著名学习理论家谢尔(Shuell,1986)指出:学习就是学习者因经验而导致行为或行为潜能的相对持久的变化。在这个定义中,首先,强调行为的改变,或行为能力的改变。当人们做某件事的方式有所改变时,我们就说他们学会了。学习包含着发展新行为和改变旧行为的意思。其次,学习表现为行为或行为潜能的持久改变。由任何因素引起的行为的短暂改变被排除在外。再次,学习产生于实践或其他经历(例如,对别人的观察),儿童身上出现的成熟等由遗传引起的行为变化就应该排除在学习之外。
那么,学习在本质上到底是什么?学习是一个什么样的过程?学习有哪些规律和条件?对于这些问题,不同的学习理论者形成了不同的假设和解释。
(一)行为派学习理论
行为派学习理论是以个体外显行为作为研究对象,以客观、控制预测的方法从动物研究所得到的结论,推论性地解释人的行为;行为主义是对西方心理学影响最大的流派之一。行为派学习理论主要包括:尝试错误学习、经典条件学习、操作性条件学习和社会观察学习。
尝试错误学习强调刺激与反应之间的联结即为学习的基础。桑代克相信,学习常常通过尝试错误或借助选择和联结而产生。问题情境中的动物总试图达到一定的目的(如获得食物、到达目的地等),它们从能够做出的众多反应中选择一个反应,然后获得了某种后果。它们对刺激做出反应的次数越多,该反应与那个刺激的联结就变得越牢固。
图1-1 桑代克的实验箱
桑代克将饥饿的猫,置于特别设计的问题箱中,笼外放有食物,使猫在笼内可见可闻,只因笼门关闭除非猫用前爪踏到开门机关,否则无法逃到笼外。
桑代克有关学习的基本思想隐含在他提出的练习律和效果律中。练习律由两个部分组成,一个是使用律,一个是失用律。前者是说对刺激做出反应时,联结的强度就会增加;后者是说对刺激不做出反应时,联结的强度就会减弱(遗忘)。
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爱德华·桑代克(Edward L.Thorndike,1874—1949)是美国一位杰出的心理学家。20世纪上半叶,他的学习理论在美国一直占统治地位,被誉为教育心理学之父。
经典条件学习是由俄国生理学家巴甫洛夫创立的。根据巴甫洛夫的实验,由条件刺激引起条件反应的学习过程,称为经典条件学习。
图1-2 巴甫洛夫用于经典条件研究的实验装置
表1-1 经典条件学习的基本过程
斯金纳改进桑代克的实验设计,以白鼠和鸽子等动物为研究对象,提出了操作条件学习。
图1-3 斯金纳箱
木箱的某一壁上装有按键,按键下有食物盘,键被按下时食物盘内出现一粒食物。空腹的白鼠被放入斯金纳箱后会自动出现各种试误行为,偶尔按键,出现食物。经过几次反复,白鼠两次按键之间所需要的时间逐渐缩短,最后形成按键反应,即形成了按键的操作性条件反射。
斯金纳认为,学习是“复杂情境中各种反应的重新组织”。条件反射指的是“由强化引起行为的加强”,强化改变了反应出现的可能性或频率。强化是操作性条件学习的重要概念,有正强化与负强化之分,正强化是指呈现对个体有益的刺激,以增加合乎要求的反应过程;负强化是指消除伤害性和讨厌的刺激以增加预期的反应的过程。负强化与惩罚不同,负强化是增强某个反应,而惩罚是对个体施加厌恶的刺激,以抑制或消退不良行为。
表1-2 强化与惩罚的基本过程
社会观察学习是由阿尔伯特·班杜拉(Albert Bandura)及其同事创立的。班杜拉及其同事对早期行为学习理论进行了批判,认为斯金纳的操作反应原理无法解释人类的内在学习历程,人类学习除了通过直接经验,更多的是靠间接经验。该理论认为:人的行为是由行为、个人因素和环境三者之间交互作用所决定的。
图1-4 三元交互因果关系模式
依据社会观察学习的观点,人类的行为既不仅仅受内部因素驱使,也不光由外部刺激塑造和控制,而是由个体、行为和环境因素共同决定的。所谓的观察学习是指学习者通过观察榜样在一定情境中的行为及其结果,而无须直接强化所进行的学习。人的学习在许多方面,不是靠直接经验,而是靠间接经验获得。观察学习具有以下三方面的特点:①观察学习并不一定具有外显的反应;②观察学习不依赖于直接强化;③观察学习包含着重要的认知过程,认知因素在观察学习中起到重要作用。
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班杜拉的充气娃娃实验
班杜拉曾经做过一个儿童模仿攻击充气娃娃的实验。在这项实验中,实验者先要求儿童观看成人击打充气娃娃的视频,之后,一组儿童看到的是这个成人得到了奖赏,即实验者称赞他是英雄。而另一组儿童则看到成人得到了惩罚,即实验者批评了他。之后,将儿童带入了有充气娃娃的房间,告诉儿童,可以自由玩耍,而实验者则出来躲在单向玻璃后面。
实验结果表明,儿童在实验过程中学会了模仿。即模仿成人的行为,在模仿的过程中,儿童也学会了对结果进行相应的评估。第二组儿童在进入房间后,击打充气娃娃的倾向明显地少于第一组的儿童。
在日常生活中,许多家长往往只重视儿童的学习成绩,却忽视了对儿童早期行为习惯的培养。然而更多的是,家长自己的行为没有起到好的表率作用。更有些家长,在儿童偶然表现出一点攻击性时,不但不予以纠正,反而还高兴地夸奖孩子学到东西了。如此这般,儿童的攻击性也就自然形成了。
班杜拉认为观察学习包括注意、保持、动作再现和动机四个阶段:
图1-5 观察学习的基本过程
注意过程是观察学习的开始,如果学习者对示范行为的重要特征不予注意,或不正确地知觉,就无法通过观察进行学习。因此,注意过程是观察学习的起始环节。班杜拉认为,注意过程的诸多因素影响着学习的效果。其中观察者和示范者之间的关系是至关重要的。个体交往的对象,不管是自己选择的还是被迫的,都限定了他所能学到的行为类型。“昔孟母”之所以要“择邻处”就在于她担心孟子模仿邻居那些不好的行为模式。另外,榜样本身所具有的魅力是影响学习者注意的一个重要因素。当然,示范行为的明确性和复杂性也是影响注意的因素之一。
记住注意到了的行为即为保持过程。保持过程即用言语和形象两种形式把所获得的信息转换成适当的表象保存起来。显然,如果观察者不能记住示范行为,观察就失去了意义。观察学习对示范行为的保持依存于两个储存系统:表象系统、言语编码系统。表象系统把示范行为以表象的形式储存在记忆中,这样在以后的某些场合,即使客观事物不存在,事物的表象仍可以被唤起。尤其对于表象系统已经与言语编码系统建立了联系的学习者而言,只要听到某一事物的言语信号刺激,就能唤起该事物的表象。如我们在学习游泳时,会首先观察成功的游泳者在水中的一些动作特征,在我们自己的练习之中,会唤起观察到的游泳的整个要点。言语编码系统在观察学习过程中的作用尤为重要。因为一些示范行为的特征转换成言语编码的形式,能更准确地保持和再现。对示范行为的保持,除了对示范行为进行编码和认知上的组织外,对示范行为的复述将会提高保持的效果。观察学习的最高水平就是通过先用符号对示范活动进行组织和复述,然后再把它付诸外部行动表现出来,即运动再现过程——把记忆中的表象转换成行为,并根据反馈来调整行为以做出正确的反应。
能够再现示范行为之后,学习者是否能够经常表现出示范行为还受到行为结果因素的影响。班杜拉认为有三方面的因素影响着学习者再现示范行为:①他人对示范行为的评价;②学习者本人对自己再现行为能力的评估;③他人对示范者的评价。班杜拉把这三种对行为结果的评价分别称之为:外部强化、自我强化和替代性强化。这三种强化都是制约示范行为再现的重要驱动力量。因此,班杜拉把它们看成是学习者再现示范行为的动机力量。
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理想榜样的五个条件
第一,榜样的示范要特点突出、生动鲜明,才能引起学习者的注意;
第二,榜样的示范要符合学习者的年龄特征;
第三,榜样的行为对于学习者来讲要具有可行性,即学习者能够做得到,这是最基本的条件;
第四,榜样的行为要具有可信任性,即相信榜样做出某种行为是出自自身的要求,而不是具有另外的目的;
第五,榜样的行为要感人,使学习者产生心理上的共鸣。
(二)认知学习理论概述
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,主要包括:格式塔派的学习理论、认知—发现说、认知—同化说和认知—指导说。
格式塔心理学是在20世纪初于德国形成的一个重要心理学派别,格式塔心理学特别强调经验和行为的整体性,认为整体大于它的部分之和,反对刺激—反应的联结论。苛勒的顿悟学习说是格式塔派学习理论的重要代表,他从1913年到1920年,对黑猩猩进行了7年的实验研究,1917年发表了经典著作《人猿的智慧》。他设计了许多别具一格的实验,大致可分为四种:①利用工具来做迂回的实验,如借助手杖来取得栅栏外用手取不到的香蕉等;②制造工具来做迂回的实验,如把两三根直径不同的竹竿接起来,用以取得距离较远的目的物;③以自己的身体来做迂回的实验,如把黑猩猩引入一个房间,正面有很高的百叶窗,侧面有门可通到外面场地,把食物从窗口扔到外面场地,看它能否从侧门出去取食物;④用建筑来做迂回的实验,给黑猩猩准备两三只箱子,看它能否把箱子叠起来,以取得挂在高处的目的物。在解决上述各类问题的实验中,苛勒发现黑猩猩的活动具有如下特点:①黑猩猩在实验中往往出现一段时间的停顿,环顾四周;②停顿表现为前后行动的转折点,停顿前行动盲目、犹豫困惑,停顿后目标明确、动作顺利;③停顿后出现了一系列不间断的动作,正确地解决了问题。他通过实验得出的结论是,动物解决问题的学习过程绝不是尝试与错误的过程,而是通过“顿悟”解决了问题。所谓顿悟就是对整个情境以及对象间整体关系的理解。
图1-6 苛勒的黑猩猩实验
格式塔心理学提出了学习的几个基本观点:
第一,学习即知觉重组或认知重组。格式塔心理学家对学习的解释,往往倾向于使用知觉方面的术语。学习意味着要觉察特定情境中的关键性要素,了解这些要素是如何联系的,识别其中内在的结构。通过学习,会在头脑中留下记忆痕迹,记忆痕迹因经验而留在神经系统中。但格式塔心理学认为,这些痕迹不是孤立的要素,而是一个有组织的整体,即完形。
第二,顿悟学习有助于学习迁移。格式塔心理学家认为,通过对问题情境的内在性质有所顿悟的方式来解决问题,就可以避免与这一问题情境不相干的大量随机的、盲目的行动,而且有利于把学习所得迁移到新的问题情境中去。
第三,真正的学习是不会遗忘的。通过顿悟获得的理解,不仅有助于迁移,而且不容易遗忘。顿悟将成为我们知识技能中永久的部分。用现代认知信息加工心理学的术语来说,顿悟的内容是进入了长时记忆,并且将永远保留在学习者的头脑中。
第四,顿悟学习本身就具有奖励的性质。真正的学习常常会伴随着一种兴奋感。学习者了解到有意义的关系、理解了一个完形的内在结构、弄清了事物的真相,会伴有一种令人愉快的体验。这是人类所能具有的最积极的体验之一。在没有其他诱因动机时,在不可能用顿悟的方式来理解学习时,也不妨可以使用一些外部奖励。就一般而言,达到理解水平本身就具有自我奖励的作用。
认知—发现说是布鲁纳在吸取格式塔派学习理论和皮亚杰认知理论的基础上,经过多年潜心研究形成的。认知—发现说认为学习的实质在于主动地形成认知结构,其基本观点如下:
第一,学习的实质在于主动地形成认知结构。布鲁纳认为,认知结构是指在感知、理解客观事物的基础上,在头脑中形成的心理结构。它是学习和理解新知识的内部因素和基础。学习是学生积极主动的信息加工过程,而不是被动地形成刺激与反应的联结。布鲁纳非常重视学习过程中学生的积极性和主动性,强调学习是一种主动的认识过程,认为学习的最好动机是对所学材料本身的兴趣。
第二,学习过程是复杂的认知过程。布鲁纳认为,学习过程包含着三个过程,即新知识的获得、转化和评价。新知识的获得过程是与已有的知识经验和认知结构发生联系的过程,是主动认识和理解的过程。通过“同化”和“顺应”,把新知识纳入到已有的认知结构中去。知识的转化是对获得的知识作进一步的分析和概括,使之转化为另一种形式,目的在于更好地学习新知识。评价是对知识转化的一种检验,通过评价,可以核对处理知识的方法是否合适、分析概括是否得当、运算是否正确等。学生学习任何一门学科,都要经过知识的获得、转化和评价三个过程。
第三,强调各门学科基本结构的学习。学科的基本结构是指某一学科的基本概念、原理及其体系。布鲁纳认为,掌握学科的基本结构有五个方面的作用:有利于理解该学科的内容;有利于加强对学习内容的记忆;有利于学习迁移;有利于激发学习动机和兴趣;有助于发展学生的智力。
第四,提倡发现学习。布鲁纳认为,发现学习不限于那种寻求人生、尚未知晓的事物之行为,还包括用自己的头脑亲自获得知识的一切形式或方法。他积极主张要让学生在学习中自己努力去探索、发现,提出需解决的问题和设想。发现学习有三个方面的作用:达到掌握知识的目的,发现学习有提高智慧的潜力;有助于使外来的动因转化为内在的动机;能增强学生对所学材料的记忆。
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杰罗姆·布鲁纳(Jerome Seymour Bruner)于1915年10月出生在美国纽约。1937年在杜克大学获文学学士学位,随即在杜克大学注册成为心理学研究生。第二年转学到哈佛大学心理学系,在著名实验心理学家拉什利(K.S.Lashleg)指导下,于1941年获博士学位,这时他的主要兴趣是动物和人类的知觉过程心理学。第二次世界大战期间应召服兵役,先后在美国战争情报署和同盟远征军最高统帅部心理战部门工作,主要是研究公众的态度和纳粹德国的宣传技术。1945 年返回哈佛大学任心理学讲师,1948年任副教授,1952年任教授。1960年,他与米勒(G.Miller)一起创办了“哈佛认知研究中心”,1961年起任该中心主任直至1972年。1972年至1980年在英国牛津大学任实验心理学瓦茨(Walts)教席。1980年返回美国任纽约大学的人文学科新学院院长之职。
布鲁纳在众多领域进行了富有成效的研究,是一位在西方心理学界和教育界都享有盛誉的学者。他在1959年任美国科学院科学教育委员会主席,主持了著名的伍兹霍尔中小学课程改革会议;1960年任总统教育顾问;1952年当选为社会心理学研究会理事长;1965年当选为美国心理学会主席。1962年获美国心理学会颁发的杰出科学贡献奖。
布鲁纳主要因其对教育作出的杰出贡献而闻名于世。他宣称:“任何学科以一定的知识的正当形式,能有效地教给处于任何发展时期的任何儿童。”这在美国引起了一场课程改革运动。
认知同化说是奥苏贝尔提出来的,又称认知—接受学习或有意义学习。该学说认为新知识的学习必须以已有的认知结构为基础。学习新知识的过程,就是学习者积极主动地从自己已有的认知结构中,提取与新知识最有联系的旧知识,并且加以“固定”或者“归属”的一种动态的过程。过程的结果导致原有的认知结构不断地分化和整合,从而使得学习者能够获得新知识或者清晰稳定的意识经验,原有的知识也在这个同化过程中发生了意义的变化。
根据将要学习的新内容与学习者已经知道的相关内容之间的关系,奥苏贝尔把学习分为下位学习、上位学习和并列结合学习三类。
第一,如果将要学习的新内容在包摄和概括水平上低于学习者原有认知结构中已有的相关内容,这时的学习就是下位学习或类属学习。例如,学生在学习正方形、长方形、三角形时已形成了轴对称图形的概念(已有知识),在学习圆时,对“圆也是轴对称图形”这一命题(新知识)的学习,就是下位学习。
第二,如果将要学习的新内容在概括水平上高于学习者原有认知结构中已有的相关内容,这时的学习就是上位学习或称总括学习。例如,学生原有认知结构中已经有了正方形、长方形、三角形的概念,在学习新概念轴对称图形时,发生的就是上位学习。
第三,如果将要学习的新内容,仅仅是由原有认知结构中已有的相关内容的合理组合构成的,因而只能与认知结构中相关内容的一般背景相联系,而不能与认知结构中某些特定的内容构成下位关系(从属关系)或上位关系(总括关系),那么,这时的学习就是并列结合学习。学生在数学、自然科学、社会学科和人文学科中所学习的大部分概念都是并列结合学习的例证。在并列结合学习中,由于只能利用原有认知结构中一般的非特定的相关内容起固定作用,因此对于新内容的学习和记忆都比较困难。
奥苏贝尔根据学生进行学习的方式,把学生的学习分为接受学习和发现学习;根据学习过程的性质,又把学习分为机械学习与有意义的学习。
所谓接受学习,即学习者把以现成的定论的形式呈现给自己的学习材料,与其已形成的认识结构联系起来,以实现对这种学习材料的掌握的学习方式;发现学习,是在教师不加讲述的情况下,学生依靠自己的力量去获得新知识,寻求解决问题方法的一种学习方式,发现学习依靠学习者的独立发现。与布鲁纳强调发现学习相反,奥苏贝尔更强调接受学习。
所谓机械学习,即不加理解,反复背诵的学习,即对学习材料只进行机械识记。
所谓有意义的学习,指的则是语言文字或者符号所表述的新知识能够与学习者认知结构中已有的旧知识建立一种实质的、非人为的联系。有意义的学习需具备两个条件:学生要具有意义学习的意向,即把新知识与认知结构中原有的适当观念关联起来的意向;学习材料对学习具有潜在意义,即学习材料具有逻辑意义,并可以和学生认知结构中的有关观念相联系。这两个条件缺一不可,否则会导致机械学习。
认知—指导说是加涅在20世纪70年代之后,在引进现代信息论的观点和方法时提出来的,其学习的观点被称为“累积学习说”。
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罗伯特·米尔斯·加涅(Robert Mills Gagne),1916年出生于马萨诸塞州,1933年进入耶鲁大学主修心理学,1937年毕业后又进入布朗大学,1940年取得心理学博士学位,第二次世界大战期间在美国空军从事飞行心理学研究,1969年以后一直在佛罗里达州立大学任教。加涅受过严格的行为主义心理学的训练,又深受信息加工心理学的影响,所以建立起一个能够解释大部分课堂学习的学习理论新体系。
认知—指导说认为:学习过程是信息的接受和使用的过程,学习是主体和环境相互作用的结果,个体的先前的学习导致个体的智慧日益发展。教学上主张给学生最充分的指导,使学生能够沿着仔细规定的学习程序,一步一步地、循序渐进地进行学习。知识学习可以看成动机阶段(一定的学习情境成为学习行为的诱因,激发个体的学习活动,在这个阶段要引发学生对达到学习目标的心理预期)——了解阶段(在这个阶段中,教学的措施要引起学生的注意,提供刺激,引导注意,使刺激情境的具体特点能被学生有选择地知觉到)——获得阶段(这个阶段起着编码的作用,即对选择的信息进行加工,将短时的记忆转化为长时记忆的持久状态)——保持阶段(获得的信息经过复述、强化之后,以一定的形式在长时记忆中永久地保存为记忆储备)——回忆阶段(这一阶段为检索过程,也就是寻找储存的知识,使其复活的过程)——概括阶段(把已经获得的知识和技能应用于新的情境之中,这一阶段涉及学习的迁移问题)——作业阶段(在此阶段,教学的大部分是提供应用知识的时机,使学生显示出学习的效果,并且同时为下阶段的反馈做好准备)——反馈阶段(学习者因完成了新的作业并意识到自己已达到了预期目标,从而使学习动机得到强化)的这样的一条链条。基本程序如下图:
图1-7 学习阶段与教学事件