认知心理学的知识观对中学信息技术课教学的影响

栗晓玮

（重庆第二师范学院 国际交流合作处，重庆 400065）

我国流行的知识观是把“知识”与“技能”相对立的，而知识和技能的恰当划分始终是一个难题，至于如何把知识转化成能力，自然也是“只可意会，不可言传”，更不用说从理论上对二者之间的关系进行系统研究。信息加工心理学采用广义的知识观点，把知识划分为陈述性知识和程序性知识，与我们对于“知识”和“技能”的常识性理解是相吻合的。现代认知心理学家大多把知识分为陈述和程序性知识两类，陈述性知识是用于回答“是什么”的问题，而程序性知识主要回答“怎么办”、“为什么”的问题，程序性知识又分为对外运用的智慧技能和对内调控的策略两个类型。从学生的认识发展看，程序性知识是掌握原因、规律、原理方法及熟练运用的知识，是所学知识的重中之重。信息技术作为一门实践性很强的课程，侧重于要求学生对原理的理解和技能的掌握，并能在实际学习生活中灵活加以运用。因此，对于广大信息技术的教师来说，更应该很好的在教学中体现程序性知识和陈述性知识教学这一特点。

1 认知心理学的知识观

认知心理学把人的认知过程假设为信息加工过程，信息加工的结果就是获得按一定方式储存的信息，也就是获得了知识。著名认知心理学家皮亚杰认为［1］:“知识是主体与环境或思维与客体相互交换而导致的知觉建构，知识不是客体的副本，也不是由主体决定的先验意识。”根据皮亚杰的思想和当代认知心理学的观点，我国学者将知识定义为:个体通过与其环境相互作用后获得的信息及其组织。贮存于个体内的是个体的知识，贮存于个体之外的，即为人类的知识。［2］现代认知心理学家尽管用不同的术语来描述知识及其种类，但都普遍认为知识分为两大类:一类是陈述性知识，另一类是程序性知识。前者指“个人具有有意识的提取线索，因而能直接陈述的知识”。这类知识主要用来回答是什么的问题。后者指“个人没有有意识地提取线索，只能借助某种作业形式间接推测其存在的知识。［2］这类知识主要用于回答“怎么办”的问题。

不同的知识又有不同的种类。加涅将陈述性知识言语信息由简到繁分为三类:符号学、事实学习、有组织的知识学习。奥苏伯尔在有意义言语学习理论中提到的三类学习:符号学习、概念学习和命题学习，也可看作是对陈述性知识的分类。［3］

关于程序性知识也有不同的种类。程序性知识是一套办事的操作步骤，它是由概念和规则构成的。根据运用概念和规则办事的指向性，程序性知识又分为两个亚类:一类为运用概念和规则对外办事的程序性知识，另一类为运用概念和规则对内调控的程序性知识。前一类被称为智慧技能，后一类被称为认知策略。智慧技能是运用习得的概念和规则加工外在的信息，认知策略是运用习得的概念和规则调节、控制自己的加工活动。［2］有些智慧技能、认知策略能达到自动化，有些还需要意识控制，有专门领域的智慧技能和认知策略，又有一般领域的智慧技能和认知策略。

从认知心理学的观点看，我国流行的与技能相对的“知识”概念，就是认知心理学的陈述性知识，而“技能”概念就是程序性知识。技能总是涉及到人会做什么，在传统上，对一个人会做什么，总是用他掌握的技能来解释，认知心理学则用程序性知识来解释。认知心理学所说的技能实际上是个人习得的一套程序性知识并按这套程序去办事的能力。在认知心理学中，技能也被看成是知识的一种类型。认知心理学不仅从一个人会说什么来判断他是否有知识，还包括从他会做什么来判断他是否有知识。认知心理学的知识观与我国流行的知识观已有了根本性的区别。

2 陈述性知识的内涵及意义

2.1 陈述性知识的内涵本质

陈述性知识是广义知识中的一类，正如它的修饰词所表现的，能被人陈述和描述。陈述性知识是有关人所知道的事物状况的知识。这类知识是个人具有意识的提取线索，能直接陈述。它主要用来回答世界是什么的问题，一般通过记忆获得。一般称之为记忆性知识或语义知识。陈述性知识的最为重要的特征是它的静态性，即这类知识仅是一种涉及事物状况的知识，而没有涉及人如何办事这一方面。我国中小学中的信息技术课教学就是这一类知识的教学。

陈述性知识的实质涉及它在人脑中是如何表征的。目前认知心理学主要运用表征或知识的表征来研究学习者认知学习的心理机制。知识表征是指信息在头脑中记载和呈现的方式，它是认知过程与结果的综合反映。根据认知心理学的观点，学习者对认知环境进行加工时，这些信息是以表征的形式在头脑中出现的。表征在信息加工中既是客观事物的反映，又是被加工的客体。同一信息由于表征方式的不同，对它的加工也不相同。认知心理学家认为，陈述性知识在人脑中的表征形式有单个的表征形式和综合的表征形式。我们常说的命题和命题网络是属于单个的表征形式，图式属于综合的表征形式。

2.2 掌握陈述性知识的意义

从学校教育的角度出发，我们常常听到对学校的责备，说学校只注重教知识而未注重发展学生的智力。对于这种责备我们应进行分析，如果学校忽视了智力技能的培养而一味专注于知识的传授，那么，这种教学观是片面的。反之，如果学校只注重技能的培养而忽视了必要的知识的掌握，则这种教学观也是片面的。现代认知心理学家认为，同程序性知识相比，陈述性知识的掌握也同样重要。认知心理学家加涅指出，个人习得陈述性知识有如下四种用途:第一，许多陈述性知识是我们日常生活必不可少的，如有关我们经常接触的事物、代号、单位和星期的名称是我们平时交流中必不可少的知识；第二，在个人的工作中，一个人需要大量的陈述性知识，如动物学家要记住大量的动物名称及其生活特性知识；第三，许多陈述性知识构成其它能力，如智慧技能、认知策略的组成部分，即使是态度的形成和改变，也必须以获得一定的言语信息为基础；第四，陈述性知识是思维的工具。我们要重视学生有组织知识的系统掌握，要抛弃那种用死记硬背的方法理解知识的学习方法。

3 程序性知识表征及其特点

表征（representation）是信息在头脑中的呈现方式。［4］有关程序性知识表征的一些早期模型来自于人工智能和计算机模拟研究。通过计算机在模拟智能认知加工中尝试－错误的努力，认知心理学家逐步知晓了一些人类信息加工的复杂性。这些模型中的每一个都涉及到了信息的系列加工（serial processing），即信息是通过一个线性序列加工（即同一时间仅一种加工）来进行操纵的。一直到约20世纪70年代中期，对知识表征兴趣的研究者都在追随着两个基本的研究源流:人工智能和信息加工的研究者们正在精炼各种程序性知识表征的模型，而认知心理学期及其他研究者们则正在考虑另外一些相应的各种陈述性知识表征模型，一直到70年代后期，一些知识表征的结合模型才开始出现。

根据现代认知心理学的观点，知识就是个体通过与环境相互作用后获得的信息及其组织［5］。个体的知识又可分为两类，一类是陈述性知识，另一类是程序性知识。陈述性知识也叫描述性知识，是个人具备有意识的提取线索，因而能直接陈述的知识。这类知识主要用来回答事物是什么、为什么和怎么样的问题，可用来区别和辨别事物。这类知识一般通过记忆获得，因此又称为记忆性知识。程序性知识也叫操作性知识，是个人缺乏有意识的提取线索，只能借助于某种作业形式间接推测其存在的知识，它主要用来解决做什么和怎么做的问题。程序性知识实质上是一套关于办事的操作步骤和过程，因此又可叫步骤性知识或过程性知识。显然，大学工科课程一般属于程序性知识，尤其是计算机应用类的课程。由于程序性知识与实践操作有密切联系，因而具有动态的性质。心理学家加涅认为［6］，程序性知识本质上是由概念和规则构成的。由于运用概念和规则办事的指向性不同，程序性知识又可分为两类:一类是为运用概念和规则对外办事的程序性知识，又称为智慧技能，主要用来加工外在的信息；另一类为运用概念和规则对内调控的程序性知识，称为认知策略，主要用来调节和控制自己的加工活动。

4 两种知识的关系及相互转化

陈述性知识也叫描述性知识，是个人能用言语进行直接陈述的知识。这类知识主要用来回答事物是什么、为什么和怎么样的问题，可以用来区别和辨别事物。这类知识目前在学校教育中占据相当大的比重，像“解释概念”、“填空”、“问答”、“匹配连线”等考试题型都是在测查学生对陈述性知识的掌握情况。从信息加工心理学的观点看，我国所流行的与“技能”相对的“知识”概念，实际上是与陈述性知识相吻合的。［7］

程序性知识也叫操作性知识，是个体难以清楚陈述，只能借助于某种作业形式间接推测其存在的知识，它主要用来解决做什么和怎么做的问题。在传统上，人们习惯用“技能”来解释一个人行为的成功，信息加工心理学则认为是个体掌握了一套能够支配其行为的程序。加涅认为［8］，程序性知识包括心智技能和认知策略两个亚类。心智技能是运用概念和规划对外办事的程序性知识，主要用来加工外在的信息。比如，进行四则运算、构思并写作一篇文章、配比化学方程式、设计一项物理实验等。心智活动的成果大多依赖口头或书面语言以及肢体的配合操作加以外化才能为人所了解。认知策略是运用概念和规则对内调控的程序性知识，主要用来调节和控制自己的加工活动。认知策略是一种对内调控的技能，它所涉及到的概念和规则反映人类自身认识活动的规律，而人类认识活动潜藏于人的内部，无法从外部直接观察到，因而这类概念和规则难以通过直观演示的方法教给学生。

4.1 两种知识的关系

陈述性知识是指能够被表述的事实，如你的生日、你最好朋友的名字或兔子的长相，而程序性知识是指能够被除执行的程序，如涉及系鞋带的步骤、对一些数据进行相加或驾驶一辆汽车。［8］这种区别，用 Gilber Ryle（1940）的话说，就是知道是什么和知道怎么做的区别。如果问“在人的头脑中存在着两套知识，一套称为陈述性知识，一套称为程序性知识”，许多心理学专业的学生也要花费一番心思。因为它涉及到一个关键问题:两种知识的本质。

概念和规则既是陈述性知识的核心成分，也是心智技能和认知策略的核心成分［9］。如果它们以命题网络的形式贮存且能被人陈述或提取出来，则称为程序性知识。虽然概念和规则既是陈述性知识的核心成分也是程序性知识的核心成分，但前者侧重于说明由概念和命题构成的认知结构的形成，后者重在阐述概念和规则如何支配人的行为，使概念和规则由陈述性形式转化为支配人的行为的程序。

尽管两种知识“本是同根生”，但它们仍然存在着差异:其一，陈述性知识可以通过“陈述”或“告诉”的方式测量，而程序性知识只能通过观察人的行为间接测量；其二，陈述性知识主要以命题或命题网络的形式表征，程序性知识以产生式或产生式系统表征；其三，从激活和提取来看，陈述性知识激活速度慢，需要在长时记忆中进行有意识的搜寻，程序性知识激活速度快，行为链条中前一个操作的结果迅速成为后一个操作的条件，可以迅速激活和“点燃”后续步骤；其四，从输入与输出来看，陈述性知识要求原样复制，因而是相对静止的，而程序性知识引导个体进行认知加工，输入与输出的信息是不同的；其五，从学习和遗忘的速度来看，陈述性知识只要求“印刻”在头脑中，所以学习的速度快，如果没有采取深加工策略，遗忘得也会很快。而程序性知识要求人按一定规则和步骤进行操作，因而学习的速度慢，但由于操作过程调动了多种感官参与，伴随着一定的深加工，所以遗忘也慢。

4.2 两种知识的相互转化

对于一线教师而言，弄懂陈述性知识和程序性知识的异同并不困难，关键要在具体的学科教学中实现两种知识的相互转化，教会学生在适当的情境中以适当的形式提取某个知识点的技能，把知识学活。

（1）陈述性知识向程序性知识的转化。这一转化过程，就是程序性知识的学习过程。可以分为三个阶段。第一阶段，知道某一规则并能陈述该规则。换句话说，是学习者了解自己将要掌握的规则并能将其陈述出来的过程。例如:在C程序设计中有关运算符优先级有这样的规定，初等运算符→单目运算符→算术运算符→关系运算符→罗辑运算符→条件运算符→赋值运算符→逗号运算符，他们的运算级别从前往后递减。就是一种程序性知识，它可以指导学生进行正确的C语言运算。当学生能够说出上面的规定时，表明他们已经完成了第一阶段的学习。第二阶段，通过应用规则的变式练习，使规则由陈述性形式向程序性形式转化。比如，教师给出一些练习题:设 x，y，z，t均为 int型变量，则执行以下语句， x＝y＝z＝1；t＝＋＋x｜｜＋＋y＆＆＋＋z；t的值为多少？如果学生能得出正确答案，则表明规则已经开始支配学生的行为，规则开始向办事的技能转化。

同时通过观察不难发现，学生对规则的运用不熟练，常常需要出声或不出声地背诵甚至翻开课本看看规则以便提醒自己正确的运算顺序。第三阶段，是程序性知识发展的最高阶段，规则完全支配人的行为，技能达到相对自动化。表现为规则不必挂在嘴边，而是高度内化，自如地指导人的操作。

（2）从程序性知识到陈述性知识的转化。这一过程要求个体把熟练操作的结果作为一个陈述性知识记在脑子里，今后遇到同类问题，即使已经相当熟练了，也不必重复操作，直接利用现成的结果可以节省宝贵的时间。这一点在常用数量关系的计算和转化上表现得尤为明显。比如，我们十进制和二进制、二进制和十进制之间转化时要进行繁琐的计算，如果我们把一些常用数的二进制十进制的正确结果作为常量记在脑子里，就可以节省大量的时间。陈述性知识和程序性知识的相互关系及其对教学的启示，值得教育心理学研究人员和广大教师悉心揣摩并不断实践。陈述性知识和程序性知识的学习并不是各自独立、截然分开的，它们是互为条件、互相促进和相互转化的。在程序性知识进入执行状态的过程中，需要陈述性知识作为知识资源或知识背景，为其提供可资利用的与某个产生式有关的必要信息。反之，程序性知识对陈述性知识的获得、存储和提取也会产生影响。经过复述而进入长时记忆的陈述性知识很难在形成之初就既简练精要而又与原有知识水乳交融，形成合理、精致的命题网络或建立起完善的主观图式。它需要在获得或存储过程中不断地进行重建与改组，而这在很大程度上依赖于程序性知识的能动作用，以便为其提供操作程序和操作手段。

5 两类知识和信息技术教学的相互影响

5.1 学习过程和条件的差异性

陈述性知识的学习可以分为三阶段:新信息进入短时记忆，与长时记忆中被激活的相关知识建立联系，从而出现新的意义的建构；新建构的意义贮存于长时记忆中，如果没有复习或新的学习，这些意义会随着时间的延长而出现遗忘；意义的提取和应用。认知心理学的这些理论，对教学、对提高学习者的认知效能更具有指导作用。这三个阶段是学习者的内部活动过程，它需要外在教学手段的支撑，因此我们可以从这三个阶段来说明信息技术在陈述性知识教学中的作用。

（1）新知识的习得阶段

新知识的学习始于学习者的注意和预期，由于对学习目标的期望，学习者处于一定的激起状态，与预期要获得的新知识有关的原有知识被激活进入工作记忆中，随时准备吸收新知识，在学习目标的指引下，学习者有选择地接受新的信息，并将它暂时贮存于短时记忆中，新知识相互间产生联系，并且与处于激活状态的原有知识相互作用。最后，新知识以一定的方式与原有知识形成联系，这也就意味着新知识已进入原有的命题网络。此阶段教学设计的关键是吸引学生的注意，激活学生的原有知识，因此信息技术的作用可从以下三点来说明。

一是教师应尽量唤起和维持学生的无意注意，引起学生的学习兴趣，多媒体计算机能演示多变的图形动听的音乐绚丽的色彩，可以强烈地刺激着学生的视听感官，吸引学生的注意。

二是在学习新知识时，可以利用多媒体计算机为学生创设问题情景，使学生意识到利用他们原有的知识不能对一些现象作出圆满的解释，从而使他们处于认知失调的状态，引发他们对新知识的探究心理，提高学习的积极性。

三是虚拟现实技术可以为学生呈现模拟的现实世界或者想象世界。例如人体内部的微观世界和各种各样的童话世界等，可以为课堂教学引入现实问题或者学生感兴趣的问题提供背景，把所学内容与学生感兴趣的事物联系起来。这样就会提高学生对所学知识的兴趣，产生学习动机，同时，教师也可以利用信息技术设置熟悉的情景来激活学生的原有知识。以促进新旧知识的相互作用，这是因为新信息如果不同认知结构中原有的有关知识相联系并发生相互作用以区分新旧知识的异同，则新的信息会很快消失。

（2）新知识的转化阶段

在这个阶段，陈述性知识通过适当的复习得到巩固。同时原有命题网络得到改组或重建，对应的教学设计应是教师给新知识的转化和巩固提供条件。信息技术在此阶段的作用体现在五个方面一是互连网是非常大的信息资源。教师可以给学生提供足够的与所学知识相关的学习资源，通过对要记忆的材料增加相关的信息来达到对新材料的学习记忆，例如对材料补充细节、举出例子作出推论或使之与其它观念形成联想等。这种方法的主要目的是为知识的提取提供新的途径，为知识的构建提供额外的信息，以使学生形成相关主题的具体的系统的知识体系，促进陈述性知识的掌握和巩固。二是言语形式知识，在传授过程中由于个体认知力和理解能力的差异，学生对知识的理解和掌握易产生偏离和误差，甚至出现辨别和判断的错误，心理学认为人们对言语知识的认知兴趣和记忆的强度远远不如对视觉形式或图画形式所传授知识的认知兴趣和记忆强度。因此，在陈述性知识的转化和巩固阶段，教师可以利用计算机多媒体等先进教学手段把言语形式的知识转化为视觉或图画形式的知识，这样许多在过去无法用语言准确描述和解释得更清楚的知识在计算机等媒体的协助下，轻而易举地在瞬间展现出来。三是教师可以利用信息技术为学生呈现观察与操作的环境，信息技术不但可以呈现模拟现实情景供学习者观察，而且借助信息技术的人机界面设计，学习者可以控制其观察的范围角度距离事件发生的速度与时间间隔，还可以操作控制引起其变化的各种参数。这样，学习者可以按照自己的需要观察这种环境，形成自己的认识，从而学习到有关的陈述性知识，学生甚至可以通过亲自动手操作亲身实践来证明某一理论原理或概念的形成过程，经过眼手脑并用，学生对陈述性知识的理解和掌握必定达到准确持久的效果，四是人与人之间的交流可以促进对陈述性知识全面系统的理解和掌握。因此，教师可以利用信息技术为学生提供进行人际交互的条件，计算机网络的应用扩大了人际交流活动的范围，学习者可以与学习伙伴教师。甚至整个社会进行交流。五是教师可以利用操练与练习型电子课件计算机辅助测验系统等帮助学生进行反复训练，单枯燥的劳动。

（3）知识的迁移阶段

在这一阶段，陈述性知识被提取出来，用来解决“是什么”一类问题（对学习者而言，是知识的迁移和应用，对教学过程而言，是进行学习结果的测量和评价）。教师应针对陈述性知识的特点，利用信息技术创设合适的问题情景，获得真实可信的评价结果，当然教师也可以使用操练与练习型课件计算机辅助测验系统等，让学生自己评价其对于陈述性知识的掌握程度。

5.2 程序性知识在信息技术教学中简单应用

（1）陈述性阶段

在程序性知识的学习过程中，首先要以陈述性知识的形式来获得。学生首先要理解有关的概念、原理、事实和行动步骤等。在这一阶段，学生知道并能够陈述了某些概念与规则，但在使用这些概念和规则时他先要有意识地再现出陈述性知识后再表现为行为。在完成某一活动时，学生要再现每一个产生方式，一步一步地进行各步骤的操作。下面以信息技术课程中比较典型的网页设计课程教学为例，谈谈程序性知识教学的具体应用。

首先，要让学生理解一些重要的概念。比如:热点，链接，锚点，事件，动作，框架，模板等等。然后，要让学生了解网页构成的主要元素，包括文学，图片，动画，声音等。接下来最后，还应使学生了解网页的制作步骤。主要包括:明确网页制作的目的，组织网页的内容，美化网页的外观，开始制作网页，发布站点。

（2）程序化阶段

经过大量的练习和反馈，陈述性知识转化为程序性知识，学生能将一个个产生式形成产生式系统，将各个行动步骤联合起来，流畅地完成各种活动。在网页设计教学中，在让学生了解了一些重要概念之后，接着就是通过各种具体实例进行讲解使学生深入理解概念，并能在知识模块中简单应用。比如:各种链接的教学中，本人设计了一个本市地图的设计实例，从中包含电子邮件链接，热点链接，图片链接和文学链接等。学生通过这个实例，既进一步了解到本市的一些情况，也调动了他们浓厚的学习兴趣，又在轻松学习中，掌握了四种不同链接方法的灵活运用。既区别了不同的链接方法，又能综合加以运用。

（3）自动化阶段

随着进一步的练习，学生最终进入到自动化阶段。在这一阶段，学生无需有意识的控制或努力就能够自动完成有关的活动步骤。这时操作的准确性和速度均得到了很大提高，表现为纯熟的技能，不需要提取有关操作步骤的知识。

6 结束语

认知心理学的知识观，对于教师确立教学目标，有效指导学生的学习，增强学生学习的主动性都有着积极的意义。对于建立新的智力观、构建新的教学论等方面也有着重要的意义。如何使新的教育理论能够用于指导教学、灵活运用程序性知识进行教学，使复杂而重要的概念、动作技能的学习变得更轻松、更高效，仍是教育工作者不断探索的问题。

［1］邵瑞珍.教育心理学［M］.上海:上海教育出版社，1997.61－62.

［2］皮连生.学与教的心理学［M］.上海:华东师范大学出版社，97.101－102.

［3］Robert J.Sternberg .认识心理学［M］.中国轻工业出版社，2006.56－57.

［4］加涅.学习的条件和教学论［M］.皮连生.华东师范大学出版社，2001.74－76.

［5］张承芬.教育心理学［M］.济南:山东教育出版社，2001.23.

［6］李同吉，杜伟宇，吴庆麟.复杂陈述性知识学习过程中学习活动对学习成绩影响研究 ［J］.心理科学，2009，（4）:17－20.