知识学习的学科建构与结构表征,学科领域知识学习及其认知机制研究

    【心理认知】关于知识学习的认知机制研究一直是心理学的研究热点，当代认知心理学摆脱了行为主义心理学关于知识学习的理论框架，转向考察和强调表征知识的心理结构。美国心理学家Anderson根据知识获得的心理加工性质与特点的不同，将知识分为陈述性知识和程序性知识。

       20世纪80年代末，心理学家Alexander提出了领域知识的概念，为认知学习研究开辟了一个新领域。2008年，我们承担国家社科基金项目“学科领域知识学习的问题表征和知识表征研究”，首次将领域知识引入学科教学，开展了学科领域知识学习及其认知机制的研究。

将领域知识引入学科知识形成学科领域知识

       领域知识是结构清晰、功能完善的知识表征形态，兼具外显清晰和内隐缄默的特性，对于个体在某个特定领域迅速构建起基础知识体系，同化和吸收新知识有积极作用。学科知识和学科学习具有很强的领域特点，不同的学科知识学习侧重培养不同学科领域的能力，学生学科能力的发展可以视为特定领域内领域能力的发展。领域能力形成的核心要素是领域知识，同样的，学科能力的发展依赖于学科知识。因此，我们可以将领域知识引入到学科知识，利用领域知识的结构特点对学科知识进行重新表征，形成学科领域知识。

       学科领域知识是指学生所拥有的关于某个特定学科范围内的所有知识，是关于某一学科中的那些具有一定相关性、逻辑性、操作性的知识按其知识属性、认知特性而加以组织形成的知识组块和认知操作图式。它包含了学理内容知识、认知过程知识和问题条件知识三个组成部分，分别与领域知识中的陈述性、程序性和条件性三种知识相对应，如下表。

     学理内容知识是用于描述事实、陈述观点或阐释关系的知识，具体表现为一个学科或知识单元里的概念、原理、关系、规则等反映事物内容、属性的知识，是回答“是什么，学什么”的静态的知识。认知过程知识是学科领域中关于认知活动的过程性和操作性的知识，是一套知识获取、认知操作和问题解决的规则或程序，是关于“怎么做，如何做”的知识，属于认知技能范畴，可以理解为是动态的知识。问题条件知识是与学科问题解决相关的条件性知识，是在特定的学科问题情境中进行问题解决时使用已有知识的限制性条件，用于解决“什么时候，为什么”使用知识，总是与问题情境紧密联系着，是一种状态性的知识形态。

     学科领域知识是学科知识中相关的知识群按照内在的知识联系和使用这些知识的情境联系起来的知识组块，其三维结构不仅涵盖了陈述性知识和程序技能，也包括了再认知操作中具有核心作用的元认知策略成分，具有完整性、交互性和动态性的特点。

 组构式和补充式：学科领域知识的教学策略

       围绕着如何进行更有效的知识学习，心理学家开展了大量关于教学内容改革和知识重组的研究，并形成了多种结构取向的教材。但这些教材在使用过程中都存在一定的问题。例如，知识结构的“螺旋式上升”编排不利于学生建构完整的知识体系；在教学实践中高估了学生的探索技能，过分重视探索性知识的研究，而忽略了学生对基础知识的掌握等。学科领域知识从学科知识内容的知识属性和学生学习的认知特性重构学科知识，既考虑了学科教学内容的特点，又兼顾了知识学习的心理规律。同时，由于学科领域知识具有很强的操作性，在学科教学中，可以采用组构式和补充式两种教学策略来组织领域知识化的学科内容，开展学科领域知识教学。

       组构式教学是指由教师（专家）重新组构学科内容单元，编写成新的学科内容单元，将领域化的学科知识组块作为学科教学材料。这种教学方式强调了学科知识的外部指导和所授知识的完整性与结构性，可以在短时间内帮助学生形成结构良好、知识全面的学科领域知识体系，但是在这种教学中，学习主体主要还是被动地接受知识，其思维操作和认知改组活动在学习过程中较为欠缺。

       补充式教学策略注重学生在知识学习过程中的自主建构，突出学生的主动性和能动性。在教学中，补充式教学策略是在不改变现行知识单元教学的前提下，根据领域知识的结构和特性，补充与该学科内容相关的知识，以完善学生的知识结构。通过教给学生知识表征重组的策略性知识，让学生对习得的内部知识体系进行重组表征，形成学科领域知识。

       为了考察学科领域知识教学对中学生学科教学的影响，我们开展了一系列的研究。李长虹等人利用组构式教学策略，对初中二年级的数学学科知识作出改编和重组，形成了学科领域知识单元，教学实践发现，学科领域知识教学可以显著提高学生的数学陈述性和程序性知识表征水平。为了更深入考察学科领域知识对知识表征的影响，我们采用更加全面的方法考察了组构式教学策略的积极影响。结果发现，经过学科领域知识教学后，学生的学理内容表征深度、程序过程知识发展水平和问题条件知识表征水平都要显著优于未接受学科领域知识教学的学生。在学科领域知识教学条件下，学生能够表征到知识更深层的联系，在问题解决过程中能够快速激活知识图式，并且能够在特定的问题情境下调控知识的使用和策略的运用。在初中化学的学科领域知识教学实践中也发现，不管是采用补充式教学策略还是组构式教学策略，学科领域知识教学对于优化知识结构、提高学习成绩具有显著的积极影响。

 学科领域知识的认知机制研究

       学科领域知识是一种结构化、功能化、应用化的知识表征形态，它与学科学习的结合，有助于我们从知识表征的视角探讨学生学科学习的心理机制。为了探讨学科领域知识与学科学习的内部机制的关系，考察领域知识丰富性的差异与认知机制的影响，我们在知识表征、问题表征、工作记忆等方面开展了研究。

       在学科领域知识表征的研究中，我们分别从学理内容知识、认知过程知识和问题条件知识三个方面来分析学生在知识学习中的变化。研究发现，学生的学习成绩与学科领域知识表征的水平是显著相关的。与中等生和学困生相比，学优生在学习过程中，能够表征到的基础知识更加全面，其认知过程知识表征主要集中在高级的概念化阶段，在问题解决过程中能够指向目标进行有序操作，并有可能达到自动化水平。面对特定问题情境时，学优生能较好地表征到关键信息，这些关键信息能够调控学理内容知识的使用和问题解决程序的执行。进一步的研究发现，不同学业水平学生的知识表征差异主要体现在认知过程知识和问题条件知识上。

       在问题解决中，丰富且结构良好的学科领域知识对表征层次和表征效率都有影响。研究发现，学科领域丰富组的中学数学问题的表征正确率显著高于贫乏组。这是因为丰富组能够同时利用表面特征和原理特征进行加工，而贫乏组对原理特征的编码会干扰其对表面特征的加工。同时，学科领域知识有助于提高学生对关键信息表征的正确率和效率，具有丰富学科领域知识的学生在问题表征过程中能够更好地表征到关键信息，建构起正确的问题表征空间。进一步研究探讨问题条件知识对中学生问题信息表征的影响，结果发现，在编码字面特征和要义特征时，贫乏组会产生干扰，再认时丢弃要义特征，仅以字面特征作为提取线索，因而正确再认率低；丰富组则无干扰现象，两种特征均作为再认线索，因而其正确再认率高。

       在学科领域知识与工作记忆的研究中，虽然没有发现学科领域知识与工作记忆通过交互作用而影响学业成绩，但发现了学科领域知识对记忆的影响：学习者的错误记忆产生量受其学科领域知识丰富性影响；清晰的非共性要义特征能有效降低错误记忆效应；学习者对特定学科知识真实记忆和错误记忆的表征方式不同。此外，学科领域知识优化了知识结构，其中认知过程知识和问题条件知识能显著预测工作记忆广度，这说明学科领域知识可能是工作记忆广度的积极影响因素。

       学科领域知识概念的提出，增强了知识在学科教育中的操作性，对教育教学改革、提高教学效率和教学质量具有启发意义，同时也为从知识表征的角度深入考察认知学习提供了一个全新的视角。进一步的研究，应关注学生在知识学习时的认知过程，研究学科知识学习中的认知机制，诸如工作记忆、注意选择、学科问题解决、知识表征等问题，以深化和丰富知识学习的心理机制研究。

 （作者单位：广州大学青少年心理发展与教育研究所；广州医学院卫生管理学院心理学系）