【摘要】分布式認(rèn)知理論認(rèn)為認(rèn)知分布于個體、群體和人工制品之中。其中,個體和人工制品同樣重要,群體和人工制品也同樣重要。今天,信息技術(shù)的發(fā)展日益凸顯人工制品的價值。在學(xué)習(xí)活動中,“學(xué)習(xí)環(huán)境”即為“人工制品”;分布式認(rèn)知對人類認(rèn)知活動和人工制品的認(rèn)識即為分析學(xué)習(xí)環(huán)境設(shè)計的一種理論框架。它基于“認(rèn)知分布”的視角對學(xué)習(xí)環(huán)境賦予新的隱喻,給予學(xué)習(xí)環(huán)境設(shè)計新的啟示。這為學(xué)習(xí)者的有意義學(xué)習(xí)創(chuàng)設(shè)環(huán)境提供了有力的“給養(yǎng)”。
【關(guān)鍵詞】分布式認(rèn)知;個體認(rèn)知;人工制品;學(xué)習(xí)環(huán)境
【中圖分類號】G40-057 【文獻標(biāo)識碼】B 【論文編號】1009—8097 (2007) 10—0014—03
認(rèn)知心理學(xué)發(fā)展到20世紀(jì)90年代,一直注重對個體認(rèn)知的研究。這些心理學(xué)研究基本上是以“身心二元論”為基礎(chǔ),關(guān)注于“心”,認(rèn)為認(rèn)知存在于個人頭腦之中,是個體運演的過程。近年來,信息技術(shù)和認(rèn)知科學(xué)的發(fā)展逐漸拓展人們研究認(rèn)知理論的視野,“機體離不開環(huán)境,把心理活動看作是孤立存在于真空中的個體活動是不可能的”。研究表明,認(rèn)知活動不僅僅依賴于認(rèn)知主體,還涉及其他認(rèn)知個體、認(rèn)知對象、認(rèn)知工具、認(rèn)知情景等因素。
一 分布式認(rèn)知的概念
分布式認(rèn)知思想可以追溯到1879年第一個心理學(xué)實驗室建立后的不久,當(dāng)時這種思想尚處于一種萌芽的狀態(tài)。此后Dewey、Wundt、Minsterberg以及Gibson等心理學(xué)家在他們的著作中一直不自覺地貫徹著分布式認(rèn)知的思想,但都未曾有清晰的術(shù)語加以定義。直到20世紀(jì)80年代中期,Hutchins等人才明確地提出了“分布式認(rèn)知”的概念,并認(rèn)為它是重新思考所有領(lǐng)域的認(rèn)知現(xiàn)象的一種新的基本范式。從此,認(rèn)知分布的思想逐漸被人們所認(rèn)識,也越來越多地受到人們的重視。
分布式認(rèn)知是一種包括所有參與認(rèn)知事物的新的分析系統(tǒng)。它提出了一種考慮到認(rèn)知活動全貌的新觀點,強調(diào)認(rèn)知是在人和環(huán)境的系統(tǒng)中完成的,人是在社會文化的環(huán)境中通過與環(huán)境、與他人的交互作用來建構(gòu)自己的知識。以往的認(rèn)知理論秉持內(nèi)部表征是個體認(rèn)知活動的全部。與此有所區(qū)別,分布式認(rèn)知認(rèn)為認(rèn)知活動是對內(nèi)部和外部表征的信息加工過程。哪些信息被外部表征以及如何表征均對個體的內(nèi)部運算結(jié)構(gòu)有著直接的影響。
二 分布式認(rèn)知模型
分布式認(rèn)知概念的確立并沒有否定或者摧毀個體認(rèn)知存在。“分布”是指缺乏明確唯一的定位,它強調(diào)認(rèn)知分布于多個認(rèn)知元素中,個體僅是其中之一;“分布”也有分享之意,分布的認(rèn)知元素在認(rèn)知活動中分享任務(wù),共同發(fā)揮作用達成目標(biāo)。在分布式認(rèn)知看來,認(rèn)知是一種在個體認(rèn)知建構(gòu)活動之上,加上同環(huán)境和群體交互作用之中,共同建構(gòu)知識的過程。它的一個基本立場,就是消解個體與環(huán)境的二元對立。
Salomon提出了個體認(rèn)知與分布式認(rèn)知的交互關(guān)系模型[1]。在該模型中,參與認(rèn)知的所有元素(A1、A2、A3、B1、B2、B3,其中A為參與認(rèn)知活動的人的要素,B為參與認(rèn)知活動的物的要素)共同發(fā)揮作用,但同時每個元素也保持自己的獨立發(fā)展。它們之間交互影響,產(chǎn)生一個螺旋發(fā)展的過程(圖1)。正如維果斯基的“最近發(fā)展區(qū)”理論所認(rèn)為的:學(xué)習(xí)者的問題解決能力,不僅在作為成人的教師和一定的專家指導(dǎo)下,而且在有更高能力的伙伴存在的場合,能夠提升到更高的發(fā)展水平。而這里所提及教師、專家和伙伴已不再局限于“維果斯基”所認(rèn)為的人類范疇。今天,人工智能的發(fā)展使得計算機等電子化產(chǎn)品也可以充當(dāng)學(xué)習(xí)者的教師、專家和伙伴等角色。

Hatch和Gardner就教室的認(rèn)知活動提出了分布式認(rèn)知的同心圓模型[2]。同心圓模型中的三個圓表示三種力,最外層是超越特定情境的文化力,它間接影響個體的認(rèn)知活動。中間層是地域力,它強調(diào)認(rèn)知活動發(fā)生的具體情境或環(huán)境,直接影響認(rèn)知個體。最內(nèi)層是個人力,即個人在認(rèn)知中的作用,是分布式認(rèn)知的核心(圖2)。它提醒我們,學(xué)習(xí)不是個體頭腦中的符號操作,而是一種以“文化生成物”為中介的同環(huán)境、他者協(xié)調(diào),構(gòu)筑知識的行為。如瓦希納所指出的,我們需要關(guān)注在微觀層面的個體的心智活動或個體之間的交互作用行為同宏觀層面的社會文化的相互關(guān)聯(lián)之中所形成的“公共建構(gòu)”。

三 分布式認(rèn)知中的人工制品
人工制品(artifacts)是分布式認(rèn)知理論中的核心術(shù)語。在教育技術(shù)和教學(xué)設(shè)計研究的英文文獻中,它指的是工具、參考數(shù)據(jù)庫、計算機、設(shè)備、技術(shù)作為活動參與者的計算機思想、心智模式、方法、語言、文化等,包括物質(zhì)的和符號的的意思[3]。
分布式認(rèn)知予以人工制品高度的重視。它認(rèn)為,認(rèn)知存在于個體/群體和人工制品之中;認(rèn)知的活動方式是“個體/群體+人工制品”的;人工制品在分布式認(rèn)知中有著日益顯著的作用和功能[4]。
在人類的智力活動中,人工制品具有多方面的作用。其一,人工制品在應(yīng)用時作為認(rèn)知工具,拓展人的心智。個體可以把一些認(rèn)知工作轉(zhuǎn)卸到制品上,而自己進行高水平和深層次的信息處理。例如,個體可以把一些非生產(chǎn)性的記憶負(fù)擔(dān)推給計算機,因為這些認(rèn)知工具在完成特定任務(wù)上比人更有效率。其二,利用人工制品會產(chǎn)生認(rèn)知留存現(xiàn)象。例如,有一個“寫作伙伴”教學(xué)軟件提供有關(guān)寫作的元認(rèn)知指導(dǎo),以后學(xué)生不用這一軟件時,這種寫作思想方法已內(nèi)化為學(xué)生自覺的行動。其三,人工制品的使用也可以減少認(rèn)知負(fù)荷。分布式認(rèn)知的基點在于從系統(tǒng)的角度考察認(rèn)知,認(rèn)為認(rèn)知不僅僅分布于個體的頭腦中,而是分布于整個環(huán)境之中,這就為利用制品分擔(dān)認(rèn)知負(fù)荷提供了依據(jù)。其四,人工制品為認(rèn)知活動提供給養(yǎng)。包括豐富的資源以及支持個體知識建構(gòu)和創(chuàng)新的人文環(huán)境。在“社會建構(gòu)主義”看來,人是在社會文化情境中,通過與他人的交互來建構(gòu)知識。“我溝通,故我在”。人工制品不僅要提供支持個體認(rèn)知的物質(zhì)環(huán)境,還需創(chuàng)設(shè)實現(xiàn)“社會建構(gòu)”的學(xué)習(xí)環(huán)境,構(gòu)建學(xué)習(xí)共同體,促進知識建構(gòu)和教學(xué)創(chuàng)新。
今天,信息技術(shù)的迅猛發(fā)展極大豐富了人工制品的內(nèi)容,也賦予設(shè)計者或者教師設(shè)計學(xué)習(xí)環(huán)境更加廣闊的空間。人們開始研究運用技術(shù)的力量創(chuàng)設(shè)物質(zhì)環(huán)境、構(gòu)建學(xué)習(xí)伙伴,促進學(xué)生的學(xué)習(xí)。在技術(shù)膨脹的今天,開發(fā)設(shè)計人工制品,尤其是智能制品已是目前學(xué)習(xí)環(huán)境設(shè)計的趨勢。
四 分布式認(rèn)知對學(xué)習(xí)環(huán)境設(shè)計的影響
1 學(xué)習(xí)環(huán)境概念的界定
學(xué)習(xí),重要的是為學(xué)習(xí)者提供一種支持學(xué)習(xí)的環(huán)境。當(dāng)然學(xué)習(xí)環(huán)境不是自然堆砌的,而是由設(shè)計者,包括教師、學(xué)生等運用技術(shù)(包括硬技術(shù)和軟技術(shù))加以系統(tǒng)設(shè)計的。技術(shù)活動物化的結(jié)晶形成人工制品。學(xué)習(xí)環(huán)境自然就是“人工制品”。
何為學(xué)習(xí)環(huán)境?目前對學(xué)習(xí)環(huán)境的概念尚未明確的界定。但從各種定義來看,對其解釋主要有兩種,一是強調(diào)學(xué)習(xí)環(huán)境是靜態(tài)的概念。這種理解認(rèn)為學(xué)習(xí)環(huán)境是個體學(xué)習(xí)的物質(zhì)環(huán)境;二是認(rèn)為學(xué)習(xí)環(huán)境是個動態(tài)的概念,包括物質(zhì)的和非物質(zhì)的條件和情況及其教學(xué)模式和教學(xué)策略。如學(xué)習(xí)資源,學(xué)習(xí)氛圍、學(xué)習(xí)者特征等。事實上,我們認(rèn)為學(xué)習(xí)環(huán)境是一個動態(tài)概念,包括學(xué)習(xí)發(fā)生的方方面面,這不僅是因為環(huán)境還涉及技術(shù)學(xué)習(xí)環(huán)境和情感學(xué)習(xí)環(huán)境[5],也考慮到分布式認(rèn)知理論中“人工制品”所囊括的廣泛內(nèi)容。即學(xué)習(xí)環(huán)境作為“人工制品”的具體概念,自然也應(yīng)具有與“人工制品”同樣的范疇。因此,學(xué)習(xí)環(huán)境的要素不僅僅是物質(zhì)條件,而且還包括教學(xué)模式、策略等非物質(zhì)條件[6]。
2 分布式認(rèn)知對學(xué)習(xí)環(huán)境設(shè)計的隱喻
學(xué)習(xí)環(huán)境設(shè)計的復(fù)雜性,決定了其審視角度的多元性。分布式認(rèn)知作為分析學(xué)習(xí)環(huán)境的一種視角,主要源于其對“人工制品”的認(rèn)識。在分布式認(rèn)知看來,在人類認(rèn)知活動中,人工制品與人類參與者有著同等重要的地位。在這里“人類認(rèn)知活動”、“人工制品”都是抽象的概念。若將其賦予具體的內(nèi)容,即“人類認(rèn)知活動”為“學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)活動”,那么“人工制品”即為“學(xué)習(xí)環(huán)境”。而分布式認(rèn)知對人類認(rèn)知活動和人工制品的認(rèn)識,也將成為分析學(xué)習(xí)環(huán)境設(shè)計的一種理論框架或視角。
綜上對分布式認(rèn)知的理解,在我們看來,分布式認(rèn)知對學(xué)習(xí)環(huán)境的設(shè)計有如下豐富的隱喻:
(1)在分布式認(rèn)知中,個體和制品同等重要;個體和群體、共同體也同等重要。學(xué)習(xí)者的經(jīng)驗何從來?杜威認(rèn)為,所謂“經(jīng)驗”是個體與環(huán)境交互作用的產(chǎn)物。因此,為學(xué)習(xí)者提供一種良好學(xué)習(xí)環(huán)境也是學(xué)習(xí)成功重要因素,其中環(huán)境不僅僅包括物理學(xué)習(xí)環(huán)境,還涉及技術(shù)學(xué)習(xí)環(huán)境以及情感學(xué)習(xí)環(huán)境。
(2)學(xué)習(xí)共同體和認(rèn)知合作性學(xué)習(xí)等,是具有重要價值的分布式認(rèn)知活動。分布式認(rèn)知認(rèn)為,認(rèn)知分布于個體間,每個個體都有自己的經(jīng)驗世界,他們之間的協(xié)作討論有利于開闊個體的視野;學(xué)習(xí)不應(yīng)只是強調(diào)個體心智活動的主動性,更應(yīng)兼及社群與集體之中的互動、磋商、討論。這就要求根本變革以“凱洛夫”為代表的傳統(tǒng)教學(xué)理論,從“獨白”走向“對話”,從“個體學(xué)習(xí)”走向“合作學(xué)習(xí)”[7]。教師也必須轉(zhuǎn)變角色,不再是知識的權(quán)威,而是學(xué)生認(rèn)知的合作者。學(xué)生、教師等共同構(gòu)成一個學(xué)習(xí)共同體。在這里,教學(xué)一方面是徹頭徹尾的教師作用,但同時從另一方面,又是徹頭徹尾的學(xué)生能動性活動。教師的問題轉(zhuǎn)化為學(xué)生的問題,學(xué)生在學(xué)習(xí)集體中尋求問題的解決。個體認(rèn)知也由“個體戶”向“共同體”轉(zhuǎn)型[8]。
(3)交流是實現(xiàn)分布式學(xué)習(xí)、達到分布式認(rèn)知效果的必然方式。以往的認(rèn)知心理學(xué)認(rèn)為,認(rèn)知發(fā)生在個體的內(nèi)部,因此可以拋開外部環(huán)境,以個體作為分析單元進行研究。分布式認(rèn)知則強調(diào)情境、學(xué)習(xí)集體對個體認(rèn)知的重要性,認(rèn)為認(rèn)知不僅僅發(fā)生在個體頭腦內(nèi)部,更主要的依賴于整個情境的所有要素的共同運作。在Salomon的個體認(rèn)知與分布式認(rèn)知的交互關(guān)系模型中,分布的認(rèn)知元素交互影響,產(chǎn)生一個螺旋發(fā)展的效果。在學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)活動中,“交互影響”有其具體的概念,包括個體與文本、學(xué)習(xí)環(huán)境及學(xué)習(xí)集體等之間的交流。因為,認(rèn)知任務(wù)分布于參與活動的所有元素,一方面每個反應(yīng)物保持自己的獨立身份各就其職,但同時從另一方面看,它們之間又交流反饋,以學(xué)習(xí)目標(biāo)為取向優(yōu)勢互補,協(xié)同完成任務(wù)。正如巴甫琴所說:“真理不是在個人的頭腦中產(chǎn)生,而是在對話交流中追求真理的人們之中產(chǎn)生的”。
(4)信息技術(shù)在分布式認(rèn)知中的作用十分明顯。Hutchins通過輪船航行中的列線儀來說明這一點。他分析到在航行中航行員可以使用列線儀在速度、距離和時間之間進行沒有差錯的轉(zhuǎn)換。有了這種技術(shù),大腦的運算結(jié)構(gòu)發(fā)生了變化,完全不同于用紙和筆來計算時的情形[7]。事實上,分布式認(rèn)知開始受到人們的關(guān)注,與信息技術(shù)的發(fā)展有著很大影響。在學(xué)生學(xué)習(xí)活動中,計算機可以扮演各種角色,學(xué)習(xí)伙伴、認(rèn)知工具、智能導(dǎo)師等促進學(xué)習(xí)者高階思維能力的發(fā)展。
3 分布式認(rèn)知對學(xué)習(xí)環(huán)境設(shè)計的啟示
分布式認(rèn)知賦予學(xué)習(xí)環(huán)境新的隱喻,也給予學(xué)習(xí)環(huán)境設(shè)計者新的啟示。它主張從以下方面思考學(xué)習(xí)環(huán)境設(shè)計的問題。
(1)以系統(tǒng)論的觀點看待學(xué)習(xí)環(huán)境,強調(diào)設(shè)計。學(xué)習(xí)環(huán)境包括學(xué)習(xí)發(fā)生的方方面面,從系統(tǒng)論的觀點出發(fā),學(xué)習(xí)環(huán)境任何一點的改善,都可能會引起學(xué)習(xí)興趣、激發(fā)學(xué)習(xí)動機。正如加涅所指出的要根據(jù)不同的學(xué)習(xí)結(jié)果類型創(chuàng)設(shè)不同的學(xué)習(xí)的內(nèi)部條件并相應(yīng)安排學(xué)習(xí)的外部條件。其中的內(nèi)外部條件,包括物理學(xué)習(xí)環(huán)境、技術(shù)學(xué)習(xí)環(huán)境以及情感學(xué)習(xí)環(huán)境。物理學(xué)習(xí)環(huán)境涉及到技術(shù)工具的擺放和時間的安排,如根據(jù)具體的學(xué)習(xí)目標(biāo)排列座位。技術(shù)學(xué)習(xí)環(huán)境是指運用技術(shù)的力量創(chuàng)設(shè)學(xué)習(xí)環(huán)境,包括支持學(xué)習(xí)者進行探究、合作等學(xué)習(xí)的信息技術(shù)資源和環(huán)境的開發(fā)。情感學(xué)習(xí)環(huán)境需要考慮教學(xué)材料、教學(xué)活動、教學(xué)模式和評價標(biāo)準(zhǔn)中所包含的“隱性課程”。
(2)應(yīng)用智能制品促成分布式認(rèn)知活動。分布式認(rèn)知的思想盡管得到了人們的關(guān)注和理解。但是從實際情況來看,在人類的認(rèn)知活動中,認(rèn)知任務(wù)的工作仍絕對優(yōu)勢地落在個體認(rèn)知之上,制品所承擔(dān)的尚且是比較簡單的認(rèn)知任務(wù),如記憶等。教學(xué)從本質(zhì)上說是一種教學(xué)生“學(xué)會學(xué)習(xí)”的活動,它強調(diào)培養(yǎng)學(xué)生的探究創(chuàng)新能力,讓學(xué)生在實踐中發(fā)展高階思維能力,這也是新課程標(biāo)準(zhǔn)所提倡的目標(biāo)。在中小學(xué)教學(xué),實踐模塊主要以“實驗”體現(xiàn)。但目前的常規(guī)性實驗僅停留在“驗證性”課本知識的階段。學(xué)生若要處理復(fù)雜的問題,不僅實驗操作困難,而且實驗數(shù)據(jù)處理工作極大。DIS實驗系統(tǒng)(數(shù)字化教學(xué)實驗系統(tǒng))就為廣大中小學(xué)生提供一種自主實踐的環(huán)境和方案:個體能夠遞交煩雜的機械任務(wù)給DIS實驗系統(tǒng),自己則集中精力承擔(dān)高階認(rèn)知任務(wù)。
(3)高度重視社會物質(zhì)境脈。Hatch和Gardner就教室中的認(rèn)知活動提出了分布式認(rèn)知的同心圓模型。該模型的外兩層是社會環(huán)境對個體認(rèn)知的影響。它提醒我們,“知識不是存在于個體頭腦中,而是分布于環(huán)境與他者之中的”。其中“學(xué)習(xí)共同體”的社會環(huán)境對學(xué)習(xí)個人的知識建構(gòu)有著獨特的重要性。這就要求我們變革教學(xué)規(guī)范“從獨白走向?qū)υ挕保皬膫€體式學(xué)習(xí)”走向“合作式學(xué)習(xí)”。不論在傳統(tǒng)課堂教學(xué),抑或是在網(wǎng)絡(luò)課程教學(xué),其“學(xué)習(xí)共同體”、“合作學(xué)習(xí)”已是學(xué)習(xí)環(huán)境設(shè)計的重點強調(diào)內(nèi)容。
(4)運用技術(shù)支持分布式的交互和協(xié)作。分布式認(rèn)知強調(diào)個體間的交流和溝通。但并不意味著交流必須是“面對面”的,溝通必須是“嘴對嘴”的。技術(shù)的發(fā)展極大地豐富了我們交互的手段和途徑。學(xué)習(xí)環(huán)境的設(shè)計并不僅僅局限于教室、學(xué)校等封閉化的場所,設(shè)計者可以運用技術(shù),突破這種局限。比如,“學(xué)習(xí)共同體”的構(gòu)建不必局限于“可接觸”的范圍,我們可以通過電話、書函、視頻等與領(lǐng)域?qū)<疫M行討論。同時,網(wǎng)絡(luò)課程中“合作學(xué)習(xí)”也可以通過網(wǎng)絡(luò)等通訊手段實現(xiàn)。
(5)強調(diào)運用技術(shù)支持思維的可視化和知識表征,拓展個體思維。在分布式認(rèn)知觀點中,認(rèn)知任務(wù)分布于內(nèi)部表征和外部表征之中,分布式認(rèn)知活動源于兩者的交互作用[9]。研究表明,運用技術(shù)支持思維運演,有助于抽象問題的解決等。例如,學(xué)習(xí)者利用軟件繪制知識概念圖,可以促進對系統(tǒng)知識的理解;教師借助媒體講解內(nèi)容也需要思考哪些信息被呈現(xiàn)及如何呈現(xiàn),以文本、聲音、動畫、視頻抑或幾種組合加以展示等問題。因為哪些信息被外部表征,以及如何表征對問題的解決均有影響。為此,在學(xué)習(xí)環(huán)境的設(shè)計過程中,設(shè)計者或教師要充分認(rèn)識學(xué)習(xí)者特征、學(xué)習(xí)風(fēng)格、學(xué)習(xí)內(nèi)容等,基于學(xué)生的思維特點有效地運用技術(shù)表征知識。
五 結(jié)束語
分布式認(rèn)知是學(xué)習(xí)環(huán)境設(shè)計的理論之一,它基于認(rèn)知分布的視角開拓了學(xué)習(xí)環(huán)境設(shè)計的理念。特別是人工制品的概念,對學(xué)習(xí)環(huán)境的設(shè)計有著重要的啟示。人工制品在分布式認(rèn)知中作為認(rèn)知工具、產(chǎn)生留存現(xiàn)象、減少認(rèn)知負(fù)荷以及提供認(rèn)知給養(yǎng)等功能映射到學(xué)習(xí)環(huán)境設(shè)計,對學(xué)習(xí)環(huán)境生成了豐富的隱喻,即在學(xué)習(xí)環(huán)境設(shè)計中要重視制品、學(xué)習(xí)共同體、信息技術(shù)等在分布式認(rèn)知中的價值。同時也給予學(xué)習(xí)環(huán)境設(shè)計新的啟示。它主張從系統(tǒng)觀設(shè)計環(huán)境、應(yīng)用智能制品促進認(rèn)知分布、高度重視社會境脈對認(rèn)知的影響以及運用技術(shù)支持交互和知識表征等方面來思考學(xué)習(xí)環(huán)境設(shè)計的問題。總括而言,分布式認(rèn)知概念的引入,超越了原有心理學(xué)研究的局限。它促使人們從更廣的角度和系統(tǒng)研究認(rèn)知加工的機制,并以之指導(dǎo)學(xué)習(xí)環(huán)境設(shè)計,減少學(xué)習(xí)者的認(rèn)知負(fù)荷,求得個體認(rèn)知的最高效率。
參考文獻
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Distributed Cognition and Its Impact on the Design of Learning Environments
WENG Fan-ya HE Xue-li
(College of Education, Zhejiang Normal University, Jinhua 321004)
Abstract: Distributed cognition believed cognition distributed in individual / group and artifact. Artifact was important as well as individual. Group and artifact were also equally important. Today, with the development of information technology, artifact has become prominent increasingly. In learning activities, learning environment was artifact. Therefore, the views, which distributed cognition employed about human cognition and artifact, became a theoretical framework of design of learning environments. Based on the perspective of distribution, distributed cognition gave learning environment new metaphors and new insights, which can offer a forceful “provision” for creating a meaningful learning environment.
Keywords: Distributed Cognition; Individual Cognition; Artifact; Learning Environment