什么是加工信息_信息加工的學(xué)習(xí)理論
本文關(guān)鍵詞:信息加工,由筆耕文化傳播整理發(fā)布。
學(xué)習(xí)的信息加工理論,是用信息加工的術(shù)語(yǔ)和原則,模擬與說(shuō)明人的內(nèi)部心理活動(dòng)和學(xué)習(xí)的認(rèn)知過(guò)程。該理論始于20世紀(jì)50年代末期,并于60年代開(kāi)始得到迅速發(fā)展,成為西方現(xiàn)代學(xué)習(xí)論中的一種極為盛行的理論。它是現(xiàn)代新興科學(xué)技術(shù)飛躍發(fā)展和心理學(xué)本身的歷史發(fā)展相結(jié)合的產(chǎn)物。它的產(chǎn)生和發(fā)展,既有心理學(xué)內(nèi)部發(fā)展的原因,也有外部條件的影響。
50年代前后,美國(guó)許多心理學(xué)家,對(duì)行為主義者所強(qiáng)調(diào)的環(huán)境、刺激決定論不滿,反對(duì)行為主義學(xué)派放棄對(duì)人的內(nèi)部心理過(guò)程的研究。認(rèn)為格式塔心理學(xué)中的一些重要觀點(diǎn),如認(rèn)知的整體性和認(rèn)知結(jié)構(gòu)過(guò)程的觀點(diǎn);特別是托爾曼所強(qiáng)調(diào)的介于輸入和輸出之間的內(nèi)部心理過(guò)程,提出的中介變量說(shuō)優(yōu)越于學(xué)習(xí)的聯(lián)結(jié)理論。心理學(xué)本身的這種歷史發(fā)展的影響,是產(chǎn)生信息加工的認(rèn)知心理學(xué)派及其學(xué)習(xí)理論的最直接的原因。而語(yǔ)言學(xué)研究的新發(fā)展與信息論、計(jì)算機(jī)科學(xué)的出現(xiàn)和迅速發(fā)展,以及社會(huì)實(shí)踐應(yīng)用的需要,則是決定信息加工的認(rèn)知心理學(xué)及其學(xué)習(xí)論產(chǎn)生和發(fā)展的外部條件。
學(xué)習(xí)信息加工理論的代表人物,主要是美國(guó)的一些接受信息加工觀點(diǎn)的認(rèn)知心理學(xué)家。如米勒(G.A.Miller)、特雷斯特曼(A.M.Treistman)、阿特金森(D.C.Atkinson)、奎利恩(M.R Quillian)等,以研究注意和記憶而著稱;西蒙、紐厄爾,以研究思維而聞名;又如,米勒與加蘭特(E、Galauter)、普雷布萊姆(K.H.P ribram)等,研究并提出了著名的學(xué)習(xí)的循環(huán)系統(tǒng)“檢驗(yàn)——操作一檢驗(yàn)一出口”模型;費(fèi)根鮑姆(E.A.Feigenbaum)等研究提出并發(fā)展了初級(jí)知覺(jué)和記憶模型,通過(guò)建立起一個(gè)分類樹(shù)或辨別網(wǎng)來(lái)模擬人的學(xué)習(xí)。
一、 信息加工學(xué)習(xí)理論的基本觀點(diǎn)
(一)學(xué)習(xí)是經(jīng)內(nèi)部認(rèn)知活動(dòng)形成認(rèn)知結(jié)構(gòu)的過(guò)程
信息加工的認(rèn)知心理學(xué)家們基于強(qiáng)調(diào)人的內(nèi)部認(rèn)知過(guò)程和結(jié)構(gòu)的觀點(diǎn)在學(xué)習(xí)理論上主張揭示學(xué)習(xí)過(guò)程中學(xué)習(xí)者的內(nèi)部各個(gè)認(rèn)知過(guò)程和結(jié)構(gòu)。認(rèn)為學(xué)習(xí)的理論研究的任務(wù),不僅在于研究怎樣呈現(xiàn)刺激及呈現(xiàn)問(wèn)題的順序等,更重要的任務(wù)在于研究學(xué)習(xí)者的內(nèi)部認(rèn)知過(guò)程及認(rèn)知結(jié)構(gòu)的形成。
加涅的學(xué)習(xí)信息加工模式可以揭示出學(xué)習(xí)者的內(nèi)部的各個(gè)認(rèn)知過(guò)程。而每種過(guò)程又可被稱之為學(xué)習(xí)行動(dòng)的一個(gè)獨(dú)立的加工階段,分別進(jìn)行著不同的加工。這些加工階段分別為:注意、選擇性知覺(jué)、復(fù)述、語(yǔ)義編碼、搜尋與檢索、反應(yīng)組織、行為表現(xiàn)和反饋。
(二)注重學(xué)習(xí)系統(tǒng)的內(nèi)部過(guò)程和條件
學(xué)習(xí)的信息加工理論認(rèn)為:在學(xué)習(xí)過(guò)程中,符號(hào)信息存儲(chǔ)的內(nèi)部過(guò)程和結(jié)構(gòu)是不能直接被人所觀察到的,但可以用計(jì)算機(jī)模擬的方法研究認(rèn)知表征,以了解學(xué)習(xí)者進(jìn)行學(xué)習(xí)時(shí)的認(rèn)知心理過(guò)程。
所謂“表征(representation)”是指特對(duì)象的某些特征及其相互關(guān)系用另一種相應(yīng)的形式予以表示。認(rèn)知心理學(xué)家將信息在頭腦中的呈現(xiàn)方式統(tǒng)稱表征,用它來(lái)說(shuō)明問(wèn)題在頭腦中是如何呈現(xiàn)、如何表現(xiàn)出來(lái)的。按這種看法,信息加工認(rèn)知心理學(xué)家頭腦中所假設(shè)的信息加工模型或模式,都可以說(shuō)是對(duì)有機(jī)體頭腦中的認(rèn)知形式的表征。“產(chǎn)生式系統(tǒng)”是認(rèn)知表征中的一種比較典型的程序表征的系統(tǒng)。產(chǎn)生式系統(tǒng)本來(lái)是指計(jì)算機(jī)所能執(zhí)行的一組活動(dòng)。后由紐厄爾和西蒙從數(shù)學(xué)和計(jì)算機(jī)的術(shù)語(yǔ)中將“產(chǎn)生式系統(tǒng)”這一術(shù)語(yǔ)引入認(rèn)知心理學(xué)領(lǐng)域。
產(chǎn)生式系統(tǒng)的基本原理是一個(gè)條件能產(chǎn)生一個(gè)活動(dòng)。即每當(dāng)某個(gè)“條件”出現(xiàn)時(shí)就會(huì)產(chǎn)生某個(gè)“活動(dòng)”,可用C—A(condition—act)表示。其中的“活動(dòng)”,包括外部行為和內(nèi)部記憶的變化,基本上相當(dāng)于反應(yīng);但在從“條件”到‘活動(dòng)”的聯(lián)系上,“條件”卻與學(xué)習(xí)的聯(lián)結(jié)理論在S—R公式中所強(qiáng)調(diào)的外部刺激不同。 在C—A中的“條件”,包含著在記憶中已保持了的信息,它涉及某些內(nèi)部目的和內(nèi)部知識(shí)。這種系統(tǒng)包含著一系列產(chǎn)生要素,而每一個(gè)產(chǎn)生要素都是一個(gè)內(nèi)部認(rèn)知加工過(guò)程。當(dāng)某種符號(hào)信息符合某個(gè)條件的規(guī)定時(shí),對(duì)應(yīng)的產(chǎn)生要素就被激活而產(chǎn)生一個(gè)加工處理過(guò)程。而且可能同時(shí)在一個(gè)處理過(guò)程中產(chǎn)生一個(gè)新的目標(biāo),這一新目標(biāo)又可驅(qū)動(dòng)另一產(chǎn)生要素和加工處理過(guò)程。如此不斷循環(huán)推進(jìn).便可達(dá)到問(wèn)題解決。這種系統(tǒng)是表示程序性知識(shí)的一種方式,特別是作為表示人的認(rèn)知技能的內(nèi)部過(guò)程模式一系列程序的一種表征形式。它通常是以“如果……那么”的方式表征學(xué)習(xí)的內(nèi)部過(guò)程。
(三)學(xué)習(xí)者已有的知識(shí)及其結(jié)構(gòu)
在知識(shí)和認(rèn)知活動(dòng)的關(guān)系上,他們特別強(qiáng)調(diào)學(xué)習(xí)者已有的知識(shí)和知識(shí)結(jié)構(gòu)對(duì)學(xué)習(xí)者的行為和當(dāng)前認(rèn)知活動(dòng)具有決定性作用。這也是信息加工學(xué)習(xí)理論的基本觀點(diǎn)之一。
1、學(xué)習(xí)者已有的知識(shí)對(duì)認(rèn)知活動(dòng)的影響
根據(jù)信息加工的學(xué)習(xí)理論的觀點(diǎn),學(xué)習(xí)者的已有知識(shí)對(duì)于接受新輸入的信息并進(jìn)行加工、理解新材料以及解決問(wèn)題,都起著決定作用。
(1)已有相關(guān)知識(shí)直接影響對(duì)新輸入的信息加工和理解。按信息加工的學(xué)習(xí)理論看來(lái),學(xué)習(xí)者對(duì)新輸入的信息進(jìn)行加工,需要利用已經(jīng)存儲(chǔ)的知論把舊的信息增添到新的信息上面。例如,當(dāng)教師指著一個(gè)特定的等腰三角形問(wèn)學(xué)生:“在這個(gè)等腰三角形中的兩個(gè)等邊的對(duì)應(yīng)角哪個(gè)大?”只要認(rèn)真學(xué)習(xí)過(guò)有關(guān)三角形的知識(shí)的學(xué)生,都可能回答“一樣大。”盡管這個(gè)特定的圖形頂角在空間位置以及由于高度或兩個(gè)等邊長(zhǎng)度所決定的這個(gè)特定的等腰三角形的形狀,與他們過(guò)去所看到的不一樣,但由于他們以前已有了關(guān)于等腰三角形原理的知識(shí),因而能夠把已有知識(shí)增添到當(dāng)前新的圖形和問(wèn)題上。
許多研究也都證明了已有知識(shí)影響對(duì)新知識(shí)的理解。研究者指出,對(duì)于某些新的抽象的符號(hào)信息及其所代表的意義,并不是一開(kāi)始就能被完全理解的,而是利用已有的知識(shí)提供有關(guān)的聯(lián)系去對(duì)新的信息進(jìn)行解釋。當(dāng)新的信息輸入時(shí),只有原有的知識(shí)能對(duì)新的知識(shí)提供有關(guān)意義解釋方面的聯(lián)系或線索,新的知識(shí)才能被學(xué)習(xí)者所理解。例如,布蘭斯福德(J.D.Bransford,1979)關(guān)于對(duì)閱讀材料助理解的研究表明,學(xué)習(xí)者已有知識(shí)的影響是始終存在的。這可摘引安德森(R.Anderson,1984)曾在研究中用過(guò)的一段閱讀材料,說(shuō)明學(xué)習(xí)者已有知識(shí)對(duì)理解所閱讀材料的影響。
“托尼(Tony)慢慢地從墊子上爬了起來(lái),盤算著逃脫的計(jì)劃。他猶豫了一會(huì)兒,思考著,情況進(jìn)展的并不順利。最使他焦慮的是他被控制住了,尤其是對(duì)他來(lái)說(shuō).進(jìn)攻的號(hào)令巳經(jīng)變?nèi)趿。他思考著現(xiàn)在他的處境,抓住他的連鎖(Lock)是強(qiáng)有力的,但他認(rèn)為自己能夠突破它。而且,他知道無(wú)論如何應(yīng)該改善對(duì)于時(shí)機(jī)的選擇。托尼意識(shí)到由于他開(kāi)始時(shí)的粗暴,使他受到了這樣嚴(yán)厲的處罰——在他看來(lái)是太嚴(yán)厲了。情況變得使人灰心;這種壓力已經(jīng)折磨他太久了。他正在受到無(wú)情的傷害。托尼現(xiàn)在憤怒了,他感到他已經(jīng)準(zhǔn)備好要行動(dòng)了。他知道自己的成功或失敗,將取決于在下幾秒鐘內(nèi)他怎樣做。”
研究者認(rèn)為,閱讀過(guò)這段文字描述,可說(shuō)明閱讀者過(guò)去是否具有與這段短文所描述的情節(jié)有關(guān)的知識(shí),對(duì)于理解內(nèi)容含意起著決定性作用。對(duì)于原來(lái)沒(méi)有關(guān)于摔跤運(yùn)動(dòng)的知識(shí)的閱讀者來(lái)說(shuō),很少有人能一開(kāi)始就從關(guān)于一個(gè)摔跤運(yùn)動(dòng)員正在考慮如何擺脫對(duì)手控制的描述中來(lái)分析,自然難以理解該短文的含意。甚至可能有人把該段短文理解為是關(guān)于一個(gè)罪犯妄圖越獄逃跑的計(jì)劃的描述?梢(jiàn),激活學(xué)習(xí)者原有知識(shí)對(duì)理解學(xué)習(xí)材料的作用。
(2)已有的知識(shí)影響對(duì)問(wèn)題解決的策略和方法。
學(xué)習(xí)的信息加工理論認(rèn)為,人在解決問(wèn)題時(shí),可以采取各種不同的策略、途徑或方法?赡苁怯秒S機(jī)嘗試的方法經(jīng)過(guò)多次的假設(shè)一檢驗(yàn),反復(fù)嘗試錯(cuò)誤,最后得到答案;也可能是利用已有的知識(shí)經(jīng)驗(yàn),采取最有效的策略和方法把嘗試的次數(shù)減到最少,以獲得問(wèn)題的解決;此外還有一些其它的解決問(wèn)題的方法。但是,概括起來(lái),可分為兩類:一類是利用已有的有針對(duì)性的知識(shí)來(lái)解決當(dāng)前問(wèn)題的策略和方法(稱為強(qiáng)方法);另一類是不依賴已有的具體知識(shí)來(lái)解決當(dāng)前問(wèn)題的方法(稱為弱方法)。
2、已有的知識(shí)結(jié)構(gòu)對(duì)認(rèn)知活動(dòng)的決定作用
學(xué)習(xí)的信息加工理論假設(shè),人類日益發(fā)展著的分化和整合的認(rèn)知結(jié)構(gòu),表征和組織著人類的知識(shí)。通過(guò)這些結(jié)構(gòu)對(duì)正在進(jìn)行中的經(jīng)驗(yàn)加以過(guò)濾,使我們能辨別出熟悉的和有意義的輸入情況,,并根據(jù)我們對(duì)熟悉的信息特性的知覺(jué),在確認(rèn)的前后關(guān)系中去解釋不熟悉的方面。他們還認(rèn)為,在特定的輸入項(xiàng)目與學(xué)習(xí)者的較大容量的認(rèn)知結(jié)構(gòu)之間,存在著驚人的積極主動(dòng)和持續(xù)作用的關(guān)系。由于通過(guò)原有的知識(shí)結(jié)構(gòu)對(duì)新經(jīng)驗(yàn)的知覺(jué)加以過(guò)濾,又由于新的輸入幾乎總是顯現(xiàn)出多種解釋,因此,感覺(jué)經(jīng)驗(yàn)形成的過(guò)程和象這樣的學(xué)習(xí)過(guò)程,最好是看作學(xué)習(xí)者與輸入之間相互作用的過(guò)程,而不是輸入對(duì)學(xué)習(xí)者的單向影響。
基于這種觀點(diǎn),在學(xué)習(xí)的信息加工理論中,學(xué)習(xí)者被看作是通過(guò)原有的知識(shí)結(jié)構(gòu)對(duì)來(lái)自輸入的結(jié)構(gòu)意義進(jìn)行加工,然后把它存儲(chǔ)在長(zhǎng)時(shí)記憶中并進(jìn)一步加工。還可能會(huì)產(chǎn)生結(jié)構(gòu)的重新改造。信息加工學(xué)習(xí)理論發(fā)展了認(rèn)知結(jié)構(gòu)主義理論,認(rèn)為學(xué)習(xí)依賴于學(xué)習(xí)能夠激活原有的知識(shí)結(jié)構(gòu)的程度,或依賴于構(gòu)造新的知識(shí)結(jié)構(gòu)以容納新輸入的程度。
因此,學(xué)習(xí)的信息加工理論,在強(qiáng)調(diào)已有知識(shí)對(duì)當(dāng)前認(rèn)知活動(dòng)的決定作用的觀點(diǎn)中,尤其強(qiáng)調(diào)的是激活已有知識(shí)結(jié)構(gòu)。
二、評(píng)價(jià)信息加工學(xué)習(xí)理論
信息加工學(xué)習(xí)理論雖然具有新意,但客觀上存在局限:
1、學(xué)習(xí)的信息加工理論,只局限于學(xué)習(xí)的認(rèn)知過(guò)程。
由于計(jì)算機(jī)根本無(wú)法模擬人的社會(huì)屬性或本質(zhì)特性,因而,未能涉及對(duì)學(xué)習(xí)和認(rèn)知過(guò)程有重要影響作用的非智力因素,如學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)等。
2.信息加工學(xué)習(xí)理論,過(guò)分強(qiáng)調(diào)學(xué)習(xí)者內(nèi)部已有的知識(shí)及其結(jié)構(gòu)對(duì)當(dāng)前學(xué)習(xí)和認(rèn)知活動(dòng)的作用,甚至認(rèn)為這種作用是決定性的。這就在糾正環(huán)境決定論的同時(shí)又有可能陷入知識(shí)決定論。
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