加涅信息加工理论评述与发展（artholomew_chen）

    罗伯特•加涅 [Robert Mills Gagné 1916.08.21－2002.04.28]在教育心理学方面作出了很大贡献。他所关注的重点，是把学习理论研究的结果运用于教学设计。他曾当选为美国心理会教育心理学分会主席、美国教育研究会主席。曾获美国心理学会颁发的桑代克教育心理学奖和杰出科学贡献奖。后半生将主要精力集中于学习理论、教学设计乃至教育技术学基础理论的研究和构建中，并成为心理学和教育技术学这两个研究领域公认的大师级人物。他为教育技术学的形成与发展做出了杰出的贡献，留下了不可磨灭的足迹；加涅学术生涯长达60余年，几乎与美国教育技术学发展史同步，对加涅的研究可以从一个独特的视角研究和思考美国教育技术学发展的轨迹。
    概述：加涅的信息加工理论的基本理论是认为无论人还是机器对信息的加工都符号形式的。加工的过程是在刺激到反应之间。在对此进行研究的基础上建立起了信息加工模型。并以此为依据提出了学习过程论以及五种学习结果。加涅在学习中采用信息论是一种创新，但是也遭受了很多质疑，后来的学者也对其进行了改进，本文将就加涅的理论进行评述，并列举一些对其的改进
    一、加涅的信息加工理论简介
    (一)信息加工的一般原理
    信息加工理论认为，无论有生命的（人）或人工的（计算机）信息加工系统都是操作符号的。符号式模式，如语言、标记、记号等。在信息加工系统中，符号的功能是代表、标志或指明外部世界的事物。一些符号通过一定联系而形成符号系统。符号和符号结构式外部事物的内部表征。
    包括任何计算机在内，信息加工系统都是由感受器、效应器、记忆、和加工器组成的。感受器接收外界信息，效应器作出反应。信息加工系统都以符号结构来标志其输入输出。
    (二)信息加工模型及介绍

    接受器得到的信息在感觉登记器里，这样的记忆在百分之几秒内消失。但是在经过注意或选择性知觉之后，信息进入了短时记忆，这样的信息能被保持20~30秒，一般能储存7个左右的信息项目。如果要想进入长时记忆这个被认为是永久性的信息储存库中，需要对短时记忆进行编码。编码是指用各种方式将信息组织起来而非简单的收集到一起。当需要使用长时记忆中的信息，需要经过检索提取信息。被提取的信息经过反应发射器产生反应，也可能在进入到短时记忆中进行进一步思考及再进行反应。
    图中的预期可理解为学习动机。执行控制指认知策略，它决定哪些信息从感觉登记器进入短时记忆，如何编码，如何提取等。
    加涅在这一模型基础上进一步提出了他的学习理论和教学理论
    (三)加涅的学习论
    1.学习结果分类
    加涅提出了按照学习结果进行学习分类的独特观点。他强调, 教学设计必须适当注意学习发生的条件—包括学习者自身的条件和外部条件, 而这些条件又依赖于学的是什么。“ 学的是什么”就可以理解为“ 学习结果” 。换句话说, 学习结果决定了学习发生的条件, 在教学设计过程中必须要重视学习结果。
    他的学习结果类型, 实质上就是学习任务的五种才能目标。加涅认为, 学生的学习结果应包括言语信息、智慧信息、认知策略、动作技能和态度五大类型, 强调每种不同类型的学习所使用的教学方法是不同的。
    1)言语信息。教学的主要目标之一就是将各种言语信息传递给学生。言语信息是一种陈述性知识，是将人类千百年来积累的知识传递给下一代的主要方式。
    2)智慧技能。智慧技能是学生使用概念符号与环境进行相互作用的能力，它所解答的是“如何完成”的问题，是学校教育中最基本也是最普遍的一项教学内容，包括从基本语言技能到高级专业技能的各种技能。
    3)认知策略。认知策略是用来指导学生的注意、学习、记忆和思维的能力。它与智慧技能的区别：智慧技能指向的是外部环境，使学生能够处理来自环境的各种符号；认知策略是学生处理事情时控制自身的内部行为，是学生个人的思维过程。认知策略能够影响学生对各种刺激的态度，对记忆中存储信息的解码方式，所存储的信息块的大小，甚至能够影响学生的研究策略和补救策略以及他们反应的组织结构。
    4)动作技能。从某种程度上说，所有的行为表现都是动作。动作技能是通过人的活动而习得的，比如骑自行车、打篮球、职业教育中的各种动手操作程序等。尽管动作技能并没有在学校教育中占据中心地位，但是学生的学习中总是包含着各种动作技能。
    5)态度。态度是一种内部状态，它能够放大个体对他人、事物和情境的积极或是消极的态度，影响个体对事情采取行动的选择。实际上，每个人对待他人、各种事物和情境都会有很多种态度。态度包含三个不同的方面：一是认知方面，即一种观念或建议；第二是影响力方面，态度总是伴随着一种观念的感觉；第三就是从属于行为准备和倾向的行为方面。
    在此基础上, 加涅分析了影响这五类学习的不同的学习条件。他把学习条件分为必要条件与支持性条件。必要条件是学习必不可少的前提条件, 缺少它, 学习便无法产生; 支持性条件是一般有助于学习的条件, 缺少它, 学习不一定不能产生, 但其效率不高。

    2.累计学习理论（层次理论）
    任何一种新的知识技能，都是以已经习得的、从属于他们的知识技能为基础的。他提出八个学习层次．并强调，高一级的学习必须是以第一级的学习为基础。这八个学习层次是：信号学习、刺激—反应学习、动作连锁、言语联想、辨别学习、概念学习、规则学习、问题解决或高级规则学习。
    (1)信号学习，指有机体学会对某个刺激或信号作出反应。
    (2)刺激一反应学习，指学习者学会对特殊刺激作出相应的特定的反应。
    (3)连锁，指学习者学会将两个以上的刺激一反应相联接，形成一连串的行为。
    (4)言语联想，指言语的连锁学习，对语言刺激的反应。
    (5)辨别学习，指学习者学会对一组相似但又不相同的刺激作出不同的反应。
    (6)概念学习，指学习者学会对一类刺激进行概括。
    (7)规则学习，指学习者把两个以上的概念联系起来的过程，实质上是揭示某种规律的过程。
    (8)问题解决，指学习者能将过去学到的规则则组合起来，运用到新的情境中解决新的问题。
    加涅自己在《教学设计原理》中认为． 上述八个学习层次在设计课程结构中起关键作用的理由有两条：第一，他们决定了学生将会形成哪些能力．从而把学习过程与学习结果紧密联系在一起；第二，这些学习层次呈累积的性质．是以一种可预测的方式一级一级建立起来的。因而在设计教学策略时，可以此为基础．构成一种最有效的教学模式。
    3.学习过程论
    加涅认为，当刺激情境与记忆内容以某种方式影响学习者的操作水平时，学习便发生了，我们可以根据学习者学习前后操作水平的差异来推断学习的发生。加涅根据信息加工理论提出了学习过程的基本模式，认为学习过程就是一个信息加工的过程,即学习者对来自环境刺激的信息进行内在的认知加工的过程，并具体描述了典型的信息加工模式。认为学习可以区别出外部条件和内部条件，学习过程实际上就是学习者头脑中的内部活动
    学习过程实际上是信息加工模型的理论在学习这一事件中的反映，具体可见下表

    对本表的理解要注意几点：
    (1)学生的内部学习过程与其对应教学事件并不仅仅是一一对应的。但基本上是相关的。
    (2)在学习过程中，长时记忆（LTM）可以转入到短时记忆（STM）后产生作用，也可以直接指导反应。
    9个教学事件和其对应的学习过程，如下：
    (1)引起学习注意——保持警觉；
    (2)交待学习目标——建立预期；
    (3)回忆相关旧知——提取记忆；
    (4)呈现教学内容——选择性知觉；
    (5)提供学习指导——编码；
    (6)引发行为表现——反应；
    (7)给予信息反馈——强化；
    (8)评估行为表现——再强化；
    (9)强化保持与迁移——提示提取。
    需要说明的是，九大教学事件中的第八项——“评估学生行为表现”，实际上是第六、第七项教学事件——“引发行为表现”和“给予信息反馈”的循环重复。现代心理学研究表明，一个新知识的初步理解需要有三次的尝试练习。所以有时候6、7、8三项会归并为两项

    准备包括注意、预期目标和提取原有的知识。
    注意：使学生注意刺激；预期目标：使学生预设学习目标；
    提取原有知识：使学生回忆起过去所学的知识和技能。
    操作包括选择性知觉、语义编码、反应和强化。
    选择性知觉：使重要之刺激特征暂存于运作记忆（短期记忆)中；
    语义编码：将刺激特征和相关信息转移至长期记忆；反应：要求学生反应；
    强化：证实学生之学习目标达成。
    学习迁移包括根据线索提取知识和技能一般化。
    提取知识：为日后学习结果的回想提供额外线索；
    技能一般化：增进学习迁移至新的情境。
    二、加涅的成就
    (一)引出新的教学模式
    80年代后期, 人们鉴于教学模式领域内多年来以“教”为中心的状况没有新的突破, 强烈希望开发出新一代的教学模式。1990年梅瑞尔等人在分析了传统教学模式的种种弊端之后却并未能打中其要害而在此领域内起划时代意义的事件便是加涅的教学理论的提出。该教学论以“ 联结一认知” 学习理论为基础, 并以此为指导。加涅吸收行为主义和认知主义两大学习理论的优点, 提出一种折衷观点。这种理论主张既要重视外部刺激条件与外在的反应行为, 又要重视内部心理过程的作用, 即学习的发生要同时依赖外部条件和内部条件, 教学就是要通过安排适当的外部条件来影响和促进学习者的内部心理过程, 使之达到更理想的学习效果。在此理论的影响下, 教学活动中逐渐产生了既发挥教师主导作用又能充分体现学生认知主体作用的教学模式（可以简称“ 双主模式” 。）此模式既有别于传统的基于行为主义的以教师为中心的教学模式又有别于基于建构主义的以学生为中心的教学模式。在此模式下, 教师有时处于中心地位以便起主导作用, 但并非自始至终学生有时处于传递一接受学习状态, 但更多的时候是在教师帮助下进行主动思考、主动探索和主动发现。
    (二)重新认识素质结构构成
    加涅主要从学习过程信息输入、信息加工和信息提取的角度对学生的先天素质进行分析, 认为有些先天成分是与生俱来的, 无法通过学习改变, 如, 视敏度。加涅提出两种发展中形成的素质智力和人格特质。这两者都有明显的个体差异加涅把学生习得的五类学习结果言语信息、智慧技能、认知策略、态度和动作技能作为学生后天习得的素质。这种独特的视角或许会对我国的素质教育讨论有所启迪。比如教学应该避免超越人类潜能对于学生的先天素质, 教学不仅不能改变它们, 而且要想使学生取得较好的学习成绩, 教师在教学中应避免超越它的限制最大限度地发挥短时记忆的作用是教学应该关注的重要问题素质教育要求每一个学生的素质都能得到发展, 所以教学应该重视学生发展中形成的素质和习得素质的个体差异, 考虑学生的个体差异, 真正做到因材施教。
    (三)全面应用信息论
    加涅的学习论和他的教学论首次全面、真正地把信息论引入到教育领域, 这是教育学史上的一大亮点。加涅教学论集大而成的特点,最明显地表现在他对学习阶段和教学阶段的论述上。他采用当今最流行的信息加工模式, 参照这个模式揭示出学习的各个内部加工的阶段, 并把教学过程中的各项工作与其一一对应起来。可见, 加涅采用信息加工模式, 目的不只是为了说明学习是如何进行的, 而是要揭示教学过程, 使教学中的每项工作都适合学生的内部加工过程。
    三、加涅理论的局限
    (一)人与计算机的类比
    以诺曼（Norman，1981）为代表。他认为将人看做符号系统是不够的，人有更多的东西，人是有生命的有机体，具有生物的基础和演化历史，人还是社会生物，与他人、环境有着相互作用。照他看来，有生命的和人工的信息加工系统有其共同的结构，这部可称为纯粹认知系统或认知系统，但有生命的系统与人工系统不同，有生命的系统需要维持其生命，从环境中取得食物，保护自身，繁衍和教育后代，这些是通过可调节系统的生物结构来实现的。调节系统是一种内稳态系统，它与认知系统相互作用，以作出对环境的解释和维持内稳态的行动。诺曼认为，认知系统是服务于调节系统的，而情绪是两者之间的桥梁。
    信息加工理论并没有完全的涉及到情绪、动机、能力等等心理现象而这些恰恰是生命与人工的区别所在。就目前而言，信息加工理论可以较好的说明认知过程或心理过程，而难于在整体上把握个性心理特征，并在建立模型是，总是要撇开制约某一心理过程的若干因素。总之，信息加工理论在人的心理问题的涉及上有所缺失，有一定的局限性
    (二)不彻底的认知学习理论
    加涅提出的“联结一认知”学习观点, 无疑是对教学设计理论的研究与发展起了重要的推进作用。但是令人遗憾的是, 他本人并未能在其自身理论的基础上提出新一代的教学模式模型。加涅在学习理论方面尽管主张“联结一认知”, 但是在实际的教学过程中和在实际的教学设计中, 其指导思想却仍是行为主义占主导地位。加涅对于认知学习理论的贯彻, 在教学系统的四个要素教师、学生、教学内容、教学媒体中比较注重“ 教学对象” 学生这一个要素, 对于教师和教学媒体这两个要素也有一定程度的考虑, 而对于“教学内容” 这另一个要素则被完全忽略了。
    (三)不全面的研究角度
    加涅的理论着眼于以学习过程来分析教学活动而没有同时注意教授活动本身的特点。事实上, 教学模式设计不仅是以学为中心教学设计的核心内容与落脚点, 也是以教为中心教学设计的重要组成部分。教学模式所具有的理论依附性、动态性和系统性等重要属性是对任何教学系统不管是以教为中心还是以学为中心都起作用的。如果在教学设计中忽略了任一环节例如只强调学习环境的设计, 将无法保证整个教学活动进程的前后呼应、连贯完整和各教学要素之间的交互作用及相互配合。
    四、对加涅理论的改进
    (一)史密斯和雷根对教学事件的发展
    史密斯和雷根１９９３年鉴于教学系统设计中对教学策略研究不够充分的现状，对教学系统设计理论进行了深入的研究，发展了加涅的教学系统设计理论。他们总结并综合运用了加涅、布鲁姆和安德森等人有关学习结果的理论，借鉴了瑞奇鲁斯有关教学策略的分类方式，对加涅的一般教学策略模型进行了扩展。在此过程中，史密斯和雷根综合了学习理论研究和教学研究的一些成果，提出了他们自己的教学事件理论。他们将教学事件分成导入（包括引起注意、明确学习目标、唤起兴趣和动机以及新课概览）、展开（包括回忆原有知识、处理信息、聚焦注意力、运用学习策略、练习和评价反馈）、结束（包括小结与复习、知识迁移、再次激励和结束）和评估（包括评估与反馈）四个阶段共十五个教学事件，并在此教学事件框架的基础上，对各种不同的学习结果提出了相应的教学策略
    史密斯和雷根认为，他们扩展后的１５个教学事件，可以由学习者自己生成，也可以由教学来提供。前者为“生成性策略”，对应的是发现法学习，后者为“呈现性策略”，对应的为接受法学习，两者并不需要非常严格地区分。具体采用何种学习方式要视学习者特征、学习情境以及学习任务而决定。
    (二)柯隆杰的整合模型
    人们通常认为，在教学设计方法中，客观主义和建构主义是截然不同的、对立的。因此，“这两种方法能被划分为一条短线上的两个端点。这个连续系统是从外部调解型事实（客观主义）到内部调解型事实（建构主义）”。
    柯隆杰认为这两种方法是互补的，而不是对立的。柯隆杰提出并分析了两类学习过程，证明了一个学习事件可能同时包含客观主义成分和建构主义成分，并指出一个学习事件含有高的客观主义成分并不代表它就具有低的建构主义成分，反之亦然。通过在直角坐标（横坐标代表客观主义，从坐标原点往右数字逐渐增大，表示由间接到直接；纵坐标代表建构主义，从坐标原点往上数字逐渐增大，表示由简单到复杂）上对两种方法加以区分联系，得到了四个象限，分别是浸润（Ｉｍｍｅｒｓｉｏｎ）、灌输（Ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ）、整合（Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ）和建构（Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ），并对每个象限都作了讨论和解释。

    （１）浸润象限客观主义和建构主义的成分都较少，这是一种本能学习，这种学习是无计划地进行的，并且没有正式或非正式的教师出现。比如初学走路的孩子捡到一条小的、有花纹的黄黑色的小虫，还被它咬了一口，从此以后，小孩就会避开这种小虫。这就是该象限所指学习类型的一个例子。
    （２）灌输象限客观主义的成分较多，它强调的是将已经习得的知识、技能和态度被以尽可能有效的、预先安排好的和已简化的方式传递给学习者，就像药物注射一样，这被认为是有效的和标准化的。该象限中教师参与的成分多。
    （３）建构象限建构主义较客观主义的成分多，它是指学习者通过构建他们先前所获得的知识和经验来构造他们自己的意义。该象限中教师参与的成分少。
    （４）整合象限客观主义和建构主义的成分都较多。柯隆杰指出，整合是教学与建构在一定条件下的结合。这里的“一定条件下”是指具体的教学支架作用的大小。
总结：加涅的信息加工理论无疑在教育心理学史和教学设计上作出了巨大的贡献，但也应为诸多不足而遭人质疑。当然, 加涅理论的不足决不能掩盖其学习论和教学论思想的光辉, 相反, 这恰恰为教育研究工作者指明了今后努力的方向, 让他们在教育学与科学心理学交互影响的研究中走得更远, 开拓出更宽敞的道路。

参考文献：
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王甦 汪安圣 《认知心理学（重排版）》. 北京大学出版社
geography 《加涅学习过程分析》 http://eblog.cersp.com/userlog21/133720/archives/2008/769530.shtml