加涅信息加工理論評述與發(fā)展（artholomew_chen）
羅伯特·加涅 [Robert Mills Gagné 1916.08.21－2002.04.28]在教育心理學方面作出了很大貢獻。他所關注的重點，是把學習理論研究的結果運用于教學設計。他曾當選為美國心理會教育心理學分會主席、美國教育研究會主席。曾獲美國心理學會頒發(fā)的桑代克教育心理學獎和杰出科學貢獻獎。后半生將主要精力集中于學習理論、教學設計乃至教育技術學基礎理論的研究和構建中，并成為心理學和教育技術學這兩個研究領域公認的大師級人物。他為教育技術學的形成與發(fā)展做出了杰出的貢獻，留下了不可磨滅的足跡；加涅學術生涯長達60余年，幾乎與美國教育技術學發(fā)展史同步，對加涅的研究可以從一個獨特的視角研究和思考美國教育技術學發(fā)展的軌跡。
概述：加涅的信息加工理論的基本理論是認為無論人還是機器對信息的加工都符號形式的。加工的過程是在刺激到反應之間。在對此進行研究的基礎上建立起了信息加工模型。并以此為依據(jù)提出了學習過程論以及五種學習結果。加涅在學習中采用信息論是一種創(chuàng)新，但是也遭受了很多質疑，后來的學者也對其進行了改進，本文將就加涅的理論進行評述，并列舉一些對其的改進
一、加涅的信息加工理論簡介
(一)信息加工的一般原理
信息加工理論認為，無論有生命的（人）或人工的（計算機）信息加工系統(tǒng)都是操作符號的。符號式模式，如語言、標記、記號等。在信息加工系統(tǒng)中，符號的功能是代表、標志或指明外部世界的事物。一些符號通過一定聯(lián)系而形成符號系統(tǒng)。符號和符號結構式外部事物的內部表征。
包括任何計算機在內，信息加工系統(tǒng)都是由感受器、效應器、記憶、和加工器組成的。感受器接收外界信息，效應器作出反應。信息加工系統(tǒng)都以符號結構來標志其輸入輸出。
(二)信息加工模型及介紹
接受器得到的信息在感覺登記器里，這樣的記憶在百分之幾秒內消失。但是在經(jīng)過注意或選擇性知覺之后，信息進入了短時記憶，這樣的信息能被保持20~30秒，一般能儲存7個左右的信息項目。如果要想進入長時記憶這個被認為是永久性的信息儲存庫中，需要對短時記憶進行編碼。編碼是指用各種方式將信息組織起來而非簡單的收集到一起。當需要使用長時記憶中的信息，需要經(jīng)過檢索提取信息。被提取的信息經(jīng)過反應發(fā)射器產生反應，也可能在進入到短時記憶中進行進一步思考及再進行反應。
圖中的預期可理解為學習動機。執(zhí)行控制指認知策略，它決定哪些信息從感覺登記器進入短時記憶，如何編碼，如何提取等。
加涅在這一模型基礎上進一步提出了他的學習理論和教學理論
(三)加涅的學習論
1.學習結果分類
加涅提出了按照學習結果進行學習分類的獨特觀點。他強調, 教學設計必須適當注意學習發(fā)生的條件—包括學習者自身的條件和外部條件, 而這些條件又依賴于學的是什么?！?學的是什么”就可以理解為“ 學習結果” 。換句話說, 學習結果決定了學習發(fā)生的條件, 在教學設計過程中必須要重視學習結果。
他的學習結果類型, 實質上就是學習任務的五種才能目標。加涅認為, 學生的學習結果應包括言語信息、智慧信息、認知策略、動作技能和態(tài)度五大類型, 強調每種不同類型的學習所使用的教學方法是不同的。
1)言語信息。教學的主要目標之一就是將各種言語信息傳遞給學生。言語信息是一種陳述性知識，是將人類千百年來積累的知識傳遞給下一代的主要方式。
2)智慧技能。智慧技能是學生使用概念符號與環(huán)境進行相互作用的能力，它所解答的是“如何完成”的問題，是學校教育中最基本也是最普遍的一項教學內容，包括從基本語言技能到高級專業(yè)技能的各種技能。
3)認知策略。認知策略是用來指導學生的注意、學習、記憶和思維的能力。它與智慧技能的區(qū)別：智慧技能指向的是外部環(huán)境，使學生能夠處理來自環(huán)境的各種符號；認知策略是學生處理事情時控制自身的內部行為，是學生個人的思維過程。認知策略能夠影響學生對各種刺激的態(tài)度，對記憶中存儲信息的解碼方式，所存儲的信息塊的大小，甚至能夠影響學生的研究策略和補救策略以及他們反應的組織結構。
4)動作技能。從某種程度上說，所有的行為表現(xiàn)都是動作。動作技能是通過人的活動而習得的，比如騎自行車、打籃球、職業(yè)教育中的各種動手操作程序等。盡管動作技能并沒有在學校教育中占據(jù)中心地位，但是學生的學習中總是包含著各種動作技能。
5)態(tài)度。態(tài)度是一種內部狀態(tài)，它能夠放大個體對他人、事物和情境的積極或是消極的態(tài)度，影響個體對事情采取行動的選擇。實際上，每個人對待他人、各種事物和情境都會有很多種態(tài)度。態(tài)度包含三個不同的方面：一是認知方面，即一種觀念或建議；第二是影響力方面，態(tài)度總是伴隨著一種觀念的感覺；第三就是從屬于行為準備和傾向的行為方面。
在此基礎上, 加涅分析了影響這五類學習的不同的學習條件。他把學習條件分為必要條件與支持性條件。必要條件是學習必不可少的前提條件, 缺少它, 學習便無法產生; 支持性條件是一般有助于學習的條件, 缺少它, 學習不一定不能產生, 但其效率不高。
2.累計學習理論（層次理論）
任何一種新的知識技能，都是以已經(jīng)習得的、從屬于他們的知識技能為基礎的。他提出八個學習層次．并強調，高一級的學習必須是以第一級的學習為基礎。這八個學習層次是：信號學習、刺激—反應學習、動作連鎖、言語聯(lián)想、辨別學習、概念學習、規(guī)則學習、問題解決或高級規(guī)則學習。
(1)信號學習，指有機體學會對某個刺激或信號作出反應。
(2)刺激一反應學習，指學習者學會對特殊刺激作出相應的特定的反應。
(3)連鎖，指學習者學會將兩個以上的刺激一反應相聯(lián)接，形成一連串的行為。
(4)言語聯(lián)想，指言語的連鎖學習，對語言刺激的反應。
(5)辨別學習，指學習者學會對一組相似但又不相同的刺激作出不同的反應。
(6)概念學習，指學習者學會對一類刺激進行概括。
(7)規(guī)則學習，指學習者把兩個以上的概念聯(lián)系起來的過程，實質上是揭示某種規(guī)律的過程。
(8)問題解決，指學習者能將過去學到的規(guī)則則組合起來，運用到新的情境中解決新的問題。
加涅自己在《教學設計原理》中認為． 上述八個學習層次在設計課程結構中起關鍵作用的理由有兩條：第一，他們決定了學生將會形成哪些能力．從而把學習過程與學習結果緊密聯(lián)系在一起；第二，這些學習層次呈累積的性質．是以一種可預測的方式一級一級建立起來的。因而在設計教學策略時，可以此為基礎．構成一種最有效的教學模式。
3.學習過程論
加涅認為，當刺激情境與記憶內容以某種方式影響學習者的操作水平時，學習便發(fā)生了，我們可以根據(jù)學習者學習前后操作水平的差異來推斷學習的發(fā)生。加涅根據(jù)信息加工理論提出了學習過程的基本模式，認為學習過程就是一個信息加工的過程,即學習者對來自環(huán)境刺激的信息進行內在的認知加工的過程，并具體描述了典型的信息加工模式。認為學習可以區(qū)別出外部條件和內部條件，學習過程實際上就是學習者頭腦中的內部活動
學習過程實際上是信息加工模型的理論在學習這一事件中的反映，具體可見下表
對本表的理解要注意幾點：
(1)學生的內部學習過程與其對應教學事件并不僅僅是一一對應的。但基本上是相關的。
(2)在學習過程中，長時記憶（LTM）可以轉入到短時記憶（STM）后產生作用，也可以直接指導反應。
9個教學事件和其對應的學習過程，如下：
(1)引起學習注意——保持警覺；
(2)交待學習目標——建立預期；
(3)回憶相關舊知——提取記憶；
(4)呈現(xiàn)教學內容——選擇性知覺；
(5)提供學習指導——編碼；
(6)引發(fā)行為表現(xiàn)——反應；
(7)給予信息反饋——強化；
(8)評估行為表現(xiàn)——再強化；
(9)強化保持與遷移——提示提取。
需要說明的是，九大教學事件中的第八項——“評估學生行為表現(xiàn)”，實際上是第六、第七項教學事件——“引發(fā)行為表現(xiàn)”和“給予信息反饋”的循環(huán)重復?，F(xiàn)代心理學研究表明，一個新知識的初步理解需要有三次的嘗試練習。所以有時候6、7、8三項會歸并為兩項
準備包括注意、預期目標和提取原有的知識。
注意：使學生注意刺激；預期目標：使學生預設學習目標；
提取原有知識：使學生回憶起過去所學的知識和技能。
操作包括選擇性知覺、語義編碼、反應和強化。
選擇性知覺：使重要之刺激特征暫存于運作記憶（短期記憶)中；
語義編碼：將刺激特征和相關信息轉移至長期記憶；反應：要求學生反應；
強化：證實學生之學習目標達成。
學習遷移包括根據(jù)線索提取知識和技能一般化。
提取知識：為日后學習結果的回想提供額外線索；
技能一般化：增進學習遷移至新的情境。
二、加涅的成就
(一)引出新的教學模式
80年代后期, 人們鑒于教學模式領域內多年來以“教”為中心的狀況沒有新的突破, 強烈希望開發(fā)出新一代的教學模式。1990年梅瑞爾等人在分析了傳統(tǒng)教學模式的種種弊端之后卻并未能打中其要害而在此領域內起劃時代意義的事件便是加涅的教學理論的提出。該教學論以“ 聯(lián)結一認知” 學習理論為基礎, 并以此為指導。加涅吸收行為主義和認知主義兩大學習理論的優(yōu)點, 提出一種折衷觀點。這種理論主張既要重視外部刺激條件與外在的反應行為, 又要重視內部心理過程的作用, 即學習的發(fā)生要同時依賴外部條件和內部條件, 教學就是要通過安排適當?shù)耐獠織l件來影響和促進學習者的內部心理過程, 使之達到更理想的學習效果。在此理論的影響下, 教學活動中逐漸產生了既發(fā)揮教師主導作用又能充分體現(xiàn)學生認知主體作用的教學模式（可以簡稱“ 雙主模式” 。）此模式既有別于傳統(tǒng)的基于行為主義的以教師為中心的教學模式又有別于基于建構主義的以學生為中心的教學模式。在此模式下, 教師有時處于中心地位以便起主導作用, 但并非自始至終學生有時處于傳遞一接受學習狀態(tài), 但更多的時候是在教師幫助下進行主動思考、主動探索和主動發(fā)現(xiàn)。
(二)重新認識素質結構構成
加涅主要從學習過程信息輸入、信息加工和信息提取的角度對學生的先天素質進行分析, 認為有些先天成分是與生俱來的, 無法通過學習改變, 如, 視敏度。加涅提出兩種發(fā)展中形成的素質智力和人格特質。這兩者都有明顯的個體差異加涅把學生習得的五類學習結果言語信息、智慧技能、認知策略、態(tài)度和動作技能作為學生后天習得的素質。這種獨特的視角或許會對我國的素質教育討論有所啟迪。比如教學應該避免超越人類潛能對于學生的先天素質, 教學不僅不能改變它們, 而且要想使學生取得較好的學習成績, 教師在教學中應避免超越它的限制最大限度地發(fā)揮短時記憶的作用是教學應該關注的重要問題素質教育要求每一個學生的素質都能得到發(fā)展, 所以教學應該重視學生發(fā)展中形成的素質和習得素質的個體差異, 考慮學生的個體差異, 真正做到因材施教。
(三)全面應用信息論
加涅的學習論和他的教學論首次全面、真正地把信息論引入到教育領域, 這是教育學史上的一大亮點。加涅教學論集大而成的特點,最明顯地表現(xiàn)在他對學習階段和教學階段的論述上。他采用當今最流行的信息加工模式, 參照這個模式揭示出學習的各個內部加工的階段, 并把教學過程中的各項工作與其一一對應起來。可見, 加涅采用信息加工模式, 目的不只是為了說明學習是如何進行的, 而是要揭示教學過程, 使教學中的每項工作都適合學生的內部加工過程。
三、加涅理論的局限
(一)人與計算機的類比
以諾曼（Norman，1981）為代表。他認為將人看做符號系統(tǒng)是不夠的，人有更多的東西，人是有生命的有機體，具有生物的基礎和演化歷史，人還是社會生物，與他人、環(huán)境有著相互作用。照他看來，有生命的和人工的信息加工系統(tǒng)有其共同的結構，這部可稱為純粹認知系統(tǒng)或認知系統(tǒng)，但有生命的系統(tǒng)與人工系統(tǒng)不同，有生命的系統(tǒng)需要維持其生命，從環(huán)境中取得食物，保護自身，繁衍和教育后代，這些是通過可調節(jié)系統(tǒng)的生物結構來實現(xiàn)的。調節(jié)系統(tǒng)是一種內穩(wěn)態(tài)系統(tǒng)，它與認知系統(tǒng)相互作用，以作出對環(huán)境的解釋和維持內穩(wěn)態(tài)的行動。諾曼認為，認知系統(tǒng)是服務于調節(jié)系統(tǒng)的，而情緒是兩者之間的橋梁。
信息加工理論并沒有完全的涉及到情緒、動機、能力等等心理現(xiàn)象而這些恰恰是生命與人工的區(qū)別所在。就目前而言，信息加工理論可以較好的說明認知過程或心理過程，而難于在整體上把握個性心理特征，并在建立模型是，總是要撇開制約某一心理過程的若干因素。總之，信息加工理論在人的心理問題的涉及上有所缺失，有一定的局限性
(二)不徹底的認知學習理論
加涅提出的“聯(lián)結一認知”學習觀點, 無疑是對教學設計理論的研究與發(fā)展起了重要的推進作用。但是令人遺憾的是, 他本人并未能在其自身理論的基礎上提出新一代的教學模式模型。加涅在學習理論方面盡管主張“聯(lián)結一認知”, 但是在實際的教學過程中和在實際的教學設計中, 其指導思想?yún)s仍是行為主義占主導地位。加涅對于認知學習理論的貫徹, 在教學系統(tǒng)的四個要素教師、學生、教學內容、教學媒體中比較注重“ 教學對象” 學生這一個要素, 對于教師和教學媒體這兩個要素也有一定程度的考慮, 而對于“教學內容” 這另一個要素則被完全忽略了。
(三)不全面的研究角度
加涅的理論著眼于以學習過程來分析教學活動而沒有同時注意教授活動本身的特點。事實上, 教學模式設計不僅是以學為中心教學設計的核心內容與落腳點, 也是以教為中心教學設計的重要組成部分。教學模式所具有的理論依附性、動態(tài)性和系統(tǒng)性等重要屬性是對任何教學系統(tǒng)不管是以教為中心還是以學為中心都起作用的。如果在教學設計中忽略了任一環(huán)節(jié)例如只強調學習環(huán)境的設計, 將無法保證整個教學活動進程的前后呼應、連貫完整和各教學要素之間的交互作用及相互配合。
四、對加涅理論的改進
(一)史密斯和雷根對教學事件的發(fā)展
史密斯和雷根１９９３年鑒于教學系統(tǒng)設計中對教學策略研究不夠充分的現(xiàn)狀，對教學系統(tǒng)設計理論進行了深入的研究，發(fā)展了加涅的教學系統(tǒng)設計理論。他們總結并綜合運用了加涅、布魯姆和安德森等人有關學習結果的理論，借鑒了瑞奇魯斯有關教學策略的分類方式，對加涅的一般教學策略模型進行了擴展。在此過程中，史密斯和雷根綜合了學習理論研究和教學研究的一些成果，提出了他們自己的教學事件理論。他們將教學事件分成導入（包括引起注意、明確學習目標、喚起興趣和動機以及新課概覽）、展開（包括回憶原有知識、處理信息、聚焦注意力、運用學習策略、練習和評價反饋）、結束（包括小結與復習、知識遷移、再次激勵和結束）和評估（包括評估與反饋）四個階段共十五個教學事件，并在此教學事件框架的基礎上，對各種不同的學習結果提出了相應的教學策略
史密斯和雷根認為，他們擴展后的１５個教學事件，可以由學習者自己生成，也可以由教學來提供。前者為“生成性策略”，對應的是發(fā)現(xiàn)法學習，后者為“呈現(xiàn)性策略”，對應的為接受法學習，兩者并不需要非常嚴格地區(qū)分。具體采用何種學習方式要視學習者特征、學習情境以及學習任務而決定。
(二)柯隆杰的整合模型
人們通常認為，在教學設計方法中，客觀主義和建構主義是截然不同的、對立的。因此，“這兩種方法能被劃分為一條短線上的兩個端點。這個連續(xù)系統(tǒng)是從外部調解型事實（客觀主義）到內部調解型事實（建構主義）”。
柯隆杰認為這兩種方法是互補的，而不是對立的。柯隆杰提出并分析了兩類學習過程，證明了一個學習事件可能同時包含客觀主義成分和建構主義成分，并指出一個學習事件含有高的客觀主義成分并不代表它就具有低的建構主義成分，反之亦然。通過在直角坐標（橫坐標代表客觀主義，從坐標原點往右數(shù)字逐漸增大，表示由間接到直接；縱坐標代表建構主義，從坐標原點往上數(shù)字逐漸增大，表示由簡單到復雜）上對兩種方法加以區(qū)分聯(lián)系，得到了四個象限，分別是浸潤（Ｉｍｍｅｒｓｉｏｎ）、灌輸（Ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ）、整合（Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ）和建構（Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ），并對每個象限都作了討論和解釋。
（１）浸潤象限客觀主義和建構主義的成分都較少，這是一種本能學習，這種學習是無計劃地進行的，并且沒有正式或非正式的教師出現(xiàn)。比如初學走路的孩子撿到一條小的、有花紋的黃黑色的小蟲，還被它咬了一口，從此以后，小孩就會避開這種小蟲。這就是該象限所指學習類型的一個例子。
（２）灌輸象限客觀主義的成分較多，它強調的是將已經(jīng)習得的知識、技能和態(tài)度被以盡可能有效的、預先安排好的和已簡化的方式傳遞給學習者，就像藥物注射一樣，這被認為是有效的和標準化的。該象限中教師參與的成分多。
（３）建構象限建構主義較客觀主義的成分多，它是指學習者通過構建他們先前所獲得的知識和經(jīng)驗來構造他們自己的意義。該象限中教師參與的成分少。
（４）整合象限客觀主義和建構主義的成分都較多。柯隆杰指出，整合是教學與建構在一定條件下的結合。這里的“一定條件下”是指具體的教學支架作用的大小。
總結：加涅的信息加工理論無疑在教育心理學史和教學設計上作出了巨大的貢獻，但也應為諸多不足而遭人質疑。當然, 加涅理論的不足決不能掩蓋其學習論和教學論思想的光輝, 相反, 這恰恰為教育研究工作者指明了今后努力的方向, 讓他們在教育學與科學心理學交互影響的研究中走得更遠, 開拓出更寬敞的道路。
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