認知心理學對計算機科學教學的影響

卜子力

摘要：本文首先對認知心理學的學習理論和原理進行深入認識，并將其運用于計算機科學的教學中，對提升和改進學生的學習過程和教學方法大有裨益，以提升計算機科學的教學水平及質量。

關鍵詞：認知心理學;計算機科學;教學方法

一、認知心理學與計算機科學概述

1.認知心理學的涵義

認知心理學主要從認知學習理論入手，利用信息加工的觀點來闡釋學習的過程，此過程的基本原理是把信息輸入到大腦內進行加工和儲存，通過整合、分析提取信息、輸出信息，來探尋和解釋人的心理活動規律。并著重研究新知識的輸入與存儲以及從大腦記憶里提取信息的過程，從而形成科學的學習認知觀。同時認知心理學理論提出，認知結構的組織是在學習的過程中不斷重新組織與發展的。即在新舊知識的學習過程中，會產生相互作用，新舊知識會導致認知結構的同化，其結果是對已擁有的知識結構進行持續分化與整合的過程。學習者在學習的過程不是被動灌輸知識，而應該主動地去獲取知識，并通過已擁有的認知結構如記憶、學習觀念、認知動機和策略等把新獲取的知識進行信息加工、重新組織與變化，形成新的知識結構和體系。

2.計算機科學的涵義

計算機科學主要是通過計算與信息處理來研究計算機及其周圍各種現象和規律的科學，把抽象的算法分析、形式化語法轉化成各種具體的主題結構，如計算機系統結構、程序系統、人工智能等軟硬件，以及計算本身的性質與問題的學科。通俗來講，計算機科學是通過計算機進行算法與邏輯運算，由多臺計算機組成的系統來處理信息與通信問題，所以，其是對信息進行研究和處理的科學。

3.認知心理學與計算機科學之間的聯系

認知心理學能有效提升學生在學習計算機科學知識時的認知，因此在教學中為學生補充心理學知識是極其重要的。基于此，首先，通過信息加工對計算機科學教學過程進行分析，能夠為認知心理學的研究課題指引方向;其次，通過對認知心理學的結論進行深入分析，能有效提高計算機科學的教學質量。最后，認知心理學與計算機科學融合后，促進形成當前熱門的學科人工智能。人工智能與認知心理學的聯系更加緊密，相關從業人員可以通過計算機這種新方式分析人們的心理狀態和心理變化過程。而計算機科學的發展也對認知心理學的形成具有重大的促進作用。

二、計算機科學的認知心理學教學是對信息進行深加工的過程

傳統的計算機科學教育，是讓學生先通過課堂學習基礎理論知識，然后進行操作實踐，學生往往無法將理論與實踐進行有效結合，使得教學成果難以達到預期。這種先理論后實踐的教學方法，與人們的認知規律是相違背的，因此學生無法有效吸收課堂知識用于實踐。假如老師在授課時，能將理論與實踐案例結合起來講解，能讓學生把深奧的科學知識分解成抽象的理論知識，更容易吸收。計算機科學是一門側重于實踐性的學科，以側重于信息加工的認知心理學理論為切入點，先讓學生認識到實踐應用，再把這個認知與理論學習相結合，使難以理解的理論知識學習過程變成一個對信息進行深加工的過程，則更利于學生吸收理論知識。

三、認知心理學應用于計算機科學中對教學方法的促進作用

認知心理學對計算機科學教學有良好的促進作用，將兩者結合教學有利于提高教學質量，培養具有創新力的高層次計算機人才。

1.認知心理學能有效提高學生創新發展

隨著科技的不斷進步，在很多專業領域各種新技術、新產品和新知識更迭換代太快，尤其是計算機專業更甚，所以對學生學習的要求和綜合素質的培養也變得越來越高。因此，作為計算機教學的老師應為學生今后的長遠發展著想，運用認知心理學來培養和提高學生科技創新能力和意識。對滯后性的課本知識進行摒棄，把最新的科研成果信息分享給學生，讓學生能及時關注行業發展的資訊與動態，充分培育學生的創新創業能力。

2.運用認知心理學進一步激發學生學習計算機科學的認知動機

學生在進行計算機科學學習時所激發的學習動機稱為認知動機。當學生認知動機不協調時，學生個體的思維與認知動機就無法達到和諧統一，會造成學生心理緊張，使原有的平衡被打破，個體會對原有的行為和信念持懷疑態度，不自覺地想要改變現狀。當思維與認知動機之間的不協調力度增大時，個體就會想方設法去降低或解決不協調的認知動機，使之保持平衡。而當學生發現自身儲備的計算機科學知識無法來解決新知識和新實踐中遇到的問題時，就會導致緊張、失衡的感覺，這種感覺也會激發學生產生極大的好奇心與求知欲。當問題得到解決時，緊張感會消除，自信心會增強，并產生愉快的感覺，形成自我獎勵效應，促進學生更樂于自主學習。反之，當問題無法解決時，緊張感增加，會產生郁悶、怠倦的感覺，進而逃避學習。所以，教師在進行計算機教學時，要采用認知心理學來提升學生的學習效率，幫助學生解決問題，以強化學習的自信心和解決問題的能力。此過程會進一步激發學生學習計算機科學的認知動機，有力促進學生學習計算機科學的興趣，提升教學成效。

3.遵循認知規律，培養學生善于學習和自主學習的能力

現代認知心理學認為，要想達到良好的學習效果，要以遵循內部認知規律為基礎。教師在計算機科學教育中，應激發學生的內部認知，引導學生對理論知識進行深層次加工，讓他們學會自主思考，強化自己的認知結構，使學生通過掌握有效的認知策略，達到善于學習、自主學習的目標。從長遠的發展來看，教育應著重培養學生獨立、自主和高效的學習能力。“獨立”是指學生離開學校步入社會后還有不斷學習的能力;“自主”是指學生主動支配學習內容，而不是被動的接受學習內容，以提升自主學習的能力;“高效”是指學生通過高效的思維，培養善于學習的能力。通過以上能力的提升，把學生們都培養成具有高素質的計算機技術人才。

結語：

總之，為有效提升學生的學習效率，在計算機科學的教學過程中，運用認知結構和認知過程等認知心理學理論和成果對當前的教學方法、教學管理和教學評價體系等進行啟發和挖掘，通過持續改進以探索提升教學質量的最佳途徑，并進行吸收和轉化利用，為推動計算機科學教學方法的創新和教育體系的改革貢獻力量。

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