第31章————人类认知结构读后感

人类认知结构这一章的主要内容分为两大部分：人类认知结构；认知负荷理论。

人类认知结构:人的认知过程中所需要的结构及功能的组织方式。

 认知负荷理论：一种以人类认知结构方面的知识为基础的教学设计理论。

       书中认为人类的认知结构是自然信息加工系统的一个例子。初看时，我完全不能理解其中的意思，即使书中用自然选择的进化加以类比。接下来的对自然信息加工系统本质特征的归类更是让我感叹学者们对事物本质探索的极致追求。自然信息加工系统的本质特征书中给出了五条，每一条都让我在感觉有道理的同时感觉太抽象。这可能是因为初看时，没能联想到实际中具体的教学和学习情景，所以无法理解。在看了后面的认知负荷理论后，再重温这些本质特征，对其的理解就更深了一些。

       既然人类的认知结构也是一个自然信息加工系统，那么它也具备自然信息加工系统的五条本质特征。这五条本质特征是：（1）一个庞大信息存储库，它使得这个系统能够在自然信息加工系统所处的各种环境中发挥作用；（2）通过将信息从一个实体传送给另一个实体从而使信息得以永久储存的过程；（3）各种改变信息储存库的过程，它们通过创造新信息来应对变化的环境；（4）各种确保信息存储库的改变不致破坏其有效性的过程；（5）各种使信息与外部世界发生联系的过程。

       随后书中介绍了五条用来讨论人类认知核心特征的原则。

       1. 信息存储原理与人类长时记忆。通过研究专家与新手的区别，可以得出几点启示。首先，问题解决技能是和领域有关的。某一领域的专家解决该领域问题的技能不能迁移到其他领域。第二，成为某一真实领域的专家费时较长，要想获得某一领域的问题解决技能就必须学习大量问题情境。第三，存储在长时记忆中的知识或信息对任一领域的技能具有核心重要性，要具备熟练的技能就必须拥有大量可用的知识。要想成为某一领域的专家，除必备大量基础知识外，还得经历无数次的实践。这些知识和经历都会存储在人的长时记忆中，使得我们在遇到实际问题时，能从中将相关信息提取出来，从而具备解决实际问题的技能。

       2. 借用原理与迁移性知识。由于本章节没有给出借用原理的定义，所以我读到这一部分时很云里雾里。这里我仅仅写一下自己对借用原理的理解。如果把注意力放在借用原理的“借用”两个字上，应该能稍微理解一点。借用的宾语我认为就是知识。这个知识的“主人”姑且当做老师好了。拿上课来说，老师将知识讲授给我们，我们通过听老师讲获得知识。在这个过程中，知识从老师里面被“借用”到了我们这里。除了教学情境外，我们还可以读书获得知识，可以模仿他人的行为获得技能。

       3. 随机生成原理及知识创造。在确定解决一个问题的行动或其他一系列的行动时，有两类基本行动生成原则：随机生成；根据原有知识生成。存储在长时记忆中的知识会作为中央执行系统来决定下一步的行动，而在缺少相关知识的情况下，随机生成就是唯一的选择。随机生成是一种十分缓慢的知识生成方式。因此，要求进行问题解决的基于技术的教学在效果上不如那些能够提供演示的教学（借用原理）。

       4. 改变的有限性和工作记忆。任何自然信息加工系统都无法处理过量的信息，我想这是人人都能理解的。所以为了保证信息能够有效改变长时记忆信息存储库，应该通过进行小的、递增的改变而非单一的大改变来满足。人类在工作时，其工作记忆是有限的。忽略工作记忆容量的有限性的教学设计有可能是无效的。

       5. 环境组织与联系原理。大量有组织的信息可以从长时记忆转移到工作记忆而不会引起工作记忆超载。这些信息使我们在周围复杂的环境中发挥作用，使我们能够阅读、加工、组织，并将其与外部世界相联系。

       本章的第二大部分，认知负荷理论。认知负荷分为三类：相关负荷（可以使长时记忆发生有效变化的认知负荷）；外在认知负荷；内在认知负荷（可以理解为学习材料本身的内在复杂性）。这些认知负荷的来源是可以叠加的，但是不能超过工作记忆的容量。在外在认知负荷或内在认知负荷较高的情况下，必须使得除相关负荷外的第三种认知负荷尽量降低，以保证相关认知负荷维持足够的水平。来自感官的新信息是未经组织的，会给工作记忆带来巨大的负担，而源自长时记忆的信息是组织有序的，给工作记忆带来的负担最小。在任何可能的情况下，必须将信息组织成有序的形式，这样学习者才不会将工作记忆浪费到组织信息上去。

       最后本章介绍了九个效应。

       1. 示例效应，事先呈现适当例子给学生的情况。与让学习者独自利用其有限的工作记忆容量来组织信息相比，为学习者提供有组织的结构从而利用示例想学习者展现如何解决问题，能够将外在认知负荷降到最低，有利于学习者的学习。

       2. 分散注意效应。例如，有一个机械装置，它的某一部分的功能只有同另一部分相联系才能被理解，那么在任何情况下，模拟过程都必须清晰地指出这两部分之间的关系。书面文本的组织安排也必须减少或消除对相关指示物的寻找，如几何问题中的“角ABC”，应该将“角ABC”标注在相应的位置，而不是让学习者自己去找。

       3. 通道效应。同时利用听觉处理器和视觉处理器，能以有利于教学的方式扩充工作记忆的有效容量。工作记忆的有效扩充能促进学习。因此，口头描述而非书面文本就可以减少外在认知负荷。如果在动画中没有言语解说会造成视觉处理器的超载。

       4. 冗余效应。冗余信息被定义为与学习无关的任何信息，包括以不同形式或媒体呈现统一信息、不必要的附加的信息。对几何图形来说，它呈现的信息很少，需要相关陈述帮助学习者理解题意。但对于很容易理解的图解，文字就是没有什么效果的信息源了。同理，在对实际情境的模拟中，太过逼真容易包含无关信息源，从而占用工作记忆。为避免冗余及最大限度地发挥借用原理的作用，使用任何信息都必须有明确的教学上的原因。

       5. 专长逆转效应。随着专业技能的增长，以前对新手来说的必要信息变成了冗余信息，因此造成了外部认知负荷。所以，在基于技术的教学当中应根据学习者的知识基础来决定要不要提供细节。

       6. 指导渐隐效应。教学的最初阶段应为学习者呈现示例，随着其专业技能的增长应取消示例，转而提供一个已部分解决的问题给学习者。随着学习者专业技能的进一步增长，已部分解决的问题应该变成完全没有解决的问题。

       7. 想象力效应。想象技术仅适用于学习者在相关领域有足够的经验，以至于在没有教学材料帮助时也可以处理工作记忆中的所有必要信息。

       8. 要素交互性效应。例如，在学习某个机器中各个原件是如何联系时，要素的交互性就很高，因为在理解某个元件的作用的时候，不能不同时考虑其他所有元件的作用。要素交互性高会导致较高的内在认知负荷。

       9. 独立要素的交互效应。在材料的要素交互性非常高时，呈现材料的方式应该是在开始时单独呈现这些要素，忽略它们之间的关系，在不同理解的情况下学习各个要素。

V1.0

对人类认知结构本质的认识对设计有效的教学来说是必要的。基于人类认知结构的认知负荷理论更为教学设计提供了指导。在面对不同的学习者时，我们可以依据相应的效应进行教学设计。根据某些效应，我们又能更好地设计教学。有了认知负荷理论，教学设计就有了科学依据，不再仅仅依靠经验了。

V2.0

这一部分的内容本来叫做“总结”，但是由于前面两大部分都是对本章内容的简要介绍，所以我决定把这里的“总结”改成“读后感”。

对本章进行第一遍阅读后，我大致了解了这一章的内容。 

对本章进行第二遍阅读后，我的读后感有：（1）可能是由于翻译的原因，对有些句子之间的逻辑我无法理解。当然，这也有可能是因为我的基础知识太少造成的。如果有老师对这部分内容进行讲解，我想这样的问题就会大大改善。根据本章的内容，我这属于内在认知负荷偏高。（2）读第一遍的时候，“自然信息加工系统”这个词我费了好大劲才勉强弄明白，到第二遍的时候，这个词对我的阻碍作用已经没有那么大了，相反我越来越能感受到这个词的形象性。（3）读本章描写的内容的时候，我很自然地联想到在日常生活中情景，觉得“确实是这样”，让人有种茅塞顿开的感觉。根据以前的学习经历，确实觉得有些方面不对，但又说不出来。而书中以原则和理论的形式将这些问题抽象出来，让我受益匪浅。（4）认知负荷理论的九条效应确实很具有指导意义，让人感觉设计教学有了依据和方向。

V3.0

再读一遍信息存储原理与人类长时记忆，我发现，要想成为某一领域的专家，必须具备大量的基础知识和学习大量的问题情境。这是一个耗时的过程。尽管教学不能无限缩短这个时间的长度，但是教学在这个过程中能起到很大的作用。对于一个初学者，根据借用原理，可以通过模仿、听、读等方式较快地学习和掌握基础知识。在老师的一步步引导下，从解决简单问题开始逐步学会解决复杂问题，最终具有独立解决问题的能力。在实际生活中经过无数真实情境后，能很好地解决一般的实际问题和少见的问题，成为某一领域的专家。

关于随机生成原理，我感觉就好像是意外收获一样，比如种水稻，也许一亩田里突然发现了一株产量比其他植株高几倍的水稻，这是很难得的。但是却不能只想着得到这样的变异品种，还是得靠一般的水稻收获。一株变异品种产量再高，也绝不能代替一亩普通水稻的产量。因此，从教学的角度看，不能期望通过随机生成原理让学生获得知识，而是选择相应阶段最有效的方法。