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认知过程是指学生获得信息、作出计划和解决问题的心理过程。在这个过程中存在着个体之间的认知方式和认知能力的差异。
认知方式 （cognitive styles）又称认知风格，是指个体在知觉、记忆、思维和解决问题等认知活动中加工和组织信息时所显示出来的独特而稳定的风格。持久性与一致性是认知方式的主要特征。持久性是指个体在不同的时间里始终坚持相同的风格去认知事物。而一致性则是指个体对不同的认知任务都坚持相同的风格去认知事物。因此，学生们在认知过程中便形成了相当稳定的个人认知偏好，即认知方式差异。
对认知风格的研究从20世纪40年代开始兴起，不同的心理学家针对不同的心理方面，如知觉特点、学习、记忆、问题解决等进行研究，提出了自己对认知风格的理解，划分出了不同的认知风格，以致于认知风格的类型繁多，如阿姆斯特朗（Armstrong，S.J.）经整理列出了多达54种关于认知风格的划分。赖丁（Riding，R.）和奇马（Cheema，I.）回顾了以往提出的30多种认知风格理论，通过系统地分析关于它们的描述、它们之间的相关、对它们的测量方法和它们对行为的影响，并通过因素分析法证实了众多认知风格理论是某些潜在的相同维度的不同名称或标签。他们将已有的认知风格综合为两个主要的认知风格维度，即整体—分析维度和言语—表象维度。整体—分析维度表示个体在组织信息过程中倾向于从整体上把握还是把信息组织成各个部分。言语—表象维度表示个体在思维过程中倾向于借助言语形式还是心理表象的形式来表征信息。表3-1所示是对可以纳入这两个维度的、有代表性的认知风格研究的回顾和总结。 [1]
表3-1 对认知风格研究维度的描述列表
续表
一个与认知风格密切相关的概念是
学习风格
（learning styles），学习风格是学习者持续一贯的带有个性特征的学习方式，是学习策略和学习倾向的总和。
学习策略是学生为完成学习任务或实现学习目标而采用的一系列步骤，学习倾向是指学生在学习过程中表现出来的态度、情绪、动机、坚持性以及对学习环境、学习内容等方面的偏爱。有些学习策略和倾向随学习环境、学习内容的变化而变化，有些则表现出持续一贯性，那些持续一贯的学习策略和学习倾向即为学习风格。有人将学习风格分为认知风格、情感风格、生理风格三大类，每一大类包含许多小类。认知风格只是学习风格中的一类。
下面将从表3-1中选择四对比较常见的认知方式，分别介绍它们的特点。
1.场独立型与场依存型
场独立（field independence）与场依存（field dependence）这两个概念最初来源于威特金（Witkin，H.）对知觉的研究。在第二次世界大战期间，他为了研究飞行员怎样利用身体内部的线索和视觉见到的外部仪表的线索调整身体的位置，专门设计了一种可以摇摆的坐舱，舱内置一把坐椅。当坐舱倾斜时，被试可以调整坐椅，使身体保持与水平垂直。研究发现，有些被试主要利用来自仪表的视觉线索，他们不能使自己的身体恢复垂直。另有一些人则主要利用来自身体的线索，尽管坐舱倾斜，他们能使自己身体保持与水平垂直。威特金称前一种人的知觉方式为场依存方式，称后一种人的知觉方式为场独立方式。后来有人用镶嵌图形来进行研究，让人在一个复杂图形中识别简单图形（见图3-1），结果发现，场独立与场依存是两种普遍存在的认知方式。这里的“场”意指问题空间。在镶嵌图形识别中，不受复杂图形这个场的干扰，能很快识别出简单图形的人属于场独立型认知方式；因受复杂图形的干扰而识别缓慢或识别困难的人属于场依存型认知方式。一般而言，场独立型认知方式的人，常常利用自己内部的参照来判断客观事物，不易受外来因素的影响和干扰。其认知独立于周围的背景，倾向于在更抽象的和分析的水平上进行加工，独立对事物作出判断。场依存认知方式的人则倾向于以外部参照作为信息加工的依据，他们的态度和自我知觉更容易受周围的人们，特别是权威人士的影响和干扰，善于察言观色，注意并记忆言语信息中的社会内容。
图3-1 镶嵌图形测验
图3-2 匹配相似图形
2.冲动型与沉思型
美国心理学家卡根（Kagan，J.）运用匹配相似图形测验（见图3-2）研究人的认知方式，要求被试从8个相似的图形中识别出与第一个标准图形完全相同的图形。计分时，一是考虑判断的正确性，二是考虑作出判断所花的时间。结果发现，学生具有两类截然不同的认知方式。一类学生当处于不明情境中时，倾向于用自己所想到的第一个答案来回答问题，想到什么就回答什么，但错误比较多，这种认知方式叫冲动型认知方式（impulsive style）。另一类学生则与此相反，他们倾向于小心地对待所面临的问题，仔细考虑所观察到的现象及所面临的问题，在行动前致力于将问题考虑清楚，因而作出认知决定的时间长，但错误比较少，这叫沉思型认知方式（reflective style）。冲动型认知方式的人具有迅速抓住整体和快速概念化相结合的特点，当他们对事物进行分类时能够迅速地根据整体特征来完成。但沉思型认知方式的人却能够根据事物之间共同的关键特征进行分类。
3.整体型与序列型
英国心理学家帕斯克（Pask，G.）发现整体型和序列型的认知方式。整体型认知方式是指个体学习一篇材料时，通过使用说明性例子和类比的方法来达到对学习材料的总体把握。如果学习材料有不同的层次，那么采用整体型认知方式的个体往往比其他人更快地往下读，阅读的注意范围也更大。在他们看来，准确把握许多孤立的细节也不一定能够领会材料的整体意义，而一旦确立了整体意义，则把握细节便不困难。像这种相信“整体大于部分之和”的观念，往往促使学习者先根据自己的理解来构建总的意义框架，然后再分析细节的位置及与整体的关系。而序列型认知方式则通过连续或相继地注意材料的细节，达到对材料各个部分的把握。采用这种认知方式的个体相信既然整体是由部分组成的，只要准确把握了材料的细节，必然能够准确地把握整体意义。因而他们往往从一部分再到另一部分地认知，步步为营地留心一连串的细节。
4.聚合型与发散型
美国心理学家吉尔福特（Guilford，J.P.）研究发现，聚合型和发散型是两种十分常见的认知方式。聚合型认知方式是指个体在解决问题的过程中，表现为搜索或综合信息与知识，运用逻辑规律，指向一个方向，逐步缩小解答范围，直到找到最适当的唯一正确的答案。而发散型认知方式则是指个体在解决问题的过程中总是使自己的思维沿着许多不同的方向扩展，使观念发散到各个有关的方面，最终产生多种可能的答案而不是唯一正确的答案，因而容易产生有创见的新颖观念。这种认知方式包含三个主要特征：一是流畅性，指发散的数量。发散的数量多，表明具有能很流畅地对刺激作出反应的能力。二是变通性，指发散的灵活性，能够随机应变。三是独创性，指发散的新颖程度，能够对刺激作出不寻常的反应。
认知方式只是学生对信息加工方式的某种习惯性偏好，个人可能并不一定能觉察到。认知方式不同的人，可以取得同样好的学习结果，表明认知方式没有优劣好坏之分，它主要影响学生所采取的学习方式。
首先，认知方式影响学生对认知通道的选择。任何认知活动都要通过视觉的、听觉的或触摸的通道来实现。但不同的认知方式会使有的学生主要利用视觉通道，有的学生主要利用听觉通道，而有的学生则可能更喜欢通过触摸或各种感觉通道的结合来学习。
其次，认知方式影响学生对学习环境的选择。有的学生习惯于在宁静的环境中学习，有的学生则喜欢在有一定背景声音的环境中学习。
再次，认知方式影响学生对学习内容组织程度的偏好。一般而言，场依存的学生喜欢别人向他们提供结构严谨的教学指导，而场独立的学生则讨厌“菜单式”的指导，喜欢自由自在的学习，较易适应结构不严密的教学。沉思型的学生比较适宜于学习需要详细分析的学习材料，冲动型的学生则比较适宜于不太需要注意细节或应急的学习任务。
最后，认知方式也影响学生对学科选择的偏好。场独立型的学生倾向于选择数学、自然科学和工程学，场依存型的学生则倾向于选修人文科学、社会科学和教育科学。
教育的根本目的是既要充分发挥学生的优势和长处，又要弥补其在学习方式和学习倾向上存在的劣势和不足。因此，根据认知风格制定的教学策略可以分为两类：
一是与认知风格中的长处或学习者偏爱的方式相一致的匹配策略；二是针对认知风格中的短处或劣势采取有意识的适配策略。匹配策略对知识的获得直接有利，它能使学生学得更快、更多，但无法弥补学习方式上的欠缺。而有意识的适配策略在一开始往往会在一定程度上影响知识的获得，表现为学习速度慢、学得少，学生难以理解学习内容，但它的特殊功效是能弥补学习方式上的欠缺，使学生心理机能的各方面均得到发展。匹配策略是否应该在学校教育中广泛应用，美国教育心理学家梅耶（Mayer，R.E）在《应用学习科学》（ Applying the Science of Learning ，2011）中将其列为“三条流行却受到质疑的教学原则”之一。因为在各项针对言语—图示学习风格的研究中，没有证实匹配教学策略的有效性。由此，梅耶主张对此持质疑的态度较为妥当。
与认知风格和学习设计之间的错误匹配相比，如果一种特定的风格与要学习的材料的内容和呈现方法相匹配，个体就有可能发现学习任务更容易一些。在错误匹配的情形下，通过开发适于处理最初与他们的认知风格不相适应的材料的学习策略，个体可以从中受益。
我国台湾教育心理学家张春兴给能力下的定义反映了西方心理学的能力概念。他认为，能力一是指个人在其遗传或成熟基础上，经由环境中的训练或教育而获得的知识与技能，此类能力可由行为表现出来，作为与别人比较的依据，也称成就（achievement）；二指个人学习某事物所具有的潜在能力，此种潜在能力，如果采取广义看法，称之为能量（capacity）或
智力
（intelligence），如果采取狭义看法，则称为性向（aptitude）。
在张春兴后来的编著中，他提出能力有两种含义：一是指个人现在实际“所能为者”，二是指个人将来“可能为者”。前者为个人的实际能力（actual ability），如会讲几种外语、会开汽车等；后者指个人潜在的能力（potential ability），即可能发展的潜在能力，
也就是所谓的智力。本章所讨论的能力不是前一个意义上的能力，而是作为个人稳定的个性心理特征的能力。
学生的智力水平是通过智力测量而被了解的。智力测量的工具是量表，是标准化的测题。最早的智力量表是在1905年法国教育部委托比奈（Binet，A.）和西蒙（Simon，T.）编制的，后引入美国，被斯坦福大学的推孟（Terman，L.M.）多次修订而闻名于世，此智力量表被称为斯坦福—比奈量表（简称S-B量表）。该量表为年龄量表，题目是按年龄由易到难编排的。早期的量表，个体每做出一道题目，获得2个月智力年龄，最后将所有做出的题目所获得的智力年龄累加起来。测验结果是用 智力商数 （intelligence quotient）来表示的，简称智商（IQ）。其计算公式为：
公式中的 MA 为智力年龄， CA 为实足年龄。据此计算出来的智商是一种比率，故称为比率智商。
1936年，美国精神病医生韦克斯勒（Wechsler，D.）编制出另一套智力量表，包括学龄前智力量表（WPPIS）、儿童智力量表（WISC）和成人智力量表（WAIS）。适用于6至16岁的儿童智力量表由12个分测验组成，其中6个是语言测验，6个是操作测验。每个分测验中的测题是按难度排列起来的，当个体连续两道题目做不出时就不允许再做这个分测验下面的题目。当测量结束时累计出获得的总分。该量表仍然采用智商的概念，但这里的智商是以同年龄组被试的总体平均数为标准来确定的，称为离差智商。离差智商假定同年龄组测量成绩总平均数为100，用个人实际得分与总平均数比较，从而确定其测验分数在同年龄组内所处的相对位置来判断其智力水平。离差智商的计算公式为：
公式中的
X
为个体的测验分数，
为同年龄组的平均数，
S
为标准差。
不管是斯坦福—比奈量表，还是韦克斯勒量表，在选择测题时都经过严格的标准化，严格地控制了各种因素的影响，使测题对所有儿童都具有同样的经验，因而儿童在回答测题时的数量与质量便能够成为其聪明程度的可靠指标。
智力是个体的先天因素与后天环境因素相互作用的结果，智力发展存在着明显的差异，包括个体差异与群体差异。
1.智力的个体差异
智力的个体差异主要表现为智力水平与智力结构的差异。
智力的水平差异是指个体与其同龄团体的常模比较时所表现出来的差异。大量研究表明，人们的智力水平呈正态分布。也就是说，在人数相当多的同龄人中，个体的智商分数出现率符合图3-3
的分布。
图3-3 一般人口中的智商分布
图中的百分数表示一定智商分数之间的人数比率。从图3-3可见，IQ在85到115之间的人超过68%，他们的聪明程度属于中等水平。IQ超过140的人为智力超常，IQ低于70的为智力落后。
智力的结构差异是指个人智力构成成分的差异。最早提出智力结构差异的是英国心理学家斯皮尔曼（Spearman，C.）。他认为，智力存在着一般因素与特殊因素的差异，而且一般因素的差异是根本性的。后来，美国的塞斯通（Thurstone，L.T.）不赞成斯皮尔曼的意见，认为智力的差异主要表现在言语理解、言语流畅、归纳推理、空间视觉、数字、记忆、知觉速度等七个相互独立的因素上。20世纪80年代，美国哈佛大学的加德纳（Gardner，H.）提出 多元智力理论 （theory of multiple intelligences），认为智力是由八个相对独立的因素所构成的，每一个因素都是独立的功能系统，但各个系统相互作用，从而产生整体的智力活动。这八个相对独立的智力分别是言语智力、逻辑—数学智力、空间智力、音乐智力、肢体—动觉智力、人际智力、内省智力和自然智力。不同的智力使用不同的符号系统，发源于特定的脑部位，受不同的学校教育影响，而且被不同的人所运用（见表3-2）。
表3-2 多元智力理论
续表
从表面上看，加德纳的多元智力理论与塞斯通比较相似，但实际上加德纳是将每一种智力视为一种真正的单独智力。很明显，他对智力的构成采取了比较宽泛的视角。传统教育注重的是言语和逻辑—数学智力，但加德纳将音乐和体育才能也视为智力的组成部分。他认为，每一位学生都具有上述八种基本智力，但它们的不同组合便构成智力的差异。因此，教师应了解学生智力的优势与弱点，从多角度评价学生，对学生的指导应该多样化，适当地增加一些教育活动来促进学生多种智力的发展。同时，教师应避免在每一个教育活动中都要求八种智力全面发展。
2.智力的群体差异
智力的群体差异是指不同群体之间的智力差异，包括智力的性别差异、年龄差异和种族差异等。目前研究比较多的是智力的性别差异，尽管研究的结论各异，但在以下两方面则基本一致：
第一，男女智力的总体水平大致相等，但男性智力分布的离散程度大于女性。也就是说，很聪明的男性与很笨的男性都比女性多，智力中等的女性要比男性多得多。
第二，男女的智力结构存在差异，各自具有自己的优势领域。一般认为，男性的视知觉能力较强，尤其是空间知觉的能力，男性明显优于女性。女性的听觉能力较强，特别是对声音的辨别和定位，女性明显优于男性。男性偏于抽象思维，喜欢数学、物理和化学等学科。女性长于形象思维，喜欢语言、历史、人文地理等学科。女孩的口语发展通常比男孩早，在言语的流畅性及读、写、拼等方面均占优势，但男孩在言语理解、言语推理等方面又比女孩强。
智力无疑是影响学习的一个重要因素。首先，近一个世纪以来，人们几乎一致公认，在传统的教学条件下，智力是学习成绩的一个可靠的预测指标。也就是说，学生的智商越高，学习成绩就越好，而且他们将来接受的教育水平也越高。当然，学习成绩与智商分数之间的相关程度，在不同的年级是有区别的。两者的相关系数在小学阶段为0.6—0.7，中学阶段为0.5—0.6，大学阶段则为0.4—0.5。这种区别很可能与不同学习阶段的淘汰率有关。其次，智力对学习的影响与学科的性质有着密切的关系。阅读、作文等成绩与智商的相关最高（中学阶段为0.6—0.7），数学和自然科学次之（约为0.4—0.5），写字、手工、画图和体育的成绩与智商的相关最低（约为0.2）。教学方法越是要求学生对信息作复杂的认知加工，则智力与学习总量的相关程度越高。换言之，倘若改进教学方法，使教学对学生认知加工的要求降低，则智力与学习总量之间的相关便下降。最后，智力并不影响学习是否发生，即智力不是影响某一知识是否能被学生学会的因素。它主要影响学生学习的速度、数量、巩固程度和学习的迁移，进而影响学习成绩。
所有有关认知差异对学习影响的研究都启示教育工作者，必须根据学生的认知差异改革教学，努力做到因材施教，以促进学生的更好发展。
传统的课堂教学形式已经习惯于将能力和知识水平不同的学生按年龄分班教学。其优点是不同特点的学生在一起可以相互学习、取长补短，其缺点是难以适应学生的认知差异。于是，从19世纪末开始，有人提倡同质分组的教学组织形式，试图将能力和知识水平接近的学生组成教学班。在我国有些学校曾开设快慢班，实质上是一种同质分组。其优点是在一个班里缩小了学生之间的认知差距，能较好地适应学生的个别差异，便于用统一的进度和方法进行教学。但这种教学组织形式一方面很难找到一种理想的分组标准，另一方面也会给学生贴上不同的标签，使程度好的学生骄傲自满，程度低的学生自尊心受损，不利于学生的健康发展。因此，斯托达德（Stoddard，G.D.）曾经提出一个双重进度方案，一部分课程（必修课）采用异质分组的年级制，而其余的课程（选修课）采用同质分组的不分级制，力图使两种不同的教学组织形式有机地统一起来。
许多心理学家认为，个别化教学是适应认知差异的最佳教学方式。美国芝加哥大学的布卢姆（Bloom，B.S.）通过长期的教学实验，提出了著名的 掌握学习 （master learning）教学模式。所谓的掌握学习就是指向不同能力水平的学生提供最佳的教学和给予足够的学习时间，而使绝大多数学生达到掌握程度（通常要求成功地完成80%—90%的教学评价项目）的教学方式。掌握学习的程序是将学习任务分成许多小的教学目标，再将教程分成一系列小的学习单元，使后一个单元中的学习材料直接建立在前一个单元的基础之上。每一个单元学习结束时，都要通过该单元的测验才能进入后一个单元的学习。若达不到测验要求，则重学此单元后再测验，直到掌握为止。因此，掌握学习便于学生根据自己的认知特点来决定学习的进度。
人格心理学家斯金纳（Skinner，B.F.）等人提倡程序教学，通过教学机器和程序化的教科书来呈现学习程序，使学生循序个别学习。程序教材是按小步子的逻辑顺序排列的，学生根据自己的程度和能力来确定学习速度。每当学生作出了正确的反应，教材中便出现正确的答案，给予直接反馈和及时强化。后来，程序教学被计算机辅助教学所取代。计算机辅助教学是根据程序教学的原理将计算机技术运用于教学的一种手段。各学科的内容通过文字、图片、幻灯片、电影和录像等载体，按程序编写成材料置放在计算机的贮存器里。学生可以利用一个终端机，按照自己的学习基础和需要自定学习的进度。
随着网络技术和信息科学技术的发展，计算机辅助教学进入到网络学习时代。网络学习是基于计算机网络和多媒体技术，通过师、生、媒体等多边、多向互动进行的一种学习活动，它主要采用自主学习和协商学习的方式进行，为学习者提供更为方便、灵活、个性化的学习环境，更能满足学生认知差异对教学的个性化需求。
网络学习有以下三个特征：一是共享丰富的网络化学习资源。网络学习环境含有大量数据、档案资料、程序、教学软件、兴趣讨论组、新闻组等学习资源，形成了一个高度综合集成的资源库。二是学习活动的交互性。交互可分为个别化交互和社会性交互。个别化交互是指学习过程中学习者与学习资源之间的交互，包括使用详细的学习指南、统一的课程大纲、精心制作的学习资源、自测练习题、其他计算机网络资源等等。社会性交互，是利用网络学习支持平台的交互功能，通过构建虚拟的协作学习环境实现的，包括学习过程中学生与教师、学生与学生、学生与其他专家和朋友等之间的交互。三是突破了传统学习的时空限制。基于网络的交互具有高度的空间灵活性和相对的时间灵活性。空间灵活性体现在以网络为媒体的交流与学习者、教师所处的地理位置无关，而相对灵活的时间取决于小组学习约定的时间范围。教师和学生可以在不同的地方在约定的时间或时间范围内参与讨论。
虽然适应认知差异的教学手段改革经历了程序教学、计算机辅助教学、网络学习的迭代变化，信息呈现、教学互动方式发生了很大变化，但复杂技能的习得、态度品德等的学习依然不能单纯通过计算机网络在虚拟环境中完成，它需要师生面对面、在真实问题情境中互动。