编者按：
“现在发现式学习、启发式学习、探究式学习、有意义学习，建构主义、结构主义，各种理论满天飞，让我眼花缭乱无所适从。”“我知道过度训练对学生发展不好，但训练确实有效，如何解释？不训练我用什么方式提高学生成绩？”……当前，很多教师对这类教学理论存在困惑。
教学改革的重心在课堂，难点是教与学的真正改革。为更好地帮助教师解决困惑，提升教师的专业化水平，本报约请北京师范大学数字学习研究中心研究员、国际信息学会（中国）教育信息化专业委员会副秘书长王珏对“学习理论”作一梳理——
□北京师范大学 王 珏
如何搞好教学？一个重要的核心是要对“学习”有深度的理解。
一位教师朋友跟我交流，她认为“学习理论”是教师提高教学水平的必修课，我深以为然。其实，根据我的观察，无论是广泛流行的教学模式、教学方法，还是教改论文中的“教学创新”，或是教师所采用的“教学技巧”，可能90%都逃不出“学习理论”已有的研究成果！
所谓“学习理论”，并非某一位专家的理论，而是百余年来尤其是近50年来，诸多世界顶尖的心理学家进行辛苦实验与研究的成果。
A.人是怎么学习的
这需要看看认知主义大师们所揭示的认知规律。要关注人脑的内部思维加工过程与规律。
比如，布鲁纳最早提出了“知识结构”。在布鲁纳看来，知识本质体现为内在结构，学习的目标是建立知识结构。知识学习的最终目标，是在学生的头脑中形成一整套相互关联的、具有层次的知识结构（而非某些事实、信息或知识碎片），学习就是类别和编码系统（即所谓认知结构）的形成或改变。
那么，知识结构如何才能生成呢？布鲁纳说：“知识结构是人的编码系统建立的。”人的编码系统需要做3件事，才能形成知识结构：类型化—概念化—结构化。这正是学习能力的核心！编码后，会以动作表征、表象表征、符号表征等3种心理表征形式保存到长时记忆。因此，教师应为促进理解而教、为建立学生的知识结构而教、为提升学生的编码系统而教。
那如何训练学生的编码系统呢？布鲁纳提出了名震中外的“发现学习理论”。“发现学习”是指教师不教授知识，学习者像科学家一样探索、研究和思考，亲自获得知识的学习形式。研究者认为，让学生学习一般的原理固然重要，但更为重要的是发展学生解决新问题、探索新情境、发现新事物的态度和能力，让学生亲自经历对知识的发现。步骤为提出问题、作出假设、验证假设、形成结论。
几乎在同一时间，跟布鲁纳“对着干”的还有一位同样有名的大师：奥苏贝尔。如果说，布鲁纳是认知理论中的“理想主义”的话，那么，奥苏贝尔就是认知理论中的“现实主义”。奥苏贝尔认为，无论是接受学习还是发现学习，都有可能是机械的，也有可能是有意义的。教学应追求有意义学习，而非其他。
什么是“有意义学习”呢？奥苏贝尔给出了他的定义：符号（包括语言文字）所代表的新知识与学习者认知结构中已有的适当观念建立起“非任意的”和“实质性”的联系。据此，奥苏贝尔大力提倡两种在现实中切实可行的教学方式：“有意义接受学习”（即讲授式教学）——当然并非“照本宣科”，而是强调与学生的已有经验相联结；以及“有指导的发现学习”（这就是大名鼎鼎的启发式教学）。目前的教学改革中强调学生学习与生活要相连接就来自此理论。
奥苏贝尔强调，学生的学习应以“有意义的接受学习”为主，因为学生在教师的指导和传授下获得知识，是最经济、最快捷、最有效的学习方式。而奥苏贝尔提倡的启发式教学，和发现式教学不同，它并非为了培养科学家或科学探究能力，而是为了让学习者留下更为深刻的印象，能够快速改变认知结构。
在启发式教学中，教师不直接告知结论，而是出示适当材料、合理提出问题、调动学生思考、给予适当的引导和提示，让学生尽可能自己得出结论。奥苏贝尔所提倡的两种教学方式，虽然没有布鲁纳的“发现学习”看起来那么完美，但都是在教学实践中切实可行的方式，而且教学效率很高，正被世界范围内的优秀教师广泛采纳！
布鲁纳和奥苏贝尔，都是认知主义的杰出代表！
而认知主义最具影响力且成体系的理论，当数加涅的“信息加工理论”了。当然，看似“一个”理论，实际上每一步都有一个或几个理论，形成了一个大的理论族群。左下图是整理出来的主要理论族群，其中的每个理论，都是名震一时的心理学家提出来的。
“认知负荷理论”“三种编码理论”“提取式学习原理”也是所有教师要必备的，很多教学方法、教学技巧，其根本原理就蕴含在这些理论之中，比如斯威勒的“认知负荷理论”——这被我誉为“最具教学指导性的理论”。新教师常犯的错误，以及老教师所使用的很多教学技巧，在“认知负荷理论”中都可以得到很好的解释。为什么会产生认知负荷？由于工作记忆是加工信息的唯一场所，因此思维活动必然对工作记忆产生信息加工负荷；由于工作记忆保存时间短、容量小，在加工信息时很容易被占满，导致认知负荷容量有限。认知负荷有3种，即内在认知负荷是由学习材料本身所带来的认知负荷，不能改变；外在认知负荷是由于教学处理不当所带来的“有害的”认知负荷，教学处理不当会增加此类认知负荷，应尽量规避；相关认知负荷是为了帮助理解而引入的额外但“有益的”认知负荷，大多数教学技巧都归为此类。
“认知负荷理论”对教学很有启示。一是始终要将学习者的认知负荷控制在能承受的范围之内，讲解节奏很重要，应多分段、小步子、多获取学生反馈；学生疲惫时，应让大脑适当休息；采用多种表达方式、互动方式，让不同的脑区轮流工作。二是要减少外在认知负荷，如距离太远、字（图）太小，看不清；口齿不清、方言较重导致听不清；讲得太快、逻辑有断路或跳跃；满屏文字照着念；使用学生不懂的语言进行讲解等。三是难点突破时必须要引入恰当的相关认知负荷，如引入“直观教学材料”，让学生借由观察（视觉认知能力），理解知识的实质与关系；对于抽象度高的知识，可引入一个学生熟悉的事物，借助二者内在结构的相似性促进理解（也即类比法）；对于复杂度高的知识，通过关键字打包、顺口溜、编故事等方法，引入相关认知负荷，帮助记忆。
编码，是学习者通过复述、联系、范畴化、系统化等策略，对（工作记忆中的）信息进行组织，使之更有意义，并与长时记忆中的信息建立联系的过程。有3种典型的编码方式：双重编码——语义与表象共同编码；组织化策略——按照信息的共同特征进行归类、组合，生成整体知识结构（即纵向整合）；整合化策略——将信息与学生内部经验建立联系从而赋予意义，这是一种与知识体系本身无关，但与学生有关的横向整合。对于教师来说，横向整合往往是关键的教学技巧。
比如帕维奥的“双重编码理论”：长时记忆可以分为两个系统，即表象系统和语义系统，它们平等且互相联系。表象是指在头脑中保存的关于事物的形象或情境，语义指语言、文字、符号的统称，是人类特有的知识表征方式。这个理论看似不起眼，却直接成为多媒体教学、可视化教学、情境化教学的基础理论。
长时记忆中的信息是如何组织和存储的？其核心就是“图式”，图式是围绕一个主题组成的大型信息结构，教与学的终极目标就是帮助和促使学生生成图式。图式的两大特性是组块化和自动化，图式可以随用随释放，降低认知负荷。“图式理论”对教学有何启示？教与学行为的最终目标，就是“图式的生成与稳固”，需经历三大阶段：一为学生对知识建立初步理解，并能记住；二为学生生成整体知识结构（组块化）；三为一定量的练习（达成自动化）。因此，教学过程需符合“双通道理论”“认知负荷理论”“双重编码理论”。教师讲授时需合理呈现知识的整体结构（如可视化图表），学生运用思维导图等思维工具，梳理知识关系、生成整体结构，可有效促进组块化。练习是知识原理的具体化运用，在应用中能够加深对知识本质的理解，练习也是知识运用的熟练化过程，促进图式的自动化。
而罗迪格于2006年研究得出的“提取式学习原理”，让参与实验者学习一个资料，分别用3种学习方式，即“学习4遍”“学习3遍+回忆1次”“学习1遍+回忆多次”，他和团队研究测试实验者记忆正确率，发现第一种方式对短时记忆（5分钟）最有效，第三种方式对长时记忆（一周后回忆）保持更有效。提取式学习更高效有其内在机理。提取会对学习产生重要影响，每次提取都会改变记忆、重构知识。人们每提取一次知识，就会增加一些在未来再次成功提取的可能性。因为提取重构了知识，所以它不同于死记硬背，是一种有意义学习的策略。提取式学习策略相比于传统的学习策略——如重复学习、过度学习，能够产生更长时间的记忆保持。这一项研究解释了一个重要的教学技巧：“在课堂中，一定要多设计提问，多让学生思考、回答！”课堂总结如果能由学生来做，也是给学生增加提取的机会。让学生画思维导图、梳理知识结构，既对组块化有帮助，也是一种提取式学习。课堂或课后的练习、操作、实验，也必然离不开提取过程。课堂开始前的知识回顾，也是让学生提取的好机会。而适当的测验也会带来有效记忆。
总体而言，认知主义对于理解学习是一个极为重要的思想体系，它从根本上揭示了人的认知规律，大多数研究对于今天仍然具有实用指导价值！这也就意味着：无论你开展什么样的教改、采用什么样的“先进”模式，比如建构主义、自主学习、合作学习、PBL……在教学实践中，如果你违背了认知主义所揭示的认知规律，事实必然会给你当头一棒！
B.用建构主义解释学习的机制
“学习理论”会不断迭代、进化，但后续的理论，如建构主义，却并非完全替代认知主义，而是多角度、不同维度地解释了学习的机制。在继承了认知主义基本理论体系的基础上，建构主义进一步强调了学习的“三性”：情境性、主动性、协作性。
第一性是“情境性”。和认知主义的知识观、教学观不同，建构主义认为：知识的理解不可能脱离具体的情境。简而言之，一切以语言文字符号为表征的知识，都是从情境中产生并经过前人的思维加工后，通过分类、归纳等思维活动而总结出来并命名的。想理解知识，就必须要回到情境之中！因此，教师在教学时，最重要的工作就是设计知识情境（即再情境化）。事实上，在“发现学习”“有意义的接受学习”“有指导的发现学习”中，也都离不开情境。但建构主义强调的，是“复杂、真实的情境”“不能过于简化”。
第二性是“主动性”。建构主义强调的是让学生主动学习，大体上就是“自学”的意思。当然，学生的自学肯定离不开教师提供的学习材料。不过，直接让学生自学课本，对多数学生来说难以胜任。所以现在流行的微课、MOOC的教学、翻转课堂，就派上了用场。在微课等技术支持下，学生就可以开展主动学习了。
不过，所谓“主动”，我们也需要区分一下：我们是想强调学生应该在“行动”上主动，还是在“思维”上主动呢？因为在奥苏贝尔所提倡的启发式教学中，同样是有学习“主动思维”的过程的。在启发式教学中，教师并不直接告诉学生结论，而是提供资料、素材，让学生想办法“自行得出结论”，这不正是思维上的“主动加工”吗？
第三性是“协作性”。这一条确实是建构主义的独特贡献。社会建构学者的代表人物是苏联的维果茨基，他提出了很多根本性的学习规律。比如，他用大量的研究证明了语言与思维的关系：言语的本质，即是思维；一切词义（概念），都是“思维和语言的混合”。因此，概念的直接传授是不可能的！
我们假设，一名学生说自己弄“懂”了一个知识，他就真的理解了吗？维果茨基说：“未必！”因为“思维发展是由思维的语言工具和儿童的社会文化经历所决定的”，也就是说，没有相关的经历作为支持、没有语言作为工具，思维是不可能得到发展的！退一步说，就算学生“真的”理解了，这种理解的本质，也是“可意会不可言传的”。怎么办？维果茨基说：“让他表达！”因为“任何表达都是对个体内部理解的翻译”。在“翻译”的过程中，由于语言对思维的作用，他把“意会”转换为“言传”了，他的思维就得到了明晰、明确，他的理解就得到了升华！
那么，学生需要跟谁说呢？循着这一逻辑，维果茨基提出的一个关于学习的论断就是：学生必须要在“协作”的过程中，才能真正理解一个知识！这就可以理解为何教师要多为学生搭建展示的平台。
C.找到最适合的理论为己所用
以上，我们浮光掠影地介绍了认知主义、建构主义的主要理论脉络。这二者确实是“学习理论”中的两支大动脉，我们大多数的教学方法和技巧都来自这两个理论。“学习理论”中还有很多分支，以及新的发展（如下图）。不同的理论适用于不同的知识类型、教学目标、教学场景，我们要恰当选用和组合。
●作者简介：
王珏，北京师范大学数字学习研究中心研究员、国际信息学会（中国）教育信息化专业委员会副秘书长，主要研究微课、慕课、翻转课堂、教学PPT、知识可视化等教育技术领域的新兴方向，还精研学习科学和脑科学，用最新的脑科学研究成果来阐释教和学的本质，并提出一整套简明、易懂、易实施的教学方法。
