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教育心理学·皮连生-第8部分
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哲学的显性知识与默会知识
英籍匈牙利哲学家波兰尼（Michael Polanyi， 1891—1976）提出将知识分为显性知识（explicit knowledge）与默会知识（tacit knowledge）。前者也称“明言知识”（articulate knowledge），是能用语言文字（包括数学公式、图表）等诸种符号表达的知识。后者是只能意会而不能言传的知识。如幼儿在受正规教育之前，能用合乎语法的句子表达自己的思想，但是他们未清晰地意识到自己的话语中暗含的语法规则。实际上，信息加工心理学的两类知识划分与波兰尼的两类知识划分存在着很大的一致性。陈述性知识也就是显性知识，是个体能够意识到并能用言语表达的；程序性知识中有些是个体完全不能意识和用言语表达的，也就是默会知识。
奥苏伯尔的机械知识与有意义知识
奥苏伯尔认为，学生的学习可以分为机械学习与有意义学习两大类。机械学习的结果是机械记忆，如艾宾浩斯的无意义音节的记忆。学生不能理解，通过死记硬背获得的知识都是机械知识。通过有意义学习获得的知识是有意义知识，主要是概念和命题（详见第二章第三节）。
广义知识学习阶段与分类模型
上述广义知识的分类是静态的分类。如果考虑到知识学习的过程，从动态的角度考虑知识的分类，则知识分类问题就更为复杂。
现代认知心理学家认为，陈述性知识的学习可以分为三个阶段。第一阶段，新信息进入短时记忆，与长时记忆中被激活的相关知识建立联系，从而出现新的意义的建构。第二阶段，新建构的意义储存于长时记忆中，如果没有复习或新的学习，这些意义会随着时间的延长而出现遗忘。第三阶段，意义的提取和运用。
程序性知识的学习一般也可以分为三个阶段。第一阶段与陈述性知识的学习相同。例如，在英语学习中，学习“将‘We go to school yesterday’改成合适的时态”，这是一种典型的程序性知识的学习（或智慧技能的学习）。学生要能顺利完成这一任务，必须知道英语中动词时态变化的规则，在这里是将动词改为过去式的规则。知道某一规则或能陈述该规则，与应用这一规则支配自己的行为并不是一回事。所以，程序性知识学习的第一阶段学习是陈述性知识，也就是说程序性知识学习的前身是陈述性知识。程序性知识学习的第二个阶段是通过应用规则的变式练习，使规则的陈述性形式向程序性形式转化。就“英语动词一般现在时态改为一般过去时态”来说，学生通过教师讲解或阅读教材，知道了一般现在时态改为一般过去时态的规则，并能陈述这些规则（陈述性知识），再通过大量的句子变化的练习，每当看到“yesterday”、 “some years ago”等表示过去某时刻的词时，能立即根据规则把句子中的动词改为适当的过去式。此时相应的规则已经开始支配学生的行为，规则开始向办事的技能转化。程序性知识学习的第三个阶段是程序性知识发展的最高阶段，规则完全支配人的行为，技能达到相对自动化的程度。例如，熟练掌握英语的人，可以脱口说出规范的符合时态规则的英语句子，而不必有意识地去考虑有关规则。作为一种特殊的程序性知识的认知策略的学习也是如此，先必须知道要学习的认知策略是什么；然后通过应用有关策略的练习，使有关学习、记忆或思维的规则支配自己的认知行为；最后能在变化的条件下顺利地应用有关规则，支配和调节自己的认知行为，达到提高学习与记忆效率的目的。
综上所说，根据学习结果和学习过程这两个维度，可以用图41描绘广义知识学习的阶段和类型之间的相互关系。它是根据现代认知心理学的知识分类理论和认知学习理论提出的广义知识学习与分类模型。该模型可以解释学生认知领域绝大多数的知识、技能和策略的学习。
I。新知识习得阶段
II。知识的巩固和转化阶段
III。知识的迁移和应用阶段
注意与预期
激活原有知识
选择性知觉
新知识进入命题网络
通过复述和精加工等，命题网络重建与改组
陈述性知识被提取，回答是什么的问题
通过变式练习，命题转化为产生式系统
应用习得的概念规则对外办事
应用习得的概念规则对内调控
图41 广义知识学习阶段与分类模型
本部分前面三章的内容就是根据这一模型组织的。本章阐述陈述性知识的性质、习得过程和条件。第五章阐述作为程序性知识的智慧技能和认知策略的性质、习得过程和条件。解决问题是陈述性知识、程序性知识和策略性知识这三类知识相互作用的结果，所以第六章论述解决问题的过程以及不同类型的知识在解决问题中的不同作用。
陈述知识的性质：陈述性知识的心理表征
我们常听到教育界人士说，好的教学不只是单纯传授知识，更重要的是发展学生的能力。但是能够通过教学发展而来的学生的能力的本质是什么？对此，研究教育学的人很少关心。在西方教育史上，杜威为了避免学生学了知识而缺乏能力的弊端，将知识一词改为经验，但是杜威的教学改革并未成功。为了理清知识与能力之间的关系问题，这里要较深入地介绍现代学习心理学关于知识的心理实质（即知识的心理表征）的研究。
知识的表征或知识的心理表征（mental representation），指信息在心理活动中表现和记载的方式。一个外在的客体在心理活动中可以以具体形象、概念或命题等形式表现出来。这些形象、概念或命题都是信息的表征形式。表征反映着客观事物，它代表相应的事物，如儿童见到过一只小花猫，便在他的头脑中留下“小花猫”的形象，该形象便是他见到小花猫的心理表征。同一事物可以有不同形式的表征。不同表征形式所具有的共同信息称为表征的内容，而每一表征形式称为编码。下面介绍现代学习心理学中的几种知识表征理论，以解释个体具有的知识的心理机制。
神经网络理论
有些认知心理学家对知识在人脑中表征的基本形式感兴趣，但是他们的大多数研究是通过计算机模拟进行的。也就是说，计算机程序可以将信息编成神经网络的代码。这些神经网络与生物神经网络有许多相似点。在计算机中研究的神经网络包括如下成分：（1）有与神经元相似的结点（nodes）或单元，但它们与神经元不同，只有一种性质，即可以在不同水平上被激活（神经元则有多种性质）。如果结点在高水平上被激活，则人可以意识到被激活的东西；结点也可以在低水平上被激活，此时人处于无意识状态。（2）结点与结点之间有联结。两个结点可以通过同时兴奋相联结，也可以通过一个兴奋与一个抑制的方式相联结。结点之间的这些联结是长时记忆的原材料。（3）学习是联结的创造及其强度的改变。与神经元之间的联结增强相似，联结加强的基本方式之一，是同时激活若干结点。
这种理论可以解释字母和词形的识别。就成人识别字母而言，字母有如下特征：横线、竖线、锐角、向右凸出的曲线和对角线。假定呈现某个字母，它激活了人脑中竖线和向右凸出的特征，因为成人无数次见过P、R和Q，所以这两个特征与P、R、Q有牢固的联系。因此，当呈现P时，这两个被激活的特征与P、 R、Q相联系，从而激活表征这些字母的结点，并认出P。由于确认R需要激活另一特征，即字母下半部分的对角线，而确认Q需要激活下面的对角线和右面的凸出部分，所以上述两个特征与P相吻合，抑制的信号从P发送到R、Q和其他字母的结点。
儿童学习字母就是在特征和字母之间建立联结。婴幼儿在认识字母之前会唱字母歌，知道字母名称。以后，当幼儿见到字母并被告知这是字母“P”时，P字母名称和其特征的联系得到加强。通过日常交往和看图画、书籍等，幼儿多次经历字母P名称和P的视觉表征之间的联系。每次接触，字母名称和其特征的联系得到一次加强，最终每当见到P的特征时，该特征便能自动激活P的名称。
同理，可以解释单词的再认。例如，当呈现单词EACH时，每一个字母的特征和这些字母之间的联结被激活。与此同时，该词中的E与首位之间的联结，A与第二个位置，C与第三个位置以及H与第四个位置之间的联结也被激活。也就是说，在激活了E的同时也部分激活了其与首位的联结，其他字母也一样。对于成人而言，他们曾多次经历第一E，第二A，第三C，第四H这组字母与其位置的联结，所以在见到EACH时，EACH的特征及其位置被激活，而其他词被抑制。
研究表明，英语词汇中相同词干的词语与无相同词干的词相比，要易于识别。这可以用神经网络理论来解释。因为词的一个部分越是常用，人们接触的机会越多，越容易被激活。
鲁梅哈特和麦克里兰（Rumelhart； D。E。 & McClelland； J。L。； 1986）提出平行分布加工（parallel distributed processing）理论解释英语单词的识别。他们认为，大脑由许多小机器构成，每一小机器学习一类特征信息，这些小机器相互联系且能同时运作。例如，当呈现字母E、A、C、H及其位置时，大脑同时进行加工。一个多音节词可分成几个音节，每一个音节又由几个字母构成，每一个字母又具有几个特征。这样，通过激活字母的特征及其联结来识别字母，通过激活一组特征字母及其联结模式来识别音节，通过激活一组特殊音节及其在词中联结的位置来识别多音节词。
按照平行分布加工理论，词义（概念）的激活依赖较低级音节和模式的激活。知晓意识中的任何东西（如，一个词、一个表象或一个概念）都要归根于神经网络中的基本表征，即联结的模式。虽然现代联结主义者对词义加工提供了解释，但其解释不如解释字形与字音的知觉有效。
联结主义对知识的解释的重要教育含义是：在掌握高级的知识之前，必须先掌握低级的知识。因此，在学习单词之前必须先掌握特定的字母，即在字母特征模式及其名称与声音之间建立联系。这种由低级到高级的知识加工被称为自下而上加工，与之相对的是自上而下加工。
许多心理学家在考虑人的心理时，重点放在高级信息加工，很少关心支配符号表征系统的结点的神经或特征模式的激活。有些心理学家认为，联结主义模型不能表征某些作为人类知识核心的关键信息。例如，该模型不能解释蕴含在命题中的句法关系。
命题与命题网络理论
命题
命题这个术语来自逻辑学，指表达判断的语言形式，由系词把主词和宾词联系而成。例如，“北京是中国的首都。”这个句子就是一个命题。
在认知心理学中，命题是指语词表达的意义的最小单位。一个命题是由一种关系和一组论题（arguments）构成的。关系一般由动词、副词和形容词表达，有时也用其他关联词如介词表达；论题一般指概念，一般由名词和代词表达。
请看下面的句子：
（1）小明给张英一本有趣的书。
这个句子可以分解成下面两个更简单的句子：
（2）小明给张英一本书。
（3）这本书是有趣的。
句子（2）和（3）各表达一个命题。句子（2）中的论题是“小明、张英和书”，关系是“给”。句子（3）中的论题是“书”，关系是“有趣的”。可见，句子（1）是由两个命题构成的。命题用句子表达，但命题不等于句子，命题只涉及句子表达的意义。人们在长时记忆中保持的不是句子本身，而是句子表达的意义。
例如，布赖恩斯福德和弗兰克斯（J。D。Bransford & J。J。Franks； 1971）给被试呈现下列七个句子：
蚂蚁吃了桌子上的甜果酱。
石头滚下山并压坏了小屋。
厨房里的蚂蚁吃了果酱。
石头滚下山并压坏了树林边的小屋。
厨房里的蚂蚁吃了桌子上的果酱。
小屋在树林边。
果酱是甜的。
这些句子可以分解成两组命题，每组由四个命题构成。
第一组是：（吃了；蚂蚁、果酱）
（甜的；果酱）
（在……上；桌子、果酱）
（在……里；厨房、蚂蚁）
第二组是：（滚下；石头、山）
（压坏；石头、小屋）
（在……边；屋、树林）
（小的；屋）
请注意：括号里分号前的词，如“吃了”、“甜的”、“在……上”等表示关系；分号后面的词如“蚂蚁”、“果酱”等表示论题。
研究者呈现下面三个句子以检测被试的再认记忆：
原先学习过的：厨房里的蚂蚁吃了果酱。
新的：蚂蚁吃了甜果酱。
不可能的情形：蚂蚁吃了树林边的果酱。
第一句是实际学习过的；第二句未学过，但是由已学过的命题组成的；第三句是由已学过的词构成的，但不能组成已学过的命题。研究结果表明，被试几乎不能区别第一和第二个句子，认为他们实际上已学过这两个句子，但是他们很有信心地认为，他们没有听到过第三个句子。
实验表明，人的长时记忆保持的是句子的意义，而不是原先学过的词句本身。
认知心理学家用了许多不同方法来表示命题。常用的方法是，用一个圆 （或椭圆）表示一个命题，用箭头将命题的论题和关系联系起来。如，“蚂蚁吃了甜果酱”这个句子中包含两个命题，用上述方法表示（图中S代表主体，O代表客体，它们都是论题；R表示关系）：
命题1（简作P1）：
命题2（简作P2）：
命题网络
如果两个命题中具有共同成分，可以把若干命题彼此联系起来组成命题网络。例如，上面两个命题中有共同成分“果酱”，通过它可以把两个命题联系起来组成如下命题网络：
同样，“在厨房里的蚂蚁吃了桌子上的甜果酱”可以用如下命题网络表示：
威斯伯格（R。W。Weisberg； 1969）向被试呈现如下英文句子：
Childrenwhoaresloweatbreadthatiscold。
译成中文是：慢速的儿童吃冷馒头。这个句子可用命题网络表示如下：
研究者用自由回忆方法检测被试保持的命题成分的联想速度。当呈现slow，被试最先联想到的是children；当呈现bread，被试最先想到的是cold。这种自由联想现象可以用命题网络得到适当解释，即被试读到句子，保持的不是句子原文，而是意义的命题网络。从命题网络来看，slow和children最接近，bread和cold最接近，所以它们联系更紧密，容易相互联想。而在句子中，slow和bread同它们分别与children和cold相比，联系更紧密，但由于人的记忆中未保持这个句子，所以，当呈现slow时，几乎没有人联想到bread。
科林斯和奎廉（A。M。Collins and M。R。Quillian； 1969）的一个经典实验支持了知识以命题网络的层次结构储存的观点。他们认为对动物、鸟、鱼等分类的知识，以图42的层次结构储存。
科林斯和奎廉认为，不同动物的知识概括水平不同。在每一概括水平上储存了可以用来区分其他水平的物体的属性。例如，“有皮”是所有动物的属性，储存在最高水平。用这一属性可以把动物与矿石（没有皮）等区分开。又如，“有羽毛”是所有鸟的属性，储存在比“动物”低一级水平上，可以被用来区别鸟与非鸟的动物（如，鱼、狗等没有羽毛）。科林斯等进一步假定，由于储存在知识网络中的事实的距离不同，提取它们的反应时也将不同。例如，“金丝雀是金丝雀吗？”“金丝雀是鸟吗？”“金丝雀是动物吗？”这三个问题，其中第一个问题概括水平最低（被定为0级），第二个问题概括水平较高（被定为1级），第三个问题概括水平最高（被定为2级）。研究表明，随着问题概括水平的提高，被试判断问题真伪的反应时越长（见图43）。
图式与脚本
现代著名认知心理学家J。R。安德森认为：“对于表征小的意义单元，命题是适合的，但是对于表征我们已知的有关一些特殊概念的较大的有组织的信息组合，命题是不适合的。”例如，人们有关房子的知识，如果用“房子是人的居住处”这一命题表征，则不足以表征与人有关的“房子”的全部知识。现代认知心理学认为人的较复杂的整块的知识是用图式来表征的。John R。Anderson（1990）。 Cognitive Psychology and Its Implications； p。133～135。
正如第三章所述，康德认为，人的心灵中生来就有某些认知图式，只有把这些图式施加于混乱的经验“材料”上，人才可以理解知觉经验。在皮亚杰认知发展理论中，图式是一个中心概念。皮亚杰认为儿童生来就有某些认知图式，如“吸吮图式”、“抓握图式”。现代认知心理学家在巴特利特和皮亚杰的图式概念基础上进一步发展了图式概念。
现代认知心理学家把图式定义为，人头脑中关于普通事件、客体与情景的一般知识结构。其含义是：
（1）图式具有概括性。例如，人关于房子的图式不只表示个别房子，而是表示个体所看到的一般的房子。
（2）图式中含有同类事物的本质特征，也含有非本质特征。人关于鸟的图式中既有“长羽毛”这一本质特征，也有“能飞”这样的非本质特征。因此，一类事物的图式不同于它的概念，后者只反映一类事物的本质特征。
（3）图式中的知识是以某种方式或结构组织起来的。如房子的图式包括：
上位集合：建筑物
组成部分：房间
材料：木头、石头、砖头
功能：供人居住
形状：方形、三角形、图形等
大小：100平方米～1000平方米。
房子图式的这些维度被称为图式的槽（slots）。每一个槽中的值不是一成不变的，如“功能”这个槽可以填充“供人居住”、“供人开会”、“展览场所”等不同的值。
（4）个体的图式是发展的。例如，儿童最初的房子图式只表征他所见到的茅草房，随着经验增长和图式变化，能表征砖瓦房、水泥房等。
心理学家把图式分为表征客体的图式与表征事件的图式两大类。香克和阿伯尔逊（R。C。Schank & R。Abelson； 1977）把表征反复出现的有序事件的图式称为脚本（script）。脚本不同于客体图式，它表征的事件有一定的时间顺序。如“去电影院看电影”这个经常出现的事件，一般可以分解成如下的阶段：上影院、购票、进场、观看影片、退场。由于这样的步骤多次重复出现，人头脑中形成有关上影院看电影的定型图式。
新近某些认知心理学家又提出课文结构图式（text structure schema）和数学问题图式，认为这些图式是学生理解课文和数学问题的关键。
双编码理论
双编码理论认为，陈述性知识以言语和意象两种方式表征。这一理论的提出者佩维沃（A。Pavio）认为，知识是由言语和意象（或表象）表征的联想网络构成的。言语系统中的词是客体、事件和抽象观念的代码，它们与其表征的对象的联系是任意的（如“书”这个词与实际书并没有物理上的相似性）。意象系统（imagery system）的非言语表征与引起它们的知觉具有某些共同特征（如一本书的表象与实际书的知觉有某些共同特征）。意象表征包括视觉表象（如铃的表象）、听觉表象（如铃声）、动觉（如摇铃的运动）、与情绪有关的骨骼肌感（如心跳加速）以及其他非言语表征。例如，一本书的意象表征涉及与书相关的视觉和触觉的性质。言语表征一般是系列化的，而意象表征能同时对许多特征进行编码。一个复合意象（如教室的意象）能同时对与教室有关的特征进行编码，而教室的言语表征一次只能涉及某一信息（如房子内有课桌，中间有通道，墙壁上有窗子，如此等等，直至穷尽教室的所有特征）。
意象表征系统和言语表征系统的成分是彼此联系的。如大多数人的书的意象表征和言语表征之间存在联系。当客体与图片呈现时，由于有这样的联系，人们见到图片，就能生成心理表征和名称。又如，“外科”一词可以引起丰富的非言语联想，包括生动的疼痛的意象，缝针处一带撕裂和紧绷感的记忆。因此，双编码是有效和高效思维的重要方面。
佩维沃曾经列举了60种可以用双编码理论解释的现象。如具体材料比抽象材料易记，因为前者易于双编码，后者不易于意象表征。又如，图片与词语相比，图片比词易学，词读起来快，而图片的命名较慢。这表明，对于词语而言，可以直接进行言语编码，在对图片的反应中，只能通过意象表征才能接近言语编码。许多证据表明，视觉表象的激活干扰视知觉，反之亦然。从神经生理学来看，左半球损伤更易于干扰言语加工，相反，右半球损�
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