习目标最紧密相关的内容方面存在困难。对于这些学习者,应该使用一定的教学技术来支持选择性注意和避免注意分散。
(四)利用旧知原则与四种教学结构
激活相关旧知是加涅的九大教学事件中的第三项,也是诸多教学设计专家都会强调的教学过程不可或缺的部分。因为学习是一个通过将新知和原有知识整合而主动地建构新知的过程,人们普遍认同学习者原有知识在教学中的重要地位。正如奥苏贝尔说的那样:“如果我不得不把全部教育心理学还原为一条原理的话,我将会说,影响学习的唯一点最重要的因素是学习者已经知道了什么。”
如果学习者缺乏一定的相关知识,接受式教学的效果就会很糟糕,学生难以把新知识整合到自己已有的知识体系中来,他们只能任由新接受的信息快速流失掉,无法产生有意义的学习,最终可能会放弃继续阅读或听讲。如果学生没有相关知识可供激活,教师就一定要在呈现教学内容之前,先给学生“补上一课”,可以事先给学生布置一些阅读、调查或者讨论任务,让学生都能拥有一个整合新知的基点。
直导式教学往往层次清晰,循序渐进,教学内容之间环环相扣,通常只要在上课开始时对之前若干个课时中的学习内容作一回顾,就能满足后续教学的需求。
因为指导发现式教学会以某种形式的问题或案例作为学习的情境,所以这一类型的教学似乎会自然而然地激活一些原有知识。我们可以考虑让学生在动手解决问题之前先就相关的问题进行一些小组讨论之类的活动。
一般说来,探究式教学对于有较丰富相关旧知的学习者来说是最有效的。要让这些学习者在教学中获得最大的进步,我们应该在每一个组块教学的开头都运用相应教学技术激活相关旧知,可以采用比较性先行组织者等形式。
对于以上四种结构,都可以考虑使用以下技术使已有知识充分发挥作用:(1)在呈现主要教学内容之前就利用先行组织者等手段激活旧知或补充旧知。(2)使用先行组织者时,应当安排一定的教学活动,以确保学生真的对组织者进行了认知和思考活动。(3)设计先行组织者和活动时,时刻不忘顾及学习者的经验和教学内容的性质。(4)在课的启动阶段,千万不要呈现那些“花边细节”。
(五)心智建模原则与四种教学结构
实现由强调“教”向强调“学”的转变,是上世纪后半段教育心理学研究的最重要贡献之一。我们不再把学习看作是被动接受的过程,而是一个主动的建构过程,而且这种主动性不在教师身上,而在于学习者。教师的任务是创设一个最有利于建构适当心智模式的环境。
进入工作记忆的新知识和新技能,必须要同长时记忆中的旧知整合起来形成图式或心智模式。专家不仅仅表现为拥有更多相关领域的知识,更重要的是以一种相当高效的方式将领域知识组织起来。友好的学习环境为心智建模提供了机会,而心智模式正是支撑专长的基础。学习的建构性本质是教学设计的心智模式原则的基础,教学设计的心智模式原则要求为学习者提供能促进自身对新的心智模式进行主动建构的教学环境。
前文我们已经介绍过促进编码的方法有内隐的与外显的之分。内隐和外显编码方法都是立足于促进学习者的主动的认知加工,区别在于外显方法能引发可见的活动,而内隐方法在促进的认知过程可能并没有什么可观察的外在表现。比方说,教师可以给学习者布置若干练习问题,或者学习者也可以向自己提问,两种方法都会引发编码。又或者,教学中可以为学习者提供文字内容的一种图象呈现,学习者也可以自己在心里形成他自己的图像,这两种方法都能引发编码。
促进编码的内隐方法主要包括利用图示、例子和比拟等,包含内隐编码途径的教学设计能更好地支持学习者对新信息的进行编码并整合到已有知识中去。四种教学结构都可以包含图示、例子和比拟,所以很难说四种教学结构在利用内隐编码途径方面各自有什么特点。不过有一些教学结构,比如接受式结构对外显编码途径的利用很少,所以相对而言,内隐编码途径会在这类结构显得尤为重要。
促进编码的外显方法主要包括进行高效的课堂提问,布置练习任务,训练学生给自己提问,让学生解释自己解决问题时使用的每个步骤,以及安排合作学习任务等。当教学设计中包含较多的促进构建心智模式的外显途径时,更容易引发学习者对新信息进行编码并整合到已有的知识结构中。
接受式教学给心智模式的构建提出了最大的挑战,在应用这种教学结构的课堂里,我们看不到进行精细复述活动的明显的机会,它不得不完全依赖心智建模的内隐方法。促进接受式教学环境中的学习的一种方法是训练学生学会向自己发问,另一方法是给学生提供详细的笔记,并让他们在课后根据笔记进行复习。
直导式教学结构强调频繁的练习。如果练习是促进精细复述而不是简单的机械重复,这种教学类型有建立概念知识和过程乃至更复杂的心智模式的潜质。
在四种教学结构中,依据定义,指导发现式似乎就会包含相当的精细复述的机会。指导发现式强调通过解决问题学习,以学习者为中心组织教学。
当教学中包含了可以进行精细复述的练习机会,并且学生会利用这些机会时,探究式教学就能够对心智模式的建立起到促进作用。这种少有指导的教学形式能否成功,很大程度上依靠学习者自身的元认知技巧,看他们能否把握教学环境中的有利因素,向着学习目标迈进。
(六)实现迁移原则与四种教学结构
我们前文提到过,人们完成的任务可以分为两种类型,即每一次的完成过程都是基本相同的近迁移任务,和每次都需要运用不同方法的远迁移任务。近迁移任务只要执行某一固定的过程,而远迁移任务则需要依靠规则的运用,心智模式的建立。
近迁移任务每一次执行的运用情景都差不多,各次运用的情景之间有着许多共同要素。因为每次执行任务的迁移跨度很小,因此将之称为近迁移。例如,当你读取和回复电子邮件时,每一次使用的界面都差不多,而所要进行的操作也基本相同。所以在指导使用电子邮件的培训中,我们可以运用共同要素原理,使用在工作将会用到的界面来进行示范和练习。
因为近迁移任务的表面特征总是基本不变的,教学者可以将表面特征整合到教学和培训中以利用共同要素原理,换句话说,应该模拟学习者在工作中会遇到的情景。如果培训的目标就是要学习者们今后能忠实地、一成不变地执行某一过程,那么这种教学方式十分管用。但是这样就不能要求学习者们能在与培训环境全然不同的新情境中运用所学的技能,因为这是这种教学并不能赋予学习者的能力。
然而随着经济社会的发展,人类的生产活动越来越需要那些能够依据多样的、不可预知的环境自己做出调整,合理运用技能的知识型生产者,远迁移技能有着越来越重要的地位。远迁移任务的完成有赖于问题解决过程,每次执行远迁移任务的情景都可能不同。例如,一名管理者在和手下的员工交流时,针对不同的人和不同的事情要采用不同的沟通策略。一名成功的管理者不可能事先准备一套说辞,然后期望它在所有情况下都能起到相同的作用。每次与被管理者之间的互动之间很少有共同要素——尤其是表面特征上的共同要素。
远迁移任务执行者需要的是一种基于某种原理或规则,并且要根据任务实际进行调整的心智模式。由于迁移是如此地依赖情景,所以在远迁移任务中实现成功的迁移无疑是一个巨大的挑战。当面对远迁移任务时,任务的外部特征几乎给不了人们任何能自动提取出相关技能的线索,相反,任务执行者必须自己去尝试确定现在面临的问题可以归到他们以前解决过的哪种问题类别之中。然而要准确地定义问题的类型并不容易,需要透过问题的表面特征而抓住其本质。远迁移任务当中,成功的迁移需要正确地运用心智模式,而心智模式的正确运用关键是对问题有深入的理解,而不只是看到其表面特征。对远迁移任务进行教学,比对程序化的任务进行训练更具挑战性,因为需要为理解而教,而不单为记忆而教。有以下一些方法适用远迁移任务的教学:提供情景多样的示例和练习;使用归纳教学法以建立更为丰富和个人化的心智模式;利用认知辅助(如添加多级小标题,使用比拟,以及用下划线标注文本等)。
以讲授为代表的接受式教学通常缺乏与学生的显性互动。学习者需要自发地对教学内容进行较深入的处理。有丰富的相关先前知识或者有较强的学习管理技能的学习者,有可能成功地以最终会支持学习迁移的方式去处理教学内容。尤其是当学习者能自主控制教学进度,有充足的时间去加工教学信息时。然而,当内容的呈现不受学习者的控制,而学习者又是新手,不熟悉教学内容时,学习的效果就很难保证了。没有学习,就谈不上迁移。因此,从一定程度上来说,在接受式的教学中,迁移的实现不是一件容易的事。
直导式教学结构往往使用演绎式的教学,先呈现原理性的教学内容,再论证例子,最后通过练习帮学习者体会原理。一般说来,直导式结构对于近迁移教学目标的实现非常有效,在利用直导式结构进行近迁移任务教学时,应该有意识地运用共同要素原理,促进迁移。
指导发现式结构所遵循的是归纳式的教学模式,而且常常使用情景模拟来教学。在情景模拟教学中,学习者尝试解决一些现实问题,通过自身的操作经验来学习,计算机仿真技术使得这种体验的内容更加多样,例如利用计算机模拟,学生可以尝试改变生物的基因,并观察由此引发的生物性状变化,由此可以基本理解基因的显隐性等相关概念。指导发现式结构比较适合远迁移学习任务。
探索式教学结构为学习者提供了丰富的教学资源和极高的自主性,学习者可以自己来选择利用最适合自己的学习目标的资源。这种结构最适合有充足背景知识的学习者,它既能支持近迁移又能支持远迁移学习,如果在提供学习资源时能上文提到的各种方法,迁移的实现也就更有保证。
(七)元认知/自我监控原则与四种教学结构
元认知就好像认知的操作系统,它组织和管理着其它认知过程。由于元认知扮演的这种角色,就有下述的元认知支持原则——使用适当的教学方法完善学生的元认知技能,实现教学目标。
在接受式结构的教学环境中,元认知水平高的学习者比其他人有更大的可能获得成功。在接受式教学环境中学习,需要学习者确定教学目标,集中注意,组织他们看到和听到的信息,对信息进行精细加工,完成编码存入长时记忆,还要监控自己的理解状况。
对演讲或文本的精心设计可以帮助学习者更好地实现这一过程。比如演讲时合理运用重音和停顿,文本中使用标题让文章结构更加明晰等。但无论如何,要在接受式结构实现高效的学习,必须有较高的元认知技能。
直导结构为缺乏元认知技能的人提供了最充分的支持。如前文所说的那样,这类课程包含明确的学习目标,分块呈现的内容,频繁的练习和及时的反馈,还有测试和评估帮助学习者了解自己的学习进程。
如果教学目标是让学习者获得解决实际工作问题所需的元认知技能,指导发现结构是最佳选择。认知与元认知学习机会被整合在尝试解决问题的教学活动中,可以帮学习者建立工作所需的元认知技能。然而这是一项需要付出艰辛努力的教学设计工作,首先要确定在完成这项工作时专家们运用了什么样的元认知策略,然后建立专家元认知模型供学习者模仿,还要提供机会让学习者逐步意识到他们自己的元认知过程。
探究式教学环境最适合有一定的自主学习技能的学习者。他们善于设定自己的学习目标,为实现目标选用最合适的资源,并监控着自己的进展。然而对缺乏元认知技能的学习者来说,这种很大程度上由学习者自己掌控的教学结构可能会让他们陷入无从下手、不知如何开展学习的困境。
(八)认知激励原则与四种教学结构
这里探讨的动机是认知激励(cognitive motivation)。认知模式关于学习动机的观点,与传统的行为模式有所不同,它强调环境与学习者对环境的解读之间的互动,而不单纯地解释环境刺激对行为的影响。这种观点建议教学设计者和培训师们可以通过帮助学习者建立朝着学习目标不懈努力的信念来影响学习者的动机。由于学习中认知动机起着重要的作用,因此有下述的教学设计原则——提供与学习者切身相关、又可以实现的教学目标,充满趣味的学习环境,以此激发出学习者实现教学目标的信心和愿望。
由于从认知视角对动机进行研究的时间还不是很长,关于教学结构与学习者动机的适配的研究并不多,因此我们在此只能依据现有的部分研究结果,尝试给出一些不太周详的建议。
接受式教学结构比较适合有较强的个人兴趣或者掌握目标的学习者。因为接受式的学习环境缺乏显性的参与的机会(缺乏练习或探究活动),因而要求学习者自己投入努力去认真加工信息。接受式结构的教学,特别是教学者主导的讲座形式的教学,往往面临着认知超载的威胁。结果是那些自信心不足的学生会中途放弃。为克服互动不足所带来的弊端,设计教学时要尽量让加强认知性兴趣,并激发学生的个人兴趣。
直导式教学结构能很好地帮助初学者以及自信心不强的学习者。直导结构的教学由一个个简单而微小的任务组成,逐步地提升难度和复杂程度,学习中的挑战性被控制在一定水平以下,因为它以一种有序渐进的方式逐步地帮学习者建立技能。因此那些可能轻言放弃的学习者会从这种教学结构中收益。
对于有一定的自信的学习者,可以考虑指导发现式结构。这种较为开放的结构可能会使那些自信不是很足的学生中途放弃。另一方面,由于将学习置于一种有意义的情境之中,对于有相当的背景知识,一定的元认知技能和自信心的学习者,这种教学结构很能激发他们的学习动机。
探究式教学结构对学习者动机的要求很高,学习者要自己选择利用教学环境中的哪些元素。探究式结构最适合信心充足,对学习内容有着浓厚的个人兴趣,或者拥有强烈的掌握目标的学习者。
[参考文献]
[1]Ruth Colvin Clark(2008, 3rd ed.).Building Expertise: Cognitive Methods for Training and Performance Improvement, Pfeiffer.
[2]Ruth Colvin Clark, Frank Nguyen, John Sweller(2005).Efficiency in Learning: Evidence-Based Guidelines to Manage Cognitive Load .Pfeiffer.
[3]Ruth Colvin Clark, Richard E. Mayer(2007, 2nd ed.).E-Learning and the Science of Instruction: Proven Guidelines for Consumers and Designers of Multimedia Learning. Pfeiffer.
[4]Ruth Colvin Clark(2000).Four Architectures of Instruction. Performance Improvement, vol.39 no.10. p31-38.
[作者简介]
王文智,浙江大学课程与教学论硕士研究生(wangwenzhi1986@126.com);盛群力,浙江大学教育学院教授,浙江广播电视大学客座教授。
Instructional Theory about Expertise Building:
The Match of Instructional Architecture with Cognitive Processes from Clark
Wang Wenzhi Sheng Qunli
（College of Education,Zhejaing University， Zhejiang Hangzhou 311028）
【Abstract】 The concept of instructional architecture is used to describe the approaches to organize lesson content. There are four architectures namely, Receptive, Directive, Guided Discovery, and Exploratory, which reflect different models of learning, Absorption, Behavioral and Cognitive. There is no one best architecture for any situations, each architecture has best applications. Two main variables must always be considered: the background experience of the learner and the type of task to be learned—near or far transfer. The major cognitive processes associated with learning is looked into, and so the instructional principles derived from them are offered here: cognitive load reducing, attention focusing, prior knowledge utilizing, mental model building, transfer supporting, self-regulating and cognitive motivation activating. Then the relationships between instructional architectures and instructional principles are discussed, so as to make sure the instruction or training will contribute to the expertise building.
【Keywords】 Expertise building; Instructional architecture; Cognitive processes; Principles of instruction
本文责编：孙爱萍