基于信息加工的學習過程研究分析

摘要了解和研究學習過程的目的就是為學習過程提供支持，從而給學習者以積極的影響。文章分析了2種信息加工模型的特點及其對學習過程的闡釋，并結合當今的教學現狀對學習的過程提出建設性的建議，為教師和學習者提供指導，從而促進學習的有效發生。

關鍵詞 信息加工；模型；學習過程；啟示

中圖分類號：TP391文獻標識碼：A文章編號：1671-489X（2007）12－0007-03

Study and Analysis of Learning Process based on Information Processing//Wang Junjie， Huang Guohua， Du Zejuan

Abstract Understanding and studying of the learning process is intended to provide support for the learning process and give active effect for a learner.An analysis oftwo information processing modle and their explantion of the learning process ，combined with the current status of the teaching and learning process and puts forward constructive proposals; By these， provide guidance to teachers and learners， promote the effective learning occurred.

Key words Information treating；model；the learning process；enlightenment

Author’s address Department of Physics Electronic Information Science，Guangxi Teachers Education University， Nanning 530023

學習是發生在學習者身上的內隱變化和外顯表現。學習的信息加工模型指明了3種記憶的形成過程以及一系列心理轉換與監控調節過程，為了解學習者學習的內部活動提供了依據。為此有必要對加涅（R.M.Gagné）和梅耶（Richard E.Mayer）的2種典型的信息加工模型進行深入分析研究，充分了解學習過程的信息加工機制及特點，并以此來指導學習者，幫助學習者有效地選擇、組織和整合信息，以此達到培養學習者解決非良構問題與勝任復雜任務的能力。

1 加涅的信息加工模型

羅伯特·加涅是信息加工理論的代表人物，他認為“學習就是學習者所面臨的刺激通過一系列內部構造被轉化、加工的過程”，只有弄清了這些連續過程的加工方式，才能解決與教學有關的問題。根據學習的記憶與信息加工理論，加涅提出了學習結構的一個典型模型（見圖1）。

1.1 模型的信息加工過程

在模型中，學習者從外部環境中接受刺激激活感受器，感受器再將刺激轉換成神經信息，這一信息進入感覺登記器，然后轉換成學習者可以辨別的樣式，這一過程稱之為選擇性注意，之后進入短時記憶。下一階段是信息從短時記憶到長時記憶，這里有一個最為關鍵的環節就是編碼，它采用不同的手段將存儲在短時記憶中的信息轉化為有意義的組織形式，這樣有利于學習者記憶更多的信息。對于長時記憶，人們之所以遺忘，主要是由于從中搜索和提取過程失敗造成的。經過短時記憶到達長時記憶的信息隨時準備著被提取，并恢復到短時記憶中，而此時的短時記憶就成了學習者的 “工作記憶”。接下來，存儲在短時記憶或長時記憶中的信息一旦恢復，便到達反應發生器，這一結構決定著人們反應的基本形式，包括語言、軀體肌肉的活動。下面開始激活效應器，這就產生了人們可以觀察的活動模型。信息流最后一個環節是“反饋和強化”，它來自于學習者所處的外部環境，是對學習者行為表現后的結果觀察。此外，在學習者信息加工的過程中還有一個重要的過程，即“執行控制”和“預期”， 前者主要起調節和控制信息流的作用，后者主要起定向作用，通常在學習開始之前就已經建立起來了，直接指向學習目標，具體表現為學習者達到其學習目標的動機。至此，一次完整的信息流加工完成[1]。

1.2 模型指導下的學習過程

從上述信息加工模型可以看出，知識的習得是學生與其環境之間相互作用的結果。學習過程是由一系列的事件構成的，是一個信息加工的過程， 即學習者對來自環境的刺激進行內在認知加工的過程。在這個過程中，個體把環境中的刺激轉化為能進入長時間記憶狀態的信息[2]。這些信息能給個體提供完成各種操作的策略。據此信息加工模型，加涅將學習過程依次分成了8個不同的階段。如圖2所示，方框上面是該階段的名稱，方框里是該階段學生內部的主要學習過程。

2 梅耶的信息加工模型

近些年來，美國加州大學圣巴巴拉分校心理學教授梅耶從認知主義和建構主義結合的角度，致力于創建建構學習的環境。他在加涅的信息加工模型的基礎上，結合建構性學習的理論，提出了圖3所示的信息加工模型：

2.1 模型的信息加工過程

梅耶認為，可以用3種記憶的形成過程來說明學習的性質。相應地，教學無非是創造條件幫助學習者進行信息加工，從而完成3種記憶，即感覺記憶、短時記憶、長時記憶[3]。在圖3中，新進入的信息通過各種感覺接收器接收，并且用感覺記憶貯存的方式粗略地保留下來。如果學習者在感覺記憶消退之前就對新進入的信息繼續給予注意，即選擇將要進一步加工的信息，那么他就能夠將選擇的一部分信息轉換為短時記憶。短時記憶是形成主動積極意識的記憶環節，學習者與短時記憶中的信息片段建立起一種內部聯系。在建構內部聯系時，學習者要做的事情是將已經選擇的信息組織成一個有內在聯系的整體。如果能夠將信息經短時記憶編碼進入長時記憶，那么這些信息有可能被永久保持。進入長時記憶的信息在新的學習中會被提取出來，與已有的相關知識建立起一種外部聯系，這一過程實際上是將經過組織的信息與學習者記憶中已有的熟悉的知識結構聯系起來，即圖中的整合[3]。

2.2 模型指導下的學習過程

根據上述信息加工模型中的3種記憶方式的信息加工過程，可以看出學習依賴于學習者在學習過程中能主動激活若干認知的加工過程，包括合理選擇新信息、理清新信息與舊經驗的整合。為此，梅耶用SOI（選擇—組織—整合）來表示基于上述信息加工的意義建構學習過程模型（如圖4所示）。

在圖4中，首先進行的認知加工為后續加工信息作出合理選擇，當教師以講解的方式向學習者呈現文字與圖片時，他們就能在感覺記憶中簡要地加以表征。進入感覺記憶的信息只有一小部分能夠暫存起來以便在工作記憶中進一步加工。如此看來，意義學習的第1次重要認知過程發生于學習者選擇相關信息時。意義學習模型的第2個認知加工設計要求將經過選擇的聽覺表征轉換成內在一致的言語表征和圖示表征，這一步在圖中用箭頭來表示稱之為“組織”。組織是在工作記憶中進行的。在第3階段，學習者還需要在他們運用原有知識建構的圖示與言語表征之間建立起一一對應的聯系。這就是圖中用箭頭表示的“整合”，其結果是對已經呈現的教材作出一個綜合的表征。最后一個步驟即編碼，是在工作記憶中建構的心理表征進入長時記憶中永久保存。雖然這個階段是以往信息加工學習關注的焦點，但建構學習模型更為看重的是工作記憶中所涉及的認知加工在理解意義中所發揮的作用。當然，建構過程還需要3者之間的協調配合，這就是元認知和執行監控的作用了[4]。

3兩種信息加工模型的異同

3.1兩種模型的共同點

對學習過程的解釋，筆者認為他們都較為辯證地看待學習的內外部因素的作用，都認同學習是一個內部的信息加工過程，人不是機械地接收刺激信息和作出反應的被動實體，而是有選擇地獲取和加工環境刺激的有機體。其次，人對刺激的反應不是直接對應的，而是需要一連串心理的轉換活動，將人的感知、記憶、思維、行動看作是一個由輸入、貯存、編碼、輸出等環節構成的完整的信息加工系統。最后，使用科學手段的目的不是去觀察、改變或塑造人的外部行為，而是去分析認知程序和結構。同時，可以通過適當的教育來組織和維持學習者的內部活動和過程，最終了解、預見和指導人的行為。

3.2兩種模型的不同之處

第一，2種模型哲學基礎不同，加涅的信息加工是以認知主義學習理論為基礎，梅耶的信息加工模型則是以認知主義和建構主義結合的角度為理論基礎。第二，加涅的信息加工對學習過程的解釋關注的是學生如何以認知模型選擇和處理信息，并做出適當的反應，偏重信息的選擇、記憶和操作以解決問題，重視個人的知識獲得過程和對知識的記憶；梅耶的信息加工學習論則已經從關注長時記憶的貯存機制轉向了重視工作記憶中的信息處理機制，偏重信息的選擇、組織和整合，重視學習者對知識的主動建構和對知識的遷移。第三，在學習方法上，加涅的信息加工的觀點主張指導學習，主張給學生以最充分的指導，使學生沿著仔細規定的學習程序進行學習；梅耶在學習方法上主張意義學習，主張整合各種教學資源給學生創造學習的環境，使學生在一定的情境中實現知識的遷移和建構。

4 啟示

對于教師來說，了解和研究學習過程的目的就是為學習過程提供支持，使外部條件能在學習過程中始終與學習者的內部活動進行必要、恰當的和正確的聯系，從而給學習者以積極的影響，獲得滿意的學習結果。2種信息加工理論倡導的學習和教學理念與當今的認知主義和建構主義理論共同指導下的教學有很多的切合之處。據此，當今教師應在教學上注意以下環節：

4.1 激發學生回憶以前習得的知識和能力

在進行更高一段的學習之前激發學生回憶以前習得的知識和能力，弄清楚這個學生已經知道什么。教師的第1步就要使學生復活對當前學習必需的以前學到的那些知識和能力，然后以此為前提進行教學。

4.2 引起注意與告知目標

充分的回憶一旦完成，教師就應向學生直接提示要學習的內容(教學目標)，利用各種教學資源創造合適的環境，或者也可以用適當的刺激直接去激化學生的學習行為。教師通過告知學生教學目標，使學生建立對學習行為與學習結果的預期，指引并控制學生的注意與學習行為，使教學的條理化重點突出，便于對教學的組織。

4.3 知識的組織化呈現

要使學生積極有效地學習，教學內容應組織成有意義的序列，符合學生的認知加工過程。同時，要根據學習內容建立相關的情景，使學生進行一定意義的知識內部建構。相應地則要教師在呈現教學內容時，首先，應注意新信息要具有可辨別性，以有助于學生進行選擇性知覺；其次，要注意新舊信息的聯系，新呈現的信息要結構清晰、層次鮮明，可運用板書、圖例等突出新知識的組織結構；再次，要求教師采取一些教學策略，使學生積極參與學習活動；最后，為了確保正確、牢固地掌握所學知識，應使學生將學習的結果表現為外部行為，并對這些行為進行反饋。

5 小結

對上述2種信息加工過程，加涅的模型注重外部信息在學習者內部的選擇、記憶和操作，但較為機械化；梅耶的模型偏重信息的選擇、組織和整合。由此，就復雜的學習過程而言，教師既要顧及學習者與環境之間的作用，又要使學習者有效地建構新的知識體系，與教學內容有機結合，從而促進學習的有效發生。

參考文獻：

[1]Rita C.Richey.The Legacy of Robert M.Gagné[M].Syracuse，NY:ERIC Clearinghouse on Information and Technology，2002：147-181

[2]徐曉雄.教育技術學視野中的加涅學術思想研究[M].北京:電子工業出版社，2006，8:36

[3]盛群力.教學設計[M].北京:高等教育出版社，2005，12:168-172

[4]Richard E. Mayer.Learning Strategies for Making Sense Out Expository Test:SOI Model for Guiding Three Cognitive Processes in Knowledge Construction.Educational Psychology Review.1998(8):357-372