元知識(shí)的概念,Gagne定義的學(xué)習(xí)結(jié)果類型

一、元知識(shí)的概念

元知識(shí)的定義

目前對(duì)元知識(shí)的定義，在學(xué)術(shù)界還沒有一個(gè)嚴(yán)格的概念。通常來說，元知識(shí)就是“關(guān)于知識(shí)的知識(shí)”。

元知識(shí)可用來描述一類知識(shí)或知識(shí)集合所包含的內(nèi)容、基本結(jié)構(gòu)和一般特征。沒有元知識(shí), 人們無法描述知識(shí)、使用知識(shí)和認(rèn)識(shí)知識(shí)。在自動(dòng)控制與人工智能等系統(tǒng)領(lǐng)域中,一般把使用和控制該系統(tǒng)領(lǐng)域知識(shí)的知識(shí)稱為元知識(shí)。元知識(shí)不是領(lǐng)域知識(shí),不能解決具體知識(shí)領(lǐng)域問題；而是關(guān)于各領(lǐng)域知識(shí)的性質(zhì)、結(jié)構(gòu)、功能、特點(diǎn)、規(guī)律、組成與使用的知識(shí), 是管理、控制和使用領(lǐng)域知識(shí)的知識(shí)。

元知識(shí)是思想和意識(shí)的核心,如果沒有掌握元知識(shí)的，就不能學(xué)習(xí)和認(rèn)知基本的知識(shí)，元知識(shí)對(duì)于人們認(rèn)知系統(tǒng)的建立起著重要作用。人工智能和深度學(xué)習(xí)領(lǐng)域研究各種各樣的智能系統(tǒng)，自主學(xué)習(xí)機(jī)制均是以模擬人腦思維活動(dòng)為目的, 沒有學(xué)習(xí)元知識(shí)的能力的智能系統(tǒng)起碼不能算是一個(gè)智能系統(tǒng)。

二、知識(shí)的分類

布魯姆在學(xué)習(xí)目標(biāo)分類學(xué)方面進(jìn)行了開創(chuàng)性工作，他將學(xué)習(xí)目標(biāo)分為認(rèn)知、情感和動(dòng)作技能三大領(lǐng)域。在認(rèn)知領(lǐng)域，其認(rèn)知教育目標(biāo)分類學(xué)將將教育目標(biāo)分為知識(shí)、領(lǐng)會(huì)、運(yùn)用、分析、綜合、評(píng)價(jià)等六個(gè)類別。

布魯姆認(rèn)知目標(biāo)分類誕生幾十年來，對(duì)其修訂工作一直沒有停過。以加涅的學(xué)習(xí)結(jié)果分類理論和安德森的產(chǎn)生式理論以及以安德森為首的團(tuán)隊(duì)進(jìn)行的布魯姆認(rèn)知分類修訂版最為著名。

加涅的認(rèn)知學(xué)習(xí)結(jié)果分類

加涅將可能的學(xué)習(xí)結(jié)果分為五類：陳述性知識(shí)、智慧技能、認(rèn)知策略、動(dòng)作技能和態(tài)度，每一種分類又可以分為不同的亞類。如下圖所示：

加涅認(rèn)知學(xué)習(xí)結(jié)果分類

陳述性知識(shí)是指可以用言語表達(dá)的信息，在陳述性知識(shí)是回答“是什么”的問題。智慧技能是人們按照一定的方式方法做事的能力，它們是“怎么做”的知識(shí)，如應(yīng)用規(guī)則與原理解決確定性的問題。認(rèn)知策略是指?jìng)€(gè)體自主學(xué)習(xí)、記憶和思維活動(dòng)的較高層次的智慧技能。

Gagne對(duì)于知識(shí)的分類

Gagne將可能的學(xué)習(xí)結(jié)果分為五種類型：陳述性知識(shí)、智慧技能、認(rèn)知策略、態(tài)度和動(dòng)作技能，具體的定義如表所示。其中陳述性知識(shí)分為符號(hào)記憶、事實(shí)的知識(shí)、有組織的整體知識(shí)三個(gè)小類。

Gagne定義的學(xué)習(xí)結(jié)果類型

最正規(guī)的修訂工作是由課程理論與教育研究專家安德森為首的一個(gè)專家小組經(jīng)過5年的工作，于2001年公布的原分類學(xué)的修訂版。本文基于此種分類方式對(duì)不同類型的知識(shí)的認(rèn)知過程分別進(jìn)行分析，試圖找出虛擬維修訓(xùn)練中元知識(shí)的認(rèn)知規(guī)律依據(jù)。修訂的布魯姆認(rèn)知教育目標(biāo)分類

布魯姆教育目標(biāo)分類學(xué)修訂版的與以前最大的不同是將教育目標(biāo)分成兩個(gè)維度。一個(gè)是認(rèn)知過程維度，另一個(gè)是知識(shí)維度。認(rèn)知過程維度仍分為6大類，但第一類的知識(shí)改為記憶，保留了理解、應(yīng)用、分析和評(píng)價(jià)，增加了創(chuàng)造。將舊版中的知識(shí)單獨(dú)劃出來作為一個(gè)新的維度。知識(shí)維度將知識(shí)分為事實(shí)性知識(shí)、概念性知識(shí)、程序性知識(shí)和元認(rèn)知知識(shí)。

布魯姆認(rèn)知教育目標(biāo)分類修訂前后對(duì)比

以認(rèn)知過程維度為橫軸、知識(shí)維度為縱坐標(biāo)，就形成了如下圖所示的認(rèn)知目標(biāo)二維分類模型。不同的知識(shí)維度，對(duì)應(yīng)不同的認(rèn)知過程，由此形成了不同的學(xué)習(xí)和訓(xùn)練目標(biāo)以及訓(xùn)練方法、訓(xùn)練策略。

認(rèn)知目標(biāo)分類二維模型

在總結(jié)以上專家對(duì)于知識(shí)的分類方式后，這里將最具權(quán)威的修訂布魯姆教育目標(biāo)分類學(xué)作為本文的主要研究分類，并以此作為元知識(shí)的分類方式。

事實(shí)性知識(shí)

事實(shí)性知識(shí)的研究基礎(chǔ)

事實(shí)性知識(shí)是學(xué)習(xí)者在學(xué)習(xí)某一專業(yè)時(shí)必須掌握的基本元素，這些元素包括時(shí)間，地點(diǎn)，人物，事件。對(duì)應(yīng)裝備虛擬維修訓(xùn)練，如裝備的技術(shù)性能、基本技術(shù)參數(shù)等。事實(shí)性知識(shí)可能以獨(dú)立元素或點(diǎn)滴信息而存在，而被認(rèn)為在本質(zhì)上和其自身是有某種價(jià)值的。它又可分為術(shù)語知識(shí)、具體細(xì)節(jié)和要素知識(shí)兩個(gè)亞類。

事實(shí)性知識(shí)的一般過程

對(duì)于事實(shí)性知識(shí)，在知識(shí)呈現(xiàn)情景階段通過對(duì)呈現(xiàn)的知識(shí)考察可發(fā)現(xiàn)事實(shí)性知識(shí)呈現(xiàn)的離散性特點(diǎn)。在學(xué)習(xí)過程情景階段，通過對(duì)學(xué)習(xí)時(shí)交互方式的考察可以發(fā)現(xiàn)認(rèn)知過程以被動(dòng)接收為主的特點(diǎn)。

事實(shí)性知識(shí)的認(rèn)知過程以記憶為主。

事實(shí)性知識(shí)的基本規(guī)律

事實(shí)性知識(shí)有如下特點(diǎn)：

（1）以陳述性的知識(shí)為主。

（2）認(rèn)知內(nèi)容沒有認(rèn)知中的高級(jí)分析加工或加工量很小，信息不存在認(rèn)知困難，認(rèn)知任務(wù)主要在于信息的量。

（3）認(rèn)知過程是離散的。

（4）認(rèn)知過程以被動(dòng)的視聽接收為主

事實(shí)性知識(shí)的分類

術(shù)語知識(shí)包括特殊言語和非言語的符號(hào)（如詞、數(shù)字、標(biāo)記、圖畫）。每一個(gè)專業(yè)都有其特有的標(biāo)識(shí)和符號(hào)表示方式，它們是掌握這一學(xué)科的基礎(chǔ)。掌握一個(gè)專業(yè)的術(shù)語知識(shí)，同一個(gè)專業(yè)的人就可以快速交流，短時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)思想的碰撞，更有利于擦出新的火花。掌握術(shù)語知識(shí)可以方便人們快速記憶一些東西，為將來學(xué)習(xí)更加深刻的內(nèi)容打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

具體細(xì)節(jié)和元素知識(shí)指時(shí)間、地點(diǎn)、人物、事件等知識(shí)。它可能包括非常具體的信息，如在哪一時(shí)刻打開哪一個(gè)開關(guān)或按鈕，也可能有大概的信息，如事件出現(xiàn)的時(shí)期或大量現(xiàn)象出現(xiàn)的一般順序。與只能在一定的背景中才可知的事實(shí)相比，具體事實(shí)可以看作是獨(dú)立的和分散的元素。

概念性知識(shí)

概念性知識(shí)的研究基礎(chǔ)

概念性知識(shí)是指一個(gè)整體結(jié)構(gòu)中各個(gè)要素之間的關(guān)系,就是這個(gè)關(guān)系表達(dá)了某一專業(yè)的知識(shí)是如何形成的，各個(gè)要素之間是如何互相影響的，以如何組成一個(gè)完整的系統(tǒng)。將概括的知識(shí)按照意義的方式加以概括總結(jié)，用以體現(xiàn)某些問題、現(xiàn)象的內(nèi)在聯(lián)系。概念性知識(shí)有如下三個(gè)亞類：類別與分類的知識(shí)、原理與概括的知識(shí)、理論、模式與結(jié)構(gòu)的知識(shí)。

概念性知識(shí)的一般過程

概念性知識(shí)的一般過程是一個(gè)以記憶為基礎(chǔ)，到理解的過程。

概念性知識(shí)的基本規(guī)律

概念性知識(shí)有如下特點(diǎn)：

（1）以陳述性的抽象知識(shí)為主。

（2）需要對(duì)認(rèn)知內(nèi)容加以理解。

（3）記憶與理解相互作用形成認(rèn)知。

概念性知識(shí)的分類

分類和類目的知識(shí)這個(gè)亞類包括特殊類目、類別、部分和排列。當(dāng)題材（或教材）發(fā)展時(shí)，學(xué)習(xí)該材料的人發(fā)現(xiàn)，開發(fā)出一些類別和類目使之能將這些類別和類目用于結(jié)構(gòu)化和系統(tǒng)化的現(xiàn)象，是很有好處的。同術(shù)語和具體事實(shí)相比，這類知識(shí)是比較一般的和抽象的。

分類或類目的知識(shí)是發(fā)展某一個(gè)學(xué)術(shù)性學(xué)科的重要方面。信息適當(dāng)分類和經(jīng)驗(yàn)進(jìn)人適當(dāng)類目乃是學(xué)習(xí)和發(fā)展的經(jīng)典指標(biāo)。而且新近關(guān)于概念變化和理解的研究表明，信息的錯(cuò)誤分類進(jìn)人不適當(dāng)類目可以限制學(xué)生的學(xué)習(xí)。

如同前述，原理和概括是由分類和類目構(gòu)成的。這個(gè)亞類抽象的概括出人們見到的各種現(xiàn)象，并且將這些現(xiàn)象抽象成知識(shí)。這些抽象知識(shí)對(duì)于描述某種現(xiàn)象，解釋這種現(xiàn)象出現(xiàn)的原因，預(yù)測(cè)事件的發(fā)展趨勢(shì)，并根據(jù)預(yù)測(cè)結(jié)果采取相應(yīng)的行動(dòng)具有重大的價(jià)值。

原理和概括知識(shí)，就是從大量的事實(shí)和事件中，抽象和概括出這些事實(shí)的核心，并且分析這些核心的內(nèi)在聯(lián)系和之間的相互作用，以及如何構(gòu)成整個(gè)事實(shí)或事件的整體。

理論、模型和結(jié)構(gòu)的知識(shí)包括原理、概括及其組合成相互聯(lián)系的知識(shí)，這個(gè)亞類側(cè)重于將原理和概括以某種方式相聯(lián)系，從而形成理論、模型或結(jié)構(gòu)。

學(xué)科具有不同研究范式和認(rèn)識(shí)論，學(xué)生應(yīng)該知道從概念上加工和組織教材的不同方式和在該教材中的研究領(lǐng)域。

程序性知識(shí)

程序性知識(shí)的研究基礎(chǔ)

程序性知識(shí)是“如何做事的知識(shí)”，如何思考及如何解決問題，在遇到問題時(shí)，不僅要想到如何去解決問題，同時(shí)也要知道在什么樣的場(chǎng)景下，使用什么樣的方式去解決什么樣的問題。程序性知識(shí)有三個(gè)亞類：具體學(xué)科技能和算法的知識(shí)、具體學(xué)科技巧和方法的知識(shí)、確定何時(shí)運(yùn)用適當(dāng)程序的知識(shí)。

程序性知識(shí)的一般過程

程序性知識(shí)不僅包括了基本的由記憶到理解的一般認(rèn)知過程，還包括了理解之后的應(yīng)用和分析。

程序性知識(shí)的基本規(guī)律

程序性知識(shí)有如下特點(diǎn)：

1、認(rèn)知內(nèi)容綜合性強(qiáng)，需要經(jīng)過高級(jí)分析加工進(jìn)行理解。

2、對(duì)情景依賴性高，認(rèn)知任務(wù)主要在于正確把握當(dāng)前情景并做出合理判斷。

3、認(rèn)知過程是一個(gè)交互的過程，需要主動(dòng)參與，是一個(gè)不斷反復(fù)的過程。

4、認(rèn)知過程是一個(gè)連續(xù)的整體、實(shí)時(shí)性要求高。

程序性知識(shí)的分類

如上所述，程序性知識(shí)可以表達(dá)為一系列步驟，在總體上是我們所知的程序有時(shí)這些步驟的順序是不變的；有時(shí)需做出決策，決定先做什么，然后在做什么。相似地，有時(shí)其結(jié)果是固定的（只有單一預(yù)定的答案），有時(shí)答案不定。

與通常最終導(dǎo)致固定結(jié)果的具體技能和算法不同，有些程序并不導(dǎo)致預(yù)先決定的單一解答或答案。例如我們以某種先后有序的方式遵循一般科學(xué)方法去設(shè)計(jì)某一研究，但實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的結(jié)果依據(jù)大景的因素可能會(huì)有很大差異。程序性知識(shí)的這一亞類與上個(gè)個(gè)亞類相比，其結(jié)果是較為開放的和不固定的。

具體學(xué)科的技術(shù)和方法的知識(shí)主要是意見一致的結(jié)果或?qū)W科規(guī)范，而不是更為直接來自觀察、試驗(yàn)或發(fā)現(xiàn)的知識(shí)。決定何時(shí)運(yùn)用適當(dāng)程序的標(biāo)準(zhǔn)的知識(shí)是指除了知道與專門課題有關(guān)的程序外，也希望人們知道何時(shí)運(yùn)用它們，后者涉及過去運(yùn)用它們的方式。這些知識(shí)幾乎是歷史的或百科全書式的。

這一亞類更多的涉及到人們對(duì)于當(dāng)前情況的情景認(rèn)知能力，首先要對(duì)當(dāng)前的所處的狀態(tài)做一個(gè)判斷，然后將判斷所得到的信息與已知的相關(guān)程序性知識(shí)做匹配，最后做出選擇，決定在什么樣的時(shí)間和空間，以及各種復(fù)雜條件下，適用什么樣的程序,最后通過對(duì)人們用定律解決問題的能力進(jìn)行評(píng)定。

元認(rèn)知知識(shí)

元認(rèn)知知識(shí)的研究基礎(chǔ)

元認(rèn)知知識(shí)一般指關(guān)于認(rèn)知的知識(shí)，也指?jìng)€(gè)體對(duì)于自身情況的是否有足夠的了解，并且能夠做出正確的判斷，包括了解自己認(rèn)知活動(dòng)中的優(yōu)勢(shì)與不足，以及采用什么樣的一般策略去發(fā)現(xiàn)必要的信息。元認(rèn)知知識(shí)有如下三個(gè)亞類：策略知識(shí)、關(guān)于認(rèn)知任務(wù)的知識(shí)、自我知識(shí)。

元認(rèn)知知識(shí)的一般過程

元認(rèn)知知識(shí)的認(rèn)知過程是在事實(shí)性知識(shí)、概念性知識(shí)、程序性知識(shí)的基礎(chǔ)上，逐漸遞進(jìn)的過程。由最初事實(shí)性知識(shí)的記憶，到概念性知識(shí)的理解，程序性知識(shí)的應(yīng)用、分析，元認(rèn)知知識(shí)在這個(gè)基礎(chǔ)上，增加了評(píng)價(jià)和創(chuàng)造的過程。

元認(rèn)知知識(shí)的基本規(guī)律

元認(rèn)知知識(shí)有如下特點(diǎn)：

1、認(rèn)知難度大，要求高。

2、認(rèn)知的形成可以作用于設(shè)計(jì)階段以改善學(xué)習(xí)訓(xùn)練效果。

元認(rèn)知知識(shí)的分類

策略性知識(shí)是有關(guān)學(xué)習(xí)、思考和解決問題的一般策略的知識(shí)。這個(gè)亞類中的策略可以跨不同的任務(wù)和教材運(yùn)用，而不僅僅對(duì)某一學(xué)科領(lǐng)域中某種任務(wù)最有用，如用于解二次方程式和歐姆定律。

除了各種策略的知識(shí)之外，個(gè)人還積累了有關(guān)認(rèn)知任務(wù)的知識(shí)。在傳統(tǒng)元認(rèn)知知識(shí)區(qū)分中，弗拉維爾把下列知識(shí)納人元認(rèn)知知識(shí)：不同認(rèn)知任務(wù)可能有難度較大的，也有比較簡(jiǎn)單的，根據(jù)難度的不同，可能需要不同策略?；貞浫蝿?wù)需要個(gè)體積極搜尋和提取適當(dāng)信息，而再認(rèn)任務(wù)只需要個(gè)體在幾種選擇中做出決定和選擇正確的或最適當(dāng)?shù)拇鸢浮?/p>

自我知識(shí)

弗拉維爾提出，除不同策略和認(rèn)知任務(wù)的知識(shí)之外,自我知識(shí)也是一種重要的元認(rèn)知知識(shí)。專家的一個(gè)標(biāo)志是他們對(duì)自己不知道的東西很清晰，所以他們具有發(fā)現(xiàn)所需要的和適當(dāng)?shù)男畔⒌囊话悴呗?。個(gè)人對(duì)自我知識(shí)深度和廣度的意識(shí)是自我知識(shí)的一個(gè)非常重要的方面。他們對(duì)自己的實(shí)際知識(shí)和能力沒有夸大和虛假的印象，他們知道自己知道什么和不知道什么。