摘要：本文首先介紹了認知靈活性理論的涵義及其關于學習和教學的觀點；探討了認知靈活性理論對開展網(wǎng)絡教學交互設計的啟發(fā)性意義；從“人－機”交互和“人－人”交互兩個方面，探究了認知靈活性理論指導下的網(wǎng)絡教學系統(tǒng)中的交互設計。

關鍵詞：認知靈活性理論；網(wǎng)絡教學；交互

中圖分類號：G64文獻標識碼：A

文章編號：1672-5913 (2007) 23-0034-04

The Alternative Design under the Cognitive Flexibility Theory in Web Teaching

Du Jian，Wang Yizhi

(Beijing Jiaotong University， Beijing， 100044)

Abstract: This paper first introduces the meaning of cognitive flexibility theory and its viewpoint about learning and teaching， then discusses the elicited influence of the cognitive flexibility theory on alternative design of web teaching. And finally it explores the detailed design of web teaching system under the guidance of the cognitive flexibility theory from “man-host” and “man-man” aspects of alternation.

Keywords: Cognitive Flexibility Theory;Web Teaching; Alternation

隨著各國教育信息化的發(fā)展，大量教學軟件或教學系統(tǒng)的開發(fā)實踐與使用也迅速發(fā)展起來。為了給學習者提供一個適合自主學習、協(xié)作學習的環(huán)境，使學習者能夠充分利用各種資源進行學習，如何實現(xiàn)良好的交互已成為專家們關注的焦點。目前，由于網(wǎng)絡技術的發(fā)展，交互技術已經(jīng)能支持文字、圖像、音頻、視頻等多種媒體形式的同步或異步網(wǎng)絡傳輸，但是多數(shù)交互活動把學習者與教學資源的交互同學習者與教師、學習者與學習者的交互孤立起來，沒有實現(xiàn)三者的整合，而完全依靠學習者的自覺選擇。只有對網(wǎng)絡教學交互設計的理論基礎作深入思考并運用理論作科學細致的設計，才能維持高水平的交互，更好地組織網(wǎng)絡教學活動。

1網(wǎng)絡教學交互設計的理論基礎

1.1認知靈活性理論

認知靈活性理論(Cognitive Flexibility Theory)是由斯皮羅(Spiro)等人提出并倡導的一個理論，它屬于建構主義的一支。但相對于極端建構主義來說，它吸取了認知加工理論的長處，采取了一個較為折中的觀點，它既反對傳統(tǒng)教學機械地對知識作預先限定，讓學習者被動地接受；同時也反對極端建構主義只強調學習中非結構的一面，忽視概念的重要性。它主張一方面要提供建構理解所需的基礎，另一方面又要留給學習者廣闊的建構空間。

認知靈活性理論把學習分為兩種：初級學習和高級學習。初級學習是學習中的低級階段，在此階段中涉及的是結構系統(tǒng)。聯(lián)系緊密的知識領域，稱為良構領域。相對地，非良構領域的知識有如下特點：一是知識應用的每個實例都包含著許多廣泛的概念的作用，即概念的復雜性；二是同類的各個實例之間所涉及的概念及其相互作用的模式有很大的差異，即實例的差異性。結構不良領域知識的學習要求學習者把握概念的復雜性，并能廣泛靈活地運用到具體情境中?？梢哉f，良構領域知識的學習主要是初級學習，而復雜和非良構領域的學習則主要是高級學習。

1.2認知靈活性理論關于學習的觀點

認知靈活性理論認為，在復雜和非良構領域中的學習過程是學習者主動進行的雙向建構過程。建構一方面是對新信息意義的建構，同時又包含對原有經(jīng)驗的改造和重組。為了實現(xiàn)對知識的雙向建構，斯皮羅等人提出了“十字交叉形”(criss-crossing)學習方法，如下圖所示。

圖1認知靈活性理論十字交叉形學習法示意圖

圖1中，a、b、c、d及其指向o的箭頭表示在不同背景或主題中對知識的理解，o表示最終的理解；從o指向a、b、c、d的箭頭表示知識可以遷移到不同的情境中去；橢圓表示不同背景中對知識的理解相互影響。十字交叉形這一隱喻表明，在不同的背景下建構的對知識的理解存在差異，通過多個角度對知識進行建構，最終形成對知識的全面理解。只有對知識進行多維表征時，學習者才能全面理解和靈活運用知識；所建構的知識才能較好地遷移到其他領域。

1.3認知靈活性理論關于教學的觀點——隨機通達教學

隨機通達教學(Random Access Instruction)是斯皮羅等人提出的適用于結構不良領域中高級知識獲取的新的教學方式。隨機通達教學的核心是，對同一內容的學習，要在不同時間、不同情境，以不同目的、從不同角度多次進行，以達到獲得高級知識的目標，即學習者可以隨意通過不同途徑、不同方式學習相同的教學內容，從而獲得對同一事物或同一問題的多方面的認識與理解。隨機通達教學模式有以下特點：

(1) 非線性和多維性。對同一內容的學習要在不同時間多次進行，每次的情境都是經(jīng)過改組的，而且目的著眼于問題的不同側面。

(2) 案例性和情境性。該模式不是用抽象的理論知識來講解概念應該如何應用，而是把概念放到不同的實例當中，并與具體情境聯(lián)系起來，從不同方面說明其含義以及與其他知識的聯(lián)系。

2認知靈活性理論對網(wǎng)絡教學交互設計的啟示

2.1認知靈活性理論指導下學習者應具備的能力

由于網(wǎng)絡學習具有學習自主性和認知靈活性，學習者的能力也應相應提高。在認知靈活性理論的指導下，學習者應尤其注意以下兩種能力的提高：

(1) 在學習過程中探究交互的能力。網(wǎng)絡學習的自主性使學習過程表現(xiàn)出靈活的交互性。在網(wǎng)絡學習中，如果對教學情景不夠熟悉或者學習的任務比較難、比較重，學習者可以通過網(wǎng)絡提供的交互與他人合作來達到學習目標和效果。同時，網(wǎng)絡共享資源為學習者創(chuàng)設了探究學習情境。學習者提出思考問題后要收集資料，按照計劃對問題進行探索，有了結果后還要學會借助信息表達工具公布和發(fā)表。對于比較復雜的學習情境，學習者要進行深入的觀察和探索性的操作實踐，從中發(fā)現(xiàn)事物的特征、關系和規(guī)律。

(2) 在具體的情景中遷移的能力。網(wǎng)絡學習的知識存在于多元情景而非單一情景中，當知識通過多元情景獲取時，學習者既能獲取概念的相關特征，也能獲取更廣泛、更豐富的知識。學習者在不同背景下對知識的理解會不盡相同，通過對知識概念的多角度建構，就會形成對知識概念的全面理解。這樣，在面對新的學習情景時，學習者頭腦中就會以一定的方式重新組織知識序列，以便能更好地適應新情景，從而能更清晰地揭示概念的復雜關系，并且隨著情景的變化達到知識遷移。

2.2認知靈活性理論指導下教師應具備的素質

教師在網(wǎng)絡教學中，要突破簡單的演示型模式，體現(xiàn)認知的靈活性和知識的意義建構過程；運用交互策略，對交互活動進行設計；將各種資源與課程內容整合起來，設計一些問題和提示，引導學習者到教學資源庫查閱相關資料；重視問題回答方式的設計，提高學習者的主體參與程度；引導學習者在討論社區(qū)參與討論，加強對學習者的引導和幫助，促進學習者對知識的意義建構；對學習者的活動進行指導監(jiān)控和評價，以維持較高水平的交互活動，使學習者能夠在學習的同時積極進行各種類型的交互，從而提高學習者對課程的理解和自學能力。另外，還要注意情感交流，創(chuàng)設情境激發(fā)學習者的情感，增進教師與學習者之間的情感交流。

2.3認知靈活性理論指導下的網(wǎng)絡教學交互設計總體原則

網(wǎng)絡教學交互的設計應該從認知靈活性理論出發(fā)，結合隨機通達教學和網(wǎng)絡教學交互的特點來綜合考慮。認知靈活性理論指導下的網(wǎng)絡教學交互設計總體上應體現(xiàn)如下的策略：以學習者為中心，盡可能地發(fā)揮教師的主導作用和技術管理人員的輔教作用，充分考慮學習者之間的交流需要，設計靈活多樣的學習者練習和訓練內容，提供豐富的多媒體教學資源，創(chuàng)設有意義的學習情景，啟發(fā)學習者的聯(lián)想思維，賦予學習者串聯(lián)知識和網(wǎng)絡瀏覽的自主權，提高網(wǎng)絡教學的交互性；同時，注重教學資源主體的價值實現(xiàn)與個性解放，盡可能地實現(xiàn)人力資源和技術優(yōu)勢的優(yōu)化整合，努力建構一種教學資源建設者、提供者與學習者之間的交往對話機制，做到互動及時、可控性好、互動程度廣而深。

3網(wǎng)絡教學交互的設計

3.1“人－機” 交互

(1) 教師與教學資源的交互

目前，大部分的網(wǎng)絡教學資源都以網(wǎng)頁形式呈現(xiàn)，而大部分的網(wǎng)頁都以靜態(tài)方式展現(xiàn)，其組織方式也是線性的，更新頻率不夠快，不能真正建立起持續(xù)交流的教學過程。因此，網(wǎng)絡教學資源的設計應具有開放性、靈活性，即網(wǎng)絡教學資源的結構應根據(jù)學習者的不同認知規(guī)律，或不同的認知水平來構建知識框架，為學習者提供更多的選擇途徑，更好地適應不同學習者的不同需求，真正做到因材施教。教師通過實時和非實時的交互技術服務系統(tǒng)和管理工具，才能更好地掌握學習者的各種學習信息，靈活地進行教學活動的調整，從而可以達到教學效果和教學效率的高質量保證。由于網(wǎng)絡教學資源的學習已經(jīng)超出了教材的限制，教師與教學資源的交互就不能再停留在備課上，而更多地體現(xiàn)在創(chuàng)建和更新教學資源上，對于同一知識內容，提供不同角度的解釋和描述，讓學生通過對多種觀點的辨析與思考，提高分析問題和解決問題的能力。

(2) 學習者與教學資源的交互

學習者與教學資源的交互是學習者有效學習的重要組成部分。要使學習者全身心投入到學習活動，就必須讓學習者面對他認為有意義的或與其相關的問題。因此，在網(wǎng)絡教學設計的虛擬課堂中，要盡量表現(xiàn)一些對學習者來說真實的并且與教學活動相關的問題任務，任務應有一定的難度、一定的挑戰(zhàn)性，切實激發(fā)學習者的學習動機，引導學習者體驗實踐和主動參與。通過網(wǎng)絡提供的這種教學情境，學習者就不僅僅是知識的接受者，而是教學主題的建構者。學習者不僅僅可以瀏覽、下載所需的教學資源，還可以根據(jù)需要作適當?shù)男薷?，如添加心得體會，等，構建自身的基于具體情景或具體案例的知識序列；再通過學習者之間的交流進一步加強對概念的交叉學習，實現(xiàn)知識的靈活遷移和新知識的創(chuàng)造。

網(wǎng)絡教學中學習者與教學資源的交互不僅體現(xiàn)在學習的教材內容上，還要提供更豐富的交互形式，如通過Flash等多媒體技術將真實的實驗環(huán)境在網(wǎng)絡上呈現(xiàn)，使學習者可以在計算機輔助學習系統(tǒng)幫助下學習，以彌補目前網(wǎng)絡教學實踐機會少的缺陷，促進學習者實現(xiàn)知識轉化為能力的過程。

智能性和及時反饋性對于網(wǎng)絡教學系統(tǒng)“人－機”交互有著很重要的作用，可以監(jiān)測交互活動是否發(fā)生并給予反饋，以提高學習者的學習效率。例如，單元測試的計時答題和批改，當學習者在5分鐘內沒有任何動作，系統(tǒng)提示“您答題的時間過長”；當學習者提交答案，系統(tǒng)自動統(tǒng)計總分并顯示。這就需要對學習內容作系統(tǒng)的、有針對性的交互設計。

根據(jù)認知心理學的相關理論，學習者在學習過程中得到適當?shù)墓膭詈捅頁P對于激勵學習者的學習有十分重要的作用。學習者(尤其是兒童)都喜愛且樂于接受具有人類特征的生動的卡通形象。交互設計可以根據(jù)學習者的心理特征，將人類的情感融入到信息反饋中去。另外，學習者可以根據(jù)自己的喜好選擇合適的界面主題風格等個性化的設計也是“人－機”交互應當考慮的因素。

3.2“人－人”交互

(1) 教師之間的交互

網(wǎng)絡教學資源除了具有教育性、技術應用性等特點外，還應有藝術性，它包括整個界面的布局，點、線、面的使用，字體的使用，色系色彩的使用，等等。因此，網(wǎng)絡教學資源建設是一個系統(tǒng)工程，需要一個相互協(xié)作的團隊，需要教學資源建設的各位教師和技術人員能夠各抒己見，獻計獻策，相互交流，相互協(xié)作，共同完成網(wǎng)絡教學資源“設計－制作－發(fā)送－教學－反饋”的全過程。

在網(wǎng)絡教學活動的過程中，同一門課程的教學目標、教學進度安排和教學重點難點不能差異過大，因此，教師之間應加強交流，互相督促，使教學內容更加完備，教學方法更加靈活。對于小組學習或協(xié)作學習，教師還可以交叉組織、指導討論活動，并且通過建立電子學習檔案等對學習者學習活動進行持續(xù)關注。

(2) 教師與學習者的交互

在網(wǎng)絡教學中，教師與學習者、學習者與學習者面對面交流的機會減少，教師不能通過觀察來了解學習者的學習情況，而只能依賴于網(wǎng)絡教學資源來實現(xiàn)交互。所以，網(wǎng)絡教學資源建設必須考慮使用多種手段和形式，如文本、音頻、視頻，等來實現(xiàn)教師與學習者之間同步或異步的交互。

教師可以通過記錄登錄次數(shù)、翻看答案的次數(shù)、交作業(yè)、提問的情況、討論參與度等各方面，建立起教師與學習者之間的及時反饋和評價；可以通過電子公告牌系統(tǒng)(BBS)或在線聊天(CHAT)引導學習者討論問題，啟發(fā)學習者提出一些具有發(fā)散性思維的問題，以提高學習者的學習能力和創(chuàng)新能力；可以通過電子郵件系統(tǒng)(E-mail)或手機短信息實現(xiàn)網(wǎng)絡教學的交互式答疑；可以通過導航系統(tǒng)，使學習者明確學習目標、課程單元數(shù)、學時數(shù)，從此幫助學習者了解學習該課程所需要的知識水平、自己的知識層次、學習進度和學習方法的系統(tǒng)，從而建立起教師與學習者的虛擬對話，引導學習者進一步學習，提高學習的效率。除此之外，還可以設計一些比較簡單的學習工具，如計算器、日歷之類，以提供即時的幫助。整個教學過程要讓學習者感到自己的學習活動并不是孤立的，并非只有計算機和自己在對話，而是始終有其他學習者共同參與、有教師提供指導的，是人性化的。

(3) 學習者之間的交互

學習者以自己的整個身心去感受教育情境中的問題、事實、情感和價值，并通過網(wǎng)絡生動地傳達自己的思想，積極地進行教學交往。學習者可以借助網(wǎng)絡通訊方式，參加各種類型的對話、協(xié)商和討論活動，培養(yǎng)學習者的獨立思考、求異思維和創(chuàng)新的能力，以及團隊協(xié)作和互相幫助的精神。網(wǎng)絡教學資源的建設應充分提供數(shù)字化協(xié)作學習的工具，例如網(wǎng)上的電子白板、布告欄、BBS、E-mail，或者聊天室、虛擬教室、虛擬會議，等，讓學習者自由選擇小組，自由進出，進行主動學習或自我發(fā)起學習，根據(jù)自己的個性和興趣與志趣相投的伙伴進行合作學習，實現(xiàn)一人與多人、多人與多人的交互。通過多種交互渠道建立的協(xié)作學習小組，在網(wǎng)絡環(huán)境下不需要聚集在一起就可以共同討論問題。小組學習者之間通過交流與探討，實現(xiàn)相互之間的溝通，激發(fā)和產(chǎn)生共同知識，互相彌補知識建構的不足，讓學習者感覺到有其他學習者共同學習，一起成長，從而彌補在網(wǎng)絡環(huán)境下學習所帶來的孤獨感和情感的缺失。

4總結

認知靈活性理論作為建構主義的一個分支，是新信息技術與當代學習理論發(fā)展的結晶。它強調知識的學習應從不同層面、不同概念入手，讓學習者充分了解知識的不同方面，這對網(wǎng)絡教學交互設計極具啟發(fā)意義?；谡J知靈活性理論的網(wǎng)絡教學交互設計突破傳統(tǒng)教學交互的局限，對支持學習者主動建構知識，加強理論與真實生活情境的聯(lián)系，促進知識在情境中遷移及靈活運用所學知識都具有積極的促進作用。精心設計的各種交互技術為學習者提供了一個針對復雜與結構不良的學習環(huán)境，并鼓勵學習者自己對知識進行積極探索與建構，有助于學習者培養(yǎng)自主能力和創(chuàng)新能力。

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收稿日期：2007-07-27

個人簡介：杜漸(1982-)，福建福州市人，碩士，研究方向：計算機教育應用。