網絡課程中基于認知靈活性理論的非線性學習研究

網絡為學習者提供了各種所需的學習資源，而這些信息資源是以超文本和超媒體結構組織起來的，超文本是按照人腦的聯想思維方式非線性地組織管理信息的一種先進技術，超媒體就是多媒體和超文本的組合，網絡超媒體系統結構特征決定了網絡學習有著非線性的特點。根據認知靈活性理論，在網絡超媒體系統中知識的組織方式更具有靈活性。非線性學習就是針對這種組織方法所提供的一種學習方法，它是網絡學習的一種重要的類型。

一、認知靈活性理論關于學習的方法及教學的觀點

1、認知靈活性的含義

所謂認知靈活性就是指學習者通過多種方式同時建構自己的知識，以便在情景發生根本變化的時候能夠作出適宜的反應。認知靈活性理論(cognitiveflexibihty theory)是美國心理學家斯皮羅(Spiro)提出的，是建構主義的一個分支，它反對傳統教學機械地對知識做預先限定，讓學習者被動地接受；同時也反對極端建構主義只強調學習中的非結構的一方面，忽視概念的重要性。它的主要主張是：一方面要提供建構理解所需的基礎，同時又要留給學習者廣闊的建構的空間，讓學習者針對具體情境采用適當的策略。根據知識的復雜性，斯皮羅等人將知識劃分為良構領域(well-structured domain)的知識和非良構領域(ill-structured domain)的知識。由于非良構領域知識的復雜性和不規則性，認知靈活性理論能夠促進這種高級知識的獲取，能夠針對復雜和非良構領域中學習的本質提供最合適的理論模型。

2、認知靈活性理論關于學習的方法

認知靈活性理論認為，在復雜和非良構領域中的學習過程是學習者主動進行的雙向建構過程，在此過程中，只有對知識進行多維表征時，學習者才能達到對知識的全面理解和靈活運用。根據這一思想，斯皮羅提出了所謂的“十字交叉形”學習方法，如圖1。

圖中a、b、c、d及其指向。的箭頭表示在不同背景或主題中對知識的理解，o表示最終的理解。從。指向a、b、c、d的箭頭表示知識可以遷移到不同的情境中去。橢圓表示不同背景中對知識的理解相互影響。

根據十字交叉形的思想，要求學習者從多個角度檢查某一概念，這既能增強對該概念的理解，同時也能增強將這一理解遷移至其他領域的能力；同樣，從同一觀點檢查不同概念也能導致一種新的理解。

3、基于認知靈活性理論的隨機通達法教學

隨機通達法教學(Random Access Instruction)，是斯皮羅(Spiro)針對傳統教學方法不適用非良構領域的知識學習提出的一種新的教學方法，通過這一方法對十字交叉形學習提供支持。斯皮羅認為，由于復雜和非良構領域存在概念的復雜性、實例的不規則性、情景的變化性、多種表征之間的相互關聯性，因而對知識的理解會因背景的不同而存在差異，為了達成全面的理解，教學必須不止一次地涵蓋內容，從而使學習者對概念知識獲得新的理解。

二、網絡非線性學習的特點

網絡超媒體系統結構特征決定了網絡學習有著非線性的特點。根據認知靈活性理論，在網絡超媒體系統中，網絡非線性學習知識的組成可分為三個層次：第一個層次是一些比較簡單或有較好結構的知識，即良構領域的知識；第二個層次是構成知識板塊的材料和圍繞這些知識板塊有機組織起來的探索環境；第三個層次是一些關鍵標志和進入點，它揭示出知識之間的復雜聯系。后兩層可以稱為是非良構領域的知識，更加具有靈活性。依據非線性學習中知識的劃分我們可以歸納出網絡非線性學習的特點。

1、信息的復雜性和不規則性

互聯網絡的信息是海量的，大多數信息采用超文本方式進行組織，這使得在學習中除了獲取第一個層次的知識以外，還必須學會利用搜索引擎搜索必要的信息，達到更高層次學習的要求。信息源的多樣復雜性和不規則性給學習者帶來方便的同時也給學習者帶來很多問題，以致學習者在獲取信息的時候可能難以找到對自己有用的信息，或者是不能迅速地找到所需的信息，有的甚至在信息搜索過程中迷失了方向。

2、學習過程的交互性和探索性

第二個層次的知識是非良構領域的知識，它是構成知識板塊的材料和圍繞這些知識板塊有機組織起來的探索環境，這要求學習從傳統被動的、線性的、孤立靜止的學習狀態轉變成自主的、反饋性的、交互性的學習狀態。認知心理學研究表明，人類思維具有聯想特征，超文本正是模仿人腦的聯想思維，用網絡結構組織管理信息。因而這種非線性學習特別適合于學習者進行發現和探索式的學習，為學習者發展發散思維和創新思維創造條件。

3、學習的自主性

建構主義者認為，學習不是一個被動地記錄外界信息的過程，而是一個自主建構的過程，學習是按自己的需要、自己喜歡的方式來進行的。因此在非線性學習中要倡導自主學習的新觀念。第三層次的知識中的關鍵標志和鏈接點使知識更加靈活，這既使得學習者可以從自己感興趣的內容出發，自主地選擇學習方向和學習內容。

4、認知的靈活性

非線性學習知識組成的多層次性體現了非線性學習認知的靈活性。超媒體把知識有機地聯系在一起，學習者可以順著鏈接多維度多途徑地尋找自己需要的知識。這種搜尋知識的方式不是固定的，對知識的理解是多角度的，它要求學習者在探索環境中充分發揮認知靈活性。

三、網絡非線性學習對學習資源開發者的要求

非線性學習資源的設計應該根據建構主義認知靈活性理論，結合隨機通達教學和網絡信息呈現的特點來綜合考慮，具體設計過程中要做到以下幾點。

1、教學材料的知識點間應該相互鏈接

充分提供事件之間的鏈接，這是認知靈活性理論所強調的，也正是非線性學習環境的優勢，但要注意鏈接不能過多。網絡課程的設計應以個例為基礎。強調知識建構而不僅僅是教學信息的傳遞，網頁也應該限制長度以避免過多翻頁。

2、教學材料的組織必須具有層次性

語義記憶的層次網絡模型指出，概念的特征是按邏輯的上下級關系加以組織并形成復雜的層次網絡，分級加以貯存，這要求學習資源設計者按照信息之間的層次關系，將資源劃分為不同等級的信息單元，從而為學習者系統地瀏覽提供可循的路徑，在開發階段。將課程從高到低劃分為課程(course)、單元(unit)、課(lesson)三個層次，各個層次之間用頁面鏈接。起鏈接作用的頁面通常提供導航地圖、表格、索引、框架，用來說明層次之間的關系，并通過對比、重復、比擬實現層次的轉換。

3、非線性學習資源必須具有動態數據庫的支撐和智能性

非線性學習資源首先必須能夠貯存豐富的課程背景信息、專家講評、附加指南、注解以及相關導讀信息等與學習相關的教學信息，從而可以從不同的背景和角度提供實例。此外，由于概念的復雜性和實例的差異性、各種表達方式的關聯性以及知識的交互作用。還必須在材料中提供相關概念與相關實例，以幫助學習者從對比和類比的角度對某一概念的理解。在動態數據庫的建設過程中，不僅要對動態數據庫進行完善的管理和維護，還要逐步實現智能化的答疑系統和自我評價系統，以滿足隨機通達學習的要求。

四、網絡非線性學習對學習者能力的要求

1、具有信息處理和判斷能力

網絡資源有著大量復雜的非線性化情景和多樣化的實例。這就要求學習者學會以最快、最經濟、最省時的方式獲取最有用的信息，加強對信息的處理和判斷能力，提高信息獲取的效率。

2、探究交互的能力

非線性學習的自主性使非線性學習表現出靈活的交互性。學習者可以積極參與形式多樣的交互活動，如通過E-mail、布告欄、虛擬會議等實現一人與多人、多人與多人的交互。

3、自我學習的能力

非線性結構的知識是按照符合人類聯想思維特點的超文本結構組織起來的，有著強大的信息交換和共享能力，它要求學習者自主地運用學習方法和程序進行學習，并且對學習活動進行檢查、評價、反饋、控制和調節。

4、在具體的情境中遷移的能力

當知識在通過多元情境獲取時，學習者更能獲取概念的相關特征，也能獲取更廣泛更豐富的知識。學習者在多元情境中建構知識時，只有對知識進行多維表征，才能達到對知識的全面理解和靈活運用。