第五章程序性知识的学习

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1、1教育心理学 第五章 程序性知识的学习苏州大学心理学系范庭卫 2本章学习目标识记概念：动作技能、智慧技能、产生式、识记概念：动作技能、智慧技能、产生式、练习曲线练习曲线掌握程序性知识的特点掌握程序性知识的特点了解动作技能的形成阶段了解动作技能的形成阶段掌握如何培养动作技能掌握如何培养动作技能理解动作技能和智慧技能的关系理解动作技能和智慧技能的关系了解智慧技能的形成阶段了解智慧技能的形成阶段3程序性知识的特点1.基本结构2.输入、输出3.意识控制程度4.学习速度41.基本结构从基本结构看，陈述性知识是符号所代从基本结构看，陈述性知识是符号所代表的概念、命题与原理的意义表的概念、命题与原理的意义掌

2、握陈述性知识的关键是理解符号所表掌握陈述性知识的关键是理解符号所表征的意义征的意义程序性知识是对陈述性知识的应用，其程序性知识是对陈述性知识的应用，其基本结构是动作或基本结构是动作或产生式产生式，形成程序性，形成程序性知识的关键式对动作方法的熟练掌握。知识的关键式对动作方法的熟练掌握。5产生式安德森（1983）认为程序性知识是以产生程序性知识是以产生式（式（productionproduction）和）和产生式系统来表征的产生式系统来表征的。人脑之所以能进行计算和解决问题，也是由于人经过学习，在其头脑中贮存了一系列以“如果那么”形式表征的规则，这种规则被叫做产生式。产生式这个术语来自数学产生式

3、这个术语来自数学和计算机科学。和计算机科学。认知心理学家纽厄尔和西认知心理学家纽厄尔和西蒙将这一术语引进心理学。蒙将这一术语引进心理学。他们认为，人脑和计算机他们认为，人脑和计算机一样都是一样都是“物理符号系物理符号系统统”，其功能都是动作符，其功能都是动作符号。号。计算机由于贮存了一系列计算机由于贮存了一系列以以“如果如果那么（那么（if-then)”形式编码的规则而具有了形式编码的规则而具有了完成各种运算和解决问题完成各种运算和解决问题的智能。的智能。6产生式的表示产生式产生式是条件与动作的联结，即在某一条件下是条件与动作的联结，即在某一条件下会产生某一动作的规则，它由条件项会产生某一动作

4、的规则，它由条件项“如果如果”和动作项和动作项“那么那么”构成。构成。人们在运用程序性知识完成各种活动时，总是人们在运用程序性知识完成各种活动时，总是根据当前的条件的不同，而采取与之相适应的根据当前的条件的不同，而采取与之相适应的行动或动作。行动或动作。7图示P1分母相同的分数加法的产生式分母相同的分数加法的产生式如果如果目标是解分数加法目标是解分数加法且有两个分数且有两个分数且两个分数的分母相同且两个分数的分母相同那么那么将两个分数的分子相加将两个分数的分子相加P2分母不同的分数加法的产生式分母不同的分数加法的产生式如果如果目标是解分数加法目标是解分数加法且有两个分数且有两个分数且两个分数的

5、分母不同且两个分数的分母不同那么那么首先求两个分数的最小公分母首先求两个分数的最小公分母8产生式系统产生式系统产生式系统是多个产生式的联结。是多个产生式的联结。当一个产生式的动作成为另一个产生式当一个产生式的动作成为另一个产生式的条件时，产生式之间便相互联系起来，的条件时，产生式之间便相互联系起来，构成构成产生式系统产生式系统。产生式系统表征了复杂的技能的完成过产生式系统表征了复杂的技能的完成过程。程。92.输入、输出从输入、输出看，陈述性知识是相对静从输入、输出看，陈述性知识是相对静态的，容易用语言表达清楚；态的，容易用语言表达清楚；程序性知程序性知识是相对动态的，不太识是相对动态的，不太容

6、易用语言表达容易用语言表达清楚清楚103.意识控制程度从意识控制程度看，陈述性知识的意识从意识控制程度看，陈述性知识的意识控制程度高，激活速度较慢，是有意识控制程度高，激活速度较慢，是有意识的搜寻过程；的搜寻过程；程序性知识程序性知识的意识控制程的意识控制程度较低，激活速度较快。度较低，激活速度较快。114.学习速度从学习速度看，陈述性知识的学习速度从学习速度看，陈述性知识的学习速度较快，但是，遗忘也较快；较快，但是，遗忘也较快；程序性知识程序性知识的学习速度较慢，需要大量练习，保持的学习速度较慢，需要大量练习，保持比陈述性知识牢固。比陈述性知识牢固。12程序性知识的种类智慧技能智慧技能认知策

7、略认知策略动作技能动作技能13技能技能技能：指个体在已有知识经验的基础上，：指个体在已有知识经验的基础上，通过练习而形成的稳定的、合乎法则的通过练习而形成的稳定的、合乎法则的动作进行方式。动作进行方式。技能可相应地分为两类：技能可相应地分为两类：动作技能动作技能和和智智慧技能慧技能。14技能的特点1.技能是通过技能是通过学习或练习学习或练习而形成的，不同而形成的，不同于本能行为。于本能行为。2.技能是一种技能是一种活动方式活动方式，由一系列动作及，由一系列动作及其执行方式构成，不同于认知经验的知其执行方式构成，不同于认知经验的知识。识。3.技能中的各动作要素及其顺序要体现活技能中的各动作要素及

8、其顺序要体现活动本身的客观动本身的客观法则法则的要求，不是一般的的要求，不是一般的习惯动作。习惯动作。15技能和能力技能和能力有着密切技能和能力有着密切的联系。的联系。一定的能力水平是技一定的能力水平是技能形成的前提条件。能形成的前提条件。具有相应的能力就易具有相应的能力就易于掌握相应的技能，于掌握相应的技能，人们技能形成的速度人们技能形成的速度及所形成的技能的难及所形成的技能的难度往往取决于能力的度往往取决于能力的发展水平，通常在某发展水平，通常在某方面能力越强越易于方面能力越强越易于形成某种技能。形成某种技能。16技能和知识1.1.技能的形成以知识的掌技能的形成以知识的掌握为基础，但掌握了

9、知握为基础，但掌握了知识并不等于形成了技能识并不等于形成了技能。这也就是说，缺乏相。这也就是说，缺乏相应的知识基础，对某种应的知识基础，对某种技能的学习将成为不可技能的学习将成为不可能。能。2.2.但掌握了知识，并不等但掌握了知识，并不等于形成了技能。于形成了技能。如，一个人掌握了水的浮力特点、游泳的基本动作要领、呼吸要领，并不能说他就掌握了游泳技能。17智慧技能智慧智慧技能：它是通过学习而形成的合乎技能：它是通过学习而形成的合乎法则的智慧活动方式。法则的智慧活动方式。18智慧技能的形成加里培林于加里培林于19591959年提出了著名的智慧活动形成年提出了著名的智慧活动形成的五阶段理论。的五阶

10、段理论。研究者发现加里培林学派所划分的阶段，有的研究者发现加里培林学派所划分的阶段，有的可以合并，名称也可以简化，并提出了智慧技可以合并，名称也可以简化，并提出了智慧技能形成的能形成的三阶段论三阶段论。原型定向原型定向原型动作原型动作原型内化原型内化（冯忠良，（冯忠良，19921992，19981998）。）。这一理论目前已对我国的大中小学的学校教育这一理论目前已对我国的大中小学的学校教育和职业技术培训教育产生了积极的影响。和职业技术培训教育产生了积极的影响。19原型定向原型（原型（prototype）也叫）也叫“原样原样”，通常指，通常指那些被模拟的某种自然现象或过程。那些被模拟的某种自然现

11、象或过程。智慧活动的智慧活动的原型原型指的是智慧活动的实践模指的是智慧活动的实践模式，即式，即“外化外化”或或“物质化物质化”了的智慧活动方了的智慧活动方式或式或动作动作活动程序。活动程序。智慧技能形成中的原型定向就是使学生了智慧技能形成中的原型定向就是使学生了解智慧活动的原型，从而明确该做哪些动解智慧活动的原型，从而明确该做哪些动作和怎样完成这成动作，明确活动的方向。作和怎样完成这成动作，明确活动的方向。原型定向阶段的教学主要是教师的直观示原型定向阶段的教学主要是教师的直观示范及讲解。范及讲解。20例：小学数学教学中解析技能的形成（冯忠良，1992）在小学数学教学活动中，复合应用题的教学历来

12、是小学数学在小学数学教学活动中，复合应用题的教学历来是小学数学教学的重点和难点。教学的重点和难点。从应用题本身的特点来看，应用题的主要特点，在于它需要从应用题本身的特点来看，应用题的主要特点，在于它需要通过对题目中的数量关系的分析来选择算法；通过对题目中的数量关系的分析来选择算法；从解题活动的结构来看，解析技能就是在审题的基础上确定从解题活动的结构来看，解析技能就是在审题的基础上确定题目中的各种数量关系的性质，将复合应用题分解为一系列题目中的各种数量关系的性质，将复合应用题分解为一系列连续的简单应用题，因而解析活动直接指向复合应用题中数连续的简单应用题，因而解析活动直接指向复合应用题中数量关系

13、的性质，作为列式运算的依据，决定着解题活动的成量关系的性质，作为列式运算的依据，决定着解题活动的成效。效。所以，在小学数学应用题的教学过程中，培养学生的解析技所以，在小学数学应用题的教学过程中，培养学生的解析技能是其中最关键的环节。能是其中最关键的环节。21一提，二判，三选，四找研究发现，学生要正确地解析复合应用题，研究发现，学生要正确地解析复合应用题，就应从问题出发，去追索条件，按照就应从问题出发，去追索条件，按照一提（提出问题）一提（提出问题）二判（判明问题的数量关系性质）二判（判明问题的数量关系性质）三选（选择算法）三选（选择算法）四找（找出已知数）四找（找出已知数）的思维模式进行数量关

14、系解析。的思维模式进行数量关系解析。22卡片23原型定向阶段的教学要求举例 为了使学生掌握解析技能，在原型定向阶段教师为了使学生掌握解析技能，在原型定向阶段教师应：应：针对不同例题，在黑板上利用活动卡片，说明解针对不同例题，在黑板上利用活动卡片，说明解析活动的步骤及要求。析活动的步骤及要求。并用展开的、连贯的方式向学生演示整个解题过并用展开的、连贯的方式向学生演示整个解题过程。程。同时，伴随活动以标准语言讲解与演示，使学生同时，伴随活动以标准语言讲解与演示，使学生了解活动，建立起关于活动的初步映象。了解活动，建立起关于活动的初步映象。当然，原型定向阶段的教学，只是解析技能形成当然，原型定向阶段

15、的教学，只是解析技能形成的开端，要使学生形成熟练的解析技能，还需引的开端，要使学生形成熟练的解析技能，还需引导他们进行实际的动作。导他们进行实际的动作。24原型定向阶段的教学要求1.1.要使学生了解活动的结构，即了解构要使学生了解活动的结构，即了解构成活动的各个动作要素及动作之间的执成活动的各个动作要素及动作之间的执行顺序，并了解动作的执行方式。这样，行顺序，并了解动作的执行方式。这样，学生对于活动才能有一个完整的映象，学生对于活动才能有一个完整的映象，才能为以后的学习奠定基础。才能为以后的学习奠定基础。2.要使学生了解各个动作要素、动作执要使学生了解各个动作要素、动作执行顷序和动作执行方式的

16、各种规定的行顷序和动作执行方式的各种规定的必要性，提高学生学习的自觉性。必要性，提高学生学习的自觉性。25原型定向阶段的教学要求3.3.采取有效措施发挥学生的主动性与独立性。构采取有效措施发挥学生的主动性与独立性。构成活动的动作不能以现成的形式教授，而应该激成活动的动作不能以现成的形式教授，而应该激发学生的学习需要，发挥学生的主动性与独立性，发学生的学习需要，发挥学生的主动性与独立性，师生共同总结各步动作及其执行顺序。这样，才师生共同总结各步动作及其执行顺序。这样，才能使学生体会到各动作划分的原因及动作顺序的能使学生体会到各动作划分的原因及动作顺序的合乎法则性，从而为学生所理解和接受。合乎法则

17、性，从而为学生所理解和接受。4.4.教师的示范要正确，讲解要确切，动作指令要教师的示范要正确，讲解要确切，动作指令要明确。明确。5.教师可以用复述动作要领的方法来检查原型定教师可以用复述动作要领的方法来检查原型定向的学习成效。向的学习成效。26原型动作原形动作原形动作是依据智慧技能的实践模式，学生将是依据智慧技能的实践模式，学生将头脑中建立的动作活动程序映象，以外显的动头脑中建立的动作活动程序映象，以外显的动作方式付诸执行。作方式付诸执行。在原型动作阶段，智慧活动是在物质与物质化在原型动作阶段，智慧活动是在物质与物质化水平上进行的。水平上进行的。在物质的活动形式中，动作的客体是实际事物，在物质

18、的活动形式中，动作的客体是实际事物，是对象本身。是对象本身。在物质化的活动形式中，动作的在物质化的活动形式中，动作的客体不再是对象本身，而是它的代替物。客体不再是对象本身，而是它的代替物。但不但不论哪种情况，都是对原型的动作，因而我们称论哪种情况，都是对原型的动作，因而我们称此阶段为此阶段为“原型动作原型动作”阶段。阶段。27原型动作阶段的教学要求 研究表明，为了使智慧技能能在动作水平上顺利形成，教师必须做到以下几点：1.1.要使智慧活动的所有动作以展开的方要使智慧活动的所有动作以展开的方式呈现式呈现。28原型动作阶段的教学要求2.2.要注意变更活动的对象，使智慧活动在直觉要注意变更活动的对象

19、，使智慧活动在直觉水平上得以概括，从而形成关于活动的表象。水平上得以概括，从而形成关于活动的表象。智慧技能作为合法则的活动方式，其适用范围智慧技能作为合法则的活动方式，其适用范围应具有广泛性。采用应具有广泛性。采用变式变式加以概括，有利于学加以概括，有利于学生智慧抟能的掌握和内化。生智慧抟能的掌握和内化。29原型动作阶段的教学要求3.3.要注意活动的掌握程度，并适时向下要注意活动的掌握程度，并适时向下一阶段转化。一阶段转化。强调原型动作阶段应以展开的方式出现，强调原型动作阶段应以展开的方式出现，并不是说最终不要简缩。当学生连续多并不是说最终不要简缩。当学生连续多次能正确而顺利地完成有关动作程序

20、时，次能正确而顺利地完成有关动作程序时，应及时转向内化阶段，以免活动方式总应及时转向内化阶段，以免活动方式总停留在展开水平，阻碍智慧活动的速度。停留在展开水平，阻碍智慧活动的速度。30原型动作阶段的教学要求4.4.为了使活动方式顺利内化，动作的执行应注为了使活动方式顺利内化，动作的执行应注意与言语相结合，一边进行实际动作，一边用意与言语相结合，一边进行实际动作，一边用言语来标志和组织动作的执行。言语来标志和组织动作的执行。智慧技能作为一种智慧活动方式，是借助于内智慧技能作为一种智慧活动方式，是借助于内部言语默默进行的，而内部言语必须以外部言部言语默默进行的，而内部言语必须以外部言语为基础。在原

21、型动作阶段，外部言语作为智语为基础。在原型动作阶段，外部言语作为智慧动作的标志及执行工具，在慧动作的标志及执行工具，在“内化内化”过程中过程中具有十分重要的作用。因而，在边做边说的场具有十分重要的作用。因而，在边做边说的场合下，活动易于向言语执行水平转化。合下，活动易于向言语执行水平转化。31原型内化原型内化原型内化指动作离开原型中的物质客体指动作离开原型中的物质客体与外显形式而转向头脑内部，借助于言与外显形式而转向头脑内部，借助于言语来作用于观念性对象，从而对对象的语来作用于观念性对象，从而对对象的主观表征进行加工、改造，并使其发生主观表征进行加工、改造，并使其发生变化。在原型内化阶段，智慧

22、活动在言变化。在原型内化阶段，智慧活动在言语水平上执行。语水平上执行。32原型内化阶段的教学要求 1.1.动作的执行应从外部言语开始，而后逐步转动作的执行应从外部言语开始，而后逐步转向内部言语。在采用外部言语的场合，还应注向内部言语。在采用外部言语的场合，还应注意从出声的外部言语转向不出声的外部言语。意从出声的外部言语转向不出声的外部言语。顺序不能颠倒。顺序不能颠倒。2.在开始阶段，动作活动应在言语水平上完全在开始阶段，动作活动应在言语水平上完全展开，即用出声或不出声的外部言语完整地描展开，即用出声或不出声的外部言语完整地描述原型的动作过程（此时已没有实际动作）。述原型的动作过程（此时已没有实

23、际动作）。然后，再依据活动的掌掘程度逐渐缩减，其中然后，再依据活动的掌掘程度逐渐缩减，其中包括省略一些不必要的动作成分与合并有关的包括省略一些不必要的动作成分与合并有关的动作。动作。33原型内化阶段的教学要求 3.在这一阶段也要注意变换动作对象，使在这一阶段也要注意变换动作对象，使活动方式得以进一步概括，以便广泛适活动方式得以进一步概括，以便广泛适用于同类课题。用于同类课题。4.在由出声到不出声、由展开到压缩的转在由出声到不出声、由展开到压缩的转化过程中，也要注意活动的掌握程度，化过程中，也要注意活动的掌握程度，不能过早转化，也不宜过迟，而应适时。不能过早转化，也不宜过迟，而应适时。34原型内

24、化阶段的教学要求在解析技能的形成过程中，内化阶段的教学是这样进行的。首先首先，让学生丢开，让学生丢开“小卡小卡片片”，利用大声言语进行，利用大声言语进行活动，即边说边想。活动，即边说边想。教师先用大声言语即以展教师先用大声言语即以展开的方式作出解析示范，开的方式作出解析示范，再让学生用大声言语形式再让学生用大声言语形式做练习。做练习。此时言语表述与上一阶段此时言语表述与上一阶段活动内容相一致，但言语活动内容相一致，但言语要求规范化、完整化。要求规范化、完整化。35动作技能定义形成的阶段培训要求练习曲线高原期36动作技能定义动作技能动作技能它是通过学习而形成的合乎法它是通过学习而形成的合乎法则的

25、动作活动方式。则的动作活动方式。37动作技能形成的阶段（一）动作定向（一）动作定向动作定向，它是动作技能形成的最初阶动作定向，它是动作技能形成的最初阶段。段。（二）动作的模仿（二）动作的模仿动作模仿，它虽然是动作技能掌握的必动作模仿，它虽然是动作技能掌握的必要前提，但动作技能的实际掌握，却是要前提，但动作技能的实际掌握，却是从（模仿）开始的。从（模仿）开始的。38动作技能形成的阶段（三）动作的整合（三）动作的整合动作动作的整合，它在反复模仿（练习）的的整合，它在反复模仿（练习）的基础上将构成基础上将构成动作动作技能的各个动作成分，技能的各个动作成分，依据其内在联系，联结成一个统一的整依据其内在

26、联系，联结成一个统一的整体。体。（四）动作的熟练（四）动作的熟练动作动作的熟练是的熟练是动作动作技能掌握的最高阶段。技能掌握的最高阶段。39动作技能的培训要求准确地示范与讲解准确地示范与讲解必要而适当的练习必要而适当的练习充分而有效的反馈充分而有效的反馈建立稳定清晰的动觉建立稳定清晰的动觉40练习曲线技能形成的进程可由技能形成的进程可由练习曲线练习曲线来描述。来描述。练习曲线又称学习曲线，它是对在连续练习曲线又称学习曲线，它是对在连续多次的练习期间所发生的动作效率变化多次的练习期间所发生的动作效率变化的图解。的图解。练习曲线有三种典型形式：（练习曲线有三种典型形式：（1 1）每次练）每次练习所

27、需时间随练习次数的增加而逐渐减习所需时间随练习次数的增加而逐渐减少；（少；（2 2）每次练习中的错误数量随练习）每次练习中的错误数量随练习次数的增加而逐渐下降；（次数的增加而逐渐下降；（3 3）单位内完）单位内完成的工作量随练习时间的增加而增多。成的工作量随练习时间的增加而增多。41高原期在技能形成的中、后期，练习的进步常常出现停滞，不再继续上升而保持在一定水平。有时甚至稍有下降，即出现了“高原期高原期”。高原期的形成的原因：高原期的形成的原因：练习时间过长导致兴趣降低、身体疲劳；练习时间过长导致兴趣降低、身体疲劳；练习方法不妥当，不适宜某种技能的练习。练习方法不妥当，不适宜某种技能的练习。为此，克服高原现象，既合理安排练习时为此，克服高原现象，既合理安排练习时间，同时还要注意改变原有的练习方法，间，同时还要注意改变原有的练习方法，代之以新的活动方式或方法。代之以新的活动方式或方法。42Chapter5End