认知主义是与行为主义相对立的心理学流派。一般认为，认知主义学习理论发端于早期认知理论的代表学派——格式塔心理学的顿悟说。20世纪50年代中期之后，对于人类学习的研究经过一段时间的沉寂，再度复苏。随着布鲁纳、奥苏伯尔等一批认知心理学家开展了大量富有创造性的工作，使得学习理论的研究自桑代克之后又进入了一个辉煌时期。

同行为主义不同，认知主义认为学习在于个体内部认知结构的变化，学习是一个比S-R联结要复杂得多的过程。尽管不同的认知主义理论家对于学习者如何进行认知加工持不同的观点，但是他们都持有如下共同的假设。

一、格式塔心理学的学习理论

格式塔心理学（Gestalt Psychology）于1912年创立于德国柏林大学，故又称为“柏林学派”。后来它在美国发展成为西方现代心理学的主要流派之一。其创始人是马克斯·惠特海默（M.Wertheimer）、沃尔夫冈·苛勒（Wolfgang Kohler）、库尔特·考夫卡（Kurt Koffka）。

格式塔（Gestalt）是一个德语词，意即构型或模型。这一学派的成员认为，我们将世界经验视为有意义的整体。我们看到的并不是孤立的刺激，而是聚集为有意义构型或Gestalten（Gestalt的复数）的刺激。我们看到的是人、椅子、车、树和花。我们并未看到线条、轮廓和颜色的碎片。

行为主义者倾向于将大脑视为感觉的被动接收器，感觉又反过来产生反应。而对于格式塔理论家而言，大脑并不是环境信息的被动接收器和储藏室。大脑以某种方式作用于正在输入的信息，使这些信息更有意义，更富有组织性。这并不是习得的技能，大脑的“天性”就在于赋予感觉信息组织和意义。

大脑对信息的组织和加工遵循着一条最高的原则即“完形趋向原则”。考夫卡将完形趋向原则界定为：“心理组织将始终如控制性的环境所允许的一样好。”“好”这个词，考夫卡指的是诸如简单、完整、简洁、对称或和谐这样的性质。换句话说，每个心理事件都存在着朝向有意义的、完整的和简单的倾向。

格式塔学派的成员关于学习最重要的研究是由苛勒进行的，他于1913年至1917年在加那利群岛特纳利夫岛的柏林大学类人猿研究站以大猩猩为被试，进行了大量学习实验研究。这些研究主要是给大猩猩设置各种各样的问题，并观察大猩猩解决这些问题的过程表现，以此来探索人类学习的心理机制。

图2-6 “叠箱问题”实验

在实验中，苛勒常常会设置这样的场景：把一只饥饿的黑猩猩关在笼子里，香蕉挂在笼子高处，使黑猩猩无法够到。同时，他又在笼子里放了一个箱子，然后悄悄地躲在一旁，观察黑猩猩能否发现箱子的用处。因为拿不到香蕉，黑猩猩在笼子里焦躁不安，发出愤怒的吼声，来回跳个不停。有时，它甚至会拉着箱子到处乱转，跑累了，就把箱子扔到一边。显然，这时箱子只是它撒气的对象。过了一段时间后，它似乎领悟到了什么，迅速跑到箱子处，把箱子拖到香蕉下面，爬上去，轻轻松松地拿到了食物。

图2-7 “接竿问题”实验

在另一个实验中，苛勒把一只黑猩猩关在笼子里，在笼子外它够不到的地方放了一串香蕉。黑猩猩手中有一根短棍，但不够长，无法够到香蕉。在笼外不远处有一根长棍，苛勒在考验黑猩猩能否用手中的短棍把长棍拨过来，然后用长棍够到香蕉。一开始，黑猩猩拼命地用手中的短棍去够香蕉，但都失败了。它很着急，就拼命地咬笼子，但也是徒劳。然后，它又不停地打量笼子四周，过了好一会儿，突然跳向笼边，用手中的短棍把长棍拨到身边，并用长棍拿到了食物。拿到食物的它似乎很得意。

在上述任何一种情况中，动物都拥有解决问题所需要的所有成分，问题仅在于以恰当的方式将这些成分组合在一起。

对于格式塔论者来说，学习是一种认知现象。他们认为个体通常在获得问题的解决方法之前，要经过一段相当长的时间，被称作前解决阶段。

在这一阶段有机体将进行思考，并“最终看到”问题的解决方法。格式塔心理学家对这一段时间内发生事情的描述接近试误学习概念，但他们所指的试误学习是认知的而不是行为的。学习者将思考解决问题所需的所有成分，起初以这种方式，随后又以其他方式将各种成分聚在一起，直到问题解决。解决方法的产生是突然出现的，也就是说，有机体对问题的解决方法产生了顿悟。问题仅能以未解决和已得到解决这两种方式存在。在这两种状态之间不存在部分解决状态，学习是不连续的。

顿悟学习有四个特征：（1）从前解决阶段到解决阶段的转变是突然的、完整的；（2）以通过顿悟得到的解决方法为基础的操作或表现通常是流畅的、没有错误的；（3）通过顿悟得到的问题解决方法会保持相当长的时间；（4）通过顿悟得到的原理较容易应用于其他问题。

惠特海默比较了机械记忆与基于格式塔原理的问题解决。通过前者，学习者学习到事实或规律，但没有真正理解他们。这种学习是僵化的，而且容易遗忘，仅能应用到有限的情境。然而，根据格式塔原理进行的学习，是基于对潜在问题性质的理解。这种学习来自个体内部，而不是他人强加的；它很容易得到泛化，并能够长时间地记忆。人们在不理解所记住的事实和规则就加以使用时常常会犯愚蠢的错误，例如，一位护士值夜班巡视时叫醒患者，给他们吃下安眠药。

惠特海默描述了一个由卡托纳于1940年进行的实验。在这个实验中，递给一组被试一张写有如下15个数字的纸条，要求他们学习数字15秒。

1 4 9 1 6 2 5 3 6 4 9 6 4 8 1

被试观察后，实验者要求他们按原来呈现的顺序将数字复写出来。大多数被试仅能够写出少数几个数字。一周后，大多数被试一个也记不起来。另一组被试在看数字前，实验者要求他们从中找出一定的模式，一看到这一系列的数字，其中一些被试声称，“这些是数字1至9的平方”。看出模式的被试不仅在实验中而且在实验数周乃至数月后仍能够完整地复写出来。因此，我们再次看到，基于对问题解决情境规律理解的学习，会非常深刻，并能够近乎完整地长时保持。

还要指出的是，这个实验中并没有涉及外部强化。唯一的强化是内在的，而且是在学习者获得对问题解决方式的领悟时产生的。格式塔心理学家假定，当有机体面临问题时会产生认知失衡状态，而且这种状态将一直持续到问题得到解决为止。解决方法对于问题解决者而言，就相当于汉堡对于饥饿的人一样。在某种意义上，认知失衡具有动机属性，他们会使有机体力图重新获得心理系统的平衡，根据完形趋向原则，认知平衡比认知失衡更令人感到满意。自格式塔心理学家的早期研究后，强调内部强化而反对外部强化就成为大多数认知理论的特征。

因此，在格式塔理论家看来，学习是令个人感到满足的，它不需要外部强化的推动，格式塔取向的课堂将体现出师生间给予-获得的关系。教师将帮助儿童理解关系，并将他们的经验组成有意义的模式。设计一次格式塔的学习经验，包括由熟悉的知识开始，而且教育过程中的每一步都基于已经获得的知识。课堂的所有方面都可以被划分为有意义的单元，而且这些单元本身必须与全面概念或经验相关。格式塔取向的教师必须使用授课技术，但要坚持允许进行师生间的互动，最重要的是，要避免对事实或规律的机械记忆。只有当儿童掌握学习经验中涉及的原理时，他们才能真正理解他们，当所学的知识得到理解而不是被记住时，它才能被应用到新的情境中，并被长时间地保持。

二、奥苏伯尔的有意义言语学习理论

奥苏伯尔（David P.Ausubel）是当代美国著名的教育心理学家。他积极从事课堂教学环境中儿童知识学习过程的研究。他的学习理论和教学思想以“认知结构同化论”为基础，系统地阐述了有意义言语学习的实质、条件和种类。他提倡在课堂教学中儿童以有意义的接受学习为主，教师以讲授为主，教师适当采用“先行组织者教学模式”，可以提高儿童的学习效果。

奥苏伯尔的认知结构同化论认为，一个事物的意义是它在人的心理上，即人的意识中引起一个与该事物相当的映像。同样，一个概念的心理意义也是在于它与头脑中已有的观念相当。总之，客观的事物或观念必须在人的意识中具有可与之相等的“东西”才有意义，这个“东西”就是认知结构。所谓“认知结构”是指学科知识的实质性内容在学习者头脑中的组织。它由有组织的、稳定的概念组成。认知结构的构成遵循“不断分化”和“综合贯通”的原则，使其形成一个按层次高低和纵横联系组织起来的“金字塔”式的结构。处于结构顶端的是最抽象和概括性最强的知识或概念，下面是逐级向下分化的从属概念、命题或具体信息。

图2-8 知识结构

基于这种观点，奥苏伯尔认为新知识的学习必须以已有的认识结构为基础。学习新知识的过程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，用来“固定”或“归属”新知识的过程。过程的结果导致原有认知结构不断地分化和整合，使学习者获得了新知识或清晰稳定的意识经验，原有的知识也在同化过程中发生了意义的变化。

奥苏伯尔的知识学习理论之所以被称为“有意义言语学习理论”，是因为该理论强调学生的知识学习主要是通过对语言文字所表述的概念、原理和事实信息的意义理解来获得知识的。知识学习的真正目的在于理解语言文字或符号所代表的知识的实质性内容。这些实质性内容包括具体的事实、概念和原理。同时，奥苏伯尔认为，知识的作用是提高人们对客观事物的认识，指导人的各项实践活动。学习知识不仅是记住和背诵用语言文字所表述的知识的词句，而是理解和掌握前人或他人对客观事物的属性和规律性东西的认识，并将他人的认识转变成自己的认识。知识的有意义学习必然以有意义的知识内容和已有的知识经验为基础，加上有意义学习的心向。此三者构成了有意义学习的充分必要条件，是有意义学习的基础和前提条件。

奥苏伯尔对学习的划分

奥苏伯尔根据学生知识学习的形式和性质，对学习作出基本的类别划分。他首先根据学生学习的形式和性质，将学习分为“接受学习”和“发现学习”两种。所谓接受学习，就是学习的主要内容是以定型的形式呈现给学习者，学习者在学习过程中不需要任何发现，只需要将语言文字所表述的知识内化到自己的认知结构中，以便将来适时再现或应用。而发现学习的特征是，学习的主要内容不是完整而容易地给予学生的，在学生能够内化之前，必须由他们亲自去发现，发现之后再内化到认知结构中去。

奥苏伯尔根据知识学习过程的不同性质，将学习分为意义学习和机械学习。意义学习是指语言文字或符号所表述的新知识能够与学习者认知结构中已有的有关旧知识建立一种实质的和非人为的联系。以下两个先决条件是划分意义学习和机械学习的标准：（1）学习者表现出一种意义学习的心向，即表现出一种把新学的材料同他已了解的知识建立非任意的、实质性联系的意向。（2）学习任务对于学习者具有潜在意义，即学习的任务能够在非任意的和非逐字逐句的基础上同学习者知识结构联系起来。这里所说的“实质性联系“或“非逐字逐句的联系”是指新的知识或新的观念与学习者认知结构中已有的事物表现、已经被理解的符号、概念、命题或观念的联系。所谓“非任意的联系”，也可称为“非人为的联系”。是指新知识与学习者认知结构中的有关观念建立起一种合理的或逻辑基础上的联系。

当然意义学习和机械学习的划分也不是绝对的。奥苏伯尔认为这两种学习仅是处在一个连续体的两个极端。概念、命题和原理的学习是意义学习。而符号学习便具有某种机械学习的逐字逐句的性质。有时机械学习和意义学习也会同时发生。

教学中的先行组织者策略

奥苏伯尔有意义言语学习理论的核心思想是，有意义学习必须以学习者原有的认知结构为基础。奥苏伯尔认为认知结构对新知识获得和保持的影响因素主要有三个：（1）认知结构中对新知识起固定作用的旧知识的可利用性；（2）新知识与同化它的原有旧知识之间的可辨别性程度；（3）认知结构中起固定作用的旧知识的稳定性和清晰性程度。

为提高学习效果，发挥认知结构中三个变量在新知识学习中的积极作用，促进学习的有效迁移，奥苏伯尔提出了所谓“先行组织者”教学策略。这种策略也是促进学习迁移的一种有效策略。先行组织者教学策略就是在向学生传授新知识之前，给学生呈现一个短暂的具有概括性和引导性的说明。这个概括性的说明或引导性材料用简单、清晰和概括的语言介绍新知识的内容和特点，并说明它与哪些旧知识有关，有什么样的关系。使用先行组织者的目的在于：（1）为新知识的学习提供可利用的固定点，即唤醒学习者认知结构中与新知识学习有关的旧知识或旧观念，增强旧知识的可利用性和稳定性。（2）说明新旧知识之间的本质区别，增强新旧知识之间的可辨别性。

组织者可根据它的作用而分为两类：一类是陈述性的组织者，它的作用在于为新知识的学习提供适当的起固定作用的旧知识，提高有关旧知识的可利用性；另一类是比较性组织者，他的作用在于比较新知识与认识结构中有关相似知识的区别和联系，从而增强似是而非的新旧知识之间的可辨别性。奥苏伯尔和其同时进行的一系列实验向我们证明了先行组织者在教学中起到的重要作用。

1960年，美国心理学家奥苏伯尔比较了两组被试学习有关钢的性质的材料。实验组在学习该材料之前，先学习一个“陈述性组织者”。“陈述性组织者”强调了金属与合金的异同、各自的利弊和冶炼合金的理由。控制组在学习之前，先学习了一个有关炼钢和炼铁方法的历史说明材料，虽然这个材料可以提高被试的学习兴趣，但没有提供可以作为理解钢的性质的相关内容。结果两组被试在学习钢的性质的材料之后，学习成绩有显著差异（见表2-1）。

表2-1 “陈述性组织者”对后续学习的影响

“先行组织者”的积极效果对言语和分析能力相对较低的学习者更为明显。因为这些学习者自身不能很好地把新旧材料联系起来，而在“先行组织者”的帮助下能够找到支撑点，继而加强理解与记忆。所以“陈述性组织者”不仅用学生能懂的语言为他们的学习提供了适当的支撑点，而且促进了他们有意义学习的心向，避免了不必要的机械记忆。

在另一个实验中，奥苏伯尔和约瑟夫利用“比较性组织者”促进了对虽然相似但有矛盾的材料的学习。他们将被试分成两组，即实验组和控制组，都是先学习佛教材料，后学习禅宗佛教材料。实验组在学习佛教材料前，先学习一个“比较性组织者”，它指出佛教与基督教的异同；在学习禅宗佛教材料之前，又学习另一个比较佛教与禅宗佛教异同的“比较性组织者”。而控制组在学习第一个材料之前先学习一个历史材料，在学习第二个材料之前先学习一个传记性材料。实验结果见表2-2。

表2-2 “比较性组织者”对后续学习的影响

前一个“比较性组织者”对佛教知识的学习与保持起到显著的促进作用；后一个“组织者”对学习与保持并没有起到显著作用。两组的禅宗佛教测验分数相近，原因可能是先前的佛教知识学习和巩固本身为后续的禅宗佛教学习起了“组织者”的作用，从而部分抵消了外加的“组织者”的作用，即后者的差异并不显著。

三、加涅的信息加工学习理论

罗伯特·米尔斯·加涅（1916-2002），美国教育心理学家，信息加工理论的代表人物之一。加涅可以称得上是各流派学习理论的集大成者，他以一种极为宽容的态度，客观地评价各家的学说，并合理地采纳有价值的研究成果，形成了既有理论支持也有技术操作支持的学习理论。这一理论解释了大部分课堂学习，并提出了切实可行的教学策略。

学习的信息加工模式

加涅认为，学习的模式是用来说明学习的结构与过程的，它对于理解教学和教学过程，以及如何安排教学事件具有极大的应用意义。他提出了影响深远的信息加工的学习模式。

图2-9 学习的信息加工模式

这个模式描述了信息从一个假设的结构流到另一个假设的结构中去的过程：首先，学习者从环境中接受刺激，刺激推动感受器，并转变为神经信息。这个信息进入感觉登记，这是非常短暂的记忆储存，一般在百分之几秒内就可把来自各感受器的信息登记完毕。有些部分登记了，其余部分很快就消逝了，这涉及注意或选择性知觉的问题。被视觉登记的信息很快进入短时记忆，信息在这里可以持续二三十秒，如果想要保持信息，就得采取复述的策略。当信息从短时记忆进入长时记忆时，信息发生了关键性转变，即要经过编码过程。所谓编码，不是把有关信息收集在一起，而是用各种方式把信息组织起来。信息是经编码形式储存在长时记忆中的。一般认为，长时记忆是个永久性的信息储存库。当需要使用信息时，需经过检索提取信息。被提取出来的信息可以直接通向反应发生器，从而产生反应，也可以再回到短时记忆，对该信息的合适性作进一步的考虑，结果可能是进一步寻找信息，也可能是通过反应发生器作出反应。

在这个模式图中，很值得我们注意的是“预期事项”和“执行控制”这两部分的作用。期望事项是指学生期望达到的目标，即学习的动机。正是因为学习者对学习有某种期望，教师给予的反馈才会具有强化作用。换言之，反馈之所以有效，是因为反馈能肯定学习者的期望。执行控制即加涅学习分类中的认知策略，执行控制过程决定哪些信息从感觉登记进入短时记忆，如何进行编码、采用何种提取策略等。由此可见，“期望事项”与“执行控制”在信息加工过程中起着极为重要的作用。

学习阶段及教学设计

加涅认为，学习是一种内部过程，但受外部刺激或事件的影响。外部事件可以用激化、维持、促进或增强学习内在过程的种种方式加以计划和执行，这就称之为教学。

从学习的信息加工模式中可以看出，学习是学习者与环境之间相互作用的结果。学习过程是由一系列事件构成的。加涅认为，每个学习动作可以分解成八个阶段。图2-10左边是学习阶段，其中方框上面是该阶段的名称，里面是该阶段内部的主要学习过程；右边则是教学事件。这样，学生内部的学习过程一环接一环，与此相应的学习阶段把这些内部过程与构成教学的外部事件联系起来了。

图2-10 学习阶段与教学事件

动机阶段 有效的学习必须要有学习动机，这是整个学习的开始阶段。动机的形式多种多样，在教育教学情境中，首先要考虑的是激发学习者进行学习活动的动机。它是借助于学习者内部产生的心理期望过程而建立起来的。期望就是指学习者对完成学习任务后将会得到满意结果的一种预期，它可以为随后的学习指明方向。

但是，在有些场合下，学习者最初并没有被达到某种目的的诱因所推动，这时就要帮助他确立学习动机，形成学习期望。理想的期望只有通过学习者自己的体会才能形成，而不能仅仅通过教师告诉学习者学习的结果来形成。因此，为了使学习者形成理想的期望，在学习者实际获得某种知识和技能之前，应先作出安排使学习者达到某种目标，以便向学习者表明他们能够达到预期的目标。

领会阶段 有了学习动机的学习者，首先必须接受刺激，即必须注意与学习有关的刺激，而无视其他刺激。当学生把所注意的刺激特征从其他刺激中分化出来时，这些刺激特征就被进行知觉编码，储存在短时记忆中。这个过程就是选择性知觉。

为了使学习者能够有效地进行选择性知觉，教师应采用各种手段来引起学习者的注意，如改变讲话的声调、手势动作等；同时，外部刺激的各种特征本身必须是可以被分化和辨别的。学习者只有对外部刺激的特征作出选择性知觉后，才能进入其他学习阶段。

习得阶段 当学习者注意或知觉外部情境之后，学习者就可获得知识。而习得阶段涉及的是对新获得的刺激进行知觉编码后储存在短时记忆中，然后再把它们进一步编码加工后转入长时记忆中。

在短时记忆中暂时保存的信息，与被直接知觉的信息是不同的。在这里，知觉信息已被转化成一种最容易储存的形式，这种转化过程被称为编码过程。当信息进入长时记忆时，信息又要经历一次转换，这一编码的目的是为了保持信息。如用某种方式把刺激组织起来，或根据已经习得的概念对刺激进行分类，或把刺激简化成一些基本原理，这些都会有助于信息的保持。在此过程中，教师可以给学习者提供各种编码程序，鼓励学习者选择最佳的编码方式。

保持阶段 学习者习得的信息经过复述、强化后，以语义编码的形式进入长时记忆储存阶段。对于长时记忆，人类至今了解不深，但有几点目前是清楚的：第一，储存在长时记忆中的信息，其强度并不随时间进程而减弱，如七八十岁的老人回忆孩提时的事情往往比当天的事情更清楚；第二，有些信息因长期不用会逐渐消退，如一个人已习得的外语单词会因经常不用而遗忘；第三，记忆储存可能会受干扰的影响，新旧信息的混淆往往会使信息难以提取。因此，如果教师能对学习条件作适当安排，避免同时呈现十分相似的刺激，可以减少干扰的可能性，从而提高信息保持的程度。

回忆阶段 学习者习得的信息要通过作业表现出来，信息的提取是其中必需的一环。相对其他阶段而言，回忆或信息提取阶段最容易受外部刺激的影响。教师可以利用各种方式使学习者得到提取线索，这些线索可以增强学习者的信息回忆量。但作为教师，最重要的是指导学习者，使他们为自己提供线索，从而成为独立的学习者。所以，对于教学设计来说，通过外部线索激活提取过程固然重要，但更重要的是使学习者掌握为自己提供线索的策略。

概括阶段 学习者提取信息的过程并不始终是在与最初学习信息时相同的情境中进行的。同时，教师也总是希望学习者能把学到的知识运用于各种类似的情境中去，以达到举一反三的目的。因此，学习过程必然有一个概括的阶段，也就是学习迁移的问题。为了促进学习的迁移，教师必须让学习者在不同情境中学习，并给学习者提供在不同情境中提取信息的机会；同时，更为重要的是，要引导学习者概括和掌握其中的原理和原则。

作业阶段 一个完整的学习过程需要有作业阶段似乎是不言而喻的，因为只有通过作业才能反映学习者是否已习得了所学的内容。作业的一个重要功能是获得反馈；同时，学习者通过作业看到自己学习的结果，可以获得一种满足。

当然，作业主要是给教师看的。一般来说，仅凭一次作业是很难对学习者的学习情况作出判断的，有些学习者可能碰巧做得很好，有些学习者则可能碰巧做得不理想，因此教师需要几次作业才能对学习者的学习状况作出判断。

反馈阶段 当学习者完成作业后，他马上意识到自己已经达到了预期的目标。这时，教师应给予反馈，让学习者及时知道自己的作业是否正确，从而强化其学习动机。当然，强化在学习过程中之所以起作用，是因为学习者在动机阶段形成的期望在反馈阶段得到了肯定。

教师在提供反馈时，不仅可以通过“对”或“错”、“正确”或“不正确”等词汇来表达，而且可以使用点头、微笑等许多微妙的方式反馈信息。同时，反馈并不总是需要外部提供的，它也可以从学习者内部获得，即进行自我强化。例如，学习者可以根据已经学过的概念、规则，知道自己的答案是否正确。

总之，加涅认为教师是教学活动的设计者和管理者，也是学习者学习效果的评定者。一个完整的学习过程是由上述八个阶段组成的。在每个学习阶段，学习者的头脑内部都进行着信息加工活动，使信息由一种形态转变为另一种形态，直到学习者用作业的方式作出反应为止。教学程序必须根据学习的基本原理来进行。在学习结果（即言语信息、认知策略、智慧技能、动作技能、态度）确定之后，它们必须按照教学工作目标的适当顺序安排。有效的教学要求教师根据学习者的内部学习条件，创设或安排适当的外部条件，促进学习者有效地学习，以实现预期的教学目标。