第三节 信息加工学习论
伴随着20世纪50年代以来的计算机科学的蓬勃发展，心理学家重拾对内部心理过程进行研究的信心。他们把人类的心理活动类比为计算机，认为人的心理活动就是对信息进行加工的过程，学习的本质就是获得对信息的心理表征。与其他学习理论不同，信息加工学习论既不是单个理论的名称，也不是以某位学者的主要研究为特征，而是从信息加工的观点来研究认知过程的各种理论总括。
一、信息加工系统
信息加工理论的基本假设是信息加工是分阶段进行的，发生在接收刺激与作出反应之间的各阶段当中，信息的形式或其在心理上的表征在信息加工的不同阶段是有本质差异的。图1-2是学习的信息加工模型。
图1-2 学习的信息加工模型（路海东，2000）
（一）感觉登记
感觉登记也称瞬时记忆。人类的各种感觉器官是接收环境刺激的第一个环节，那些来自外部的信息首先要在感觉登记器中保留瞬间，保持时间依信息的来源略有不同，图像信息不超过1秒，声像信息不超过4秒。感觉登记具有通道特异性，即每种感觉通道都有自己的登记器，如视觉的、听觉的。每天作用于我们感官的信息众多，但并不是每个信息都被登记在瞬时记忆中，因此感觉登记是有选择性的，至于哪些信息会被登记，一方面与个体的需要、兴趣、动机等主观因素有关，同时也与客观刺激物本身的特点有关。瞬时记忆中的信息是原汁原味未经任何处理的，在登记器中保持着原始状态，等待人脑对其作进一步的加工和处理。如果感觉登记中的信息受到注意，就会进入信息加工的第二个环节——短时记忆，否则就会因衰退而消失。
（二）短时记忆
短时记忆也叫工作记忆，进入短时记忆的信息必须通过认知编码并以听觉的、言语的或语言代码的形式存储。信息在短时记忆中大约能保持30秒左右，这些信息如果得到复述就可以进入长时记忆，否则就会被遗忘。例如，别人告诉你一个电话号码，如果你来不及复述或记录下号码就忙别的事情去了，回头再想这个号码时可能怎么也想不起来了。短时记忆的另一个特征是容量有限，大约为7 ±2个信息单位。如给你呈现一组由12个数字构成的数列：“1、4、9、2、1、7、7、6、1、9、4、1”，对于一般人来说在提取时大概可以回忆出5～9个数字，但是对于美国人来说提取全部12个数字可能一点儿也不困难，因为将它们分成3组，每组包含4个数字，恰好分别代表着美国历史上重要事件发生的年代。由此可见，短时记忆的信息是以有意义的项目为单位的，这些有意义的项目被称为组块（chunk）。短时记忆的容量存在个体差异，由于个体知识经验和对信息进行组织加工的水平不同，组块的大小就不同，因而影响到短时记忆的容量，将几个较低水平的组块加工组织成一个较高水平的更大组块的过程，叫做组块化（chunking）。
短时记忆是一个储存着人们正在思考、使用着的信息的记忆系统，与意识大致对应，是人心理操作的“工作台”，因此又被称为工作记忆。其主要功能是对信息进行加工以便储存，以及与长时记忆中已被激活的信息建立联系。
（三）长时记忆
长时记忆是记忆系统中最大的信息储存库，其特点是容量大，保持时间长，有些信息甚至可以保持终生。长时记忆储存的是个体经历过的事件和习得的知识，它为个体的心理活动和行为提供了信息基础。长时记忆储存的信息可以分为两类：一类为情节记忆，一类为语义记忆。情节记忆是关于个体经历的记忆，是按照时间、地点来组织信息的，在头脑里以表象的形式存储。如回忆起去西藏参观布达拉宫的情形，当时的情景、所见所闻就会浮现在脑海里，仿佛再次经历一般，这就是情节记忆。语义记忆与情节记忆是相对的，包括对关于世界和语言的一般性的、百科全书式的知识。语义记忆中的信息是以语义代码的形式储存的，通常是按照类别、属性或总括等抽象规则对信息进行组织的。我们对数学定理、公式，物理概念等知识的记忆都属于语义记忆。长时记忆中信息能否得到有效的保持和提取，取决于个体在学习的过程中学习的程度以及对信息的加工水平。
阅读栏1-3 记忆魔法——艾宾浩斯遗忘曲线
德国有一位著名的心理学家名叫艾宾浩斯（Ebbinghaus,1850—1909），他在1885年发表了他的实验报告后，记忆研究就成了心理学中被研究最多的领域之一，而艾宾浩斯正是发现记忆遗忘规律的第一人。他选用了一些根本没有意义的音节，也就是那些不能拼出单词来的众多字母的组合，比如asww, cfhhj, ijikmb, rfyjbc等等。他经过对自己的测试，得到了一些数据。
然后，艾宾浩斯又根据这些点描绘出了一条曲线，这就是非常有名的揭示遗忘规律的曲线：艾宾浩斯遗忘曲线，图中竖轴表示学习中记住的知识数量，横轴表示时间（天数），曲线表示记忆量变化的规律。
这条曲线告诉人们在学习中的遗忘是有规律的，遗忘的进程不是均衡的，不是固定的一天丢掉几个，转天又丢几个的，而是在记忆的最初阶段遗忘的速度很快，后来就逐渐减慢了，到了相当长的时间后，几乎就不再遗忘了，这就是遗忘的发展规律，即“先快后慢”的原则。观察这条遗忘曲线，你会发现，学得的知识在一天后，如不抓紧复习，就只剩下原来的25%。随着时间的推移，遗忘的速度减慢，遗忘的数量也就减少。
阅读栏1-4 注意在教学中的作用
在信息处理的整个过程中，如果个体对感觉器官收录来的刺激信息未加注意，感官收录的信息将在极短的时间内就会遗忘。因为眼睛的功能不同于照相机，耳朵的功能不同于录音机，“视而不见”与“听而不闻”的事例经常发生。知识教学的基本目的是使学生能对知识长期记忆；只有长期记忆的知识，才能用来学习新知识或解决问题。因此，在教学历程开始时，如何引起学生注意，自然成为教师首先考虑的问题
。
使学生集中和保持注意力的几点建议：
二、加工水平理论
加工水平理论不是从信息加工的位置来定义记忆，也即该理论不认为记忆包含诸如感觉登记、短时记忆和长时记忆这样不同的存储装置，而是认为信息存储水平取决于加工的深度。加工水平理论认为存在三种加工水平：物理的、语音的和语义的加工，其中物理加工是最表层的，语义加工是最深层的，语音加工居中（见图1-3加工水平模型）。信息被加工的水平越深，记忆效果就越好，它被提取出来的可能性就越大。比如，你出门看到一辆车，并没有引起你特别的注意，你记住它的可能性很小，这是最低水平的表层加工。如果你给它命名，这是“捷达车”，这是第二水平的加工，你就可能记住它。如果你进一步地赋予这辆车以意义，如这是一部出租车，你乘坐它去上班，路上遇到交通事故等，就会给你留下深刻印象，很难忘怀，这就是最高水平的加工。但是也有例外，假如学生在较深水平上对信息进行了加工（如对意义的理解），但考试却只考肤浅的东西（如时间、地点），学生的真实水平可能不能体现，考试成绩可能不理想。
图1-3 加工水平模型（Sternberg, Williams,2003）
加工水平理论得到一些实验研究的支持。如克雷克和塔尔文（Craik, Tulving,1975）做了一个实验。他们向被试出示一些字词，并要求其回答问题，这些问题是经过精心设计的，目的是诱导出某个水平的加工。如希望被试做表层加工，就问：“这个词是大写的吗？”希望被试做语音水平的加工，就问：“这个词和某词押韵吗？”希望被试做语义加工，就问：“这个词能否用在‘他在街上遇见了——’这句话中？”最后做回忆测验，结果发现，语义水平的加工成绩最好，其次是语音水平的加工，表层加工成绩最差（Schunk,2003）。