现代技术与教育心理学：分布式认识学习理论

1.分布式认知理论的基本观点

传统的认知心理学关注在人的头脑中发生的信息加工过程，在这种认知观基础之上的认知学习理论关注学生在学习、记忆新信息和新技能时的心理过程。随着电视、计算机、网络等技术的飞速发展，人们的工作方式和工作环境也发生了巨大的变化，越来越多地需要与环境互动，以完成复杂的任务，依赖各种新的工具和技术。在20世纪80年代，工程心理学家Hutchins等人明确提出了分布式认知（Distributed Cognition）的概念。分布式认知理论将学习的主体、与主体相关的群体以及学习环境看作一个学习分析单元，强调从系统的角度考虑分析学习活动，将认知从个人扩展到个人与环境的交互[15]。认知活动应该是一种内部和外部表征的信息共同加工的过程，内外过程的联系涉及内部资源（记忆、注意、执行功能）和外部资源（目标、产品、周围可获得的资料）之间的协调。

分布式认知重点讨论了认知在五个方面的分布：

（1）在个体内的分布。知识是在脑中均匀分布的，人脑在结构和功能上都是由高度专门化并相对独立的模块组成。

（2）在媒介中分布。认知活动可以看作是在媒介间传递状态的一种计算过程，包括个体内部的记忆，也包括外在的图表或数据库。

（3）在文化上分布。文化影响着认知过程，同一文化背景下的人共享类似的规范、信念、价值、符号等。

（4）在社会中分布。在现代社会，分工极为精细，每个人都负责不同性质的工作，一个事件的知识可能就分布在不同的人之间。

（5）时间上的分布。知识是随着时间而变化的，人类对事物的认识也总是在不断更新。人们头脑中的知识常常会遇到新经验的挑战，出现“认知冲突”。

值得注意的是，分布式认知并没有否认个体认知，个体认知仍然是认知的主体，处于认知系统的中心地位。

2.分布式认知的原则

分布式认知颠覆了传统的个体认知观，也促使人们可以从全新的角度去看待学习。分布式认知在以下四个方面提出了新的观点。

（1）系统智力观

学校教育的最终目标是要培养学生的能力，对能力的看法通过教学目标影响教学设计。虽然关于智力的理论很多，但以往的智力理论都认为智力是个体的心理特征，智力活动是在个体的头脑中发生的过程。有心理学家曾强调智力与环境的密切关系，如斯腾伯格的三因素智力理论认为智力包括三个部分：成分智力，经验智力和情景智力，其中情景智力意味着选择合适的环境以及有效改变环境以适应需要的能力，意味着个体不仅仅适应现存的环境，还要重新塑造环境以提高个体与环境的和谐程度。不过斯腾伯格的理论仍然将认知和环境适应看作分开的两种智力，在学校教育中也主要强调以认知为主的成分智力的培养。建构主义强调学习是主动建构内部心理表征的过程，是社会性的，需要对话和合作，强调情景性，但也仍然将认知能力看作发生在个体内部的过程，在分析学习的时候，仍然只是把学习主体作为分析单元，学习主体周围的教师、伙伴、媒介等都只是作为影响学习的因素。因此，在评价智力时，目前的智力测验基本采用的都是个体测验的方式，即一个人单独接受测试，得到这个人自己的测试结果。如果他向其他人寻求帮助，或者查书，或者求助于计算机，往往会被认为是“作弊”。

分布式认知理论进一步强调了个体和环境的紧密联系，也重新审视了智力的本质。如果智力过程和产品可以看成在个体之间或个体与环境之间分布，那么智力就不应该是大脑的特征，不是个体所拥有的一种特性，而是一种完成任务的成功，在为了减轻沉重的认知负担而制造各种工具的过程中表现出来，具有环境性。简单地说，个体主动将认知分布到环境中并操作环境的过程也成为智力活动的一个部分。可以看出，分布式认知将认知的概念扩大到环境，认知能力的范围也相应扩大。因此教学设计时，要改变对教学目标的看法，不能简单地认为教学的目标就是培养个体的认知能力，而要将个体与环境看作一个整体来进行评价。这种以系统为整体的评价观在现代社会实践中具有重要的意义。例如，Hutchins在研究飞机驾驶舱时，将驾驶舱整体作为一个分析单元，发现能够明显地提高工作绩效。

根据分布式认知的观点，如果从整体绩效的角度来判断个体的能力，那么就应该分为三个部分。第一部分是个体内部的认知能力，即传统意义上的“智力”；第二部分则是在环境中分布知识的能力。这里说的环境包括认知工具、认知资源，其中认知工具包括计算机软件、计算工具、文本编辑工具，这些工具可以帮助学生把一部分认知任务放在外部，解决更复杂的问题；认知资源则是指各种参考书籍、计算机多媒体信息、网络资源等等。学生要学习使用并管理周围的认知资源，例如去图书馆或者使用互联网查阅有关资料，学会查询、筛选资料，管理这些资料，学会分析利用其中的信息。第三部分则是个体与其他人合作的能力，当前的社会分工越来越细，每个人难以掌握所有的知识和技能，往往难以看到问题的全貌。对于一个现代社会的员工来说，能够与其他人合作共事、与他人共享信息资源，并合作解决问题，是一种非常重要的基本能力。在学习中，每个人都有自己的经验世界，不同的学习者从不同的角度提供新的信息或观点，通过相互沟通和交流，辩论和讨论，修正原有的想法，共同解决问题，从而更为灵活全面地理解知识。

分布式认知理论还将动作技能和心智技能看作一个整体。以往人们将动作技能和心智技能分开讨论。动作技能主要是肌肉、骨骼的运动，是由一系列实际动作以合理、完善的程序构成的操作活动方式，如骑车、操作实验仪器等，操作对象是实物或者实物模型；心智技能则是借助于内部言语在头脑中进行的智力活动方式，操作的对象是头脑中的观念，包括感知、记忆、想象和思维等认知活动。动作技能具有物质性、外显性和扩展性等特点；而认知技能则具有观念性、内隐性和简缩性等特点。认知技能在形成初期，需要操作技能的参与，但外部实践动作要向内部转化。操作外部动作是完备的心智活动的源泉，但这个阶段只是认知技能的初级阶段，必须要转化成内部语言，脱离实物或模型，才能发展高级的心理机能。学校往往将两种技能分开培养。

但根据分布式认知的观点，个体操作环境的能力也包含在认知能力里，头脑中的认知与操作外部环境之间应具有统一性。例如，学生要解决一个物理问题，他们需要使用相关的物理公式和解题技巧，但是同时也需要使用计算机、各种仪器。他们将实验观察的数据导入计算机软件，通过对软件的操作，分析数据的趋势，思考其中的规律，从而得到解决问题的方案。这是一个动作技能和心智技能共同参与的过程。

总的来说，根据分布式认知的能力观，学生的认知能力不仅仅表现在单独完成认知任务时所体现的能力，还应该表现个体在与环境间互动的过程中，因此教学评价也不应局限于传统的考场考试方法，而应采用灵活多样的形式，将个体利用环境、管理外部资源的能力纳入评价的范围。例如，让学生在一个模拟真实环境的场景中进行考试，允许学生使用一些认知资源，甚至允许学生以小组为单位进行考试。这类考核方式使学生在学校评价表现出的能力与真实工作中所需要的能力更加接近，能更好地避免学生被动学习和应考，避免出现“高分低能”的现象。

（2）媒介：内外世界的连接(www.xing528.com)

分布式认知将内部过程和外部过程看作一个整体，内部过程和外部过程之间的联系就变得十分重要。这涉及内部资源（记忆、注意、执行功能）和外部资源（目标、产品、周围可获得的资料）之间的协调。因此分布式认知对媒介给予了高度的重视，认为在整个认知系统中，媒介和个体具有同等重要的地位，是个体内部表征和外部表征转换不可或缺的组成部分。例如一个学历史的学生将历史事件整理出来，写在小卡片上，做好索引，在适当的时候来帮助自己回忆。在分布式认知看来，这些卡片正是作为思维延伸的媒介，帮助学生将认知的负担转移到了环境，使学生的学习可以在内部表征和外部表征之间切换，由此环境也成为认知的一个重要部分。

在分布式认知看来，媒介不仅是帮助教师传递教学信息的工具，还是认知主体的一部分，是个体用来创设环境、进行内部和外部表征转换、进行合作学习和交流的工具。如果个体所创立的外部表征不合适，内外表征连接困难，就会大大影响工作的效率。例如，学生用图形来帮助自己理解发动机的工作原理，如果这个工作原理图形与学生在头脑中要建立的关于发动机原理的心理模型一致，就能够对学生的学习起到促进作用。如果这个图形所代表的外部表征与学生的内部表征不一致，很可能就会变成阻碍。

教师要注意引导学生使用并管理周围的认知资源，例如带领学生去图书馆或者使用互联网查阅有关资料，指导他们学会查询、筛选资料，并指导学生管理这些资料，学会分析利用其中的信息。

（3）新的认知策略观

元认知是对认知过程和认知策略的认知，包括认知策略、监控策略和资源管理策略三个部分。现代教学理论，如建构主义、认知弹性理论等，都十分强调教学要从关注学生的学科知识获得转为关注元认知的发展。这些理论认为在面临新的学习情境时，具有良好元认知技能的学习者能够主动寻求当前情景与已有学习经验的共同要素和联系，主动形成良好的知识建构，并寻求解决问题的策略。

分布式认知理论也注重元认知的培养，但是应该培养哪些具体的元认知策略上，分布式有自己独特的看法。分布式认知理论认为，认知是涉及多种因素的一个系统，而个体是认知的主体，处于整个认知系统的核心位置，负责协调自身的内部认知过程和外部环境之间的关系。在工作和学习中，都需要学生有积极参与的意向，才可能有进一步的智力活动。由于分布式认知认为认知分布在媒介和环境之中，将个体协调内部与外部环境之间关系的能力看作认知能力的重要组成部分，十分重视对这类能力的培养。在元认知策略的三个成分，即认知策略、监控策略和资源管理策略中，分布式认知强调资源管理策略的重要性。在工作中遇到问题要寻找解决方案时，人们不仅仅会依靠个体头脑中的思考，他们还会自发地从周围的环境资源中提取信息，再将这些信息综合起来，形成一个解决问题的方案。这时个体所能用的资源包括个人的思考，与其他人的交流，图书馆的书籍和期刊，互联网的信息等等。如何管理这些纷繁复杂的信息，确保自己在需要的时候能够及时地找到有用的内容，就需要个体发挥资源管理策略的能力。

（4）社会合作

分布式认知视角下，学习环境是动态的，它不仅仅是提供支持个体认知的物质环境，还需要创设实现“社会建构”（人是在社会文化情境中，通过与他人的交互来建构知识）的学习环境，构建学习共同体，促进知识建构和教学创新。每个人都有自己的经验世界，不同的学习者从不同的角度提供新的信息或观点，通过相互沟通和交流，辩论和讨论，修正原有的想法，共同解决问题，从而更为灵活全面地理解知识。对于一个现代社会的员工来说，能够与其他人合作共事、与他人共享信息资源，并合作解决问题，是一种非常重要的基本能力。教师应注意设计合作学习的教学环境，在这个环境中所进行的教学，不再由教师担任知识的传播者，他只是学生认知活动过程的合作者。学生、教师、专家形成了一个学习共同体，学生的认知活动在整个共同体中不断完善，使得学生不仅从中获得知识，还掌握了与他人合作学习的能力，扩展了自我教育的途径。随着现代网络技术的发展，学生通过网络进行合作学习，使得人与人的交互范围更加广泛。在一些全球课程项目中，来自世界各地的学生选修同一门课程，并提供各自的知识和理解，使得学生们有机会从以前从未想过的新角度去了解一个问题，重新整合知识体系，使得自己对问题的理解更加深入和全面。以前的合作学习必须要依靠面对面的交流，然而随着远程通信技术的发展，人们可以使用电子公告板、网上聊天室、电子邮件或者即时聊天工具，建立起人们互相联系、支持的方式，分享各自的思想和经验。

3.分布式认知理论与网络协同学习环境

网络世界就是一个社会分布性很强的环境，从物理环境上说，互联网是由全世界无数的服务器组成；从社会结构上来说，数以百万计的使用者共同创造并使用网络世界的内容，成为一个巨大的学习共同体[16]。网络各个节点之间高速、快捷、大容量的通讯方式，使得人们可以非常便捷地分享经验、信息和知识。计算机协同工作（Computer Supported Cooperative Learning，简称CSCL）的概念也由此产生。CSCL是指在计算机支持下的合作学习，就是一组学习者在一个基于网络的共享环境中协作完成一个学习任务。例如，采用讨论组或电子邮件列表建立一个学习共同体，学生通过这些工具分享信息和心得。

分布式认知理论为CSCL提供了理论基础，根据分布式认知的观点，在CSCL的设计中应该注意以下几个问题：

（1）强调系统对交互活动的支持。

交互的流畅性是确保系统成为一个整体的重要条件，不管是学习者之间的交互还是学习者与计算机的交互，应尽可能地做到自然、高效。例如，一个学生想在论坛上发一个帖子来表达自己的意见，但如果发帖的界面设计没有采用“可见即可得”的方式，需要学生自己来做调整，就相当于无形之中在交互中建立了一堵墙壁，学生得费力翻过去。久而久之，学生就失去了兴趣和动机，系统之间的知识分布无法得到保障，影响了整个学习共同体的效率。

（2）支持和促进学习共同体的长期目标、短期目标实现。

分布式认知将系统看作一个整体，那么作为一个学习共同体，共同的目标是否达成就是评价其绩效的标准。如果没有共同目标，整个学习共同体也失去了合作的动力。例如，一个网上学习小组需要合作完成一个项目，并用PPT的方式呈现，这个PPT用来最终评价整个小组工作绩效，而不是每个人单独所完成的部分。只有这样为共同体设置长期目标和短期目标，才能促使每个学生都想办法跟其他学生交流、合作。

（3）帮助每个学习者与其他学习者交流，但又有相对独立自由的空间。

分布式认知虽然将认知扩展到整个环境，但仍然承认个体认知的重要性，个体认知处于认知的中心地位。虽然学习者之间的合作十分重要，但合作者个人的独立思考也必不可少。CSCL的系统设计应考虑在交流设计之外，要给学习者提供一个相对独立自由的空间。