樣例學(xué)習(xí)的認知負荷理論

劉澤輝+徐琳琳

摘要：近年來，樣例學(xué)習(xí)的研究主要集中于具體學(xué)科上，例如，數(shù)學(xué)、物理等。實際上，樣例學(xué)習(xí)是教育心理學(xué)的一個古老課題，我們將回顧樣例學(xué)習(xí)的理論依據(jù)和研究歷史，理論依據(jù)方面主要介紹認知負荷理論，研究歷史重點介紹了解釋效應(yīng)的研究。

關(guān)鍵詞：樣例學(xué)習(xí)；認知負荷理論；解釋效應(yīng)

一、 樣例學(xué)習(xí)

人類的學(xué)習(xí)可以進行以下區(qū)分：直接學(xué)習(xí)和間接學(xué)習(xí)。直接學(xué)習(xí)一般指從做中學(xué)，間接學(xué)習(xí)一般指從例中學(xué)。前者需要個體通過親身的經(jīng)歷和實踐，然后將經(jīng)驗進行總結(jié)和內(nèi)化；后者是指通過他人的直接學(xué)習(xí)的經(jīng)驗，即對樣例進行分析歸納，從中學(xué)習(xí)到相應(yīng)的知識經(jīng)驗。教育家杜威曾強調(diào)“從做中學(xué)”，現(xiàn)代認知心理學(xué)則十分看重“從例中學(xué)”。從例中學(xué)又叫樣例學(xué)習(xí)，根據(jù)這種學(xué)習(xí)展開的教學(xué)叫做示例演練教學(xué)。我國當(dāng)前進行的基礎(chǔ)教育改革提倡教學(xué)方式的多樣化，樣例學(xué)習(xí)的研究結(jié)果可以用來豐富落實新課程改革。本文從樣例的含義、研究歷史和理論依據(jù)等方面做介紹。

（一） 樣例的含義

樣例是指可以給學(xué)生提供一個具體問題的專家解決模型。通過樣例學(xué)習(xí)，可以使問題解決更加快速高效。因此說，樣例是一種問題解決技能的教學(xué)工具，常用于結(jié)構(gòu)良好的領(lǐng)域。主要包括：（1）問題呈現(xiàn)，識別出與想要解決的目標(biāo)問題類似的基礎(chǔ)問題；（2）解題步驟，從基礎(chǔ)問題中抽象出解決辦法或原則，這些辦法或原則可以表示成產(chǎn)生式或產(chǎn)生式系統(tǒng)的形式；（3）最終結(jié)果，將解決辦法用于解決目標(biāo)問題。

（二） 樣例研究的歷史背景

對于樣例的研究最早見于20世紀50年代中期，用來研究概念的形成。典型代表是布魯納等對于人工概念形成的研究。直到70年代，研究者主要是通過給被試者呈現(xiàn)概念的大量正反例證，然后測試被試者的掌握情況，由此推斷被試者識別目標(biāo)概念的能力，進而推斷被試者是否抽取出了所有例子的共同的關(guān)鍵特征。

到70年代中期，越來越多的研究者將關(guān)注點轉(zhuǎn)向了更為復(fù)雜的形式和領(lǐng)域，專家和新手在解決問題時的區(qū)別成為了新的興趣點，尤其表現(xiàn)在象棋、幾何等問題的研究。研究結(jié)果表明，新手容易受表面因素的影響；專家則易形成一套能夠再認問題和復(fù)雜記憶的結(jié)構(gòu)的圖式，能很快將其歸為某一類問題并找到相應(yīng)的解決辦法。

直至20世紀80年代，出現(xiàn)了對樣例學(xué)習(xí)的研究熱潮。根據(jù)Sweller 的大量研究結(jié)果，可以得出：練習(xí)并不是提高問題解決的有效的重要方法。根據(jù)實驗口頭報告的表明，可以得出：傳統(tǒng)的練習(xí)模式下，新手傾向于使用傳統(tǒng)的方法解決問題，例如嘗試錯誤法，這樣的做法不利于學(xué)習(xí)者有效地理解問題的解決方法，同時用時較長；而在解決問題之前呈現(xiàn)樣例，學(xué)習(xí)者便可以有效地解決問題。Sweller 的一系列研究及調(diào)查激發(fā)了人們對樣例學(xué)習(xí)研究的興趣，出現(xiàn)了研究樣例學(xué)習(xí)的高潮。

（三） 20世紀80年代至今關(guān)于解釋效應(yīng)的研究

繼20世紀80年代樣例學(xué)習(xí)的熱潮之后，研究者們就主要研究關(guān)于樣例內(nèi)特征、樣例間特征和學(xué)習(xí)者與樣例的相互作用。Chi及其同事對于樣例加工過程中學(xué)習(xí)者的個體差異進行探討研究。

學(xué)習(xí)者個體差異對樣例學(xué)習(xí)的作用稱為自我解釋效應(yīng)，自我解釋是學(xué)習(xí)者用來理解外部信息的加工過程。自我解釋的關(guān)鍵在于如何理解學(xué)習(xí)材料，關(guān)于自我解釋是如何建構(gòu)的，有著不同的觀點，推理生成觀認為：自我解釋是填補樣例的空缺的過程，同時樣例文本的空缺和心理模型的是對應(yīng)的。但是這種觀點受到了來自不完全心理模型觀的質(zhì)疑，并認為自我解釋是為了推理樣例中信息的空白部分，因此自我解釋是修補學(xué)習(xí)者之前的心理模型的過程。Chi為此多方引證后，認為自我解釋是雙加工過程，即產(chǎn)生推理和修補的雙加工過程。

二、 樣例學(xué)習(xí)的理論基礎(chǔ)——認知負荷理論

人類的認知資源總量是有限的，在進行信息加工時就會占用認知資源，因此就會產(chǎn)生認知負荷。所謂認知負荷是指加工某種學(xué)習(xí)材料所需要的認知資源的總量。當(dāng)負荷適度時，就會利于學(xué)習(xí)，超出負荷時，學(xué)習(xí)效果大打折扣。

針對樣例學(xué)習(xí)過程中認知資源的分配與學(xué)習(xí)效果的關(guān)系，Sweller 等提出了“認知負荷理論”。即在解決傳統(tǒng)問題時，新手學(xué)習(xí)者使用的解決策略往往是表面性的，例如方法結(jié)果分析法。這樣就會加大工作記憶的認知負荷，導(dǎo)致認知超負荷。而樣例學(xué)習(xí)則可以避免使用此類解決方法，使得學(xué)習(xí)者集中認知資源去關(guān)注解題過程中的原理。

隨著樣例學(xué)習(xí)研究的不斷深入，Sweller 等從影響認知負荷的因素和不同作用的角度，將認知負荷進行了分類，共分為三種類型：（1）無效認知負荷，是指由于學(xué)習(xí)材料的組織以及呈現(xiàn)形式造成的不利于信息加工的認知負荷。（2）內(nèi)在認知負荷，是由學(xué)習(xí)材料本身的復(fù)雜性所引起的認知負荷。（3）有效認知負荷，相關(guān)認知負荷是由于學(xué)習(xí)材料的組織以及呈現(xiàn)形式造成的利于信息加工與獲得的認知負荷。

三、 總結(jié)

根據(jù)前人的研究結(jié)果，我們可以在樣例的設(shè)計方面著重關(guān)注如何減輕學(xué)生的認知負荷，并把整合知識和遷移作為主要的目標(biāo)。注重樣例的步驟的呈現(xiàn)順序、多樣性和適用群體。在樣例的設(shè)計上需要不斷的創(chuàng)新。

學(xué)生對樣例的自我解釋在樣例學(xué)習(xí)中起著關(guān)鍵作用，提高學(xué)習(xí)效率的同時還要注重自我解釋效應(yīng)的作用，由于每個學(xué)生對同一個樣例的理解不同，樣例教學(xué)的效果就不能一概而論。重視學(xué)生的原有的知識儲備，強調(diào)在樣例與遷移之間的內(nèi)部過程。解釋效應(yīng)可以更好地為樣例學(xué)習(xí)研究提供新的思路和方向。

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