• 移动学习理论基础之分布式认知理论

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    • 一、分布式认知理论的提出与发展

    (一)分布式认知的定义

      “Distributed learning” means a method of instruction that relies primarily on indirect communication between students and teachers, including internet or other electronic-based delivery, teleconferencing or correspondence; (British Columbia, School Act, 2006)

      分布式认知(DistributedCognition)是一个包括认知主体和环境的系统,是一种包括所有参与认知的事物的新的分析单元(G Salomon,1993)。分布式认知活动是对内部和外部表征的信息加工过程,把分布式认知看作一种包含多个主体、多种工具和多样技术,协调内外部表征,且有助于提供一种动态信息加工的系统。

     

    (二)分布式认知的形成

      在心理学领域最早提出分布式认知思想的学者是瑞兹尼克(Resnick)和索罗蒙(Salomon)。他们认为分布是泛中心的,有共享的意思。认知活动不仅仅依赖于认知主体,还涉及其他认知个体、认知对象、认知工具及认知情境。

        Gibson 于 1979 年 明确指出,人的知觉应该以人与环境的交互为基础,并提出了提供量的概念。提供量是指物体被感知到的特性,主要是指那些决定物体可能被如何使用的功能性特性。Gibson 的这种蕴含着强烈的分布式认知意识的观点受到很多研究者的重视。

      20世纪80年代中期,Hutchins等人明确提出了分布式认知的概念,认为它是重新思考所有领域的认知现象的一种新的基本范式[8]。从此,分布式认知开始受到人们的关注。

      分布式认知分布于个体内、个体间、媒介、环境、文化、社会和时间之中。

      1.认知在个体内分布。认知在个体内分布。知识是在脑中认知科学和认知神经科学中的一种重要的理论——模块说——支持这一观点。模块说认为,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,这些模块复杂而巧妙的结合,是实现复杂而精细的认知功能的基础

      2.认知在媒介中分布。如图1所示。认知活动可以被看成是在媒介间传递表征状态的一种计算过程。媒介可以是内部的(如个体的记忆),也可以是外部的(如地图、图表、计算机数据库等)。

    图1 认知在媒介中分布
    (引自Cole,Engestrom.1993)


      3.认知在文化上分布。文化是指规范、模式化的信念、价值、符号、工具等人们所共享的东西。文化是模式化的,但并不是统一的。文化需要在面对面的实地交流中才能被体会或感受到。文化以间接方式影响着认知过程,例如,不同文化背景下人可能具有不同的认知风格。

      4.认知在社会中分布。在具体情景中,记忆、决策等认知活动不仅分布于工具,而且分布于规则中,分布于负责着不同性质工作的人中。如图2所示。

    图2 认知在社会中分布
    (引自Cole,Engestrom.1993)

      6.认知在时间上分布。认知横向分布于每个认知主体特有的时间维度上,纵向分布于特定认知主体的过去、现在和未来。例如,成人常常根据他们自己过去的或文化上的经验来解释儿童的一些行为。

      同时,分布式认知拓宽了认知概念的内涵,认知过程除了个体认知活动,还涉及到社会和工具两个维度。社会维度是指一个人在完成某种认知活动的过程中,可以借助社会中的他人的认知资源。工具维度是指人在认知活动中要利用各种心智的和物理的制品。

    (三)分布式认知与传统认知的区别

       分布式认知理论跳出了传统认知强调个体认知的局限,以功能系统为分析单元,认为智能存在于学习情境、学习者使用的工具、学习者之间的交互以及所有学习者之中,这对课程学习共同体的设计具有重要启发意义。这要求课程设计者不仅要关注学习资源、媒介工具的设计,更要关注活动以及交互的设计。

         分布式认知理论同样在这些方面对传统理论提出了批评,但在一定程度上它并不排斥传统认知理论。在现代复杂的协同工作环境中,我们发现人和技术一起维持和操 纵着问题解决的过程和表征状态。那么,认知在社会、物质和时间上呈分布式的系统中,认知的过程和特性与个体内部的认知过程和特性有何区别呢?分布式认知理 论就是为分析这个问题提供的一个理论框架。

         最近,分布式认知理论被当作人机交互设计新的理论基础。

    • 二、分布式认知理论的基本观点

    1、提出一种新的分析单元——功能系统(Functional System),包括参与者全体、人工制品和他们在所处特定环境中的相互关系;

    2、认知存在于个体/群体和制品(artifact)之中;

    3、强调人工制品在分布式认知中的重要作用;

    4、人的认知活动方式不仅仅是个体的,而且是“个体+群体/共同体+制品”的,强调它们之间的交互作用;

    5、关注活动中信息和知识的传播及转换方式;

    6、关注任务情境和情境脉络,强调社会—物质情境对认知活动的影响;

    7、强调对情境脉络中的信息表征和表征状态的转换进行记录和解释;

    8、协作共同体要共享相应的信息,这是共同完成任务的基础;

    9、强调交流、共享等各要素之间的相互依赖性。

    • 三、分布式认知模型

    (一)个体认知的螺旋模型

      分布式认知依然需要考虑个体认知。Salomon 提出一个个体认知与分布式 认 知 的 交 互 模 型 ( the Reciprocal Interaction Model),如图4所示。在该模型中,每个反应物既保持自己的独立身份,同时它们之间又交互影响,甚至赋予意义于其他的反应物。这就产生了一个螺旋发展 的过程,“任何地方发生的任何变化自身最终要受到变化结果的影响而发生改变”。认知是一个相互促进,螺旋上升发展的递进过程。


    图4 个体认知和分布式认知的交互关系
    (引自周国梅,傅小兰.2002)

      

    (二)个体认知的同心圆模型

      Hath 和 Cardner就教室认知活动提出了分布式认知的同心圆模型。如图5所示。在该模型中,最外层是文化力,包括信仰、惯例、活动等,它们超越于具体情境,潜 在地影响各个认知个体。中间是地域力,指直接影响个体认知行为的、在一个特定的本地情境中的人物、资源和其它媒介。最内层是个人力,是分布式认知的核心 力。在这一层中个体带有许多具有本地情境中的经验和倾向,从时间序列上看,个体的智力、兴趣等在与同伴、老师及其他成员交往中接受影响而发展、变化,并受到资源 的限制,受到文化价值和期望的影响、约束。这些力对不同的认知个体的影响作用程度是不同的。

    图5 影响认知的各种力的同心圆模型
    (引自周国梅,傅小兰.2002)

      根据同心圆模型,在设计移动学习资源时要考虑到,教学首要应当发挥认知主体内核力的作用,而不应是教师主导地位的“主宰”。要激活内核力,前提是主体必须有积极参与的意向,才能具有高级 的智力参与活动。学生的智力、兴趣在与同学、老师的交互活动中受到影响。因此,在内容组织、知识教学、情景创设,包括媒体的设计等,要始终注意学生情 感、态度的调控,培养学生的学习兴趣,激发探究的欲望和保持稳定的动力因素,是移动学习资源成为学生学习的促进者、帮助者。

    • 四、分布式认知理论对移动学习的启示

    (一)移动学习与认知的关系

       移动学习的进行是基于个体认知与分布式认知交互的。首先,在移动学习活动中,移动学习设备扮演着越来越重要的角色。认知活动的分布性质日益明显,在认知任务完成过程中既有个体的认知,也存在着个体与移动学习设备的交互作用,以及多个个体通过移动学习设备的交互作用;其次,个体认知不仅与社会和文化有交互作用,而是就存在于社会和文化情境之中;第三,人们已不满意于仅把认知视为脑内的活动,而开始寻求认知对临场和情境的依赖,即探查认知的分布性质。从分布式认知论的视角出发,移动学习与非正式学习、社会性学习、情境学习、非线性学习、微型学习等学习观有着密切的关系。一方面 ,这些新型的学习观为移动学习实践提供了理论基础;另一方面,移动学习又为这些学习观在实践中的应用提供了技术手段与方法。

        移动学习时代的学习观认为智力、认知不是个体思维的专有属性,认知是分布存在的,它广泛存在于参与建构的各个成员的大脑中,分布于有关的工具、知识表征模式以及其他的人工制品上。移动学习时代的学习不只是一个知识传递或个体知识建构的过程,也是一个社会对话、认知网络联接与共享的过程,具有非正式性、社会性、情境性、非线性、微型性的特征。目前移动学习尚缺乏一套行之有效的策略和模式,来科学引导其发挥教育价值,也就是说教育者和技术开发者还不知道在学校教育中如何应用移动学习设备来更好地促进教师的教和学生的学,从分布式认知论的视角出发探讨移动学习时代的学习观对于深入探索移动学习教育应用问题,具有重要的启示作用。

        分布式认知理论强调了学习的情景以及情景中的个人、物质、时间、空间等的存在对认知的影响。也就是说良好的认知需要更贴合实际的情景和资源。 

    (二)分布式认知理论对移动学习的启示

        1.学习资源的选择,追溯时间、穿越空间,把个人无法再次达到的时间和空间的真实的情景再现出来。所以移动学习资源的建设可以弥补传统教学中时间与空间隔离比较大的情景变现的不足。例如中国地图的学习时可以通过卫星拍摄的地图来呈现给学习者。历史战争的学习可以通过观看相关的记录片。

        2.学习圈的构建。移动学习可以使得在不同空间的共同学习爱好的学习者联系在一起,支持和促进学习共同体的特有文化的形成,树立学习共同体的明确的长期、短期目标,营造更浓厚的学习气氛,更有利于来自不同文化下的学习者来相互学习。

        3.建构协作学环境。移动学习时代的教育者和技术开发者要充分认识到,移动学习时代的学习应从个体掌握知识转向协作的绩效,即要重视运用工具协同思维而不仅仅是强调个体思维,重视同伴协作而不只是强调个人头脑中的认知,通过移动学习工具创建一个学习共同体并逐步生成一个“分布式的专业知识网络”。学习活动围绕这种分布的专业知识而组织鼓励学生在与教师、同伴、材料和移动学习工具的互动中学会学习,分享智慧。同时,系统要给每个参与者以适当的观察视野,这个观察视野应足以有效支持学习任务参与者对他人任务的监察,以提供帮助甚至直接的替代性活动,来保证共同任务的完成,又能使每个参与者有相对独立和自由的工作空间。

        4.基于分布式认知论视角下的移动学习不是把基于移动数据通信技术与互联网结合而产生的移动互联网技术仅仅作为辅助教或辅助学的工具,而是强调要利用移动互联网技术来营造一种基于移动互联网络的智能教学环境,该环境应能支持认知网络联接与共享、情境创设、启发思考、信息获取、资源共享、多重交互、自主探究、协作学习等多个方面。

        5.移动学习辅助课堂教学,为我国创新人才培养的教学方式提供了支持。教育者需要从一个知识传授者的角色转向学习资源指导者的角色,要努力探寻多种有效方式,来确保这种新的学习是高度适应环境的、个人的、协作的和长期的,即实现既能发挥教师主导作用又能充分体现学生主体地位的以“自主、探究、合作” 为特征的教学方式与学习方式,通过营造基于移动互联网络的智能教学环境把学生的主动性、积极性、乃至创造性较充分地发挥出来,使传统的以教师为中心的课堂教学结构发生根本性变革从而使创新人才培养的目标落到实处。(我觉得这一个启示不算一个启示){同上--建丹凤}

     6.重视系统对交互活动的支持,使系统能通过对学习活动中人类参与者与其他人、制品进行交互的信息轨迹、流动方式的分析,来了解和调整学习者具体活动的效能。

    • 五、拓展资源

    1.socially distributed cognition (社会分布式认知)

    http://en.wikipedia.org/wiki/Distributed_cognition

    2.Activity Theory and Distributed Cognition: Or What Does CSCW Need to DO with Theories?(活动理论和分布式认知:要将理论与计算机支持系统工作结合在一起吗?)

    http://link.springer.com/article/10.1023%2FA%3A1015298005381

    3.Distributed Cognition as a Theoretical Framework for Information Visualization(分布式认知:信息可视化的一个理论框架)

    http://www.cc.gatech.edu/~john.stasko/papers/infovis08-dcog.pdf

    4.A Distributed Cognition Account of Mature XP Teams(基于成熟的XP团队的分布式认知)

    http://link.springer.com/chapter/10.1007%252F11774129_1

    5.Distributed Cognition and Human Computer Interaction (分布式认知和人机交互)

    http://hci.ucsd.edu/

    (孟青觉得可以将这些英文题目译成中文的,有利于其他同学一目了然观看)

    • 六、参考文献

    [1]周国梅,傅小兰.分布式认知——一种新的认知观点[J].心理科学进展.2002.

    [2]杨晓雪.分布式认知理论[J/OL].网络教育,2012.

    [3]惠君.分布式认知对移动学习的启示及其影响因素.2011.

    [4]许国雄.分布式认知理论[J].北京大学教育学院.

    [5]张伟,陈琳,丁彦.移动学习时代的学习观:基于分布式认知论的观点[J],中国电化教育(279),2010,(4).

    [6]余盛泉.技术何以革新教育[J],中国电化教育,2011,(6):1-6.

    [7] 王光荣.维果茨基研究热的理论透视 [J].心理科学.2000, (6).

    [8] 杨利娟.活动理论与建构主义学习观 [J].教育科学研究.2000.(4).

    [9] 王光荣.维果茨基心理学理论述评 [J].心理学探新.2002, (4).

    [10]CSCL的理论基础 [DB/OL].http://www.eyedu.com.cn/Article_Print.asp?ArticleID=183.2005-12-22.

    [11] Gazzabuga M S主编, 沈政等译.认知神经科学.上海: 上海教育出版社.1997.8.

    [12] 贝尔等.分布式认知: 特征与设计[A].乔纳森主编,郑太年等译.学习环境的理论基础[M].上海: 华东师范大学出版社.2002.

    [13]Valanides,N.&Angeli,C.(2008).Distributed Cognition in a Sixth-Grade Classroom:An Attempt to Overcome Alternative Conceptions about Light and Color[J].Journal of Research on Technology in Education,40(3),309-336.

    [14]Angeli,C.(2008).Distributed Cognition:A Framework for Understanding the Role of computers in Classroom Teching and Learning[J].Journal of Research on Technology in Education,40(3),271-279.

    [15] Françoise Decortis, Samuel Noirfalise, Berthe Saudelli.Distributed Cognition as Framework for Cooperative Work [DB/OL].http://www-sv.cict.fr/cotcos/pjs/TheoreticalApproaches/DistributedCog/DistCognitionpaperDecortis.htm.2005-12-22.

    [16]Edwin Hutchins.Cognition in the Wild·Introduction [DB/OL].http://hci.ucsd.edu/hutchins/citw.html.2005-12-23.

    [17]Edwin Hutchins.How a Cockpit Remembers Its Speeds [DB/OL].http://hci.ucsd.edu/lab/hci_papers/EH1995-3.pdf.2005-12-22.

    [18]Steven Harris.Distributed Cognition [DB/OL].http://www.slis.indiana.edu/faculty/yrogers/dist_cog/.2005-12-23.

    [19]Hollan J, Hutchins E, Kirsh D.Distributed cognition: toward a new foundation for human-computer interaction research.ACM transactions on computer-human interaction, 7(2), 174-196.2000.

    [20] Luria A R.The making of mind.Cambridge MA: Harvard University Press.1979.

    [21] Cole M, Engestrom Y.A cultural-historical approach to distributed cognition.In: Salomon G.ed.Distributed cognitions: psychological and educational considerations USA: Cambridge University Press.1993.

    [22] Stefano Bussolon.Distributed cognition as a framework for web usability [DB/OL].http://www.hyperlabs.net/ergonomia/alpeadria.2005-12-25.

    [23] Solomon G.No distribution without individuals’ cognition: A dynamic interactional view.In: Salomon G.ed.Distributed cognitions: psychological and educational considerations.USA: Cambridge University Press.1993.

     

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