认知灵活性理论、超文本和Internet网络教学

顾力雄 陈 琦
北京师范大学心理系(北京 100875)
[摘要]　在教育心理学中，建构主义学习理论正悄然兴起，与这场革命性的变革相伴的是教育技术的飞速发展，迅速发展的因特网(Internet)给教育提供了新的机遇，同时也使教育心理学家们不得不面对课堂教学和远距离教学中出现的许多问题。本文介绍了建构主义认知灵活性理论的基本观点及超文本学习环境，探讨了认知灵活性理论对开展网络教学的一些建议。
关键词　认知灵活性理论，超文本，Internet网络教学
分类号　59.869
1 引言
教育心理学领域对于学习的广泛关注和深入研究，随着人类社会的不断进步而日益兴盛，从历史上看，每一个心理学理论派别的兴起，势必导致教育心理学理论的巨大变革。建构主义就是继认知主义后在教育心理学领域悄然兴起的一场革命性变革[1]。建构主义的兴起是伴随着不同观点对认知心理学的批判和发展而出现的，因此建构主义阵营中虽然基本观点相似，但派别林立，理论庞杂。在这些理论流派中，有的对客观主义采取了彻底的批判，主张极端的建构主义；有的则继承了认知主义的可取之处，形成了较温和的建构主义流派，典型的代表是以Spiro为首的信息加工建构主义者，他们的共同主张构成了认知灵活性理论[2]。
相对于学习理论的变革来说，教育技术的变革要快得多。事实上，教育技术的变革对教育的冲击并不亚于学习理论的变革，虽然这种变革常常是表面的而学习理论的变革是实质性的，但它的影响往往是显而易见的，因此容易受到人们的重视。无论怎样，教育技术的飞速发展为变化中的教育思想提供了广阔的实现空间。近年来，随着多媒体的广泛使用，使得建构主义所主张的情境性学习、支架式教学得到了蓬勃生长的土壤。如今，因特网(Internet)的迅速发展给教育提供了新的机遇，同时也使教育心理学家们不得不考虑它应用在课堂教学和远距离教学中出现的诸多问题。
本文拟从介绍建构主义的认知灵活性理论及超文本学习环境入手，探讨其对开展网络教学的一些建议。
2 认知灵活性理论和超文本
认知灵活性理论是由斯皮罗(Spiro)等人提出并倡导的一个理论。它接受了建构主义的基本观点：学习是学习者主动建构内部心理表征的过程，但它与极端建构主义相比采取的是较为折中的观点。它既反对传统教学机械地对知识做预先限定(prespecification)，让学生被动地接受；同时也反对极端建构主义只强调学习中的非结构的一面，忽视概念的重要性。它主张一方面要提供建构理解所需的基础，另一方面又要留给学生广阔的建构空间，让他们针对具体情境采取适当策略[1]。
2.1 认知灵活性理论简介
认知灵活性理论[3]把学习分为两种：初级学习和高级学习。初级学习是学习中的低级阶段，在此阶段中所涉及的是结构系统、联系紧密的知识领域，称为结构良好领域(well-structured domain)。学生可以只知道重要的概念和知识，并能够原样提取。高级学习涉及到了结构不良领域(ill-structured domain)，这个领域的知识有以下特点：①知识应用的每个实例中都包含着许多广泛的概念相互作用，即概念的复杂性；②同类的各个具体实例之间，所涉及的概念及其相互作用的模式有很大差异，即实例的差异性。结构不良领域知识的学习要求学生把握概念的复杂性，并能广泛而灵活地应用到具体情境中。
高级学习阶段的学习目标相对于初级学习有了很大改变，从记忆概念和事实转变为掌握概念复杂性的重要方面：从知识的简单提取转变为知识的迁移和应用[4]。
2.2 随机通达教学与超文本
2.2.1 随机通达教学
在认知灵活性理论的指导下,斯皮罗等人提出了针对高级学习的“随机通达教学”[4](Random Access Instruction)。由于高级知识的复杂性和实例的差异性，人们在运用知识解决实际问题时，任何对事物的简单的理解都会漏掉事物的某些方面，而这些方面在另一个情境中或是从另一个角度看时可能是非常重要的。因此，学习过程中对于信息意义的建构可以从不同的角度入手，从而获得对不同方面的理解。
随机通达教学的核心主张是，对同一内容的学习，要在不同时间、在重新安排的情景下、带着不同目的以及从不同的角度多次进行，以此达到高级知识获得的目标(即把握复杂性和为迁移而准备)。斯皮罗等人把这一种方式形象地称为“交织景观”(criss-crossed landscape)，用它来类比随机通达教学。这意味着在教学中，对复杂主题要作非线性的多维度的浏览，即在不同的场合、从不同的方向重返同一个概念。通过以不同的方式交叉浏览结构不良知识领域，使学习者认识到知识应用的多样性，并且揭示知识的多种关联性以及对情景的信赖性，也使学习者认知到从不同角度考虑知识的复杂性是非常重要的。
随机通达教学避免抽象地讲解概念一般地如何运用，而是把概念具体到一定的实例中，并与具体情景联系起来。每个概念的教学都要涵盖充分的实例，分别用于说明不同方面的含义，而且各实例都可能同时涉及到其他概念。在这种教学中，学生可以形成对概念的多角度理解，并与具体情景联系起来，形成背景性经验。这就能提高他们针对具体情境的需要从记忆中选取知识加以重新组装，建构意义的能力。
在这种教学观念支持下，斯皮罗等人[4]认为超文本学习环境可以很好地实现随机通达教学，提高结构不良领域认知灵活性。
2.2.2 超文本学习环境
超文本是一种基于计算机的文本，它采用一种网状结构组织信息，由信息节点和联线组成。节点间通过联线彼此相互联系，读者可以顺着联线在超文本信息网络中自由移动。通常一个节点描述某一个概念或主题。早期的超文本中节点只能以文本形式呈现，随着信息技术的发展，现在节点可以包括不同类型的数据：如文本、图像、音频、视频、动画等。超文本也可以是线性的，但更多时是以非线性结构组织信息，内容呈现没有固定的顺序，也不要求读者必须按照某种顺序来阅读。
研究者很早就开始研究超文本在学习中的应用。它们使用超文本代替线性文本来呈现知识，为学生提供一个有机联结各个知识点、构造精细的网状学习环境，即超文本学习环境。超文本学习环境的一般特点是和超文本的特点紧密相联的：灵活、非线性存贮、随机通达各节点间的信息。
超文本的灵活性是显而易见的，超链接把知识有机地联系在一起，学习者可以顺着这些链接寻找自己需要的知识。这种链接可以是封闭的，学习者看完一个链接后以回到上一级目录上；也可以是开放的，读者可以在不同主题之间跳转。超文本的链接也使它不局限于前后翻页式的线性操作，这种非线性特征也使它变得更为灵活。随机通达信息是超文本的又一特点，由于有了知识点之间的超链接，同一信息可以由不同的路径得到，这种接近信息的方式不是先前决定的，它近似于随机，学习者可以根据自己对知识点的掌握情况选择通达的道路。
2.2.3 认知灵活性超文本
认知灵活性要求教学能够不断重组教学序列、以多种维度表征知识以及揭示知识之间的相互关联性等等。超文本学习环境的特性与这些要求正相吻合，便于知识点之间“交织景观”的浏
览[5]。然而，并非所有的超文本设计都是符合认知灵活性理论的。认知灵活性理论主张的超文本必须是经过精心设计、提供丰富概念知识之间链接的。具体说来，除了一般的超文本特点之外，认知灵活性的超文本还必须具备以下特征[6]。
(1)认知灵活性的超文本为学习者提供了多种背景信息，包括附加指南、注释、专家解释、有关知识访问的信息等。它还提供概念结构的其他实例对同一实例作相关解释的参考信息。
(2)在认知灵活性超文本中，学习者可以自己重新编辑学习内容，以便对概念进行交叉学习，接触大量的应用实例。
3 认知灵活性理论与Internet网络教学
认知灵活性理论，由于其对于高级知识获得的阐述符合信息社会知识日趋复杂化的时代特点，随机通达教学要求的超文本形式又与网络上信息呈现的方式相一致，因而对网络教学具有很好的指导作用。
3.1 Internet网络的特点
计算机网络是通过通讯线路将多台地理位置上分散且独立工作的计算机互联起来，以达到通信和共享信息资源目的的系统。网络是通信技术和计算机技术二者高度发展和密切结合的结果。Internet，或称因特网，是遍布全球的联络各个计算机信息网络平台的总网络，是网间之网。
Internet为人们提供了丰富多彩的信息服务手段，主要有电子邮件(E-mail)、文件传输(FTP)、新闻论坛(Usenet)、电子公告板(BBS)以及万维网(World Wide Web，WWW)等等。Internet最基本的特征是拓展了教学的信息源。网络信息负载量大，适应范围广，它作为教学媒体，同时具有言语媒体和非言语媒体的特点。另一特征则是它缩短了教育者和学习者的空间距离，有利于跨校跨国的远程教育，紧密地沟通了学校与家庭的联系，将教育真正送上家门，大大方便了家庭教育的实施。
对大量网上学校的调查表明，WWW在“能否使学习更易于获得”、“能否促进学习发展”、“能否降低教学成本”等三个方面都获得了一些支持证据[7]。但网络也像一把双刃剑，一方面老师和学生能很方便地交流，进入广阔的信息源；另一方面，由于因特网过于庞大，使老师和学生可能面对同一主题的上百条信息而无法正确决定取舍[5]。教育心理学家们在考虑网络能给教育带来什么样的变化的同时，也在考虑如何运用教育心理学理论指导网络教学提高网络教学的有效性。从上面有关认知灵活性理论的讨论中我们不难发现，互联网络使远距离交流更加迅速方便，人们可以从不同角度来讨论和交流思想；网络超媒体的呈现方式使知识表征多维度化，使学生可以以非线性的方式灵活地在各个知识节点上自由浏览，这些特点恰恰与认知灵活性理论所主张的学习环境相吻合。这样，建构主义理所当然成为网络教育者们关注和研究的焦点，越来越多的人把它作为指导网络教学的学习理论基础[8,9]。
3.2 认知灵活性理论指导下的网络教学
认知灵活性理论认为教学应该采取“随机通达教学”，这种教学应用于网络中，强调在重新安排的教学结果以及从不同的概念角度反复呈现同样的材料，以便学生能从不同层面了解知识的各个方面,因此，提供给学生的超文本应以小案例(minicase)为基础，在案例间建立广泛的连结[4]。
随着WWW的建立，Internet网络的共享信息由单调的字符界面变成了活泼生动的图形界面，超文本置标语言(HTML,Hypertext Markup Language)成为WWW上呈现信息的标准。灵活的呈现方式为网络教学提供了非常适当的教学环境，这恐怕也是网络专家们当初所未曾预料到的。
在实际网络教学中，教师可以根据学生情况、教学内容等选择合适的教学模式。但根据建构主义认知灵活性理论，结合Internet网络信息呈现的特点，要取得良好的教学效果，在超文本教学材料的设计上必须遵循以下几个原则：
(1)Internet应该成为共享课程思想的中介而并非只是获得课程内容的工具。Internet得天独厚的信息传递优势使得它不仅仅是一种学习工具，也是一种交流中介，它可以提供同学之间、同学与教师之间共享与交流不同观点、看法的机会。
(2)教学用的大多数的资源必须放在分布式的网络地址上，但精心构建的内容提纲及学习目标应该保留在老师的本地机上。
(3)教学材料必须高度相互联结而不是分隔的。提供充分的事件之间的链接，这是认知灵活性理论所强调的，也正是超文本学习环境的优势。但也不能因此而认为一个Web文档应当最大限度地包括活动链接，这往往适得其反。如果每隔两个句子就有一个链接，读者在浏览此页时往往会忽视这些链接，尤其当这些链接是在段落之间而且很难与上下文分割时更是这样。
(4)教学应以案例为基础，强调知识建构，并不限于信息的传递。这种组织形式包括使用短小的段落，列出所涉及的各个项目，选择唯一的主题思想以供链接等等。Web页也应该限制长度以避免过多翻页。
(5)学习活动必须提供内容的多种表征，从不同角度呈现同一概念的不同材料，或者从不同概念的不同角度反复呈现同样的材料。
(6)教学材料应避免过分简化内容领域，支持依赖情境的知识。认知灵活性理论一贯反对传统教学使教学过于简单化，他们认为这使得学生的理解片面，妨碍学习在具体情境中广泛灵活地进行迁移。在超文本教学内容设计中，它也强调把概念具体到一定的实例中，与具体情境联系起来，认为这才能真正取得教学的效果。
4 结语
认知灵活性理论作为建构主义的一支，强调对于知识的学习应从不同的层面，不同的概念入手，最后达到对知识的理解。让学生充分了解知识的不同方面，这无疑使网络教学从单一的资源库访问向精心设计的有引导的学习环境转变。然而，在网络环境下学生的学习和教师的教学有何特点，仍然是一个值得研究的课题。此外，由于国内的网络建设尚处于较低的水平，网络教学的开展还面临许多问题[10]，有关国内开展网络教学的有效性、经济性等问题的争论仍在继续。但网络既然可以作为一种有力的教学工具，我们就应该更多去研究如何把它有效地与教育整合起来，更好地促进学习。
①　本文于1997-10-25收到，修改稿于1997-12-25收到。
参考文献
[1]纱建伟,陈琦.从认知主义到建构主义.北京师范大学学报(社会科学版),1996,4:75－82.
[2]陈琦,张建伟.建构主义学习观要义评析.华东师大学报(教科版),1998,待发.
[3] Spiro R, Coulson R, Feltovich P. Cognitive flexibility theory: Advanced knowledge acquisition in structured domains. Proceedings of the Tenth Annual Conference of the Cognitive Science Society. Hillsdale, New Jersey: Lawrence Erlbaum Associates. 1988, 375－
[4] Spiro R J, Feltovich P J, Jacobson M J, Coulson R L. Cognitive Flexibility, Constructivism, and Hypertext: Random Access Instruction for Advanced Knowledge Acquisition in Ill－structured Domains. Constructivism and the Technology of Instruction: A Conversation. Hillsdale, New Jersey: Lawrence Erlbaum Associates. 1992, 57－75.
[5] Jacobson M J, Levin J A. Network Learning Environments and Hypertext: Constructing Personal and Shared Knowledge Spaces. Proceedings of Tel－Ed 93. Dallas, Texas: International Society for Technology in Education. 1993, 190－197.
[6]刘儒德.认知灵活性理论与活学活用.中国心理学会第八次全国学术会议论文,苏州.1997.
[7] Owston R D. The World Wide Web: A Technology to Enhance Teaching and Learning? Educational Researcher. 1997, 27－33.
[8] Kannan R, Bento A M. A Learning Centered Approach to Education Using Hypermedia and the Internet. 1996. (URL http://worf.ubalt.edu/－abento/ais/teach96h.html).
[9] Mioduser D, Marin M S. Students' construction of structured knowledge representation. Journal of Research on Computing in Education, 1995, 28(1): 63－84.
[10]顾力雄,李敏,陈琦.利用互联网络促进推理能力的个案研究,中国心理学会第八次全国学术会议论文,苏州.1997.