论认知技能获得过程与其教学设计意义,本文是关于设计意义方面硕士论文开题报告范文与认知和教学设计意义和技能方面硕士学位论文范文.
设计意义论文参考文献：
[摘 要]认知技能是习得规则并用以解决实际问题的能力,与阅读、思维、理解、计划、记忆与解决问题相关联.认知技能获得过程包括陈述性阶段、程序性阶段和条件化阶段,这些阶段既彼此联系构成认知技能获得的完整过程,又具有顺序性与阶段性、陈述性与程序性以及控制性与自动化的过程特征.探讨认知技能获得的过程特征,有助于我们了解认知技能获得过程的实质,从而依据认知技能获得的规律优化教学设计.
[关键词]认知技能；认知技能获得；问题解决；教学设计
[中图分类号] G441
[文献标志码]A
[文章编号]1002-1477(2018)12-0009-05
认知技能(cognitive skills)研究是与问题解决(problem solving)研究分不开的.Vanl.ehn (1996)就认为,认知技能获得与问题解决的研究具有历史性的同源.换言之,认知技能获得的研究历史就是问题解决的研究历史.
一、认知技能及其获得
1．认知技能的内涵
对“认知”一词的理解因人而异,研究人员趋同性的认识是,认知不仅仅是获得信息,也是思考、加工、交流并应用新信息的过程.认知技能指的是从经验和信息中获得意义与知识的能力,这种能力与阅读、思维、理解、计划、记忆与解决问题相关联.Gibson等人(2007)提出,认知技能是个体成功习得学术性学科所需要的内在能力；Salvucci(2013)则强调,认知技能是人们学会完成新任务的过程,而完成任务获得的技能几乎不可能是全新的.相反,新的行为来自已有技能以某种新的方式或在新情境中的组合‘3].
认知技能是指向认知领域的程序性知识( procedural knowledge).当代认知心理学家将程序性知识分为特殊领域的程序性知识和一般领域的程序性知识,而特殊领域的程序性知识又进一步划分为特殊领域的基本技能和基本策略.研究人员一致认为：基本技能是以习得的概念和规则解决实际问题的能力；基本策略则是根据学习情境的具体变化和要求,学习者计划何时、如何解决问题的一种调控能力.两者密切地整合于各种问题的解决过程中.目前认知技能的一致性研究取向是,将基本技能和基本策略整合于同一认知任务中而非将两者进行分离式研究,因为在实际的问题解决中,两者是很难分开来加以执行的.
尽管认知技能有着较为广泛的含义,但我们一般从三个方面来理解：第一,认知技能是个体的一种内在性能(mental capabilities)．强调的是内在潜能；第二,认知技能是个体在阅读、理解、思考以及解决具体问题的过程中获得的,是指向认知过程和特定问题领域的；第三,认知技能源自个体在智能领域的经验,反过来可以有效改善和提高个体完成智能任务的效率,是一种可训练的能力.智能任务有两个显著的特征：复杂性和知识密集型.这样看来,我们所拥有的简单的日常生活技能不是认知技能.
2．认知技能的获得
关于认知技能的获得,国内外研究的侧重点有所不同.国外研究方面,Anderson(1982)注重认知技能的发生、发展过程,他从认知技能发展的角度将其获得分为两个主要阶段：陈述性阶段,有关技能领域的事实得以解释；程序性阶段,领域知识在技能操作的过程中直接得以具体化.Vanl.ehn(1996)则强调认知技能的学习结果,认为认知技能是在智力任务中获得解决问题的能力,其成功更多取决于个体的知识而非体力.Salvucci( 2013)则认为,认知技能获得至少包含两个重要成分：第一,技能获得要求一种成分技能与另外的成分技能的整合；第二,技能获得要求成分技能的再用,这些成分技能跨越许多高层次技能及不同的任务领域.可以看出,Vanl_ehn将认知技能的获得看作一种解决问题能力的获得,强调认知技能获得的结果,持认知技能获得的结果观；而Anderson和Salvucci则从认知技能获得的过程考察认知技能的获得,强调认知技能获得的过程,持认知技能获得的过程观.
国内有关“认知技能”的类似研究并不少,例如冯忠良(1998)将认知技能（他称作“心智技能”）看作一种调节、控制心智活动的经验,是通过学习而形成的合乎法则的心智活动方式,明显偏重于认知技能的基本策略；皮连生(2003)则将认知技能（他所称的“智慧技能”和“认知策略”）看作运用概念和规则对外办事的能力及对内调控的能力,包含了认知技能的基本技能和基本策略.
认知技能与认知技能获得是两个完全不同的概念.认知技能既是一种学习的内在性能,也指个体经由认知领域学习任务的外部表征习得规则并应用这些规则解决实际问题的能力,是基本技能和策略的有机整合,是一个静态的概念.认知技能获得则包括认知领域规则性知识的习得、规则性知识经练习而程序化、程序化知识条件化这样三个不同而又彼此联系的完整过程,是一个动态的概念.
二、认知技能获得的阶段特征
在早期的研究中,我们根据认知技能获得的转化机制将认知技能获得过程分为彼此联系而又不同的三个阶段：陈述性阶段、程序性阶段和条件化阶段.这三个阶段体现了认知技能获得的一般过程,学习材料的外部表征一获得陈述性规则一规则经由练习而程序化一程序化规则条件化.
基于上述认知技能获得过程的认识,我们将认知技能获得的过程性特征概括为顺序性和阶段性、陈述性和程序性、控制性和自动化.顺序性和阶段性反映了认知技能获得过程的时序性特点；陈述性和程序性反映了认知技能获得过程的知识表征特点；控制性和自动化则体现了认知技能获得过程的主体意识性特点.
1．顺序性和阶段性
认知技能获得的顺序性表现在：通过对认知领域有关问题情境的外部表征认识,获得该领域的基本概念和规则（图式表征）一概念和规则经练习而程序化（产生式表征）一程序化规则条件化（定向表征）.就大部分（主要是经由教育）认知领域内的技能获得过程讲,这一顺序是相对固定不变的,顺序性反映了认知技能获得过程的时序性.另外,在认知技能获得的过程中,会表现出具有明显不同特点的一系列子过程,这些子过程既彼此关联,但又独具特点.这些不同特点是认知技能获得阶段划分的重要指标,阶段性反映了认知技能获得的过程性.
我们以Anderson等人(1997)提出的“认知技能获得的四阶段模型”来说明认知技能获得的顺序性和阶段性.基于样例的学习,Anderson等人将认知技能的获得过程分为四个阶段.在阶段1,学习者记住了特定的样例,但并未意识到样例表征了一种规则.在这一阶段,样例是作为陈述性结构被编码的；在阶段2,被试在样例学习的基础上开始形成抽象的规则,由于规则的形成和使用,学习者解决问题的速度会加快；阶段3,随着规则的使用,被试的反应出现了方向上的非对称性( directionalasymmetry),即在没有样例重复的情况下,规则使用的速度加快,但这种反应仅仅在一个方向上起作用；阶段4,即提取特定样例阶段,随着练习的继续,被试直接从陈述性记忆中提取样例,它比使用产生式规则更直接更便捷.
可以看出,认知技能获得过程中的上述四阶段是顺次出现的,它们之间的前后关联性反映出一定的顺序性和连续性,同时又以各自不同的过程性特征突显了认知技能获得的过程性.
2．陈述性与程序性
陈述性与程序性是就认知技能获得过程中的知识表征形态来讲的.认知技能的获得过程是陈述性知识与程序性知识一体化的过程,两类不同知识表征贯穿于认知技能获得过程的始终.
关于认知技能获得过程的知识表征形态,主要反映在研究人员有关认知技能获得过程中样例作用机制的研究中.从现有认知技能获得过程的研究看,国内外研究的共同范式是通过个体的作业( performance)并辅以口语报告(verbal protocol)的分析技术来研究认知技能的获得过程.研究人员一致强调样例学习在认知技能获得起始阶段的作用.但是,对样例学习的作用机制,研究人员之间存在争论.争论的焦点集中在：认知技能的获得是从样例到规则的过程还是从规则到样例的过程,或者是从陈述性到程序性的过程还是从程序性到陈述性的过程.
我们认为,样例学习的这两种作用机制都有着各自的实践解释力.上述陈述性知识在认知技能的获得过程中出现在不同的阶段,与某种认知技能获得的情境条件有关,例如,同样是学习一门外国语,在汉文化的语言背景下,我们学习的路径可能是从陈述性知识（语法、句法等）到程序性知识（语言的听、说、读、写）；而在母语环境中学习这样一门语言,则可能以另外完全不同的路径来实现：从程序性知识（语言的听、说）到陈述性知识（语法、句法等）.总之,在认知技能的获得过程中,陈述性知识和程序性知识的相依是认知技能获得过程中的一个鲜明特点.
3．控制性和自动化
当代认知心理学家将认知领域的程序性知识分为特殊领域与一般领域的程序性知识,而特殊领域的程序性知识又分为基本技能和基本策略.就认知技能的获得过程讲,控制性是针对认知技能的基本策略而言的,自动化则是就认知技能的基本技能来讲的.
(1)特殊领域认知策略获得的控制性.就特殊领域的认知技能获得讲,对刺境的认知、调节和监控是认知策略的基本任务,它主要负责何时、何地、如何解决问题.即便是在某一特定的领域,问题情境中的条件部分总是变动不居,甚至是变化莫测的,而认知技能中的基本策略主要就是认知并监控问题情境中的条件变化.以8年级数学中的“梯形”学习为例,当学习的情境由梯形一等腰梯形一直角梯形变化时,认知并监控情境中的这些条件变化,并采用相应的原理解决问题,就是认知技能中的基本策略.由于策略使用的情境条件始终在变,所以学习者必须对自己解决问题所采用的步骤保持高度的意识控制.可以讲,个体在问题解决中对问题情境的认知、调节和控制始终处于有意识的监控之中,因而基本策略的获得难以达到自动化的水平.如果涉及跨领域的一般性策略（所谓的“弱方法”）,如从“几何”学习领域转向“代数”学习领域,这种策略的意识性和控制性程度会更高.
(2)特殊领域基本技能获得的自动化.前文我们将认知技能的获得划分为密切联系的三个阶段,这种阶段划分是基于特殊领域的基本技能获得而提出的.我们结合中学数学“平行四边形的性质与判别”来说明这一问题,详见表1.
在陈述性阶段( declarative stage),初学者往往使用一般的产生式（所谓的弱方法）并利用已有相关知识对平行四边形性质的具体内容做出陈述性的解释,同时将这种解释与平行四边形的边、角对应起来,从而对技能形成的各项条件及对这些条件下要执行的相应动作形成最初的陈述性编码的表征.这一阶段的明显特征是学习者对学习过程清晰的意识性,即表现为想到（或说出）一步才能执行一步的控制性.程序性阶段(procedural stage),即由陈述性的编码转向产生式的表征,结合平行四边形的有关内容,即学生在对平行四边形的性质有了一定了解之后,便开始以相关的概念、规则进行平行四边形的判别,开始以第一阶段获得的言语知识解决与之相关的数学问题,即学习者的行为从陈述性知识指导下的一系列行动步骤逐渐转变为程序化的动作.这一过程要经过有效设计的练习才能出现.条件化阶段( conditional stage)是紧接程序化阶段与技能应用情境相关联的阶段.在这一阶段,通过平行四边形性质及判定的学习,有关的条件图式与特定的情境建立起一种自动化的反应趋向,技能获得条件化,即特定的应用情境一出现,个体趋于自动化、条件化的图式就会被激活,技能应用日趋自动化.在认知技能获得的条件化阶段,技能执行的意识性水平降低,速度加快.当然,由于情境的不断变化,即使基本技能趋于自动化,适合情境认知监控的基本策略仍然难以自动化,且仍处于意识水平的控制性之中.
三、认知技能获得阶段特征对中小学教学设计的意义
1．认知技能获得中规则“外用”与策略“内用”的教学不可分离
认知技能获得过程中的核心是让学习者学会解决问题的能力,而学会问题解决包含两个基本的方面：“智慧技能”和“认知策略”,前者涉及利用符号对外解决问题,后者涉及解决问题中应用策略对内调控.在学理研究层面,可以分开探讨两者,但在实践层面,规则的“外用”和策略的“内用”是不可分离的.换言之,利用符号解决问题与解决问题策略是一个问题的两个方面,解决问题中包含了具体策略,任何解决问题的策略总是与概念或规则的应用融为一体的.例如,利用“一组对边平行且相等的四边形是平行四边形”这一定理解决相关问题（平行四边形的判定,角、线及面积计算）是利用规则对外解决问题；而在解决这些相关问题的过程中识别问题的不同要求和条件,通过“数构”（用数字、符号构建解决路径）还是“图构”（用构图建解决路径）,采用“顺向”（如从“已知”一“求证”）还是“逆向”（如从“求证”一“已知”）则是利用策略“对内”调控自己的认知过程.显然,在实际的认知技能获得过程中,不论教师还是学生都很难将两者分开来.尽管如此,在教师的教学中,重推演而轻策略的现象大量存在,教师“教不得法”、学生“学无方法”的现象不是个别现象.因此,重视对认知策略的教学仍是教师教学质量改善、学生学习效率提升的主要方向.
2．样例在认知技能获得中的作用不可替代
数学、物理课程中的例题,语文、英语课程中的课文就是一个样例,样例一般包含了解决问题的基本概念、规则和问题解决的程序.学习者都有这样的经验,在面对要解决的问题时,常见行为是寻找合适的与自己要解决问题类似的样例.因此,寻找认知技能获得中高质量的样例是教师教学设计中的关键.以例说明：
She often washes her clothes on the weekends.
He gets up at six o´clock every morning.
The butterfly flies along the wall.
My father always says to me,‘to be yourself´.
The dancing girl en joys herself.
The earth goes around the sun.
In terms of ability of learning,he still has a long way to go before it catches up with his sister.
The door opens itself.
上述样例涉及第三人称单数动词变化的规则：样例不仅在“第三人称”的主语形式上广为变化,在动词的变化形式上也尽可能体现动词的主要变化规则.心理学的大量研究发现,学生学习时教师呈现的样例质量与学生迁移能力直接相关,样例质量是解决“有限学习时间”和“无限学习内容”之间距离的有效路径.
3．处理好知识学习与认知技能获得的关系
一方面,知识是认知技能获得的基础,反过来,个体认知技能的获得会进一步强化知识的理解.这一点在认知技能获得的“陈述性和程序性”特征上表现得尤其明显.例如,学生记住并能陈述“对角线相等的平行四边形是矩形”这一规则,对矩形的判定及面积计算都是基本要求,但仅仅记住这一规则是不够的；学习者在利用这一规则解决问题的过程中,随着练习的增加和技能的熟练,对起初主要通过记忆方式获得的规则适用条件会有更为深刻的理解.同样,学生在外语学习中记住了大量的词汇,这是知识；但是,只有在将这些词汇放在口头说话或书面写作的过程中,才能真正理解每一词汇的意涵.因此,在认知技能获得过程中,表现为陈述性的知识是基础,而转化为程序性的技能是关键,在认知技能获得的全程中,知识与技能始终构成“互惠”性的共生关系.
4．变式设计在认知技能获得中极为重要
概念和规则学习中的变式练习设计是认知技能获得的重要教学技术.就概念而言,变式即概念肯定例证在无关特征方面的变化,以“三角形的高”这一概念为例（见图1）.
教师在讲授“三角形的高”这一概念时,在保持概念的本质特征（三角形的高是任意一顶点与其对应底边的距离）不变的情形下,不断变化三角形的类型以及顶点与底边的相对位置（非本质特征）,只要掌握了“高”这一概念的本质特征,不论怎样变化三角形的形状及底边的位置,学生总能将三角形的高与其顶点和对应的底边联系起来.
综上,从认知技能获得的过程讲,认知技能获得既具时序性的特征,也具特点相异的阶段性特征；从认知技能获得过程的知识表征看,既具陈述性的表征,又具产生式的表征；从认知技能获得的意识水平讲,既有控制性的特点,又有自动化的特点.对认知技能获得及其过程特点的探讨,有助于我们更为深刻地理解认知技能获得过程的实质,尤其有助于认知技能获得的教学设计.
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