第五章 程序性知識(shí)的學(xué)與教

1、第五章 程序性知識(shí)的學(xué)與教2009.11本章內(nèi)容概覽第一節(jié) 程序性知識(shí)的學(xué)習(xí)概述第二節(jié) 程序性知識(shí)的學(xué)習(xí)過程與遷移第三節(jié) 程序性知識(shí)的教學(xué)策略第一節(jié) 程序性知識(shí)的學(xué)習(xí)概述一、程序性知識(shí)的概念與表征（一）程序性知識(shí)的概念 程序性知識(shí)是關(guān)于“怎樣做”的知識(shí)，是個(gè)體用于完成某項(xiàng)任務(wù)或解決某類問題的程序或一套行為步驟。 傳統(tǒng)上的技能即程序性知識(shí)，包括智力技能和動(dòng)作技能。 例如，面積的計(jì)算方法、文章的寫作步驟等（二）程序性知識(shí)的表征 程序性知識(shí)是以產(chǎn)生式及其系統(tǒng)來表征的。產(chǎn)生式是表征程序性知識(shí)的最小單位。n1970年，Newell & Simon將計(jì)算機(jī)科學(xué)的產(chǎn)生式概念引入心理學(xué)，用于表征技能n

2、Anderson(1976,1983)提出，程序性知識(shí)是以產(chǎn)生式及其系統(tǒng)來表征的 1.產(chǎn)生式 產(chǎn)生式是一系列以如果-那么形式表示的規(guī)則。 一個(gè)產(chǎn)生式是一個(gè)由條件（conditions）和動(dòng)作(actions)組成的指令，即C - A規(guī)則。n條件是產(chǎn)生式必須具備的情況概述（用if從句表示）n動(dòng)作則指由條件引起的外部行為或在記憶中發(fā)生的變化（用then從句表示）產(chǎn)生式舉例1：識(shí)別圓如果 圖形是兩維的且圖形是封閉的 且圖形上各點(diǎn)距中心的長(zhǎng)度相等那么 判斷該圖形為圓，并說出這是“圓”產(chǎn)生式舉例2： 強(qiáng)化如果 目標(biāo)是增加兒童的注意行為 且兒童注意時(shí)間比以前稍微延長(zhǎng)那么 對(duì)兒童進(jìn)行表?yè)P(yáng)4. 產(chǎn)生式系統(tǒng) 簡(jiǎn)

3、單的產(chǎn)生式只能完成單一的活動(dòng)。經(jīng)過練習(xí)，多個(gè)產(chǎn)生式可以組成復(fù)雜的產(chǎn)生式系統(tǒng) 當(dāng)產(chǎn)生式 1 的活動(dòng)/動(dòng)作為產(chǎn)生式 2 的發(fā)生提供了條件時(shí)，互相聯(lián)系的產(chǎn)生式構(gòu)成了產(chǎn)生式系統(tǒng)。 產(chǎn)生式系統(tǒng)是復(fù)雜技能的心理機(jī)制。 例子：分?jǐn)?shù)的加法 1/2 + 1/3 = ？ + + 1/31/3 6 3 3/6 程序性知識(shí)具有自動(dòng)化的特點(diǎn)n產(chǎn)生式貯存于長(zhǎng)時(shí)記憶之中，只要遇到符合它的條件，就會(huì)被激活，后面的產(chǎn)生式會(huì)依次執(zhí)行其動(dòng)作項(xiàng)，直到完成所有步驟，得出結(jié)果。 n產(chǎn)生式系統(tǒng)中的條件和動(dòng)作之間的聯(lián)系熟練化后，能在無意識(shí)中自動(dòng)運(yùn)行。二、程序性知識(shí)的分類（一）運(yùn)動(dòng)技能與智力技能（二）模式識(shí)別程序與動(dòng)作序列程序（三）加涅的智力

4、技能層次論（一）運(yùn)動(dòng)技能和智力技能1.運(yùn)動(dòng)技能運(yùn)動(dòng)技能：即動(dòng)作技能，指借助于對(duì)骨骼肌肉系統(tǒng)的協(xié)調(diào)而實(shí)現(xiàn)的外部操作活動(dòng)方式。例如，開車、寫字、跳舞等。2.智力技能智力技能：即認(rèn)知技能，指借助于內(nèi)部言語(yǔ)在頭腦中進(jìn)行認(rèn)知活動(dòng)的心智操作方式。如默讀、心算、寫作等3.動(dòng)作技能和心智技能的關(guān)系（1）區(qū)別： 動(dòng)作技能具有物質(zhì)性、外顯性和擴(kuò)展性，主要表現(xiàn)為外顯的肌肉骨骼的操作活動(dòng)； 心智技能具有觀念性、內(nèi)隱性和簡(jiǎn)縮性，表現(xiàn)為內(nèi)隱的思維操作活動(dòng)。（2）聯(lián)系： 心智技能是動(dòng)作技能的調(diào)解者和必要的組成部分， 動(dòng)作技能是心智技能形成的最初依據(jù)和外部體現(xiàn)的標(biāo)志。兩者相輔相成、相互制約、相互促進(jìn)。（二）模式識(shí)別和動(dòng)作序列

5、程序1.模式識(shí)別程序：是對(duì)特定的內(nèi)部和外部刺激模式進(jìn)行識(shí)別、分類和判斷。 學(xué)會(huì)準(zhǔn)確把握產(chǎn)生式的條件項(xiàng)2.動(dòng)作序列程序：指順利執(zhí)行、完成一項(xiàng)活動(dòng)的一系列操作步驟。 形成清晰的產(chǎn)生式，對(duì)產(chǎn)生式進(jìn)行綜合。是實(shí)際運(yùn)用規(guī)則的能力。 模式識(shí)別程序與動(dòng)作序列程序是不可分離的，模式識(shí)別是完成動(dòng)作序列的前提條件。產(chǎn)生式：模式識(shí)別程序例1產(chǎn)生式：模式識(shí)別程序例2動(dòng)作序列程序例1 (4) 飼養(yǎng)在野外抓到的青蛙。 產(chǎn)生式：動(dòng)作序列程序例2 (6) 作y=3x+5 的坐標(biāo)圖。 產(chǎn)生式：（三）加涅的智力技能層次論運(yùn)用幾條規(guī)則完成某項(xiàng)任務(wù)運(yùn)用單一規(guī)則完成某項(xiàng)任務(wù)運(yùn)用概念的定義特征對(duì)事物分類識(shí)別具有共同特征的同類物體區(qū)分具體

6、刺激物之間的不同點(diǎn)動(dòng)作序列程序模式識(shí)別程序四、概念、規(guī)則與程序性知識(shí)（一）概念1.概念的界定 符號(hào)所代表的具有共同關(guān)鍵特征的事物或性質(zhì)。 例如，三角形2.概念的四個(gè)要素（1）概念名稱：用語(yǔ)詞命名（2）概念例子：正例或肯定例證、反例或否定例證（3）概念屬性：即關(guān)鍵特征，是概念正例的共同本質(zhì)特征（4）概念定義：對(duì)同類事物共同本質(zhì)屬性的概括3.概念學(xué)習(xí)：概括出同類事物的共同本質(zhì)特征，即關(guān)鍵特征； 概念學(xué)習(xí)的最終結(jié)果是識(shí)別概念的新例子。（二）規(guī)則/原理 規(guī)則是反映某些事物之間必然聯(lián)系的概括性命題，具有規(guī)律性。包括公式、法則、原理、定律等。 規(guī)則學(xué)習(xí)的實(shí)質(zhì)是學(xué)生能在體現(xiàn)規(guī)則變化的情境中適當(dāng)應(yīng)用規(guī)則，成為

7、“動(dòng)作序列程序”。（三）概念和規(guī)則的兩種形態(tài)1.陳述性形態(tài)：以命題網(wǎng)絡(luò)形式貯存2.程序性形態(tài)：以產(chǎn)生式方式貯存3.對(duì)教學(xué)的指導(dǎo)意義n防止兩種偏向： 一是偏重概念與規(guī)則的知識(shí)掌握，忽視實(shí)際應(yīng)用 二是偏重技能培養(yǎng)，忽視知識(shí)與技能之間的關(guān)系概念與規(guī)則作為程序性知識(shí)的應(yīng)用是由對(duì)概念與規(guī)則方面的陳述性知識(shí)轉(zhuǎn)化來的。五、陳述性知識(shí)與程序性知識(shí)的關(guān)系（一）區(qū)別：1.陳述性知識(shí)是關(guān)于是什么的知識(shí)，是對(duì)事實(shí)、原理、特點(diǎn)的描述；而程序性知識(shí)是關(guān)于怎么做的知識(shí)，是用來解決問題的。2.表征方式不同：陳述性知識(shí)是以命題或命題網(wǎng)絡(luò)表征，而程序性知識(shí)是以產(chǎn)生式或產(chǎn)生式系統(tǒng)表征。3.陳述性知識(shí)是相對(duì)靜態(tài)的知識(shí)，是輸入信息的再

8、現(xiàn)，程序性知識(shí)是在動(dòng)態(tài)操作過程中的知識(shí)，要對(duì)信息進(jìn)行轉(zhuǎn)換和運(yùn)算，不同于輸入的信息。4.陳述性知識(shí)的提取是有意地、主動(dòng)地激活有關(guān)命題的過程，激活速度慢；程序性知識(shí)是自動(dòng)執(zhí)行，激活速度快。5.從學(xué)習(xí)和遺忘來看，陳述性知識(shí)習(xí)得和遺忘速度都快，程序性知識(shí)習(xí)得和遺忘速度都慢。（二）聯(lián)系 1.陳述性知識(shí)是程序性知識(shí)形成的基礎(chǔ)。 2.程序性知識(shí)的掌握促進(jìn)陳述性知識(shí)的深化。第二節(jié) 陳述性知識(shí)的學(xué)習(xí)過程與遷移 一、程序性知識(shí)學(xué)習(xí)的一般過程 二、運(yùn)動(dòng)技能與智力技能的學(xué)習(xí)過程 三、模式識(shí)別程序與動(dòng)作序列程序的學(xué)習(xí)過程一、程序性知識(shí)學(xué)習(xí)的一般過程 1.陳述性知識(shí)獲得階段掌握對(duì)程序性知識(shí)的陳述性表述，理解概念、規(guī)則和行

9、動(dòng)步驟的意義，并以命題網(wǎng)絡(luò)形式納入知識(shí)結(jié)構(gòu)中。 2.轉(zhuǎn)化階段通過在各種情況下練習(xí)應(yīng)用某規(guī)則，使該規(guī)則的陳述性形式向程序性形式轉(zhuǎn)化。 3.自動(dòng)化階段程序性知識(shí)學(xué)習(xí)的最高階段，此時(shí)技能達(dá)到相對(duì)自動(dòng)化的程度。二、運(yùn)動(dòng)技能和智力技能的學(xué)習(xí)過程（一）運(yùn)動(dòng)技能的形成過程 1.認(rèn)知階段 理解學(xué)習(xí)任務(wù)，形成目標(biāo)意象和目標(biāo)期望。 2.聯(lián)系形成階段 3.自動(dòng)化階段（二）智力技能的學(xué)習(xí)過程加里培林的智力技能階段理論智力技能的形成是一個(gè)由外部的物質(zhì)活動(dòng)向內(nèi)部的心理活動(dòng)轉(zhuǎn)化的過程n活動(dòng)定向階段n物質(zhì)活動(dòng)和物質(zhì)化活動(dòng)階段n出聲的外部言語(yǔ)階段n無聲的外部言語(yǔ)階段n內(nèi)部言語(yǔ)階段自動(dòng)化階段 轉(zhuǎn)化階段陳述性知識(shí)階段 1.活動(dòng)的定

10、向階段n給學(xué)生提供活動(dòng)的原型，說明活動(dòng)的目的、方法及操作程序n讓學(xué)生明確活動(dòng)的方向 2.物質(zhì)活動(dòng)和物質(zhì)化活動(dòng)階段n物質(zhì)活動(dòng)是指對(duì)實(shí)物進(jìn)行操作的活動(dòng)n物質(zhì)化活動(dòng)是指運(yùn)用實(shí)物的模像、圖片、模型、示意圖等進(jìn)行操作的活動(dòng)。n學(xué)習(xí)者以具體的、可見的實(shí)物或?qū)嵨飯D片等為支柱，把完成該操作的腦中的內(nèi)部操作活動(dòng)以外顯的動(dòng)作表現(xiàn)出來。3.出聲的外部言語(yǔ)階段n該階段不直接依賴實(shí)物而借助出聲言語(yǔ)進(jìn)行心智活動(dòng)。n智力活動(dòng)擺脫了實(shí)物，以出聲言語(yǔ)充當(dāng)內(nèi)部操作的支持物n是從外部物質(zhì)活動(dòng)向內(nèi)部活動(dòng)轉(zhuǎn)化的第一階段 例如，減法：11-9=？4.無聲的外部言語(yǔ)階段n活動(dòng)的完成是以不出聲的外部言語(yǔ)來進(jìn)行的，即喉頭、舌、嘴唇在動(dòng)，只是未

11、出聲。n以聲音表象、動(dòng)覺表象為支柱進(jìn)行智力活動(dòng)n該階段的外部形式及其實(shí)質(zhì)內(nèi)容與兒童的出聲言語(yǔ)無任何區(qū)別。 5.內(nèi)部言語(yǔ)階段n該階段智力活動(dòng)簡(jiǎn)約化、自動(dòng)化、熟練化，似乎不需要意識(shí)的參與而進(jìn)行智力活動(dòng)，自己常常覺察不到其進(jìn)程。三、模式識(shí)別程序與動(dòng)作序列程序的學(xué)習(xí)過程（一）模式識(shí)別程序的學(xué)習(xí)過程1.概括化(generalization)2.分化(discrimination)1.概括化n概括化是對(duì)不同的同類刺激作出相同的反應(yīng)。概括化需要在同類刺激中抽取出共同的特征。n安德森認(rèn)為，概括化就是產(chǎn)生式的變化，當(dāng)具有相同動(dòng)作的兩個(gè)產(chǎn)生式同時(shí)被激活時(shí)，就自動(dòng)出現(xiàn)概括化。n概括化的結(jié)果：兩個(gè)產(chǎn)生式條件中的共同部

12、分保留，構(gòu)成一個(gè)新的產(chǎn)生式的條件，動(dòng)作部分與以前相同。 (1) 如果 圖形為平面的， 且所有的邊相等， 且邊數(shù)少于8條， 那么 將該圖形分類為正多邊形。 (2) 如果 圖形為平面的， 且所有的邊相等， 且邊數(shù)多于或等于8條， 那么 將該圖形分類為正多邊形。 (3) 如果 圖形為平面的， 且所有的邊相等， 那么 將該圖形分類為正多邊形。2.分化n分化是對(duì)不同的刺激作出不同的反應(yīng)，分化需要找出兩個(gè)以上刺激間的差異。n安德森 (1980)認(rèn)為，概括化使某個(gè)程序的適用范圍擴(kuò)大，而分化使某個(gè)程序的適用范圍縮小。n分化也是產(chǎn)生式的變化，其結(jié)果為產(chǎn)生式的條件增加。 動(dòng)作序列程序是在試誤與重復(fù)的過程中通過程序

13、化和程序的組合兩個(gè)階段完成。1.程序化 程序化指將動(dòng)作序列從陳述性知識(shí)的表征轉(zhuǎn)換成程序性知識(shí)表征的過程，程序化之后執(zhí)行某個(gè)動(dòng)作不再需要提取陳述性知識(shí)。 第一步是把動(dòng)作的各個(gè)步驟以命題的形式來記憶，學(xué)生通過閱讀、聽講或觀察他人記住各個(gè)步驟，在練習(xí)時(shí)一邊想一邊做。 第二步是以產(chǎn)生式來表征各個(gè)步驟。 促進(jìn)程序化的基本條件是練習(xí)與反饋。（二）動(dòng)作序列程序安德森(1982)通過大聲思維的方法研究了新的動(dòng)作序列程序的習(xí)得過程，證實(shí)了程序化的過程是實(shí)際存在的。n先讓學(xué)生閱讀兩個(gè)三角形全等的邊夾角的規(guī)則，然后讓學(xué)生運(yùn)用這一規(guī)則來解題 。2.程序的組合指經(jīng)過練習(xí)把若干個(gè)產(chǎn)生式合成為一個(gè)產(chǎn)生式，把簡(jiǎn)單的產(chǎn)生式變換

14、成復(fù)雜的產(chǎn)生式。n程序組合的基本條件是有關(guān)聯(lián)的兩個(gè)產(chǎn)生式同時(shí)進(jìn)入工作記憶，第一個(gè)產(chǎn)生式的行為項(xiàng)成為第二個(gè)產(chǎn)生式的條件項(xiàng)，那么第一個(gè)產(chǎn)生式的條件項(xiàng)保留，兩個(gè)產(chǎn)生式的行為項(xiàng)合起來成為行為項(xiàng)，這就形成了一個(gè)新的復(fù)雜的產(chǎn)生式。 n程序組合的作用： 產(chǎn)生式數(shù)量的減少使激活的時(shí)間縮短，而產(chǎn)生式條件項(xiàng)的減少節(jié)省了工作記憶的容量，只要在工作記憶中激活產(chǎn)生式的條件項(xiàng)就會(huì)自動(dòng)喚起一系列的動(dòng)作。 組合后的程序會(huì)使行為操作流暢快捷，但也會(huì)使人形成定勢(shì)。舉例：合成新的產(chǎn)生式：（一）奧斯古德的三維遷移模式n可預(yù)測(cè)動(dòng)作技能的學(xué)習(xí)遷移，但難以解釋復(fù)雜技能的遷移。（二）安德森遷移的產(chǎn)生式理論（1989）n安德森提出：先后兩項(xiàng)技

15、能學(xué)習(xí)產(chǎn)生遷移的原因是兩項(xiàng)技能之間產(chǎn)生式的重疊。重疊越多，遷移量越大。n遷移的產(chǎn)生式理論是桑代克相同要素說的現(xiàn)代化，桑代克用刺激-反應(yīng)表征人的技能，不能反映技能學(xué)習(xí)的本質(zhì)，信息加工心理學(xué)家用產(chǎn)生式和產(chǎn)生式系統(tǒng)表征人的技能，抓住了遷移的心理實(shí)質(zhì)。四、程序性知識(shí)的學(xué)習(xí)遷移安德森等人的實(shí)驗(yàn)（Singley,1989)n利用不同計(jì)算機(jī)文本編輯程序的學(xué)習(xí)來證實(shí)他的遷移理論。 n實(shí)驗(yàn)中的被試為打字熟練的秘書人員，他們能理解文本編輯的含義。被試分三組： A組在學(xué)習(xí)編輯程序(被稱為EMACS編輯器)之前，先根據(jù)已經(jīng)作好標(biāo)記的文本練習(xí)打字； B組先練習(xí)另一種編輯程序，后練習(xí)EMACS編輯器； C組為控制組，從第

16、一天起至最后一天(即第6天)一直學(xué)習(xí)EMACS編輯器。說明：說明：打字和文本編輯之間打字和文本編輯之間沒有共同產(chǎn)生式，但沒有共同產(chǎn)生式，但兩種文本編輯之間有兩種文本編輯之間有許多共同的產(chǎn)生式。許多共同的產(chǎn)生式。天數(shù)天數(shù)第三節(jié) 程序性知識(shí)的教學(xué)策略（一）選擇和設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)課題的教學(xué)策略（二）促進(jìn)程序性知識(shí)理解的教學(xué)策略（三）指導(dǎo)練習(xí)的教學(xué)策略 加涅的智力技能層次論，認(rèn)為高一級(jí)智力技能的學(xué)習(xí)是以低一級(jí)智力技能的學(xué)習(xí)為必要條件的。因此，教師在選擇和設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)課題時(shí)： 首先，鑒別該學(xué)科所要達(dá)到的終極目標(biāo)， 然后，針對(duì)每個(gè)目標(biāo)鑒別相應(yīng)的子目標(biāo)， 最后，將這些目標(biāo)由低級(jí)到高級(jí)排列程最佳遷移結(jié)構(gòu)，低級(jí)目標(biāo)放前，高

17、級(jí)目標(biāo)放后。（一）選擇和設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)課題的教學(xué)策略 教師的示范、講解對(duì)學(xué)生掌握程序性知識(shí)具有很大促進(jìn)作用。 戴維斯（1945）對(duì)運(yùn)動(dòng)技能的學(xué)習(xí)中指導(dǎo)與發(fā)現(xiàn)的效果進(jìn)行比較研究。實(shí)驗(yàn)分兩組學(xué)習(xí)射箭，n甲組受到詳細(xì)指導(dǎo)，乙組自行嘗試，未受嚴(yán)格指導(dǎo)。n結(jié)果發(fā)現(xiàn)，經(jīng)過18次練習(xí)，指導(dǎo)組射中率為65%，發(fā)現(xiàn)組為45%。（二）促進(jìn)程序性知識(shí)理解的教學(xué)策略1. 示范、講解與讓學(xué)生說出示范動(dòng)作相結(jié)合湯普森(L.Thompson)曾把兒童分為五組，在不同的示范方法下讓其學(xué)習(xí)裝配齒輪的七巧板。2.把各個(gè)步驟充分展開加以示范 教師在示范時(shí)，要把程序的各個(gè)步驟充分展開，使學(xué)生準(zhǔn)確地把握動(dòng)作的結(jié)構(gòu)與特點(diǎn)，更好地觀察、理解與模

18、仿。 教師必須要認(rèn)真演示每一個(gè)小的步驟，一定要讓學(xué)生了解構(gòu)成活動(dòng)的各個(gè)動(dòng)作以及動(dòng)作之間的執(zhí)行程序，使學(xué)生對(duì)于活動(dòng)有一個(gè)完整的映象，為今后的學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)。 智力技能與運(yùn)動(dòng)技能同樣適用3.降低示范速度，防止信息負(fù)擔(dān)過重在程序性知識(shí)學(xué)習(xí)的初期階段，示范動(dòng)作必須慢速進(jìn)行。因?yàn)槎虝r(shí)記憶容量有限。有人比較了兩種演示打結(jié)方法的效果，n一種是在電影中呈現(xiàn)完整的打結(jié)過程，n另一種是給學(xué)習(xí)者提供一套部分打完的結(jié)。n結(jié)果發(fā)現(xiàn)，后一種方法照顧學(xué)習(xí)者的個(gè)別需要，效果較好。4.引導(dǎo)學(xué)生回憶并利用已掌握的有關(guān)技能 新學(xué)的技能常常包含了部分學(xué)會(huì)的技能，或者新技能是若干已學(xué)會(huì)技能的不同組合。教師在教學(xué)中應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生回憶過去學(xué)過的

19、有關(guān)技能，分析新技能與原有技能的共同之處，這樣不僅可以使學(xué)生更好地理解新技能，而且有利于在下一階段原有技能向新技能的遷移。 5.給學(xué)生提供具體事例 教師在為學(xué)生講解各種新的概念和規(guī)則時(shí)，可以通過舉例子的方式促進(jìn)學(xué)生的理解。舉例子時(shí)要注意運(yùn)用變式和比較。 變式是指提供多個(gè)正例，這些例子的本質(zhì)特征不變，無關(guān)特征要發(fā)生變化。 比較是指既舉正例，又舉反例，以便突出概念的本質(zhì)特征。 1.及時(shí)提供反饋信息2.設(shè)計(jì)變式練習(xí)題3.身體練習(xí)與心理練習(xí)相結(jié)合4.教學(xué)生正確選用練習(xí)方法5.激發(fā)并維持學(xué)生的練習(xí)動(dòng)機(jī)（三）指導(dǎo)練習(xí)的教學(xué)策略1.及時(shí)提供反饋信息反饋分為外部反饋和內(nèi)部反饋外部反饋是由外部感官提供的反饋，可以由學(xué)習(xí)者通過觀察獲得，也可以由指導(dǎo)者告知；內(nèi)部反饋是由內(nèi)部線索獲得的反饋，對(duì)于運(yùn)動(dòng)技能來說是指由動(dòng)覺信息提