3、网络教育理论基础

认知灵活性理论（1）

认知灵活性理论是基于认知学习理论设计 学习环境的一个概念模型。它的目的是促 进复杂或非良构领域的高级知识的获取。 认知灵活性理论使用超文本为知识的多维 表征和知识组分的多种互连交叉来重新安 排教学序列。这些特征和WEB的性质符合 的非常好。
认知灵活性理论（2）
认知灵活性理论关于学习的基本观点 认知灵活性理论关于教学的观点－－随机 通达教学 基于认知灵活性理论的认知工具——认知 灵活性超文本
认知灵活性超文本（3）


要将这种可能性转化为现实，就要求教学设计者 为呈现学习内容设计多元化的背景，力求将学习 内容镶嵌在相关的上下文或背景之中，而不是抽 象地告知学习者一个概念应当加以如何利用，以 克服知识的抽象性并有助于对知识复杂性的理解 和掌握。 此外，认知灵活性超文本支持链接的重新编辑， 学习者在随机访问文档时可根据需要对原有链接 进行动态编辑，以便对概念进行交叉学习。这样， 学习者就可以基于具体的情景或案例构建知识序 列。
关于教学的观点－－随机通达教学(1)

斯皮罗等人认为，学习者之所以不能将所学知识 灵活地应用于新的实际情境中，是由于学校所教 的知识都是经过简化处理了的结构性知识，而在 实际情境中问题的解决需要学习者具有大量的非 结构性知识。而且，学校教学的目标是让学习者 接受、记忆和套用这些结构性的知识。对高级知 识学习的研究表明（Spiro, 1991b）：一开始 就将复杂的学科范围简单化会妨碍进一步获得比 较复杂的、正确的理解，有时甚至会造成误解。
认知灵活性超文本（4）

总之，在认知灵活性超文本中，知识的预定是最 低限度的，该教学的目的恰恰是使学习者看到非 良构领域中知识完全不是预定的。
认知灵活性的含义(3)

斯皮罗（Spiro，1991）认为，建构的过程 是双向的：
首先，对新信息的理解是通过运用已有经验，超 越所提供的信息建构而成的； 其次，从记忆系统中所提取的信息本身，也要按 具体情况进行建构，而不单是提取。建构一方 面是对新信息意义的建构，同时又包含对原有 经验的改造和重组。这与我们前面提到的皮亚 杰关于建构是同化和顺应的交替的观点是一致 的。
认知灵活性理论
网络教育的理论基础
理论基础—认知灵活性理论


计算机网络教育应用是以建构主义作为其重要指 导思想的。建构主义为以学为中心的教学提供了 理论基础，在建构主义基本观点的基础上，许多 心理学家进行了更为深入的研究，根据各自所关 注的学习和教学问题提出了各种观点，从而形成 了建构主义的各种流派。 在这些流派中，认知灵活性理论为基于WEB的教 学系统设计提供了最合适的理论模型。除认知灵 活性理论以外，情境认知理论和社会建构理论也 为基于WEB的学习支持系统的设计提供了直接的 理论支持。

认知灵活性理论对知识领域的划分(2)

非良构领域的知识具有以下两个特点：
第一，概念的复杂性，知识应用的每一个实例， 都同时涉及到许多概念，如多种图示、角度和 组织原则等； 第二，实例的不规则性，每个实例所涉及概念的 数量、地位、作用以及相互作用的模式各不相 同。非良构领域是普遍存在的。在所有领域中， 只要将知识运用到具体情景中去，都有大量的 非良构的特征。
学习的分类和阶段（1）

认知灵活性理论将学习分为初级学习和高级学习 两类。初级学习是学习中的低级阶段，教师只要 求学习者知道一些重要的概念和事实，在测验中 只要求他们将所学的东西按原样再生出来，这时 所涉及的内容主要是良构领域的知识。而高级学 习则与此不同，它要求学习者把握概念的复杂性， 并广泛而灵活地运用到具体情景中，这时，概念 的复杂性以及实例间的差异性都显而易见，因而 大量涉及到非良构领域的问题。

认知灵活义的含义是：学习者在学习复杂和 非良构领域的知识时，要通过多维表征的 方式才能完成对知识意义的建构，才能够 达到对知识的全面理解； 此外，通过多维 表征所建构的知识，能够较好地迁移到其 他领域。这是因为在非良构领域中，从单 一视角提出的每一个单独的观点虽不是虚 假的或错误的，但却不是充分的，只有超 越单一概念维度的多维知识表征，才能完 成对复杂和非良构领域知识的建构。

认知灵活性的含义(1)
认知灵活性理论继承了建构主义关于学习 的基本观点，即：学习是学习者在一定的 社会文化背景中以自己的方式主动建构内 部心理表征的过程。 所谓认知灵活性（Spiro,1990），就是指 学习者通过多种方式同时建构自己的知识， 以便在情景发生根本变化的时候能够作出 适宜的反应。
学习的分类和阶段（2）

由此可见，高级学习的学习目标相对于初 级学习有了很大改变，从记忆概念和事实 转变为掌握概念复杂性的重要方面；从知 识的简单提取转变为知识的迁移和应用 （Spiro et al., 1992）。也可以说，良 构领域知识的学习主要是初级学习；而复 杂和非良构领域的学习则主要是高级学习。
认知灵活性理论关于学习的方法（2）

认知灵活性理论认为，在复杂和非良构领 域中的学习过程是学习者主动进行的双向 建构过程，在这一过程中，只有对知识进 行多维表征时，学习者才能达到对知识的 全面理解和灵活运用。根据这一思想，斯 皮洛提出了所谓的“十字交叉形” （criss-crossing）学习方法，我们将这 一方法图解如下。
认知灵活性理论对知识领域的划分(3)
因此，我们不可能靠将已有的知识简单提 取出来去解决实际的问题，只能根据具体 情景，以原有的知识为基础，建构用于指 导问题解决的图式。而且，在问题解决的 过程中往往不是以某一个概念、原理为基 础，而是要通过多个概念、原理以及大量 经验背景的共同作用来实现。 认知灵活性理论正是针对复杂和非良构领 域中学习的本质问题提出来的
认知灵活性理论对知识领域的划分(1)
所谓良构领域的知识，是指有关某一主题 的事实、概念、规则和原理，它们之间是 以一定的层次结构组织在一起的。 非良构领域的知识则是将良构领域的知识 应用于具体问题情景时而产生的，即有关 概念应用的知识，这意味着，良构领域中 的同一个概念应用在各个具体实例中，其 内涵将表现出一定的差异。
随机通达教学(4)
a.
b. c.
d.
e.
教学活动必须为学习者提供知识的多元表征方 式，如多种观点、多种模式、多种方案等； 教学设计应注意构建由概念与案例交织组成的 “十字交叉形”，使用多个案例理解复杂知识。 教学材料应避免内容的过于简单化，尽可能保 持知识的真实性与复杂性； 教学应基于情景、基于案例、基于问题解决， 强调学习者对知识的建构，而不是信息的传递 与接受； 作为学习材料的教学内容应该是高度联系的知 识整体，而不是孤立的、分割的。

认知灵活性理论关于学习的基本观点
认知灵活性理论对知识领域的划分 认知灵活性的含义 学习的分类和阶段 认知灵活性理论关于学习的方法

认知灵活性理论对知识领域的划分(1)
斯皮罗提出认知灵活性理论是以他对
知识领域的划分为基础的。根据知识 的复杂性，斯皮罗等人将知识划分为 良构领域（well-structured domain）的知识和非良构领域(illstructured domain)的知识。
认知灵活性的含义(4)

但是，传统建构主义理论强调，学习者是从记忆 中提取组织好了的图式来丰富当前事物的信息的。 但是，斯皮罗等人认为，由于非良构领域存在概 念的复杂性和实例的多样性，应用这种事先包装 好了的图式是不合适的或不恰当的，相反，我们 不只是从记忆中原封不动地提取知识结构来帮助 新意义的建构，而是在已有心理表征的组织结构 中抽取先前知识，针对当前具体情景进行新的组 装（assemble）。
随机通达教学(5)


认知灵活性理论强调，在教学中要避免抽象地讲 解概念一般地如何应用，要把概念具体到一定的 实例中，与具体情景联系起来。每个实例分别用 来说明不同方面的含义，而且各实例都可能同时 涉及到其他概念。有时，在与其他实例相比较的 情况下，重新考察某个实例，引导学习者建构新 的理解。 通过这种学习，学习者可以从多个角度理解概念， 并把概念的意义与具体情景联系起来，形成背景 性经验。
认知灵活性理论关于学习的方法 （1）

斯皮洛等人研究发现，在传统的学校教育中， 学习者普遍不能达到高级知识学习的目标，究其 原因，是学习者用学习良构领域入门性知识的方 法学习非良构领域的高级知识。这些方法包括：
• • • • • 使用单一概念作为知识表征的基础； 从恰好应用某种知识的前后背景中抽象该知识； 使用过分简化的学习材料学习； 割裂知识成分之间的相互联系； 强调记忆。
认知灵活性理论关于学习的方法（3）

图中，a、b、c、d及其指向o的箭头表示在不同 背景或主题中对知识的理解，o表示最终的理解。 从o指向a、b、c、d的箭头表示知识可以迁移到 不同的情境中去。椭圆表示不同背景中对知识的 理解相互影响。
b a o c
d
认知灵活性理论关于学习的方法（4）

十字交叉形一隐喻表明，在不同的背景下 建构的对知识的理解存在差异，这种理解 从各自的角度看都是正确的，从角度a对知 识的理解可以加强角度b、c、d的理解，从 角度c对知识的理解也可以加强角度a 、b、 d对知识的理解， 通过多个角度对知识进 行建构，最终形成对知识的全面理解O。
基于认知灵活性理论的认知工具 ——认知灵活性超文本（1）

根据以上讨论，随机通达教学要求以多种 方法组织教学序列，通过多维度表征知识， 促使学习者进行反复的交叉学习，以培养 其认知灵活性。而超文本所具有的灵活、 非线形存储、随机通达各节点的特性恰好 符合这些要求。
认知灵活性超文本（2）

超文本学习环境具有信息组织的非线性、 学习活动的自主性等特点，能够满足认知 灵活性理论对教学的要求（即教学能够不 断重组教学序列、以多种维度表征知识以 及揭示知识的相互关联性等等），因而为 实现认知灵活性理论所倡导的十字交叉形 学习提供了技术上的可能性。