分类：桑新民《学习科学与技术》
二、加涅信息加工理论的学习模型美国著名心理学和教学设计专家加涅（R. M. Gagné，1916-2002）吸取了信息科学和计算机科学的研究成果，运用信息加工的理论和方法来解释人类复杂的学习过程，并运用计算机来模拟人的学习活动，绘制出学习与记忆的信息加工模型[1]，如图3-2所示。从以下模型可以看出，人的学习与记忆是由加工系统、执行控制系统和预期系统三者相互影响、相互作用、协同活动的过程。[1] 引自 R. M. Gagne, Essentials of learning for instruction, 1974。
（一）加工系统与学习
加工系统又叫操作系统，由感受器、感觉登记器、工作记忆（又叫短期记忆）、长期记忆、反应发生器、效应器构成。学习者从外部环境中接受刺激从而激活感觉器官，感觉器官再将刺激转换成神经信息，这一信息进入一个叫做感觉登记器的结构，信息在这里保持极短的时间，大约只有1秒甚至只有几分之一秒的时间，这一阶段，绝大多数信息未受到注意，一小部分信息被注意选择，转换成学习者可以辨别的样式（比如书本上的符号或图形等），进入短期记忆（相当于计算机的内存）。 进入短期记忆的言语信息，存储的形式有两种：（1）听觉形式，即信息是学习者从自己内部听到的；（2）发音形式，即学习者听到自己在陈述信息。拨打电话是大家熟悉的一个例子，先要回忆电话号码，并听到自己在重复号码的印象。当然，在记忆自己见过的生活场景时，也可能使用视觉的印象。短期记忆存储信息的时间相对短暂，保持的时间约30秒并且容量有限，一次只能保持几个孤立的组块，平均7±2个组块，此时学习者应及时复述，信息就能保持较长时间，进入下一个加工阶段——长时记忆加工阶段，否则就被遗忘。 信息从短期记忆到达长期记忆（相当于计算机的硬盘），这里有一个最为关键的环节就是编码，它采用不同的手段将存储在短期记忆中的信息转化为有意义的组织形式。如将“149162536496481”编码为“1到9连续的平方”，这样就好记多了！至于编码的方式，可采用联想、押韵等，最好是你自己想出容易记忆的编码方式，不过要多加练习才会有效。被编码的信息存储于长期记忆之中。一些研究表明，长期记忆中的存储是永久性的，遗忘主要是由于人们从其中搜索和提取信息的编码信息遗失所造成的；经过短期记忆到达长期记忆的信息随时准备被提取。例如当新的学习，需要部分回忆起以前获得的某些知识时，就需要从长期记忆中检索并提取出这些相关信息，重新回到短期记忆中，而此时的短期记忆就成了你加工信息的工作场所，因此又称“工作记忆（working memory）”。比如，求直角三角形的斜边，工作记忆会将边、求平方和、平方根这样先前获得的知识提取出来并予以组合应用。 经过工作记忆加工的信息，便传导到反应发生器，这一结构首先决定着人们反应的基本形式，包括语言、躯体肌肉的活动等；其次，决定着它们行为表现的方式，所要完成的行为动作中的运动顺序和时间；接着开始激活效应器，这就产生了我们可以从外部观察到的活动方式。如学习者获得用笔写字这类的动作技能，则写字这种作业表现出来，便证实学习发生了。信息流最后一个环节，称之为反馈，它是来自于学习者所处的外部环境，是对学习者自己行为的观察和反思，并进行反馈调节。例如学习者学会了求三角形面积，则反馈便来自于成功计算出一个或多个三角形的面积。 （二）执行控制系统与学习
在信息加工的过程中，还有着一个非常重要的过程，即“执行控制”，如图3—4所示，它不与任何一个操作过程直接相连，对整个加工系统进行调节和控制，好比一个企业应专门有一个部门对整个生产过程各环节进行监督、协调和控制，以保证获得较高的生产效率和产品质量。人的学习活动也是如此，也需要对信息加工的过程进行调节和控制，从而提高学习和记忆的效率，如调节感觉系统，选择适当的信息加以注意；选择复述策略延长工作记忆中信息保持的时间；选择工作记忆和长期记忆中信息编码与表征的方式，如用各种记忆方法与编码方法来保持信息等。 （三）预期系统与学习
预期系统主要起定向作用，是信息加工过程的动力系统，它也不与操作过程直接联系，通常在学习开始之前就已经建立起来了，直接指向学习目的。具体表现为学习者达到其学习目的的动机。学习者要完成的目的会影响他们注意什么、如何对信息编码等过程。如以考试为目的，学生会采用上课偷懒、考试前突击复习的机械学习方式；以掌握知识、培养能力为目的定向的学生，会以积极的态度去对待学习任务，有意识地调节自我对学习材料的理解和掌握程度，倾向于采用精加工和组织策略把新知识与先前的知识联系起来。 要注意的是，以上三个系统的划分，是为了研究的方便，我们不能把三者截然分开，三个系统之间是紧密联系，相互影响、相互作用的。但运用这样一个解读学习与记忆的信息加工模型，不仅有助于我们对学习科学基本原理的理解和应用，而且能具体指导我们采取有效的学习与记忆策略，不断提高自己的学习质量。
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