认知信息加工理论在应用软件教学中的应用

段红娟

（湛江师范学院 基础教育学院，广东 湛江 524037）

1 引言

20世纪最有影响的著名教育心理学家之——加涅认为：学习是一个有始有终的过程，这一过程可分成若干阶段，每一阶段需进行不同的信息加工.在各个信息加工阶段发生的事件，称为学习事件.学习事件是学生内部加工的过程，它形成了学习的信息加工理论的基本结构.与此相应，教学过程既要根据学生的内部加工过程，又要影响这一过程.因而，教学阶段与学习阶段是完全对应的.在每一教学阶段发生的事情，即教学事件，这是学习的外部条件.教学就是由教师安排和控制这些外部条件构成的，而教学的艺术就在于学习阶段与教学阶段的完全吻合.

2 学习理论的发展

学习者是学习过程的主体，如何促进学习者的学习是学习理论研究与发展的核心.从20世纪50年代末至今，学习理论经历了行为主义、认知主义和构建主义等不同发展阶段.

2.1 行为主义学习理论

行为主义学习理论认为学习的起因在于对外部刺激的反应，不关心刺激引起的内部心理过程.学习过程被看做是被动地接受外界刺激，教师只负责传授知识，学生只负责接受和消化知识.可概况为“刺激——反应——强化”.

2.2 认知主义学习理论

认知主义学习理论认为人的认识不是由外界刺激直接给予的，而是外界刺激和认知主体内部心理过程相互作用的结果.学习主体可以根据自己的态度、需要、兴趣，利用过去的知识和经验，对当前的教学内容作出主动的有选择的信息加工.教师的任务是激发学习者的学习兴趣和动机，然后把当前教学内容和学习者得原有知识背景进行关联.学习者的任务是主动的对外界刺激提供的信息进行选择性加工.认知主义学习理论重视认知结构的作用，关注知识的结构性和概况性.

美国著名教育心理学家加涅吸收行为主义和认知主义两大学习理论的优点，提出“联结——认知”学习理论，主张通过合理安排教学来促进学习者的学习，达到教与学的完美结合.目前流行的以教为主的教学设计模型中，大多以此折中的学习理论为基础.

图1是加涅的信息加工学习过程模型，模型认为人类学习过程和计算机的信息加工类似，学习者通过大脑输入一系列信息，经大脑存储、转换、加工和输出，实现与环境的相互作用：学习环境中的刺激作用于学习者得感觉器官（感受器），信息再以神经冲动的形式输入中枢神经系统，信息被输入短时记忆.如果信息在短时记忆中被编码并转化成有意义的模式进入长时记忆.长时记忆的信息可以再提取到短时记忆并和其他信息结合成新的知识.当信息从短（长）时记忆中提取并传递到反应发生器从何激活效应器（肌肉），导致学习者对环境的习得行为，观察者可得知起初的刺激已经产生了预期的结果，信息经加工，学习者完成本次学习过程.“执行控制”和“期望”在学习过程中进行激活和调节信息流程.

图1 加涅的信息加工学习过程模型

该模型清晰的解释了学生学习和记忆的过程，学习的顺序是从局部到整体，在计算机应用软件教学这样的结构化学科中非常容易应用.这也是笔者在计算机应用软件教学中选择认知信息加工理论作为教学理论基础的原因.

2.3 构建主义学习理论

构建主义学习理论克服了加涅的信息加工理论的不足，从认识论的高度揭示了认识的构建性原则，强调认识的能动性，在非结构化的学科中能得到很好的应用.

建构主义学习理论认为学习的过程是学习者主动建构知识的过程，“学习是建构内在心理表征的过程，学习者并不是把知识从外界搬到记忆中，而是以原有的经验为基础，通过与外界的相互作用来建构新的理解”(D.J.Cunnighan,1991).因此学习活动不是由教师单纯向学生传递知识，也不是学生被动地接受信息的过程，而是学生凭借原有的知识和经验，通过与外界的互动，主动地生成信息的意义的过程.

3 计算机应用软件教学现状

实践性较强是计算机应用软件教学的一大特点，传统灌输式教学已经不适合现在时代的要求.相较于中小学生，当代大学生在智能发展上呈现成熟，思维有了更高的抽象性和理论性，学习目的和动机增强，独立性加强，注意力更稳定，在情感上已有明确的价值观念，社会参与意识很强，深信通过学习，掌握知识，创造个人的人生价值.

这些特点要求教师在教学过程中，要把适当的应用软件的教学方法与具有创新、科学的思维方式巧妙结合.

4 计算机应用软件教学过程

在计算机应用软件教学过程中，一旦确立了学习目标，学生既可以进行无教师指导的自主学习，也可以在教师参与指导下学习.

4.1 学习与信息加工过程

由于不断反馈，信息流在学习者与环境之间形成环路，两者不断相互作用.从学习过程的信息加工模型图可以看到，学习是学生和环境之间相互作用的结果.加涅又把它分成八个阶段：动机阶段（期望）、了解阶段（注意）、获得阶段（编码）、保持阶段（记忆）、回忆阶段（提取）、概况阶段（迁移）、作业阶段（反应）、反馈阶段（强化）.

4.2 学习阶段及相应教学策略

4.2.1 动机阶段.态度决定一切，被激发起动机的学习者是学习的先决条件，要促进学习者的学习，教学要引起学生的兴趣以激发其动机，有了动机，学生的行动就会指向目标，并会因达到目标而获得某种方式的满足.在应用软件教学中不能像菜单功能说明书一样单一的讲解某菜单的功能，而是要把知识技能融入到一个完整的作品中，通过完成作品的制作，从而让学生掌握其中囊括的知识点.

4.2.2 了解阶段.有了学习动机的学生必须先接受刺激，也就是要注意与学习有关的刺激.学习者可接受外部刺激，使之进入信息加工系统并储存到记忆中.但并不是所有的外部刺激都能被接受，学习者的知觉是依据其动机来进行选择的，他将注意指向与他的学习目标有关的各种刺激.而学生只有对外部刺激特征做出选择性知觉后，才能进入其他学习阶段.

4.2.3 获得阶段.学生对外部的信息一旦开始注意和知觉，学习活动就可进入获得阶段.获得阶段分两个环节：一是指对新获得的刺激进行选择性知觉后存储在短时记忆中，二是指把短时记忆中的信息进一步编码加工后转入长时记忆中.研究表明，经过编码过程所记忆的信息与最初的信息并不完全相同，也就是说经过编码有时加以修饰了，有时信息被规则化，也有时信息被歪曲了.由此可见，教师要帮助学生采用较好的编码策略，以利于获得正确信息.

4.2.4 保持阶段.经过获得阶段，已编码的信息将进入长时记忆后的储存阶段.这种储存可能是永久的，但是种种长时记忆中的信息会因长期不用而逐渐消退.如果用某种方式把刺激产生的信息组织起来，形成一定的结构体系，将有助于信息的保持.教师在进行课堂安排时注意考虑保持应用软件功能项的连贯性，有助于学生在保持阶段形成知识的结构体系.

4.2.5 回忆阶段.学生获得的信息要表现出来，作业必不可少，而信息的提取即回忆是其中的必需环节.回忆和信息的提取容易受到外界干扰，作为教师，在此阶段关键是指导学生为自己提供回忆线索，使之成为自主学习者.

4.2.6 概括阶段.学生习得的知识并不是只运用于一种情况，而是要举一反三，运用于各种类似的情况中.加涅所说的概况实际上指我们通常所说的学习迁移.学习者要想把获得的知识迁移到新的情境，首先依赖于知识的概括化，同时也依赖于是否有线索使知识在新情境下再现出来.

4.2.7 作业阶段.只有通过作业阶段才能反映学生对所学内容的掌握程度.因此作业的好坏是成果的反映，当然不能用个别的作业来代替一般成绩.教师在这一阶段要提供各种形式的作业，使学习者有机会表现他们的操作.对学生来说，作业的另一个重要功能是获得反馈——学生通过作业看到自己的学习结果，从而获得一种满足感.

4.2.8 反馈阶段.通过反馈，学生可以及时知道自己的作业是否正确.在教学过程中，教师可以通过批改作业，及时对学生作品讲评，鼓励，表扬等多种方式进行反馈并给出反馈信息.这种信息的反馈就是许多理论家称之为强化过程的重要因素.学习者看到学习的结果而在内心得到了强化，而强化过程对人类的学习来说是很重要的，它证实了预期事项从而使一个学习过程告一段落.

5 结论

通过对以上学习过程的信息加工模型和学习过程八个阶段的分析，我们能够较深入的了解学习发生的过程原理.无论教师还是学生，都可以根据各个学习过程阶段的特点，在学与教的过程中运用一些策略方法，达到最优的教学效果.

加涅的学习模式是在吸取行为派和认知派学习过程优点的基础上提出的，它注意到了人类学习的特点，是当前比较有代表性的学习模式.采用加涅的学习模型来指导计算机应用软件教学的流程，可以大大提高计算机应用软件的教学质量.

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