第四节 认知结构学习论
1957年，苏联率先成功发射人造卫星的消息震惊了整个世界。美国在震惊之余开始反省，将自己在太空科技方面的落后归因于美国中小学教育的失败。以布鲁纳为代表的认知心理学家对行为主义的学习论提出了严厉批评，指出再也不能让儿童被动地学习，必须以启发的方法，让学生去探索和发现知识，从而形成自己的知识结构。认知结构学习论的两位主要代表人物布鲁纳和奥苏贝尔分别提出了两种重要的认知学习形式：发现学习和意义学习。
一、布鲁纳的发现学习论
布鲁纳（Bruner,1915—）认为教育的目的是帮助学生成为自主而自动的思想家，当正规学校教育结束后，学生可以独立地向前迈进。为实现这一目标，必须变被动接受的学习方式为主动的发现学习。
发现学习是指学习者用类似科学家的思考、探究方式获得新知识的过程。这里的发现并不局限于寻求人类尚未知晓的事物的行动，而是包括用自己头脑亲自获得知识的一切形式。发现学习包括提出假设和验证假设，因而是一种更为复杂的学习方式。发现学习也是一种归纳推理，学生需要从具体的事例中概括出一般性的规则、概念与原理。
在进行发现学习之前，布鲁纳认为应鼓励学生运用直觉思维。直觉是一种直接了解或认知，通过直觉思维人们可以直接得到问题的答案，而不必依靠间接的分析与推断。直觉思维与分析思维不同，它不必依据逻辑规则按部就班地进行，而是根据自己的知识和经验采取跳跃式的方式对问题情境进行尝试性解答。直觉思维不一定会导致正确的答案，但在探索的过程中有助于找到解决问题的线索。
布鲁纳认为要顺利地进行发现学习，必须提供结构化的情境。所谓结构主要指事物是如何相互联系的，也就是事物之间的规律性东西，它是知识的基本架构。掌握了事物的结构，就可以将许多其他的现象与它联系起来，从而对现象进行更好的解释。学生掌握了知识的基本结构，就可以更好地解决具体的问题。例如，学生掌握了数学的交换律、分配律和结合律等基本法则，就可以做许多具体的运算。布鲁纳认为在教学过程中，突出学科基本结构，让学生掌握基本的知识，对于发现学习是十分必要的。首先，懂得基本原理可以使学科更容易理解。不仅物理、数学是这样，社会科学和文学也是如此。第二，基本原理有助于记忆。把一件件事情放进构造好的模型里可以防止遗忘。基本原理帮助知识在记忆中获得简化，它保证了记忆不会全部丧失，遗留下来的东西将使我们在需要的时候得以把一件件事情重新构思起来。第三，掌握基本概念与原理可以促进迁移。第四，对基本原理、基本结构的理解，能够缩小“高级”知识和“初级”知识之间的差距，有助于学生将在不同学习阶段获得的知识衔接起来。
布鲁纳认为在发现学习过程中，无论是“发现正确的答案”，还是“发现自己的错误”都是同样重要的。当学生认识到自己的错误并加以改正后，对自己的学习也是一种强化、一种反馈。因此强化不仅可以来自于外部，如老师的反馈，而且也可以来自学生本身。学生从学习活动本身获得的满足是一种内在动机。可见，发现学习有利于激发和培养学生对于学习的内在动机。
布鲁纳提出了帮助学生进行发现学习的一般步骤：第一，提出和明确使学生感兴趣的问题，唤起他们的好奇心；第二，让学生对问题产生一定程度的不确定性，引发他们探究的欲望；第三，提供解决问题的多种可能性假设，开阔学生的思路；第四，协助学生收集与解决问题有关的资料，丰富学生的知识经验；第五，组织学生分析有关资料，从中得到相应的结论；第六，引导学生用分析思维对结论进行检验，使问题得到解决（张爱卿，2000）。
阅读栏1-5 天平实验
事实上，儿童在幼儿园玩跷跷板时就知道，如果对方比自己重，自己就得往后移；如果对方比自己轻，就得往前移，否则就不可能玩跷跷板。根据这个原理，布鲁纳设计了一个天平，让8岁儿童借助手动操作、视觉映像和符号来掌握代数中的基本结构。
布鲁纳认为，小学低年级学生往往能够像鹦鹉学舌似的说出“几乘以几等于18”，但他们对“9 ×2”与“2 ×9”，或“6 ×3”与“3 ×6”有没有不同常常感到吃不准。但是，如果让小学生自己先动手操作，在天平一边的钩子9上挂2个小环，让学生在天平的另一边寻找能保持天平平衡的各种组合，并把它们记录下来。小学生根据以往玩跷跷板的经验，很快就能知道在钩子2上挂9个小环；在钩子3上挂6个小环或在钩子6上挂3个小环……，都能保持天平的平衡。这样，学生掌握的不只是“9 ×2=18”，而是代数的基本结构——交换律。
在学习过程中，开始时，让学生动手操作；接着，移去天平，让学生凭借头脑中形成的视觉映像来运算；最后，学生熟练掌握运算规则，不用实物和视觉映像，用符号也能自如地运算了。布鲁纳由此认为，教师只要把握每门学科的基本结构，根据学生表征系统形成的特点来设计教学，那么，任何年龄阶段的学生都能掌握各门学科的基本结构。
（引自施良方，2001）
二、奥苏贝尔的意义学习论
奥苏贝尔（Ausubel,1918—）认为传统的学习理论是基于实验室研究得出的结论，这些理论与发生在课堂里的学习有很大距离，他主张建构能够直接解决学校知识教学问题的学习理论。奥苏贝尔认为，要使学生的学习有价值，就应该尽可能地让学习有意义，意义学习是其理论中的核心概念。
（一）意义学习与机械学习
意义学习与机械学习是相对的，指学习者能够将新知识与认知结构中已有的知识建立起实质联系的学习。意义学习的产生必须满足两个先决条件：（1）学习者表现出一种意义学习的心向，即表现出一种在新学习的材料与他已有的知识之间建立起联系的倾向；（2）学习内容对学习者具有潜在意义，即能够与他已有的知识结构联系起来。这里的联系是指实质性的联系、符合逻辑的联系，而非表面的、逐字逐句的联系，亦非任意的、人为的联系。符合上述两个标准的就是意义学习，否则就是机械学习。例如，学习无意义音节，学习者头脑里没有与之对应的观念，也就无法将其与认知结构建立起实质性联系，只好逐字逐句地死记硬背，因此是一种机械学习。即使为了方便记忆，学习者人为地赋予无意义材料一定的意义，但这种联系是一种人为的、任意的联系而非逻辑上的联系，因而也是机械学习。值得注意的是，意义学习和机械学习的划分并不是绝对的，二者实际上是一个连续体的两个极端，学校中的学习常处于两端之间的某一点上。
奥苏贝尔把意义学习分为三类：表征学习、概念学习和命题学习。
1．表征学习
表征学习（representational learning）是指学习各种符号所代表的意义，其实质是将特定的符号与它所代表的事物在学习者的认知结构中建立起相应的等值关系。表征学习的主要内容是词汇学习，学习字词代表的事物。例如当年幼儿童看到一条狗时，家长说“这是一条狗”。“狗”这个词最初对儿童来说是没有意义的，但听到家长的话时，“狗”这个词与实际的狗的形象在儿童的头脑里建立起联系，多次之后，儿童理解了“狗”这个词的意义，当听到“狗”这个词时它所唤起的表象与看到狗的形象大致相同。
2．概念学习
概念学习（concept learning）是掌握一类事物所共有的关键特征，这些关键特征是一类事物区别于另一类事物的本质特征。如“三角形”的概念是由三条直线连接组成的封闭图形，这是它区别于其他图形的本质特征，而图形的大小、颜色等则是非本质特征。概念学习有两种形式：概念形成与概念同化。概念形成是指儿童通过归纳发现一类物体的关键特征的过程，比如儿童见过或玩过很多大小、颜色和质地不一的立方体，他们逐渐从中发现了立方体的本质特征，获得了关于立方体的概念。概念同化是指以定义的方式直接向学习者呈现新概念，学习者利用认知结构中原有的概念和知识来理解新概念。
3．命题学习
命题学习（proposition learning）是表述事物或性质之间关系的句子，有两类命题：非概括性命题和概括性命题。非概括性命题表述特殊事物之间的关系，如“小明很喜欢张大妈家的小猫”。概括性命题涉及若干事物或性质之间的关系，如“人类与动物是朋友”。命题学习是知识学习的主要形式，当儿童学习新命题时，需要将新命题与认知结构中原有命题之间建立起实质性或非任意性的联系。原有命题对新命题的学习起一种“固定作用”。奥苏贝尔认为新命题和原有命题之间存在三种关系：（1）下位关系，原有命题是上位概念，新命题是下位概念，新命题从属于原有命题。这类学习叫下位学习。下位关系有两类：一类叫做派生的下位，指新知识是学习者认知结构中原有观念的一个特例。如儿童已知道“猴子会爬树”，那么“动物园里的猴子会爬树”这一新命题就从属于原有命题；另一类叫做相关的下位，当新知识扩展、修饰或限定学习者已有的命题，使其精致化时，表现出的就是相关的下位。如儿童已知三角形的概念，通过对其限定形成直角三角形的概念，就是相关下位学习。（2）上位关系，原有命题是下位的概念，新知识是上位概念，这种学习称为上位学习。如儿童先知道了“猫”、“狗”、“老虎”、“大象”等下位概念后，才学习“动物”这个上位概念。（3）组合关系，当新知识与认知结构中原有的概念之间既不存在下位关系，也不存在上位关系时，就产生了组合关系，称为并列组合学习。奥苏贝尔认为学生在自然学科、数学、社会学科和人文学科中学习的许多新的概念，都可以作为组合学习的例子。如质量与能量、冷热与体积、遗传与变异、需求与人格之间的关系。
（二）接受学习与发现学习
奥苏贝尔认为，学生按照获得知识的方式可将学习分为接受学习与发现学习。接受学习就是将学习的主要内容以定论的形式传授给学生，在学习过程中，学生只要把学习内容加以内化就可以了，不需要进行任何发现。至于发现学习，奥苏贝尔的解释有些与众不同，他认为，发现学习是指学习内容不以定论的方式呈现给学生，而是要求学生在把最终结果并入认知结构之前，先要从事某些心理活动，如对学习内容进行重新排列、组织或转换。接受与发现，意义与机械是学习方式的不同维度，它们构成四种学习方式。接受学习也可以是有意义的学习，而发现学习也可以是机械的学习。发现学习固然可以培养学生探究问题、解决问题的能力，但课堂教学如果都以发现学习的方式进行，既不经济也不现实，因此，有意义的接受学习应该成为学校中的主导学习方式。影响有意义的接受学习的最重要心理因素是认知结构。所谓认知结构是指知识的实质性内容在学生头脑里的组织，由一些概念、事实、命题等组成。任何新知识的学习都必须以学生原有的认知结构为基础，意义学习发生于新知识与认知结构中的已有知识相互作用的过程之中，这个过程称为同化。通过同化，新知识被学习者赋予新的意义，旧知识在意义上也发生了改变，与此同时，学习者的认知结构也发生了量变或质变。
阅读栏1-6 奥苏贝尔的先行组织者
先行组织者能够帮助学生把新材料和以前学过的知识联系起来。凯茜·斯通正教三年级的学生发展写短文的能力。之前，学生已经学过如何写出描述性和趣味性的句子。斯通老师把学生写的句子写在黑板上，用这些句子当成组织者，帮助学生学习如何把一些句子放在一起，组成一个完整的短文。
中学教师在地理教学中可以使用先行组织者。教师在开始讲地形（表面的特征、外形和成分）之前，可以先复习以前讨论过的一些地理概念的定义和构成要素。教师可以把以下要点写在黑板上，以表明地理是由以下三个主要成分组成的：
● 物理环境的基本要素；
● 人类和物理环境；
● 世界不同的区域和它们支持人类的能力。
教师可以先集中讲解物理环境的构成要素，进而转到地形的讲解上。教师可以展示地理模型，并让学生识别每一个地形的主要特征，以此达到讨论不同地形（如高原、山脉、丘陵）的目的。通过这种演绎的方法，教师能够给学生一个整体的知识框架或轮廓，而学生则可以将各个部分的新知识纳入其中。
在医学院，某位教师要讲的内容是血液紊乱可能带来的后果，他可以先复习血液的基本成分（血浆、白血球、红血球、血小板），然后，才列出各种与血液有关的病（如贫血、碰伤和出血、白血病、骨髓病等等）。学生可以依赖这种概要去研究各种类别下的不同疾病，以及学习每种疾病的症状和治疗方法。
（引自Schunk,2003）
思考与练习
1．请选择一种学习理论来阐述其对我国教育改革的启示。
2．请举例说明发现学习与意义学习，并加以比较。
3．联系实际分析如何利用各种学习策略提高学习成绩。
4．回顾自己的学习经历，列举对你成长发生重大影响的事件或行为，并说明其理论依据。
5．观察、记录一位老师的课堂教学过程（或者观看录像课），用所学的学习理论对老师的教学行为进行阐释（如教学行为是什么，预期达到的目标是什么，效果如何，运用了哪种学习理论的什么学习措施等）。
参考文献
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