李晶

【摘 要】針對認知摩擦影響學習者知識構建和問題解決的現(xiàn)象，基于認知心理學和交互設計學相關知識，分析教學中的知識獲取過程、認知摩擦的產生原因、以及降低認知摩擦的情境教學方法。研究發(fā)現(xiàn)：一是大腦信息加工過程中的記憶偏差和注意的局限性導致學生知識獲取時的認知摩擦，影響問題解決的高效性。二是知識輸入與知識處理之間的映射關系決定了認知摩擦大小，可以通過設計符合用戶心智的表現(xiàn)模型降低認知摩擦。三是情境教學通過增強知識輸入的熟悉度、以及知識輸入和內隱圖式之間的匹配度，可以降低認知摩擦。四是基于態(tài)勢感知降低認知摩擦的情境教學策略包括優(yōu)化知識呈現(xiàn)、了解學習者的認知能力和建立問題情境。

【關鍵詞】知識獲取;認知摩擦;情境教學;態(tài)勢感知;問題情境

中圖分類號：G642文獻標志碼：A? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1007-0125（2020）09-0147-02

教學過程中，學生能否靈活并恰當運用所學的知識技能解決現(xiàn)有的問題，是教學評價的重要指標。而學生能否在復雜的情境變化中，剖析出情境表象之中的核心不變問題，找出解決方案，更是教學目標的重中之重。目前，隨著多媒體技術的發(fā)展，大學課堂教學中的知識量大、知識結構的復雜性、學科知識之間的相嵌性等特點，使得教師所傳授的解決問題的方法或技能在何種場所使用的不可預見性增加，并且以何種方法和技能能夠有效解決問題的模糊性增大，往往導致了更多的理論脫離實踐、解決實際問題的能力較差等現(xiàn)象。

根據(jù)建構主義的觀點，知識的掌握不是一個接受、靜聽、復制的過程，而是學生基于自身經驗背景主動構建的過程。知識是學生主動構建并且內化得到的經驗，而教學的根本目的在于降低學生知識獲取的難度、減少知識構建的認知偏差——認知摩擦，幫助學生構建完整而準確的知識體系。在相關研究領域，Pinar等（1995）[1]在反思“課程開發(fā)范式”的基礎上，提出了“課程理解范式”，即課程教學需要從社會、政治、經濟、文化、種族等不同角度進行多元解讀，構建非線性的、開放的、豐富多彩的課程內容。李廣等（2008）[2]提出課程開發(fā)模式要更多重視社會文化背景等影響因素。Wragg等（1983）[3]提出過程模式的概念，指出課程研究應將關注點放在教學實踐上。施瓦布發(fā)起“概念重構主義者運動”，也提出了“實踐模式”，即“實踐-準實踐-擇宜”的方法。以上觀點都表明了當前的課堂教學模式需要從實體知識走向關系構建、從課程開發(fā)走向課程理解、從目標控制走向過程體驗。與此同時，情境教學方法應運而生，并逐漸受到越來越多的關注。圍繞教學內容創(chuàng)設形象、生動、具體的和有關聯(lián)的教學情境，可以幫助學生們了解問題的共性、異質、變式和延伸等方式，引導知識的融合和知識體系的構建，并最終促成高效的問題分析和解決。

當前關于情境教學的成果主要從課堂情境建設的重要性、來源及建設方向進行了分析，尚缺乏從學生的知識獲取認知機制出發(fā)，分析知識構建過程中的認知摩擦問題產生的根本原因和有效的解決方法。本文從大腦信息加工的角度出發(fā)，分析學生的知識獲取過程，以及認知摩擦對知識有效吸收和靈活運用的影響，探討有效降低認知摩擦的方法。

一、知識獲取中的認知摩擦問題

大腦知識獲取過程是感知信息與認知過程中的神經活動結合，并以生物的神經活動為載體進行信息負載的過程[2]。這個過程中，經視覺通道接收的信息首先負載于感光細胞中，然后通過大腦皮層負載于神經系統(tǒng)上，經過大腦的識別和解讀，盡力構建知識體系、尋找問題應對策略。認知心理學認為，人的心理活動是一種主動尋找、接收、編碼信息，并在一定的認知結構中對其進行加工的次序化過程。學生的知識獲取過程中，與智能相關的絕大多數(shù)信息均通過神經活動的方式被處理。因此，大腦知識獲取過程可以看作是大腦中信息如何表達的問題。

教學過程中，教師、知識、學生、多媒體技術等場景構成的統(tǒng)一體可以看作是一個交互系統(tǒng)。如圖1所示，教師作為知識的傳播者和知識獲取的信源，利用多媒體技術、肢體語言、語言表述、文字板書、實物道具等工具（知識獲取過程的信道），將知識通過視覺、聽覺、觸覺等通道輸入給學生，此時學生作為知識的接收者，是教學中知識獲取過程的信宿。這一過程中，學生并非被動地照樣接收所有通過感知覺通道輸入的信息。由于學生具有作為人的屬性的認知加工特性，因此，學生的知識接收又包括知識輸入、知識處理和知識輸出三個階段。其中，由于人的感、知覺特征具有信息的過濾功能，根據(jù)學生個體認知的“知識有用”和“知識無用”劃分方式，可以將知識輸入分為目標知識和干擾知識兩類。知識處理階段，受到年齡、學歷、文化背景等方面的影響，學生個體根據(jù)內隱知識結構、圖式和記憶的能力，對目標知識和干擾知識進行新/舊知識構建。

隨著“以人為本”的概念提出，交互設計中指出認知摩擦是“當人類智力遭遇隨問題變化而變化的復雜系統(tǒng)規(guī)則時遇到的阻力”。其闡述的是信息接收者與信息設計者之間的認知差異性，描述由于信息化程度不斷加深，信息膨脹導致信息傳遞不良的一種現(xiàn)象。教學過程中，認知摩擦可以看作是學習者（學生）與知識設計者（教師）對知識的認知之間存在的鴻溝;由于教師缺乏對學生先驗知識和認知學習方式的了解，造成知識設計不被學生理解，或者學習過程不順暢、學習存在困難等問題，沒有達到知識有效傳遞的預期效果的一種現(xiàn)象。因此，當教師所傳授的解決問題的方法或技能可以被學生們預見，并使其了解能夠遵循一定的原理規(guī)則來解決問題時，學生對知識的認知摩擦較低，學習效果較好;反之，當教師所傳授的解決問題的方法或技能在何種場所使用不可預見，或者方法和技能有多種問題解決模式，以及操作有較多層次時，學生對知識的認知摩擦較高，學習效果較差。

二、降低認知摩擦的情境教學方法

教學過程中，知識輸入和知識處理的最終目標是知識輸出的有效性，即學生將所學內容靈活地運用到實際問題當中，適應問題情境的復雜變化，剖析出情境表象之中的核心問題，找出問題解決方案。如圖2（a）所示，傳統(tǒng)的教學方式中，知識獲取過程和問題求解過程分為兩個模塊，而兩者之間融合和銜接度不夠，往往導致了知識獲取過程中的認知摩擦對問題求解過程的影響較大。例如概念的偏差導致應用出錯、問題求解操作過程模糊等問題常有發(fā)生。而情境教學方法是知識獲取過程和問題求解過程的結合，如圖2（b）所示，如果將問題解決的方案視為多個方案集合，則每個集合的構成都包括知識單元的種類及其組合結構，而將這些知識單元的種類及其組合結構有效結合的方式便是情境教學。情境教學通過增加知識單元之間的關聯(lián)關系、背景前提、影響和制約因素等輔助信息，增強學生知識輸入時的熟悉度、以及知識輸入和內隱圖式之間的匹配度，從而降低認知摩擦對其知識獲取的阻礙。

情境教學通過指導學生構建由知識種類和結構搭建的統(tǒng)一體，提高知識融合和問題解決的能力。態(tài)勢感知（Situation Awareness，SA）通過增強知識結構的相關性和情境應用性，幫助學生進行有效的知識體系結構構建。態(tài)勢感知的概念最早來源于航空人機交互領域，隨后逐漸深入到計算機科學與技術、戰(zhàn)略和戰(zhàn)術學、教育學、心理學和政治學等多個學科領域。根據(jù)Endsely在1988年提出的態(tài)勢感知的定義，“態(tài)勢感知就是在一定的時間和空間內對環(huán)境中的各組成分的感知、理解，進而閾值這些成分隨后變化狀況”。在教育學領域，Lei（2007）[4]等介紹了如何通過增強用戶態(tài)勢感知獲得更好的移動學習。Xhafa和Barolli（2015）[5]指出為了支持終生學習，學習者需要意識到他們的學習過程，并利用Endsley的態(tài)勢感知模型提出了一個支持自我調節(jié)的無縫學習場景框架，幫助學習者更好地完成學習目標。吳南中和王覓（2016）[6]基于態(tài)勢感知理論和技術，塑造了智慧學習環(huán)境空間，探究智慧學習空間形成的保障機制?？梢?，教學過程中隨著教學進程的推進、教學知識的復雜度增加（即知識種類的增多）、教學應用靈活性的增強（即知識組合結構的不斷豐富），要求學生能夠具有很好的態(tài)勢感知，以應對逐漸復雜的知識運用和技能操作。情境教學中的態(tài)勢感知決定了知識產生和行為特征，及其滿足問題求解的高效性。

三、結語

教學過程中，教師、知識呈現(xiàn)方式和學生分別可以看作是教學交互系統(tǒng)中的信源、信道和信宿。隨著信息技術的發(fā)展，知識膨脹帶來的知識龐雜和設計不合理性，導致了學生學習過程的不順暢和認知偏差，形成的認知摩擦問題不容忽略。本文通過分析，以期從“以人為本”的角度出發(fā)，結合學習者的學習認知加工過程，分析影響知識高效獲取的認知問題及其解決對策。

參考文獻：

[1] Pinar W F，Reynolds W M，Slattery P，Taubman P M. Understanding Curriculum[M]. New York：Peter Lang Publishing，Inc，1995.847-848.

[2] 李廣，馬云鵬. 國際課程研究范式的多維轉換[J].外國教育研究，2008，（12）：39-43.

[3] Wragg T. Stenhouse L. A Memorable Man[J] British Educational Research Journal， 1983，9（1）： 3-5.

[4] Lei S T， Zhang K， Sha E. Applying situation awareness to mobile proactive information delivery[C]// Proceedings of the Conference on Emerging Direction in Embedded & Ubiquitous Computing， 2007，4809 ：592-603.

[5] Xhafa F， Barolli L. Situation awareness enabling decision support in seamless learning[C]// Proceedings of the International Conference on Intelligent Networking & Collaborative Systems， 2015， Taipei，440-445.

[6]吳南中，王覓.基于情境感知的智慧學習環(huán)境探究[J].現(xiàn)代教育技術，2016，26（5）：18-23.