西格勒战略研究的新进展_认知过程论文

西格勒战略研究的新进展_认知过程论文

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中图分类号:B842.1 文献标识码:A 文章编号:1000-2677(2004)01-0044-05

美国认知心理学家希格勒(Robert S.Siegler)是新皮亚杰学派的重要成员,也是四种现代认知心理学理论的代表人之一。自20世纪70年代以来,希格勒对儿童是如何掌握规则和策略的问题进行了探讨,特别是集中对儿童的问题解决及推理技能的策略选择和儿童是怎样发现新策略的问题进行了系列研究[1],“建立了著名的认知发展策略选择理论”[2]。当前,认知发展研究中最难解决的问题是掌握儿童发展变化的原因。希格勒从策略选择的角度来考察儿童的认知变化及其原因,他通过大量的研究发现了儿童策略发展的特征、策略选择机制等,特别是随着研究的深入,他不断对自己原有的策略理论进行充实和完善。

一、希格勒的策略研究及理论特点

(一)强调适应性

受达尔文生物进化论的影响,希格勒强调“适应”,并认为认知的显著特征之一是竞争,如他认为新近五种关于认知变化机制的理论(神经机制、联结竞争、编码、类推和策略选择)的共同主题是竞争,竞争在这些机制中起着很重要的作用,这在皮亚杰的平衡机制中也一样[3]。他试图发展一种关于个体认知发展的进化理论以说明这些竞争如何导致个体在认知发展上产生适应性的结果。对此,他进行了不少检验性研究,研究表明,在每一种认知任务(如数学运算、时间报告、阅读、记忆任务等)中竞争都会导致适应性结果的产生,产生适应性结果的内在机制之一是策略选择。以此为基础,希格勒详细分析了个体认知发展过程中策略选择及策略建构的问题。

(二)以熟悉任务为前提

希格勒近年的研究不同于以往以及他自己早期采用经典皮亚杰式任务的研究,他采取儿童熟悉的任务研究儿童的认知。研究已表明儿童在熟悉任务中与在不熟悉任务中相比,其认知发展特征大不相同[4]。希格勒把熟悉环境中的认知发展规律称为认知发展的“另一半”,他的策略理论就是以这个“另一半”为出发点的。这些在熟悉领域中对儿童策略选用及其变化的研究,必然会对认识儿童的认知能力及发展情况作一个有益的补充。

(三)选择是其策略理论的核心

希格勒认为研究有两条途径:一种是将认知发展看做是一系列的从一种思考方式到另一种思考方式的连续的具体步骤;另一途径假定,儿童同时具有几个对周围世界的非常不同的看法和几种不同的解决问题的方式,认知变化就是不断对特定的智力策略的选择来实现。他赞同第二种途径,并在其研究中获得了证实。由此,他把策略分为两大类:提取或检索策略和支持策略。提取策略是指儿童在解题时没有任何可见的外显行为(如发出声音、掰手指头、在纸上抄写问题等)而直接说出问题的答案,即从长时记忆中直接提取或检索。支持性策略指在解题时,边做题边发出声音,或掰指头或抄写问题,乘法运算时多次相加,拼写时查字典等。提取策略以外的所有策略都为支持策略。希格勒的策略研究就是围绕儿童在提取和支持性策略之间的选择,以及在众多的支持性策略之间的选择问题所作的系列研究。

二、策略选择的基本特征

(一)策略运用的多样性

希格勒发现[5]儿童的策略运用是变化而多样的,若忽视这种多样性则会严重歪曲对儿童认知活动的认识。还发现[6],绝大多数儿童在完成较简单的熟悉任务时,至少运用三种不同的策略,且这种多样性的发展有其活跃期。在获得策略的早期阶段,儿童多使用单一的策略;当儿童从不熟练操作过渡到熟练操作时策略的多样性特别明显。例如,儿童初学一位数加法时,均以数手指的策略解决问题;当对问题完全熟悉时,会采用提取策略,直接从长时记忆中提取答案。但在过渡阶段,儿童可能采用数手指、提取、从较大的加数数起、将问题分解成小问题等多种策略。这种多样性在希格勒最近对儿童估算的研究中也得到证明[7]。

(二)策略选择的适应性

希格勒指出[5],策略选择的适应性反映了人类认知的基本特征,适应性地做选择在婴幼儿时就已表现得很明显,儿童的策略选择表现出很好的适应性,这种适应性的选择特征在整个人的一生都是如此。

在策略选择中,适应是指一种策略被采用的频率与该策略的加工特征(策略所带来的速度和准确程度)之间的共变强度。其具体表现在:①是用支持策略还是用提取策略的选择上表现出明显的适应性。例如,如果作业需要准确地完成时,他们倾向于用支持策略;当作业已经达到正确完成时,则采用速度较快的提取策略。希格勒通过比较使用提取和支持策略两种情况下的作业,认为儿童在解决问题时往往在准确性和速度之间取得平衡。这种选择的能力和水平就是其适应性的表现。认知的发展就在于这种选择的质量;②在已有众多的支持策略中选择时也具有适应性。例如,当两个加数的差异很大时(如9+2),儿童更常用最小化策略,而不是求和策略。

(三)策略的发展变化

儿童的策略会随着运用而不断发展变化。希格勒研究发现[8],变化主要体现在:①新策略的获得。儿童即使已有一些策略,并且这些策略能较好地解决问题,但他们还是会不断发现新的策略;②对最有效的策略运用频率增高。儿童对不同策略的使用频率是不断变化的。例如,5-7岁儿童在做一位数加法问题时;用到了三种策略:提取、求和、猜想,当儿童从幼儿成长到二年级时,第一种策略使用的频率是稳定增加的,而第二、第三种策略则是稳定地下降;③更有效地运用每一个策略。儿童在练习中不断熟悉每一策略是怎样运用的,并且他们会获得越来越多的运用技巧;④在策略选择的适应性上增强。策略是怎样被用的,对每一个问题采用哪一个策略,在面对某一具体问题时怎样从多种策略中作出选择,随着儿童经历的丰富,他们的选择越来越具有适应性。

(四)策略的推广运用

当儿童获得一种新的策略时,究竟会在多大程度上推广应用呢?希格勒研究发现,当儿童发现或通过观察学到一个新策略时,他们要花很长时间才能推广应用到新的问题上。例,希格勒和Jenkins(1989)[9]对发现最小化策略的4-5岁儿童进行观察,发现这些儿童在刚发现后的一段时间内,只是偶尔用到这个策略,而且当对他们讲了这一策略的优点时儿童仍习惯从第一个数加起。他们对新策略的使用频率很低,应用的面也很窄。

希格勒研究表明[9][10],如果要使儿童能尽快地并且更多地推广应用新的策略,那么,可以采取以下措施:①在他们发现新策略后呈现相应的有挑战性的题。向儿童呈现这些题,例如对4-6岁儿童通过“2+9”的例子明白最小化策略后,可给儿童“3+22”、“4+33”等这些对他们来说有挑战性的题,结合着题讲解其优点或有效性,并让他们做一些有挑战的练习,这样可缩短时间,也能提高他们运用的频率;②让儿童自己对新策略进行解释。当儿童通过观察学到一个新策略后,让他们解释为什么会这样有效,这样加强了他们对新策略的理解与精确记忆;同时也强化了他们对这一策略的选择。

(五)策略选择的个体差异与年龄差异

在策略选择和运用上有没有个体之间的差异?若有,其差异又是什么?希格勒(1988)[11]通过考察一年级儿童在加法、乘法和单词辨认任务中的策略选择,发现学生的策略选用表现出三种差异模式,他用“不那么好”、“好”、“极好”来描绘学生之间的差异。具体说来,差异主要表现在以下两个方面:①在运用策略解题结果上(无论是用提取还是支持策略),好生与不那么好的学生相比,前者都比后者更快更准。希格勒认为出现这种差异的原因是他们知识上的差异。好生和极好的学生相比,这两组学生的速度和准确性差不多。好生与极好生的差异不明显,他们之间的区别更多地体现在认知风格上的不同;②在提取与支持策略选用上,好生与不那么好的学生相比,好生使用提取策略的时候更多,不那么好的学生通常是两种策略都用,但其解题速度和准确性都差一些。极好生与其他两组相比,他们使用提取策略明显比其他两组学生更少,相反,他们更多地是依赖于支持策略。从联结分布模式解释来说,极好的学生和好生因为联结分布是呈峰尖分布的,因而他们能快而准地提取出答案。同时,极好的学生设置了很高的置信标准,因而他们也明显少用提取策略。

有观点认为年轻的个体比年老一点的个体策略选择的适应性更强,而有的又认为他们有同样的适应性(意即选用某策略的比率与该策略所得到的速度和准确性之间的关系在年龄上没有差异)。希格勒通过“有选择/无选择”方法研究发现[12],策略选择中在策略的使用频率、其策略选用的决定因素、决定因素对选择的解释上都没有年龄差异。无论是年老一点的还是年轻一点的成年人,速度是选择策略的最强、最大的决定因素。另外,他们都能准确估计使用不同策略在解某道题上所需要的时间,并能据此作出对策略的选用。但是,年轻一点的比年老一点的成年人在用策略解题时更快更准确。因此,策略选择中惟一的年龄差异是策略运用的效率而不是选择过程。

三、策略选择机制

人们通常知道有多种方法可解同一问题,但哪些因素决定着策略选择?人们是如何作出选择的?策略选择过程又是如何影响随后的学习的?希格勒提出了选择的机制用来解释这些选择过程。

(一)联结分布模式

在提取与支持性策略之间选择策略是一个极普遍的现象,如儿童在做加法运算时,他们必须或者提取或通过数手指头来得出答案;在拼写词汇时,或写出一个提取的答案或者用支持性策略,如大声地念着,直至想出来,或查字典等等。儿童的这种选择很多时候是充满了智慧的,那么,在没有仔细地考虑每一策略的优缺点情况下,他们是怎样作出智慧的选择的呢?希格勒提出了联结分布模式[13],该模式的核心思想是问题与答案之间的联结在儿童是运用检索还是支持性策略的选择上起着重要作用,它不仅能说明儿童一般的策略选择,而且能有效分析个体差异。

联结分布模式由表征、加工、获得机制三部分组成。表征是指一个联结网,即问题与其答案(包括正确和错误)联结而成的知识网,这一联结网的分布是呈峰形的,峰形可能是呈峰尖分布,也可能是呈平直分布。答案与问题之间的联结力量即联结强度。每一个答案被提取到的机率与它相对于其他答案的联结强度有关。即如果它的联结强度越大,则越可能被提取到。一般而言,正确答案与问题之间的联结强度最大。若峰形呈峰尖分布,那么,意味着问题与答案之间的联结强度集中到一个答案上了。若呈平直分布,那是因为联结强度分摊到了许多答案上,没有哪一个答案的联结强度突出,因而其分布也呈平直形了。

加工分为三个阶段:检索、表征精细化、算法运算,在任何一个阶段一旦产生了答案,加工就结束。检索时有两个重要参数,一是置信标准,另一个是搜索长度。置信标准是一个“门槛”值,指答案的联结强度必须超过这个值儿童才能直接提取出答案。置信标准不是一个定值,它是变化的,不同的儿童对同一问题设置的置信标准不同,同一儿童对不同的问题设置的置信标准也不同。搜索长度是指儿童在停止检索之前所做的最大的检索努力。儿童整个检索过程可简化如下:选择检索方法→答案的联结强度是否超过了置信标准?→如果超过了,则会说出这个答案;如果没超过,也没达到搜索长度,则继续检索,否则放弃检索努力。如果检索不能得到正确答案,则转向用支持性策略。即进入过程的第二、三阶段,即表征精细化和算法运算,如借助抄写问题而寻求答案,乘法运算中运用多次相加等。

儿童是如何获得这一加工和表征的呢?先看加工。提取或检索似乎与置信标准和搜索长度一样是人类先天的,Mervis和Canada(1982)发现,即使一岁大的儿童,也不会说出他们不相信的答案。这种拒绝表明他们在说出答案前有一个标准,类似于置信标准。同样可看到,很小的儿童在检索了一段时间之后,会放弃这种努力,犹如搜索长度。虽然检索似乎是先天的,但表征精细化和算法运算是后天可习得的。例如,儿童最常用的乘法规则、多次相加很早就从父母、课本和老师那学到了。

儿童通过检索或使用支持性策略得到正确答案,这种正确解答反过来加强了联结分布,形成的联结分布又促进了儿童更快更准地运用策略。最后是支持性策略以自己的消失而促进了这个过渡过程,而检索或提取策略用得更多了。可见,在我国儿童的教育教学中,某些家长和老师不提倡儿童使用支持性策略如数手指头是有偏见的,事实上,对儿童,特别是对那些处于不那么好的水平的儿童,通过使用支持性策略可增强正确答案的联结强度,也有利于形成峰尖分布,从而使他们能更有效地解题,结果反过来又会促成峰尖分布的形成。

(二)策略选择及发现模式(SCADS)

上一模式说明了儿童在检索策略与支持性策略之间的具体选择加工机制,那么,儿童在众多支持性策略中又是怎样做出选择的以及完整的加工过程是怎样的呢?希格勒和Shipley[14]提出了一种适应性策略选择模式(the Adaptive Strategy Choice Model,简称ASCM),这一模式是通过计算机模拟来说明儿童如何在某特定情景下选择某一特定策略以及他们是如何随知识和技能的变化而进行适应性调整、选用,特别是怎样在支持性策略之间做出适应性选择的。但这一模式还未能解释到儿童的策略发现,因而在此基础上希格勒提出了策略选择及发现的模拟模式[15](A Model of Children's Stategy Choices And Discovery Simulation,SCADS),这一模式融合了联结机制和元认知机制,用以解释儿童适应性的策略选择以及新策略的发现,它不仅有效地解释了儿童的适应性策略选择与发现,而且清晰地反映了儿童策略选择与发现的整个加工过程。

在策略选择的联结机制里,希格勒把某策略所带来的速度和准确性称为策略的加工特征。每一策略的加工特征信息都保存在“数据库”中。“数据库”会随策略对问题解决的情况进行系统的调整。每一策略的加工特征映象称为投射强度(projecteds trength),策略是根据它们的投射强度的大小而被选用的。这样,模式得出,策略的加工特征(由策略带来的解题速度及准确性)决定策略的选择。这不同于某些策略选择模式得出的结论——策略选择的惟一“决定者”是问题的结构特征(Ashcraft,1987;Geary & Widaman,1987;Geary,Widaman,& Little,1986)。希格勒认为,即使是不熟悉的问题,策略的加工特征也比问题的结构特征更能影响策略的选用。

与此同时,希格勒提出元认知系统来解释新策略的发现。元认知系统包括三部分:注意的集中、策略发现探索和目标方案过滤。

希格勒认为注意集中一方面增加了专心于运用较差的策略的精力,提高操作水平;另一方面,运算中一个算子越常用,需集中在它那里的注意资源就越少,也就有越多的注意资源投入到新的策略发现中。先前执行策略所积累的经验也使注意资源得到大大释放,因而激发了策略的发现探索,这就是元认知系统的第二个成分。探索根据以往解题的加工痕迹来操作,SCADS探索表现在两个方面:①若检测出多余的次序,那么就消除多余的部分。有研究表明13个月的儿童在获得解决一个问题的经历后会消除多余的动作或行为(Chen,Sanchez,& Cambell,1997);②如果一个策略在一具体次序中表现出极高的速度和准确性,那么就得到了常用那一次序的策略使用模式。探索会得到很多策略,这其中包括有效的和有缺陷的。元认知系统的第三个成分目标过滤有助于避免模式执行有缺陷的策略。目标过滤提供了对新策略进行评价的标准。

SCADS反映的儿童整个策略选择与发现的加工“流程”为:儿童运用策略做题,解题过程得到不同策略的加工特征信息,这些信息反馈到总的策略“数据库”,从而影响着儿童的策略选择,同时也随接收的反馈信息而不断调整。在儿童解题过程中,部分释放的注意资源会用于发现策略,最后通过目标过滤的有效策略信息反馈到“数据库”,这样,“数据库”中策略信息更加丰富,且使儿童的策略选择更具适应性。

通过SCADS模式,我们知道了质的变化与原有策略的慢慢变化的联结是儿童策略发展的特征;联结和元认知机制都能使策略选择和发现具有适应性,也即人们在联结和元认知两种机制的相互作用中适应性地选择和发现着策略。这就不同于先前一些基于单一机制(或元认知或联结)之上的策略发现模式。不过,SCADS模式也有一些没有回答的问题,如儿童怎样从他们的父母亲那里获得最初的策略(如求和策略),以及当已有的策略中缺乏相关成分时,“发现”又是怎样出现的,该模式在其他领域的适用情况怎样等。

四、小结

希格勒的策略研究具有重要的理论价值和应用价值,具体体现在:

第一,希格勒从儿童策略选择的角度来探知儿童的认知变化,这是当前关于儿童认知发展变化原因解释的重要途径;第二,他把前人采用生疏任务的研究风格转为通过儿童熟悉的任务研究儿童的策略选择,弥补了采用生疏任务情境下可能低估儿童认知水平的不足,使人们对儿童的认知变化有了更全面的认识;第三,希格勒的研究核心从注重跨年龄的差异转到年龄内的渐变差异,他对策略研究细致、深入,较好地把握了儿童认知具体、细小的变化。成功的教与学往往就在于这些对不同儿童学习不同的技能、概念和策略的深入细致的分析。而且,用希格勒自己的话来说,通过策略研究还可以分辨出那些以后可能出现学习困难的儿童,并可就此提出一套防止那些小的、易纠正的早期问题发展为大的、难改变的问题的方案;第四,在研究方法上,希格勒突出地发展了微观发生学方法,此方法“大概是收集有关认知发展的原因之实证资料的最有希望的方法”[16];最后,他的研究使人们重新认识到儿童学习的重要性,从而使对儿童学习的研究获得新进展[17]。

当然,希格勒的策略研究及理论并非反映了一个全面完整的认知发展理论。如在策略研究中,尚未把熟悉任务与生疏任务结合起来;策略的分类简洁,且反映了认知变化的动态过程,但也有待与知识学习的其他相关策略有机结合。此外,其策略选择与发现是否充分地解释了儿童是怎样获得新的智力策略的?儿童规则的发现与策略运用是怎样协调一致的?该策略理论是否充分地说明了策略在儿童认知发展中的作用?以及SCADS模式中的有关问题等都需研究的更进一步深入。

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