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三、專家與新手在認(rèn)知與學(xué)習(xí)上的差異

學(xué)習(xí)科學(xué)探究的成果，向人們展示出，在知識(shí)與信息的感知覺識(shí)別、記憶表征、提取應(yīng)用三個(gè)方面，專家與新手存在明顯區(qū)別。

（一）對(duì)專業(yè)知識(shí)感知和理解水平、模式識(shí)別的差異

感知覺與模式識(shí)別是學(xué)習(xí)科學(xué)一個(gè)重要的研究領(lǐng)域。認(rèn)知心理學(xué)家依據(jù)信息加工的觀點(diǎn)對(duì)感知覺作了新的解釋，認(rèn)為感覺是對(duì)信息的覺察，知覺是對(duì)感覺信息的組織及其意義的解釋。他們除了提出知覺組織、過去知識(shí)經(jīng)驗(yàn)的作用、整體加工和局部加工等重大理論問題外，還重點(diǎn)研究了模式識(shí)別（或形之辨識(shí)）（pattern recognition）問題，建立了模式識(shí)別的理論。

當(dāng)識(shí)別有意義的信息時(shí)，專家能夠挖掘其中隱含的條件和聯(lián)系，新手則不能。因此，國際象棋大師能夠知覺有意義的信息模塊，這影響到他們對(duì)新事物的記憶。在一個(gè)由競(jìng)賽策略成分所支配的布局中，國際象棋大師能把一些棋局套路組合成模塊，專家可以借助認(rèn)知加工原理，通過組塊使得自己的認(rèn)知單位含量加大。而對(duì)于新手來說，由于經(jīng)驗(yàn)的缺乏，以及缺乏層次分明的、組織完備的棋局套路結(jié)構(gòu)，盡管他們?cè)谡J(rèn)知加工過程中與專家一樣使用大約7±2個(gè)組塊，但是每個(gè)組塊的信息含量和加工單位是不同的。專家能識(shí)別新手沒有注意到的特征和模式的觀點(diǎn)，對(duì)學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)有重要意義，學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中應(yīng)注意提高自己識(shí)別有意義的信息模式的能力，對(duì)教師而言，應(yīng)為學(xué)生提供能提高他們識(shí)別有意義的信息模式的學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)。　

（二）對(duì)專業(yè)知識(shí)記憶表征、思維加工和深度解讀能力的差異

20多年來，學(xué)習(xí)科學(xué)先后構(gòu)建了四種知識(shí)記憶與表征模型。即層次網(wǎng)絡(luò)模型，激活—擴(kuò)展模型，特征比較模型，集理論模型。值得一提的是，層次網(wǎng)絡(luò)模型能更好地解釋專家的記憶表征。

層次網(wǎng)絡(luò)模型（hierarchical-network model）認(rèn)為，人腦對(duì)語義的記憶是以網(wǎng)絡(luò)形式分層次存貯。邏輯的上下級(jí)關(guān)系分成若干層次，比如，鳥的下級(jí)概念為金絲雀和鴕鳥等，上級(jí)概念是動(dòng)物，各層次的概念依次有連線相通，由此構(gòu)成一個(gè)層次網(wǎng)絡(luò)。其中的每一個(gè)概念都由其類屬關(guān)系和獨(dú)特的特征所表征，如金絲雀獨(dú)有的、不同于其他鳥的特征“會(huì)唱歌”、“黃顏色”，只貯存于“金絲雀”概念的節(jié)點(diǎn)。而所有的鳥都具有的共同特征“有翅膀”、“能飛”、“有羽毛”則只貯存于上一級(jí)“鳥”的概念節(jié)點(diǎn)。其余類推?？梢?，這個(gè)模型含有信息提取機(jī)制，具有相當(dāng)?shù)耐普撃芰Α?/span>

層次語義網(wǎng)絡(luò)模型還揭示出，“金絲雀”和“鳥”之間的距離，要比“金絲雀”和“動(dòng)物”之間的距離近，因此，層次語義網(wǎng)絡(luò)模型假設(shè)，判斷“金絲雀是一種鳥”，要比判斷“金絲雀是一種動(dòng)物”的速度要快。同樣，檢索“鳥有羽毛”，要比檢索“鳥會(huì)吃”的速度要快，這種在時(shí)間上出現(xiàn)的差異，主要是由于層次語義搜索過程中的不同節(jié)點(diǎn)間的距離所導(dǎo)致。

專家與新手在知識(shí)組織與記憶表征方面存在顯著差異，專家是圍繞核心概念和“大觀點(diǎn)”來組織和記憶知識(shí)的，特定領(lǐng)域內(nèi)的專門知識(shí)之間已經(jīng)在頭腦內(nèi)建立了密切聯(lián)系，并且已經(jīng)構(gòu)成了一個(gè)高度抽象與概括的知識(shí)網(wǎng)絡(luò)，據(jù)此能夠?qū)π轮R(shí)與信息進(jìn)行辨別、推理與評(píng)價(jià)，并從更高層次進(jìn)行概括；而新手頭腦中的知識(shí)組織方式，則是一些相對(duì)較小的、分離的、概括度不大的知識(shí)單元，而且，這些單元的聯(lián)結(jié)往往是根據(jù)表面的相似性組織起來的。比如專家與初學(xué)者在解決物理學(xué)問題時(shí)，要求專家和初學(xué)者口頭描述他們用以解決物理問題的方法，專家常常提到能夠用來解決問題的主要原理或定律，連同為什么這些定律用在這個(gè)問題上和如何應(yīng)用這些定律的理據(jù)。反之，初學(xué)者極少用到物理學(xué)上的主要原理和定律，而是非常典型地描述他們所應(yīng)用的等式和等式運(yùn)算的方法。

這種現(xiàn)象的出現(xiàn)，是因?yàn)閷＜沂菄@物理學(xué)上的核心概念和“大觀點(diǎn)”來思考問題，如牛頓的第二定律及其應(yīng)用，而新手則傾向于把物理問題的解決知覺為記憶、回憶和求解的公式運(yùn)算。在解決問題時(shí)，專家根據(jù)解決問題的原理對(duì)問題進(jìn)行分類，新手則根據(jù)表面特征對(duì)問題進(jìn)行歸類。

（三）迅速靈活地提取應(yīng)用相關(guān)信息能力的差異

20世紀(jì)70年代初，紐厄爾和西蒙將計(jì)算機(jī)科學(xué)的術(shù)語產(chǎn)生式系統(tǒng)（production system）引入學(xué)習(xí)科學(xué)，用以說明人在解決問題時(shí)的程序。他們認(rèn)為，人的信息加工是靠產(chǎn)生式系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)的。在一個(gè)產(chǎn)生式系統(tǒng)中，一個(gè)條件系列產(chǎn)生一個(gè)活動(dòng)系列，即條件-活動(dòng)（C-A）。例如，早上天氣預(yù)報(bào)說有雨你該如何辦？你在頭腦中存貯有解決這個(gè)問題的產(chǎn)生式系統(tǒng)：“如果要下雨— 那么就帶上雨傘”。這種產(chǎn)生式系統(tǒng)既對(duì)應(yīng)于一個(gè)問題解決的程序，又實(shí)現(xiàn)了認(rèn)知?dú)v程的形式化。況且引起活動(dòng)的條件，除了外部刺激，還包括當(dāng)前心理狀態(tài)即短期記憶保持的信息?？梢?，產(chǎn)生式系統(tǒng)突出了認(rèn)知活動(dòng)的整體性、內(nèi)在性和概括性。

專家具備與其領(lǐng)域或?qū)W科相關(guān)的巨大知識(shí)庫，但是只有子集知識(shí)才與具體問題關(guān)聯(lián)。專家為了找到相關(guān)知識(shí)，并非把所有知識(shí)都搜尋一遍，這種方法超出了工作記憶負(fù)荷。例如國際象棋大師僅考慮子集的可能走法，這些走法比低級(jí)棋手要高超。專家不但獲得知識(shí)、表征知識(shí)，而且能熟練的提取與具體任務(wù)相關(guān)的知識(shí)，因?yàn)閷＜业闹R(shí)是條件化的，專家的知識(shí)庫含有大量的產(chǎn)生式系統(tǒng)，它涉及個(gè)體的經(jīng)驗(yàn)對(duì)問題解決是否能產(chǎn)生作用。在提取產(chǎn)生式規(guī)則時(shí)，專家是自動(dòng)的把圖式或表征應(yīng)用于某種適宜的學(xué)習(xí)情境中的，它的最大特點(diǎn)是不用語言陳述。當(dāng)問題情境不同時(shí)，專家會(huì)自動(dòng)運(yùn)用自己發(fā)展與存儲(chǔ)在大腦中的圖式、問題表征和監(jiān)控技能來解決問題，專家在問題解決時(shí)，會(huì)自動(dòng)在工作記憶中進(jìn)行提取相關(guān)信息和執(zhí)行一系列認(rèn)知操作。

通過對(duì)國際象棋大師和新手復(fù)位棋子的實(shí)驗(yàn)研究，以及電子回路（Egan 及Schwartz，1979）、輻射學(xué)（Lesgold，1988）、計(jì)算機(jī)編程（Ehrich & soloway，1984）、數(shù)學(xué)（Hinsley 等人, 1977；Robinson & Hayes，1987）、物理（Glaser & Chi，1998）等領(lǐng)域的專家與新手解決問題的差異的研究，給我們?cè)S多重要的啟示。比如，大學(xué)生在學(xué)習(xí)與記憶時(shí)，應(yīng)根據(jù)“組塊原理”，圍繞核心概念和“大觀點(diǎn)”來組織和記憶知識(shí)，對(duì)學(xué)科領(lǐng)域內(nèi)的專業(yè)知識(shí)和信息，必須通過適當(dāng)?shù)牟呗栽陬^腦內(nèi)建立密切的聯(lián)系，構(gòu)成一個(gè)高度抽象與概括的知識(shí)網(wǎng)絡(luò)，建立問題解決的產(chǎn)生式系統(tǒng)。

當(dāng)前學(xué)習(xí)科學(xué)還沒有完全揭示出專家的知識(shí)組織方式及其規(guī)律。不過，專家在問題解決方面的幾個(gè)突出特征已經(jīng)被發(fā)現(xiàn)，如表3—1[1]。通過專家與新手之間的對(duì)照、比較，我們可以找出差距，明確方向，不斷提高信息加工和問題解決的能力和水平。

表3—1 專家與新手問題解決對(duì)照表

為了了解和研究專家認(rèn)知與學(xué)習(xí)的奧秘，需要系統(tǒng)地了解和掌握學(xué)習(xí)科學(xué)的基本概念、基本理論及其新進(jìn)展。我們選擇當(dāng)代學(xué)習(xí)科學(xué)成果中與大學(xué)生學(xué)習(xí)的特點(diǎn)和需要關(guān)系比較密切的內(nèi)容，著重介紹基于認(rèn)知科學(xué)的信息加工學(xué)習(xí)理論；在信息技術(shù)支持下的當(dāng)代建構(gòu)主義學(xué)習(xí)論；有助于提高學(xué)習(xí)者自我監(jiān)控能力的元認(rèn)知理論。要求同學(xué)們學(xué)會(huì)運(yùn)用這些理論來分析和解釋人是如何學(xué)習(xí)的，并以此指導(dǎo)和反思自己的學(xué)習(xí)過程，在大學(xué)學(xué)習(xí)的課堂中研究學(xué)習(xí)科學(xué)，不斷縮短與專家認(rèn)知與學(xué)習(xí)的差距，找到信息時(shí)代通向成功學(xué)習(xí)之路的鑰匙，使自己的學(xué)習(xí)行為發(fā)生質(zhì)的飛躍。