试论认知结构化的课件开发思想

□李 强

(仲恺农业工程学院 现代教育技术中心，广东 广州 510225)

在多媒体课件开发的早期，行为主义学习理论曾经产生了非常深刻的影响，人们一度将行为主义的程序教学课件视为经典，随着程序教学运动的衰落和其它一些原因，人们对行为主义的热情逐渐消散，并开始反思，认为行为主义对于学习的研究，仅仅涉及到动物和人的外部行为，很少涉及到人的内部心理过程，二战之后，人们对信息选择、接受，以及对信息编码、存贮、提取与使用过程的研究，刺激了认知学习理论的产生与兴起。一般认为，认知学习理论发端于早期格式塔心理学的顿悟说，而理论的形成却是上世纪70年代的事情。

需要说明的是，认知主义学习理论产生之后，并没有在相关领域迅速替代行为主义学习理论，没有被课件开发者立即运用，直到80年代后期在CAI教学中初见端倪，大致有两个原因：一是认知主义学习理论从形成到成熟需要一定时间的发展，二是课件开发者长期对经典的程序教学课件的青睐还没有动摇。随着认知主义学习理论的成熟和广泛传播，90年代我国的课件开发者将其纳入视野，逐渐形成了认知结构化的课件开发思想。

一、认知主义学习理论的基本观点

认知主义对于学习的看法，是其一切观点的依据，通过研究人的认知过程来探索学习规律的学习理论。基本观点包括：

第一，人是学习的主体，学习是由人主动发起的。认为学习的产生是个体作用于环境，而不是环境引起的行为。环境只是提供潜在的刺激，这些潜在的刺激是否受到注意或被加工，主要取决于学习者的认知结构。所谓心理结构是指学习者知觉和概括自然社会和人类社会的方式。若以符号表征形式而保留在个体头脑中则称为认知结构。学习就是个体在与环境的相互作用的过程中，使其心理结构不断完善、发展的过程。第二，人类获取信息的过程是感知、注意、记忆、理解、问题解决的信息交换过程。认知派学习理论既强调外在的客观环境，也强调学习者内在的认知结构，并且重点关注二者的结合。第三，人们对外界信息的感知、注意、理解是有选择性的，有意义的学习开始之前学习者必需具备学习的心向。

认知主义研究学习者内在的认知结构和外界环境相互影响，揭示学习实质的学习理论。它更强调个体内在的心理结构和认知结构在学习活动中的重要性。与行为主义存在很大不同，认知主义理论认为学习的本质并非行为上的变化，而是大脑中的认知结构发生了变化，环境只是提供潜在的刺激，至于这些刺激能否受到注意和加工，则取决于学习者内部的心理结构。

二、认知结构化课件开发思想

认知主义学习理论是一种对学习活动的原理和规律做出解释的理论, 不能直接拿来对某个具体课件进行指导，也很难在该理论现成的体系中找到相关原理和法则直接开发课件。在认知主义学习理论的基础上产生学习法则，以带有该理论色彩的学习法则来指导课件设计，从而完成基础理论对具体活动的指导，这些活动长期形成的理性认识，逐步构成了认知结构化的课件开发思想。所谓认知结构化课件开发思想，就是以认知心理的学习理论为指导，在考虑学生认知规律基础上设计安排内容结构的课件开发理念。认知结构化的课件开发思想在课件的信息结构、设计原则和教学设计倾向方面体现着认知主义学习理论的色彩。

三、课件的内容结构

认知派学习理论主张学习就是将外在事物的关系(结构)内化为学习者自己的认知结构的过程。为了便于将外在的客观事物的关系内化成学习者内在的认知结构，该理论特别强调基本概念的形成，强调概念与概念之间的关系，强调概念与命题、命题与命题之间的关系。因此，组成概念分类清晰、命题逻辑关系合理的学习材料，就成为学习者认知活动良好的外部条件。于是在课件的教学信息设计上，认知结构化的课件主张如下的内容结构：

1．螺旋式结构。布鲁纳对教材组织的观点给CAI课件设计的启迪，主要在两个方面：一是加强基本概念和原则在教材中的地位。他认为概念和原理越是基本，就对解决问题、掌握新内容的应用性越大。故在学生早期学习中就应让学生接触这些内容。二是无论多么复杂的概念和原理均可采用不同的形式(如实物、表演、图像和符号等)呈现给学生。以抽象程度不同的方式来表现同一概念和原理的教材组织就称之为螺旋式结构。其含义是：对同一个概念和原理的处理可以根据学习者年龄和抽象思维水平的不同，用不同表现形式，不断去掉直观的成分，增加抽象性，使学生一步步地迈向较高的认知层次。

2．层级式结构。加涅(R·M·Gagne)认为学习者的学习活动可划分成：信号学习、刺激-反应学习、连锁学习、言语联结学习、多重辨别学习、概念学习、原理学习和问题解决的学习等八种类型。这八种类型是依顺序按“简单-复杂”这一维度组成的层级系统。在这个层级系统中高一级层次的学习必须以较低层次的学习为基础。根据加涅的观点，CAI课件的结构可设计成为层级式的。在分析学习者当前要掌握的内容属哪个层级的学习，同时要分析其“基础层”和“高一级层次”的学习内容，从而构成课件的“层级”结构。

3．“先行组织者”结构。奥苏贝尔认为，如果学习材料本身是有逻辑的，而学习者认知结构又具备与之相联系的观念，这时的教材对学习者来说就是一种具有潜在意义的材料。为使学习者对学习材料产生联系，即学习者头脑中已有的知识经验与教材中的新知识、新观念建立起实质性的、非人为的联系，就要对教材进行处理，就要设计“先行组织者”结构。所谓先行组织者是指先于学习材料呈现之前的一个引导性材料，这个引导性材料在概括与包容水平上高于要学习的新材料，并以学习者易懂的通俗语言、图形、图表或其他方式来呈现，其目的是给学习者一个同化新知识的认知框架。

四、课件的设计原则

认知主义学习理论主张新知识的学习必须以已有的认知结构为基础，学习新知识的过程，就是学习者积极主动地从自己已有的认知结构中，提取与新知识最有联系的旧知识，并且加以“固定”的一种动态的过程。从这个基本观点出发，可得到如下CAI课件设计原则：

1．知识结构渐进分化原则。是指课件内容的呈现序列要由最一般的、包摄性最广的观念开始，然后根据具体细节对它们逐步向各个领域分化。而各领域亦可由最一般、包摄性最广的概念开始向具体分化，最终形成纵向类属，横向关联的结构。而由最一般、包摄性最广的概念提供一个“固定点”，用来“同化”新的知识。奥苏贝尔认为这种呈现顺序不仅与人类习得认知内容的自然顺序相一致，而且也是与人类认知结构中表征、组织和贮存知识的方式相吻合。

2．知识分类学习原则。课件内容要根据知识的属性和关键特征，将它们进行分类处理，便于学习者分类学习。这种分类处理符合加涅学习结果分类的理论，即学习结果分为言语信息、智慧机能、认知策略、态度、动作技能，对应不同的学习结果，课件就要设计相应的学习过程和学习条件。如在概念学习时，呈现图像展示对比事物的细微特征，屏幕上对事物本质属性的概括型语言作为提示，必要时再配以旁白解说，是有利于学习的条件。知识的分类学习也利于教学评价，因此课件中常常设计不同类别的教学目标，作为学习的评价标准。

3．学习者积极参与原则。是指在学习过程中，学习者不是被动地接受刺激后才有反应，而是积极主动地参与学习活动。认知理论在学习方法上，有布鲁纳倡导的发现学习和奥苏贝尔倡导的接受学习的形式。但无论“发现”还是“接受”都主张学习者的内部积极的思维活动，使学习者已有的认知结构产生“同化”或“顺应”的变化。这项原则为课件的交互性设计赋予新的、更高水平的含义。行为主义倡导的程序教学也有交互性，但这种交互性处在学习者外在行为变化的水平上。认知理论则把交互性提升到学习者在内的认知思维水平上。设计课件时更关注学习者思维活动的变化，给其信息加工活动提供条件和空间。

五、知识分类的教学设计倾向

认知结构化课件开发思想，注重学习者的认知结构，将知识和学习分类，并由此对不同的学习条件和学习过程加以关注。课件的开发就应当为不同的学习过程和学习条件安排适当的外部教学，为使学生达到特定的学习目标而做出教学策略，教学活动的调整。因此，认知结构化的课件在教学设计上呈现着鲜明的教学系统设计倾向，一般情况下，基本的环节包括学习导入，教学目标，知识结构展示，内容分析，练习提高。

1．学习导入。引起注意，用以唤起和控制学习者注意的活动，屏幕上呈现教学信息，关键部分用鲜艳字体或闪烁重要内容。也可以呈现刺激材料，课件呈现的新知识材料应具有鲜明的特征，以促进选择性知觉的内部过程。

2．教学目标。让学习者具体了解学习目标是什么，呈现学习者将要完成的任务，从而使学习者形成对学习的期望，控制自己的学习活动。认知结构化的课件秉承了认知主义学习理论的精神，认为知识是分为言语信息、智慧技能和认知策略等，根据掌握知识的深度，认知领域的目标可以分为知识、领会、运用、分析、综合和评价六级。于是教学目标的设置需要明确学习者完成学习之后所能获得的知识类型以及掌握知识的程度。

3．知识结构展示。对于教学内容，课件需要提供排列严密的信息，即教学内容的组织结构严谨，明确新旧知识之间在纵向与横向上的联系。在课件中经常的体现是，在横向上，各个知识单元之间融会贯通，相互照应，在相似知识点之间的比较有助于比较学习，发现异同，辨别容易混淆的知识在不同知识点之间比对易于发现知识间的内在关联，提高综合问题的能力；在纵向上，学习者将学过的知识和当前学习的学习材料进行比较和分析，发现彼此之间的共同点和不同点，加深对新材料意义的理解。由此形成的横向与纵向的交织结构，为学习者更深层次的学习提供了知识单元的固着点。

4．内容分析。对于不同类型的知识学习，提供相应的指导。如对智慧技能的知识分析组织结构，使学习者明确新旧概念之间的差异和联系；内容分析是对知识结构的延续活动，即将具有严密的组织结构的教学单元进行教学方法、教学策略的选择，并以此为依据进行教学活动的展开，比如通过连续的提示、提问，为规则、高级规则的学习开启思路。

5．练习提高。课件必须提供学习者积极参与学习的活动，适当的练习和任务布置是常用的方法。学习行为后，反馈使学习者将及时纠正错误或者得到鼓励。课件中的拓展练习和补充性材料属于此类环节的应用。

六、认知结构化的课件开发思想评述

认知结构化的课件开发思想秉承了认知主义的思想，重视人在学习活动中的主体价值，充分肯定了学习者的自觉能动性，强调认知、意义理解、独立思考等意识活动在学习中的重要地位和作用。认知理论提供了课件设计的原则和信息编排结构，对言语信息和智慧技能的学习给予了极大的帮助，在CAI课件设计理论中占有重要地位。当然，人的学习不仅在认知方面， 学习过程中的心理结构包括智力因素与非智力因素。动作技能、情感、态度等方面的非智力因素没有足够重视；如何考虑个人的情感态度、意志、气质、个性因素、自然环境和人文精神等因素的影响没有令人满意的解释，认知结构化的课件开发思想也就无法做出回答。

认知结构化课件的教学设计体现了认知主义对于学习的基本观点，也体现了系统化教学设计的特点，主要特点是整体化把握，层次化处理，程序化实施和具体化教学。但是要使教学变得具体化、可操作化就要有很强的针对性；而针对性越强、越具体，则教学设计方案的适用面也就越狭窄。于是为了适应复杂的教学活动，人们设计了难以计数的教学设计模式，课件开发就在众多教学设计模式下不知何去何从，更令人担忧的是，精确化、具体化模式使得教学过程变得机械、刻板，这种与教育教学这个原本充满精神生命活力的活动相左的情况，受到了人们的反思，这样也为其后的课件开发留下了发展的空间。

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