认知 人行为背后的思维与智能

第五章 语义丰富领域

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第六章

学习

学习的原理是学习者必须知道最后的结果，即其行为是否能得到改善。最好他还能得到关于在他的行为中哪些部分是满意的，哪些部分是不满意的信息。

学习的基本原理和分类

学习是一个系统中所发生的变化，它可以是系统作业的长久性的改进，又可以是有机体在行为上的持久性的变化。在一个复杂的系统中，由学习引起的变化可能是多方面的，也就是说，在同一个系统中可能包含着不同形式的学习过程，它的不同部分会有不同的改进。EPAM程序是一个学习程序，它可以再认，也可以建立新的图式。同样，人在学习中也可以获得新的产生式、新的行为。在某种意义上说，ISAAC程序也是一个学习系统，因为它能够学会和理解问题；UNDERSTAND程序也是一个学习系统，因为它能获得新的问题表征，并利用内部表征去解决新问题。

学习的原理是学习者必须知道最后的结果，即其行为是否能得到改善。最好他还能得到关于在他的行为中哪些部分是满意的，哪些部分是不满意的信息。对于学习结果的肯定就是一种报酬或鼓励，它能产生或加强学习动机。关于学习结果的信息和动机的共同作用，在心理学中叫作强化，其关系如下：

强化=结果的知识+报酬

(信息) (动机)

第六章 学 习

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认知

强化不一定是外在的，它也可以是内部的。人们做一件事，如果做得好，会产生一种满足感，这就是内部强化。强化可以是积极的，也可以是消极的。学习时必须有一个积极的学习动机。20世纪三四十年代的许多研究发现，不仅人类可以由内部动机驱使学习，而且白鼠的学习活动也可以有内部动机。

强化能给学习动机以支持，在教学中应该注意学习动机的作用。例如，教师在教学中要吸引学生的注意，激励他们的学习，就要注意学习材料的选择。学习材料太简单，学生精力不容易集中，容易产生厌烦情绪；学习材料太复杂，学生不容易理解，也会产生疲劳。可见，在学习中影响学习动机的因素是多方面的，其中包括学习材料的性质和构成等等。

任何学习都要求了解学习的结果。了解学习的结果可以促进学习，这条原理有时表现得并不明显。在对物体进行分类的学习实验中，在被试完成学习分类的任务时，不给他有关学习结果的信息，要他自己去确定分类的标准。例如，一个物体有两个维度：宽度和长度。假定有许多物体，有的宽而不长，有的长而不宽，要求被试进行分类，并且不给他们关于结果的反馈信息。实验时被试总是把相似的物体放在一起，把差别较大的分成另一组。分类的意图是要把组内距离缩小，组间距离扩大。在这种情况下，主试虽然没有告诉被试每次分类的结果，而被试在完成分类过程中实际上是得到了关于结果的信息。因此，任何学习都没有例外，都会获得对结果的了解，这种信息或者是外界提供的，或者是内部提供的。

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可以有许多方法对学习情景进行分类。一种分类法是看学习者在学习中做什么，看他们学习时的活跃程度如何；另一种分类法是看周围环境提供了什么信息，环境的丰富程度如何。例如，一种极端的情况是由教师随意讲，学生纯粹被动地听。当然，这只是所谓的“极端”情况。实际上没有任何一个学生完全像录音机一样地接受知识，他们学习时总会采取各种不同的策略。例如，有些学生是把教师讲的内容详细地记成笔记，以后再看笔记，重新提取应用；有的学生则只记他感兴趣的内容。课堂教学这种教学形式能够500年不衰，就在于它提供了一个场合，让教师给出信息而学生可以采取不同的策略来接收这些信息。即使一个没有经验的教师，他不敢面对学生，而经常背对着学生进行板书，他也是通过写字的方法不断地向学生发出信息。

由此可见，要了解学习过程，就必须分析教师与学生两个方面，分析教师如何发出信息和学生如何接收信息。

1. 发现法教学。

发现法教学就是教师提出一些简单的问题，这些问题中包含着某种基本原理，让学生用前面所讲的弱方法，也就是搜索的方法去解决。一旦问题解决了，他们也就学到了新的东西。

第六章 学习

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认知

例如老师出了两道题：

$$
( 3 + 2 ) ( 3 - 2 ) = ?
$$

$$
\left( 5 + 3 \right) \left( 5 - 3 \right) = ?
$$

学生在演算这些题目的过程中可以找到一些规律：

$$
( 3 + 2 ) ( 3 - 2 ) = 9 + 6 - 6 - 4 = 9 - 4 = 5
$$

$$
( 5 + 3 ) ( 5 - 3 ) = 2 5 + 1 5 - 1 5 - 9 = 2 5 - 9 = 1 6
$$

有的学生会发现中间两项可以消掉而省去一步计算；有的学生会进一步注意到数的平方关系，从解题中看出这无非是 $( a +$ $b ) ( a - b ) = a ^ { 2 } - b ^ { 2 }$ 的形式。这种方法是从少数具体模式中概括出一般的规律性。

1. 直接法教学。

直接教学法就是直接给出 $\left( a + b \right) \left( a - b \right) = a ^ { 2 } - b ^ { 2 }$ 的公式，让学生去套用。现在的教科书一般采取的就是这种方法。

这两种方法无论是从信息加工的观点看，还是从动机理论的观点看，似乎都很复杂，各有利弊。用发现法教学，学生可以在做中学，自己找到关键点，如 $a ^ { 2 } - b ^ { 2 }$ ，但他不可避免地也要做一系列与所要掌握的规律(公式）无关的机械活动。用直接法教学，虽然可以节约时间，但学生可能不懂公式的结构，在上例中就是不了解 $a ^ { 2 } - b ^ { 2 }$ 中的a、b与原式有什么关系。这样，学生只好死记硬背，容易厌烦。

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从教师如何发出信息和学生如何接收信息两方面来分析，发现法的“做中学”安排得是否恰当，要看学生用在搜索上和用在发现规律上的时间的比例。只有当用在搜索上的时间所占的比例小时才是有利的。因此，在进行发现法教学时出题不能太难，不能使学生搜索很久仍然不能发现规律，也不要让学生花了大量的时间却只得到少量的信息。当然，问题的难易与学生已有的知识有关。应该出那些只要学生认真做就能得出答案的问题。通过上述分析，我们可以得出一种很有用的教学方法：有指导的发现法，即教师经过周密的考虑，设计出一系列问题，一步一步地引导学生去发现规律的教学方法。

教师一般要通过考试和作业了解学生的理解程度，以便发现改进教学的途径，弥补学生所缺少的知识。但这样做会产生一个严重的问题，学生只能靠从教师那里得来的反馈才能了解自己的学习结果，而我们目前教师与学生的比例大约是1：100，即使教师的比例更大，反馈还是有很大局限性的。

学习过程

学习过程是对一系列符号的学习、存储及以后的提取和应用的过程。实现这一过程只靠记忆显然是不够的，学生还要利

第六章学习

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认知

用所得的信息进行创造。因此，要培养学生能够自己提取信息、进行分析、得出结论的能力，并且对自己的学习情况有一个正确的判断。一般说来，学习优秀的学生都有良好的判断技能。要训练学生能够判断自己是否正确，这就要靠大量的作业。有些学生不认真做作业，只靠查书、套例题来完成作业。这实际上只是学会了怎样模仿例题，而没有真正学到原理和解题的方法。如果训练学生自己分析解题过程，使他们知道学习结果，并对信息加工知识有所了解，那么，他们就会得到更大的收获。数学教科书里有许多例题，利用产生式是可以解这些题的。例如，解 $9 x + 1 7 = 6 x + 2 3$ ，从等号两边都减去6x，再减去17，然后两边都除以3，便可得出这个方程的解。即

$$
\begin{array} { c } { 9 x + 1 7 = 6 x + 2 3 } \\ { \ } \\ { 3 x + 1 7 = 2 3 } \\ { \ } \\ { 3 x = 6 } \\ { \ x = 2 } \end{array}
$$

用产生式解这道题有4个步骤，学生用“做中学”的方法学会解这道题，意味着掌握了一种规律，在长时记忆中形成了如下的一个产生式系统。

首先懂得当x解出来时，可以假设它为 $x { = } \mathrm { k }$ 。这样4个步骤就是：

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