程序性知識的學(xué)與教課件

本章內(nèi)容概覽第一節(jié)程序性知識的學(xué)習(xí)概述第二節(jié)程序性知識的學(xué)習(xí)過程與遷移第三節(jié)程序性知識的教學(xué)策略第1頁/共61頁第一節(jié)程序性知識的學(xué)習(xí)概述一、程序性知識的概念與表征（一）程序性知識的概念程序性知識是關(guān)于“怎樣做”的知識，是個體用于完成某項任務(wù)或解決某類問題的程序或一套行為步驟。傳統(tǒng)上的技能即程序性知識，包括智力技能和動作技能。例如，面積的計算方法、文章的寫作步驟等第2頁/共61頁（二）程序性知識的表征程序性知識是以產(chǎn)生式及其系統(tǒng)來表征的。產(chǎn)生式是表征程序性知識的最小單位。1970年，Newell&Simon將計算機(jī)科學(xué)的產(chǎn)生式概念引入心理學(xué)，用于表征技能Anderson(1976,1983)提出，程序性知識是以產(chǎn)生式及其系統(tǒng)來表征的第3頁/共61頁1.產(chǎn)生式產(chǎn)生式是一系列以如果-那么形式表示的規(guī)則。一個產(chǎn)生式是一個由條件（conditions）和動作(actions)組成的指令，即C-A規(guī)則。條件是產(chǎn)生式必須具備的情況概述（用if從句表示）動作則指由條件引起的外部行為或在記憶中發(fā)生的變化（用then從句表示）第4頁/共61頁產(chǎn)生式舉例1：識別圓如果圖形是兩維的 且圖形是封閉的且圖形上各點距中心的長度相等那么判斷該圖形為圓，并說出這是“圓”產(chǎn)生式舉例2：強(qiáng)化如果目標(biāo)是增加兒童的注意行為 且兒童注意時間比以前稍微延長那么對兒童進(jìn)行表揚(yáng)第5頁/共61頁2.產(chǎn)生式的C-A規(guī)則與行為主義的S-R的異同相同點：每當(dāng)S出現(xiàn)或C滿足時，就產(chǎn)生反應(yīng)（R）或活動（A）。不同點：產(chǎn)生式中的C是保持在短時記憶中的信息，而非外部刺激；A既可以是外顯動作反應(yīng)，也可以是內(nèi)在的心理活動或運(yùn)算。第6頁/共61頁3.產(chǎn)生式與命題的區(qū)別：以三角形的定義為例以命題形式貯存，可以回答“什么是三角形”：三角形是三條邊首尾相連組成的閉合圖形。以產(chǎn)生式的形式貯存，人們能對呈現(xiàn)出的圖形是不是三角形做出判斷。

如果已知一個圖形是兩維的且該圖形有三條邊且該圖形是封閉的那么識別此圖形是“三角形”因此，以命題形式貯存的陳述性知識是再現(xiàn)信息能力的基礎(chǔ)；以產(chǎn)生式貯存的程序性知識是操作信息能力的基礎(chǔ)。

第7頁/共61頁4.產(chǎn)生式系統(tǒng)簡單的產(chǎn)生式只能完成單一的活動。經(jīng)過練習(xí)，多個產(chǎn)生式可以組成復(fù)雜的產(chǎn)生式系統(tǒng)當(dāng)產(chǎn)生式1的活動/動作為產(chǎn)生式2的發(fā)生提供了條件時，互相聯(lián)系的產(chǎn)生式構(gòu)成了產(chǎn)生式系統(tǒng)。產(chǎn)生式系統(tǒng)是復(fù)雜技能的心理機(jī)制。第8頁/共61頁

例子：分?jǐn)?shù)的加法

1/2+1/3=？第9頁/共61頁?

+

1/3

633/6第10頁/共61頁

程序性知識具有自動化的特點產(chǎn)生式貯存于長時記憶之中，只要遇到符合它的條件，就會被激活，后面的產(chǎn)生式會依次執(zhí)行其動作項，直到完成所有步驟，得出結(jié)果。產(chǎn)生式系統(tǒng)中的條件和動作之間的聯(lián)系熟練化后，能在無意識中自動運(yùn)行。第11頁/共61頁二、程序性知識的分類（一）運(yùn)動技能與智力技能（二）模式識別程序與動作序列程序（三）加涅的智力技能層次論第12頁/共61頁（一）運(yùn)動技能和智力技能1.運(yùn)動技能運(yùn)動技能：即動作技能，指借助于對骨骼肌肉系統(tǒng)的協(xié)調(diào)而實現(xiàn)的外部操作活動方式。例如，開車、寫字、跳舞等。2.智力技能智力技能：即認(rèn)知技能，指借助于內(nèi)部言語在頭腦中進(jìn)行認(rèn)知活動的心智操作方式。如默讀、心算、寫作等第13頁/共61頁3.動作技能和心智技能的關(guān)系（1）區(qū)別：動作技能具有物質(zhì)性、外顯性和擴(kuò)展性，主要表現(xiàn)為外顯的肌肉骨骼的操作活動；心智技能具有觀念性、內(nèi)隱性和簡縮性，表現(xiàn)為內(nèi)隱的思維操作活動。（2）聯(lián)系：心智技能是動作技能的調(diào)解者和必要的組成部分，動作技能是心智技能形成的最初依據(jù)和外部體現(xiàn)的標(biāo)志。兩者相輔相成、相互制約、相互促進(jìn)。第14頁/共61頁（二）模式識別和動作序列程序1.模式識別程序：是對特定的內(nèi)部和外部刺激模式進(jìn)行識別、分類和判斷。

學(xué)會準(zhǔn)確把握產(chǎn)生式的條件項2.動作序列程序：指順利執(zhí)行、完成一項活動的一系列操作步驟。形成清晰的產(chǎn)生式，對產(chǎn)生式進(jìn)行綜合。是實際運(yùn)用規(guī)則的能力。模式識別程序與動作序列程序是不可分離的，模式識別是完成動作序列的前提條件。第15頁/共61頁產(chǎn)生式：模式識別程序—例1第16頁/共61頁產(chǎn)生式：模式識別程序例2第17頁/共61頁動作序列程序例1(4)飼養(yǎng)在野外抓到的青蛙。

產(chǎn)生式：第18頁/共61頁動作序列程序例2

(6)作y=3x+5的坐標(biāo)圖。

產(chǎn)生式：第19頁/共61頁（三）加涅的智力技能層次論運(yùn)用幾條規(guī)則完成某項任務(wù)運(yùn)用單一規(guī)則完成某項任務(wù)運(yùn)用概念的定義特征對事物分類識別具有共同特征的同類物體區(qū)分具體刺激物之間的不同點動作序列程序模式識別程序第20頁/共61頁四、概念、規(guī)則與程序性知識（一）概念1.概念的界定

符號所代表的具有共同關(guān)鍵特征的事物或性質(zhì)。例如，三角形2.概念的四個要素（1）概念名稱：用語詞命名（2）概念例子：正例或肯定例證、反例或否定例證（3）概念屬性：即關(guān)鍵特征，是概念正例的共同本質(zhì)特征（4）概念定義：對同類事物共同本質(zhì)屬性的概括3.概念學(xué)習(xí)：概括出同類事物的共同本質(zhì)特征，即關(guān)鍵特征；概念學(xué)習(xí)的最終結(jié)果是識別概念的新例子。第21頁/共61頁（二）規(guī)則/原理規(guī)則是反映某些事物之間必然聯(lián)系的概括性命題，具有規(guī)律性。包括公式、法則、原理、定律等。規(guī)則學(xué)習(xí)的實質(zhì)是學(xué)生能在體現(xiàn)規(guī)則變化的情境中適當(dāng)應(yīng)用規(guī)則，成為“動作序列程序”。第22頁/共61頁（三）概念和規(guī)則的兩種形態(tài)1.陳述性形態(tài)：以命題網(wǎng)絡(luò)形式貯存2.程序性形態(tài)：以產(chǎn)生式方式貯存3.對教學(xué)的指導(dǎo)意義防止兩種偏向：一是偏重概念與規(guī)則的知識掌握，忽視實際應(yīng)用二是偏重技能培養(yǎng)，忽視知識與技能之間的關(guān)系概念與規(guī)則作為程序性知識的應(yīng)用是由對概念與規(guī)則方面的陳述性知識轉(zhuǎn)化來的。第23頁/共61頁五、陳述性知識與程序性知識的關(guān)系（一）區(qū)別：1.陳述性知識是關(guān)于是什么的知識，是對事實、原理、特點的描述；而程序性知識是關(guān)于怎么做的知識，是用來解決問題的。2.表征方式不同：陳述性知識是以命題或命題網(wǎng)絡(luò)表征，而程序性知識是以產(chǎn)生式或產(chǎn)生式系統(tǒng)表征。3.陳述性知識是相對靜態(tài)的知識，是輸入信息的再現(xiàn)，程序性知識是在動態(tài)操作過程中的知識，要對信息進(jìn)行轉(zhuǎn)換和運(yùn)算，不同于輸入的信息。4.陳述性知識的提取是有意地、主動地激活有關(guān)命題的過程，激活速度慢；程序性知識是自動執(zhí)行，激活速度快。5.從學(xué)習(xí)和遺忘來看，陳述性知識習(xí)得和遺忘速度都快，程序性知識習(xí)得和遺忘速度都慢。第24頁/共61頁（二）聯(lián)系

1.陳述性知識是程序性知識形成的基礎(chǔ)。

2.程序性知識的掌握促進(jìn)陳述性知識的深化。第25頁/共61頁第二節(jié)陳述性知識的學(xué)習(xí)過程與遷移

一、程序性知識學(xué)習(xí)的一般過程二、運(yùn)動技能與智力技能的學(xué)習(xí)過程三、模式識別程序與動作序列程序的學(xué)習(xí)過程第26頁/共61頁一、程序性知識學(xué)習(xí)的一般過程

1.陳述性知識獲得階段掌握對程序性知識的陳述性表述，理解概念、規(guī)則和行動步驟的意義，并以命題網(wǎng)絡(luò)形式納入知識結(jié)構(gòu)中。

2.轉(zhuǎn)化階段通過在各種情況下練習(xí)應(yīng)用某規(guī)則，使該規(guī)則的陳述性形式向程序性形式轉(zhuǎn)化。

3.自動化階段程序性知識學(xué)習(xí)的最高階段，此時技能達(dá)到相對自動化的程度。第27頁/共61頁二、運(yùn)動技能和智力技能的學(xué)習(xí)過程（一）運(yùn)動技能的形成過程

1.認(rèn)知階段理解學(xué)習(xí)任務(wù)，形成目標(biāo)意象和目標(biāo)期望。

2.聯(lián)系形成階段

3.自動化階段第28頁/共61頁（二）智力技能的學(xué)習(xí)過程加里培林的智力技能階段理論智力技能的形成是一個由外部的物質(zhì)活動向內(nèi)部的心理活動轉(zhuǎn)化的過程活動定向階段物質(zhì)活動和物質(zhì)化活動階段出聲的外部言語階段無聲的外部言語階段內(nèi)部言語階段自動化階段

轉(zhuǎn)化階段陳述性知識階段第29頁/共61頁1.活動的定向階段給學(xué)生提供活動的原型，說明活動的目的、方法及操作程序讓學(xué)生明確活動的方向第30頁/共61頁

2.物質(zhì)活動和物質(zhì)化活動階段物質(zhì)活動是指對實物進(jìn)行操作的活動物質(zhì)化活動是指運(yùn)用實物的模像、圖片、模型、示意圖等進(jìn)行操作的活動。學(xué)習(xí)者以具體的、可見的實物或?qū)嵨飯D片等為支柱，把完成該操作的腦中的內(nèi)部操作活動以外顯的動作表現(xiàn)出來。第31頁/共61頁3.出聲的外部言語階段該階段不直接依賴實物而借助出聲言語進(jìn)行心智活動。智力活動擺脫了實物，以出聲言語充當(dāng)內(nèi)部操作的支持物是從外部物質(zhì)活動向內(nèi)部活動轉(zhuǎn)化的第一階段例如，減法：11-9=？第32頁/共61頁4.無聲的外部言語階段活動的完成是以不出聲的外部言語來進(jìn)行的，即喉頭、舌、嘴唇在動，只是未出聲。以聲音表象、動覺表象為支柱進(jìn)行智力活動該階段的外部形式及其實質(zhì)內(nèi)容與兒童的出聲言語無任何區(qū)別。第33頁/共61頁5.內(nèi)部言語階段該階段智力活動簡約化、自動化、熟練化，似乎不需要意識的參與而進(jìn)行智力活動，自己常常覺察不到其進(jìn)程。第34頁/共61頁三、模式識別程序與動作序列程序的學(xué)習(xí)過程（一）模式識別程序的學(xué)習(xí)過程1.概括化(generalization)2.分化(discrimination)第35頁/共61頁1.概括化概括化是對不同的同類刺激作出相同的反應(yīng)。概括化需要在同類刺激中抽取出共同的特征。安德森認(rèn)為，概括化就是產(chǎn)生式的變化，當(dāng)具有相同動作的兩個產(chǎn)生式同時被激活時，就自動出現(xiàn)概括化。概括化的結(jié)果：兩個產(chǎn)生式條件中的共同部分保留，構(gòu)成一個新的產(chǎn)生式的條件，動作部分與以前相同。第36頁/共61頁(1)如果圖形為平面的，且所有的邊相等，且邊數(shù)少于8條，那么將該圖形分類為正多邊形。

(2)如果圖形為平面的，且所有的邊相等，且邊數(shù)多于或等于8條，那么將該圖形分類為正多邊形。

(3)如果圖形為平面的，且所有的邊相等，那么將該圖形分類為正多邊形。第37頁/共61頁2.分化分化是對不同的刺激作出不同的反應(yīng)，分化需要找出兩個以上刺激間的差異。安德森(1980)認(rèn)為，概括化使某個程序的適用范圍擴(kuò)大，而分化使某個程序的適用范圍縮小。分化也是產(chǎn)生式的變化，其結(jié)果為產(chǎn)生式的條件增加。第38頁/共61頁

動作序列程序是在試誤與重復(fù)的過程中通過程序化和程序的組合兩個階段完成。1.程序化程序化指將動作序列從陳述性知識的表征轉(zhuǎn)換成程序性知識表征的過程，程序化之后執(zhí)行某個動作不再需要提取陳述性知識。第一步是把動作的各個步驟以命題的形式來記憶，學(xué)生通過閱讀、聽講或觀察他人記住各個步驟，在練習(xí)時一邊想一邊做。第二步是以產(chǎn)生式來表征各個步驟。促進(jìn)程序化的基本條件是練習(xí)與反饋。（二）動作序列程序第39頁/共61頁安德森(1982)通過大聲思維的方法研究了新的動作序列程序的習(xí)得過程，證實了程序化的過程是實際存在的。先讓學(xué)生閱讀兩個三角形全等的邊夾角的規(guī)則，然后讓學(xué)生運(yùn)用這一規(guī)則來解題。第40頁/共61頁2.程序的組合指經(jīng)過練習(xí)把若干個產(chǎn)生式合成為一個產(chǎn)生式，把簡單的產(chǎn)生式變換成復(fù)雜的產(chǎn)生式。程序組合的基本條件是有關(guān)聯(lián)的兩個產(chǎn)生式同時進(jìn)入工作記憶，第一個產(chǎn)生式的行為項成為第二個產(chǎn)生式的條件項，那么第一個產(chǎn)生式的條件項保留，兩個產(chǎn)生式的行為項合起來成為行為項，這就形成了一個新的復(fù)雜的產(chǎn)生式。

程序組合的作用：產(chǎn)生式數(shù)量的減少使激活的時間縮短，而產(chǎn)生式條件項的減少節(jié)省了工作記憶的容量，只要在工作記憶中激活產(chǎn)生式的條件項就會自動喚起一系列的動作。組合后的程序會使行為操作流暢快捷，但也會使人形成定勢。第41頁/共61頁舉例：合成新的產(chǎn)生式：第42頁/共61頁（一）奧斯古德的三維遷移模式可預(yù)測動作技能的學(xué)習(xí)遷移，但難以解釋復(fù)雜技能的遷移。（二）安德森遷移的產(chǎn)生式理論（1989）安德森提出：先后兩項技能學(xué)習(xí)產(chǎn)生遷移的原因是兩項技能之間產(chǎn)生式的重疊。重疊越多，遷移量越大。遷移的產(chǎn)生式理論是桑代克相同要素說的現(xiàn)代化，桑代克用刺激-反應(yīng)表征人的技能，不能反映技能學(xué)習(xí)的本質(zhì)，信息加工心理學(xué)家用產(chǎn)生式和產(chǎn)生式系統(tǒng)表征人的技能，抓住了遷移的心理實質(zhì)。四、程序性知識的學(xué)習(xí)遷移第43頁/共61頁安德森等人的實驗（Singley,1989)利用不同計算機(jī)文本編輯程序的學(xué)習(xí)來證實他的遷移理論。實驗中的被試為打字熟練的秘書人員，他們能理解文本編輯的含義。被試分三組：A組在學(xué)習(xí)編輯程序(被稱為EMACS編輯器)之前，先根據(jù)已經(jīng)作好標(biāo)記的文本練習(xí)打字；B組先練習(xí)另一種編輯程序，后練習(xí)EMACS編輯器；C組為控制組，從第一天起至最后一天(即第6天)一直學(xué)習(xí)EMACS編輯器。第44頁/共61頁說明：打字和文本編輯之間沒有共同產(chǎn)生式，但兩種文本編輯之間有許多共同的產(chǎn)生式。天數(shù)第45頁/共61頁第三節(jié)程序性知識的教學(xué)策略（一）選擇和設(shè)計學(xué)習(xí)課題的教學(xué)策略（二）促進(jìn)程序性知識理解的教學(xué)策略（三）指導(dǎo)練習(xí)的教學(xué)策略第46頁/共61頁

加涅的智力技能層次論，認(rèn)為高一級智力技能的學(xué)習(xí)是以低一級智力技能的學(xué)習(xí)為必要條件的。因此，教師在選擇和設(shè)計學(xué)習(xí)課題時：首先，鑒別該學(xué)科所要達(dá)到的終極目標(biāo)，然后，針對每個目標(biāo)鑒別相應(yīng)的子目標(biāo)，最后，將這些目標(biāo)由低級到高級排列程最佳遷移結(jié)構(gòu)，低級目標(biāo)放前，高級目標(biāo)放后。（一）選擇和設(shè)計學(xué)習(xí)課題的教學(xué)策略第47頁/共61頁

教師的示范、講解對學(xué)生掌握程序性知識具有很大促進(jìn)作用。戴維斯（1945）對運(yùn)動技能的學(xué)習(xí)中指導(dǎo)與發(fā)現(xiàn)的效果進(jìn)行比較研究。實驗分兩組學(xué)習(xí)射箭，甲組受到詳細(xì)指導(dǎo)，乙組自行嘗試，未受嚴(yán)格指導(dǎo)。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，經(jīng)過18次練習(xí)，指導(dǎo)組射中率為65%，發(fā)現(xiàn)組為45%。（二）促進(jìn)程序性知識理解的教學(xué)策略第48頁/共61頁1.示范、講解與讓學(xué)生說出示范動作相結(jié)合湯普森(L.Thompson)曾把兒童分為五組，在不同的示范方法下讓其學(xué)習(xí)裝配齒輪的七巧板。第49頁/共61頁2.把各個步驟充分展開加以示范

教師在示范時，要把程序的各個步驟充分展開，使學(xué)生準(zhǔn)確地把握動作的結(jié)構(gòu)與特點，更好地觀察、理解與模仿。教師必須要認(rèn)真演示每一個小的步驟，一定要讓學(xué)生了解構(gòu)成活動的各個動作以及動作之間的執(zhí)行程序，使學(xué)生對于活動有一個完整的映象，為今后的學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)。

智力技能與運(yùn)動技能同樣適用第50頁/共61頁3.降低示范速度，防止信息負(fù)擔(dān)過重在程序性知識學(xué)習(xí)的初期階段，示范動作必須慢速進(jìn)行。因為短時記憶容量有限。有人比較了兩種演示打結(jié)方法的效果，一種是在電影中呈現(xiàn)完整的打結(jié)過程，另一種是給學(xué)習(xí)者提供一套部分打完的結(jié)。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，后一種方法照顧學(xué)習(xí)者的個別需要，效果較好。第51頁/共61頁4.引導(dǎo)學(xué)生回憶并利用已掌握的有關(guān)技能

新學(xué)的技能常常包含了部分學(xué)會的技能，或者新技能是若干已學(xué)會技能的不同組合。教師在教學(xué)中應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生回憶過去學(xué)過的有關(guān)技能，分析新技能與原有技能的共同之處，這樣不僅可以使學(xué)生更好地理解新技能，而且有利于在下一階段原有技能向新技能的遷移。第52頁/共61頁5.給學(xué)生提供具體事例

教師在為學(xué)生講解各種新的概念和規(guī)則時，可以通過舉例子的方式促進(jìn)學(xué)生的理解。舉例子時要注意運(yùn)用變式和比較。變式是指提供多個正例，這些例子的本質(zhì)特征不變，無關(guān)特征要發(fā)生變化。比較是指既舉正例，又舉反例，以便突出概念的本質(zhì)特征。

第53頁/共61頁1.及時提供反饋信息2.設(shè)計變式練習(xí)題3.身體練習(xí)與心理練習(xí)相結(jié)合4.教學(xué)生正確選用練習(xí)方法5.激發(fā)并維持學(xué)生的練習(xí)動機(jī)（三）指導(dǎo)練習(xí)的教學(xué)策略第54頁/共61頁1.及時提供反饋信息反饋分為外部反饋和內(nèi)部反饋外部反饋是由外部感官提供的反饋，可以由學(xué)習(xí)者通過觀察獲得，也可