第二节　认知学习理论

认知学习理论发端于早期认知理论的代表学派--格式塔心理学的顿悟说。但是，认知学习理论的真正形成却是20世纪六七十年代。认知学习理论是通过研究人的认知过程来探索学习规律的学习理论，该理论认为学习的基础是学习者心理结构的形成或改组，而不是刺激-反应联结的形成或行为习惯的加强或改变。因此，认知心理学派对学习的研究侧重于刺激与反应之间的心理过程，借外显的行为改变来推测导致这种变化的内在机制或过程。现代认知心理学分为两支，一支为认知结构论，另一支为信息处理论。主要代表人物有托尔曼（E.C.Tolman，1886-1959）、皮亚杰（J.Piaget，1896-1980）、布鲁纳（J.S.Bruner，1915-2016）和奥苏伯尔等。

一、主要观点

主要观点包括：人是学习的主体，主动学习；人们对外界信息的感知、注意、理解是有选择性的及学习的质量取决于效果；人类获取信息的过程是感知、注意、记忆、理解、问题解决的信息交换过程。

1.学习结果　学习是形成反映整体联系与关系的认知结构。

2.学习过程　学习过程是积极主动进行复杂的信息加工活动的过程。

3.学习规律与条件　注重学习的内部条件主动性、内部动机、过去经验、智力等。

二、布鲁纳的认知结构学习理论

（一）布鲁纳及其研究

布鲁纳是美国著名认知心理学家和教育学家，他通过对儿童智力的观察及研究提出了认知结构学习理论。他主要从事人的知觉、学习、思维、记忆等一系列研究，取得了巨大的成就。他认为，人的认识过程是通过主动地把进入感官的事物进行选择、转换、储存和应用，以达到学习、适应和改造环境的目的。

（二）主要观点

1.认知生长和表征理论　表征或表征系统（representation systems）是人们知觉和认知世界的一套规则。布鲁纳认为在人类认知生长过程中经历了三种表征系统的阶段。

（1）动作表征（enactive representation）　幼儿1～2岁。在这个阶段，幼儿靠动作来认知了解周围世界，亦即通过对事物的直接感知来认知事物。如幼儿通过吃饭认知勺子，通过睡觉认知床。对人类而言，动作表征是求知的基础，虽然最早出现在幼儿期，但却使用终生。

（2）映像表征（iconic representation）　又称为肖像表征，约3岁后至7岁。指儿童开始形成图像或表象来表现他们知觉和发现的事物。这种表征很像照片和现实，是完全相似的。对人类而言，该求知方式的形成，标志着抽象思维的开始。

（3）符号表征（symbolic representation）　又称象征表征，大约从六七岁开始。此时儿童能够运用符号表现他们认知的世界。这里最重要的是语言。和映像表征不同，这种表征是以任意性为特征的，认知发展至此已趋于成熟，可直接从事抽象思维。

布鲁纳认为，人类认知发展是沿着这三种表征系统的阶段顺序前进的，但并不是学习每一事物都必须从动作表征入手，依次经历这三个阶段。教学活动如何进行取决于学生的认知发展水平和已有的知识。比如学生已经具有这方面的动作经验，就可以从唤起学生的视觉映像开始；如果学生已经具备动作表征和映像表征的经验，就可以直接从形成符号表征开始，三种不同的方式可以灵活运用，以达到促进学生认知发展的目的。

2.认知结构理论　布鲁纳认为，学习就是掌握事物的结构，学习事物是怎样相互联系的。在教学中，务必使学生了解各门学科的基本结构，掌握基本原理和概念。他从四个方面论述了学习学科基本结构的必要性：①懂得基本原理有助于学生理解学科知识。②学习普遍的或基本的原理有助于学生记忆知识。③领会基本原理和概念，有助于学生将所学知识迁移，解决在课外所遇到的问题和事件。④理解学科的基本原理有助于学生将学科学习不断深入下去。例如，学生在学习代数时，如果掌握了交换律、分配律和结合律这三个基本法则所体现的思想，那么他就能认识到，以后所要解的“新”方程并不是什么“新”东西，而都是这三个基本法则里学过的东西。

3.类目和编码系统　类目（category）指有关的对象或事件，它可以是一个概念，也可以是一条规则。例如鸟是一个类目，从该类目代表若干性质相似的物体或事件的层面上说，鸟类是一个概念，它表征那些有羽毛、翅膀、双腿和嘴的动物，因而做出的都是鸟的推论。布鲁纳进一步认为，人们如果要超越直接的感觉材料，仅仅把感觉材料归类是不够的，还必须将类目加以推理、概括，构成编码系统。所谓编码系统（coding system），是指人们对环境信息加以分组和组合的方式（图2-5）。在布鲁纳看来，学习就是类目及其编码系统的形成过程，是个体能够把同类事物联系起来，并把它们联结成有意义的结构，从而使学生的学习能够超越给定的信息，取得举一反三的效果，同时也有利于学生提取信息。

4.发现学习　指学生在学习情景中，经由自己的探索和寻找获取问题答案的一种学习方式。布鲁纳认为，学生在掌握学科基本结构的同时，还要掌握学习该学科的基本方法，其中发现的方法和发现的态度是最重要的。所谓发现，并不是局限于发现人类未知的事物，还包括用自己的头脑亲自获取知识的一切形式。布鲁纳发现学习的特征是：①强调学习过程的探索性，人类认知是一个过程，而不是一种产品。学习的主要目的不是要记住教师讲的或教科书的内容，而是要学生参与建立该学科知识体系的过程。②强调直觉思维，认为直觉思维是发现学习的前奏，对科学发现活动极为重要。③强调内在动机在学习中的重要性。④强调学习记忆的首要任务不是贮存而是提取。

布鲁纳认为，敢于从事直觉思维者，其心智运作一定较为活跃。他主张学生根据自己的知识和经验，对问题情景先做一番直觉思维，一旦发现解决问题的线索，直觉思维就变成了发现学习的前奏。他指出结构是知识构成的基本架构，包含彼此关联的概念，发现学习只有在具有结构性的情境下才会产生。学生从结构中学到的知识，有助于产生正向的学习迁移，培养学生求知时执简御繁的能力，获取高层次知识。而对于有效学习来说，“发现自己的错误”和“发现正确答案”同样重要，从错误调整到正确的认知历程，才是最重要的。

三、奥苏贝尔的认知同化学习理论

（一）奥苏贝尔及其研究成就

奥苏贝尔（D.P.Ausubel）是认知学派的另一位著名代表，他曾在美国心理学会、美国教育协会、美国医学协会，美国全国科学院、农业部、教育部及白宫吸毒问题研究小组、生物学课程研究委员会等单位和组织工作，并在1976年获美国心理学会颁发的桑代克教育心理学奖。他主要关注学校学习理论的研究，同时在理论医学、临床医学、精神病理学和发展心理学等领域也有研究。他的学习理论核心是有意义学习（meaningful learning）和同化理论（assimilation theory）。

（二）主要观点

1.有意义学习　实质是将符号所代表的新知识与学习者认知结构中已有的适当观念建立起非人为的和实质性的联系。奥苏贝尔认为，学习要有价值，就是尽可能要有意义。为此，他区分了接受学习和发现学习、机械学习和有意义学习之间的关系。接受学习是指教师将学习的主要内容以定论的形式传授给学生，学生只需对所学内容加以内化，以便将来再现和应用。发现学习是指学习的主要内容不是现成地给予学生，而是由学生自己去发现这些知识，然后才是把发现的知识内化、运用。奥苏贝尔认为，接受学习未必是机械的，教师讲授得法，并不一定会导致学生机械地接受学习，而发现学习也未必都是有意义的。

（1）有意义学习的条件　①外部条件：学习的材料应当具有逻辑性，即本身与学习者的有关观念可以建立非人为的和实质性的联系。②内部条件：首先，学习者需具有有意义学习的心向；其次，学习者认知结构中必须具有适当的知识，以便与新知识进行联系；再次，学习者必须积极主动地使这种具有潜在意义的知识与他认知结构中有关的旧知识发生相互作用。

（2）有意义学习的类型　①表征学习（representational learning）：是学习单个符号或一组符号的意义，或者说学习代表什么。表征学习的主要内容是词汇学习，即学习单词代表什么。②概念学习（concept learning）：有意义学习的另一类较高级的形式，实质上是掌握同类事物的共同的关键特征。③命题学习（proposition learning）：是以句子的形式表达，实质上是学习若干概念之间的关系，或者说，学习由几个概念联合所构成的复合意义。

2.同化理论　同化（assimilation）指新知识被认知结构中原有的适当观念吸收，新旧观念发生相互作用，新知识获得心理意义并使原有认知结构发生变化的过程。奥苏贝尔认为，同化是有意义学习的心理机制。学生习得新知识主要依赖于认知结构中的先备知识。有意义学习通过新旧知识的相互作用与同化得以发生，新旧知识相互作用的同化模式有以下几种。

（1）下位学习（subordinate learning）　又称类属学习，指新的学习内容类属于学生认知结构中已有的、包摄面较广的概念。新学的知识与学生原有知识之间有两种关系：一种是派生关系，指新的学习内容仅仅是学生已有的、包摄面较广的命题中的一个例证，或能从已有的命题中直接派生出来；一种是相关关系，指新的学习内容属于原有的具有较高概括性命题，但可使原有命题得到扩展、精确化或获得新的意义。

（2）上位学习（superordinate learning）　当学生学习一种包摄性较广、可以把一系列已有的观念从属于其下的新命题时，新知识便与学生认知结构中已有的观念产生这种上位关系。

（3）组合学习（combinational learning）　当学习内容与认知结构中已有的概念和知识既不产生下位关系，又不产生上位关系时，就产生组合学习。在组合学习中，由于只能利用一般的内容起固定作用，因此对于它们的学习和记忆都比较困难。

四、信息处理学习理论

（一）理论的产生

信息处理学习理论始于20世纪50年代初，其核心思想是将学习看成是对信息的处理、储存和需要时提取加以运用的过程。信息处理学习理论是通信技术、计算机技术等科技发展的产物，用于解释人类在环境中如何通过感觉、知觉、思维、注意、记忆等内在心理活动，获得并应用知识的过程。

（二）主要观点

1.记忆信息处理模式　许多心理学家从各个角度研究了人类的记忆信息处理系统，其中阿特金森-希弗林的记忆信息处理模式（the Atkinson-Shiffering Model）近年来广受关注，该模式由三个主要部分构成（图2-6）。

（1）感觉记忆（sensory memory）　又称感觉登记或瞬间记忆，是信息处理的第一步，是个体通过视、听、触、嗅等感觉器官感应到外界刺激时所引起的瞬间记忆，保留0.25～2秒。一般而言，感觉器官感应到的各种信息都获得感觉登记，但并非全部登记的信息都得到进一步处理。注意负责信息的筛选，将无用的信息过滤遗忘；将被注意到的信息辨认，形成知觉经验，传入短时记忆。

（2）短时记忆（short-term memory，STM）　是一种工作记忆，指经过感觉登记后再经注意而在时间上延续到1分钟以内的记忆。短时记忆保存时间短暂，信息容量很小，具有运作性。运作性指短时记忆能对来自感觉登记和长时记忆中选择出来的信息进行有意义处理：一方面它通过注意接收从感觉记忆接收的信息，为当前的认知服务；另一方面，它又根据当前认知活动的需要，从长时记忆中提取储存的信息进行操作。因此，短时记忆又称运作记忆。

（3）长时记忆（long-term memory，LTM）　是保存信息长久不忘的永久性记忆。特点是：①保留信息的时间长，1分钟以上，甚至终生。②容量极大，包括个人的全部知识。③信息来源为经过短时记忆处理后的内容。④主要功能是备用，需要时被提取到短时记忆中处理。理论家们将长时记忆分为情景记忆、语义记忆和程序记忆。

2.遗忘及其原因

（1）短时记忆遗忘特征及原因　如果没有复述或重复，短时记忆以迅速遗忘为特征。因为短时记忆系统容量很小，当新的信息进入短时记忆系统时，就将原有的信息挤出去。因此，信息替换是短时记忆遗忘的主要原因。其次，记忆痕迹衰退也可能是短时记忆遗忘的原因，因为借助简单重复可以阻止短时记忆的遗忘。

（2）长时记忆遗忘特征及原因　①长时记忆遗忘特征：一般来说，机械学习的材料表现为迅速遗忘，发现学习、有意义学习的材料则不易遗忘。德国心理学家艾宾浩斯（H.Ebbinghaus）以无意义音节为识记材料进行遗忘实验研究，并根据实验结果绘制了人类历史上第一条遗忘曲线，表明了遗忘的特点及规律：大多数遗忘发生在学习后的1小时之内；遗忘的速度是先快后慢，遗忘的内容是先多后少，渐趋平稳；重新学习要比第一次学习容易。在此之后，许多心理学家的研究不仅证实了艾宾浩斯的研究结果，并进一步表明知识的保持还要受到识记材料的性质、数量、学习方法、理解程度及学习者的态度等因素的影响。如里德（J.Read）进行的概念遗忘的研究结果表明，在1周之内，学习过的概念基本未遗忘，经过6周遗忘很少，这与无意义识记材料的大量、迅速遗忘形成鲜明的对照（图2-7）。②长时记忆遗忘的原因：解释的学说主要有4种。第一种是消退学说（decay theory）：这是对遗忘原因最初的解释，该学说认为，信息在人的神经系统内留下痕迹，这些痕迹随着时间的推移而逐渐衰退，最终完全消失。第二种是干扰学说（interference theory）：该学说认为，时间不是导致遗忘的原因，遗忘是由于其他信息进入记忆系统，干扰原有信息，造成的提取失误。干扰有两种，前摄干扰又称前摄抑制，指先前学习内容对后继学习的干扰；后摄干扰又称后摄抑制，指后继学习内容对先前学习内容的干扰。不论是哪种干扰，先后学习的内容越相似，干扰程度越大。目前，多数心理学家认为，信息的相互干扰是导致长时记忆遗忘最重要的原因。第三种是同化学说（assimilation theory）：奥苏贝尔认为，干扰理论只能解释机械学习的保持和遗忘。他通过大量实验证明，在真正的有意义学习中，前后相继的学习是相互促进的，后继学习是建立在先前学习的基础上的对先前学习的补充与扩展，在这个过程中，遗忘是同样存在的，但这时的遗忘是人脑为减少记忆负担，对知识加以组织简化的过程中用概括水平高的概念代替概括水平低的概念。这是遗忘的积极一面，因为它提高了知识的概括性和适用性，但如果原有的知识不巩固或新旧知识辨析不清，新知识会向原有的具体、稳定的知识还原，导致知识的真正丧失。第四种是动机遗忘学说（theory of motivated forgetting）：此学说认为，动机因素决定人们将记住什么。个体认为重要的信息常被牢记；个体认为无意义的信息常被遗忘。

五、认知学习理论在护理教育中的应用

（一）布鲁纳的学习理论在护理教育中的应用

根据布鲁纳的学习理论，护理教育过程中要重视基本原理的学习。护理教师应重视知识的呈现方式，运用类目化的过程是自下而上，从具体到一般，从低层到高层的规律，应该向学生提供较基础、较低层次的类目或事物，让他们去“发现”新的类目与类目间的关系。例如，学习“缺铁性贫血”的相关内容时，学生要先对贫血有基本的认知；学习“对水肿患者进行静脉穿刺”时，学生要先熟悉正常人群穿刺的步骤及流程，才能结合水肿患者的血管特点进行正确的穿刺。另外，护理教师要认识到帮助学生掌握具体护理学知识并不是护理教学的最终目的，而是使学生通过学习具体知识，把握护理学科的基本原理和学科框架，从而将所学的护理学原理有效地运用于各种护理实践，才是现代护理教学的根本目的。

另外，护理教师要重视学生学习的内部动机，注意到要使学生真正能自觉地、持久地学习，必须使学生得到“内在奖励”。所谓“内在奖励”，就是要激发学生的学习兴趣和好奇心，使学习本身对学生产生“诱惑力”，使学生能通过完成学习任务本身获得满足和愉快。护理教师要善于运用发现学习的方法，挖掘学生的智慧潜力，帮助学生建立新发现的自信心，培养学生独立学习和工作的能力，使他们在离开学校后，仍保持旺盛的求知欲与不懈的探究精神。

（二）奥苏贝尔的学习理论在护理教育中的应用

按奥苏贝尔学习理论要义，只有学习材料能配合学生既有的认知结构时，学习才会有意义，而有意义学习才是有效的学习。因此在护理教学过程中，教师首先应了解学生已有的知识结构，按照学科逻辑结构编制课程，确保课程内容与学生的有关观念能够建立非人为的和实质性的联系。其次，要重视教学方法的选择与应用，使得学生具有有意义学习的心向。同时，要善于采取恰当的方法将教学内容进行组织与再呈现，尽量展现教学内容的内在逻辑性和相互关联性，建立学生新旧知识结合的桥梁，促进新旧知识的相互同化，促进学生主动使得所学知识与他认知结构有关的旧知识发生相互作用，提高知识的理解与保持率。

（三）信息处理学习理论在护理教育中的应用

根据信息处理理论用有效的教学策略，如生动的临床案例、形象生动的图片、直观鲜明的教具和其他的教学媒体等，在第一时间吸引、保持学生的注意力，加深印象。授之以鱼不如授之以渔，应教授学生一些诸如“信息组块”“口诀或歌谣”“联想”等技术，帮助学生寻求和发展最适合他自己的记忆策略。由于短时记忆处理和保持信息的能力有限，因而不能一味要求学生短期掌握大量信息，而应留给学生时间和精力去思考和处理信息，促使信息转换，配以定期强化复习，帮助学生巩固和记忆知识。另外，根据遗忘的特点和规律，在一定的时间内可以通过不同的教学手段对同一知识内容给予强化，让学生能轻松地、不枯燥地学习知识，并保持长时间记忆。