第三節 加涅的累積學習理論
一、生平與著作
加涅（R.M. Gagné，1916—2002），美國著名心理學家。1937年畢業於耶魯大學實驗心理學專業，就讀期間深受以赫爾為首的耶魯學派的影響，接受了新行為主義的學習觀。1940年獲布朗大學哲學博士學位。
第二次世界大戰期間，加涅應征入伍，以心理學家身份在美國空軍心理實驗室工作，負責空軍飛行員的測量和挑選。自1958年到普林斯頓大學擔任心理學教授後開始從事學術研究，重點研究問題解決和數學技能的學習。此時在美國，由蘇聯第一顆人造地球衛星上天而引發的全國性的課程改革運動正如火如荼地進行，很多心理學家都關注並參與了這一運動，加涅的興趣也開始轉向對學校科目學習的研究，並與馬裏蘭大學合作研究各種教學設計。在參與全美科學促進會發起的《自然科學入門大綱》的編製工作中，他詳細研究了智慧技能和學習智慧技能的前提條件，學習層級的觀點就是在這一時期形成的。1965年，加涅出版了《學習的條件》一書，該書是有關學習和教育的重要著作，在教育和心理學界引起了很大反響，很快被譯為德國、西班牙等國文字，加涅也因此享譽全世界。
從20世紀60年代起，加涅對心理學的研究較多地吸取了認知心理學的學習觀。這一立場的變化，在《學習的條件》一書從1965年至1985年的4次再版的修訂序言中表露無遺。比如，他在第三版的前言中聲稱他是以信息加工模式解釋學習活動的，而這種學習理論在加涅看來“代表著人類學習科學研究中的重要進展”。[14]1969年，加涅到佛羅裏達州立大學教育係從事教學和研究工作，此間，他和布裏格斯（L. J. Briggs）合著了《教學設計的原則》一書。該書在學校教師中具有較大影響，工業係統的職業訓練和計算機教學也紛紛采納該設計。加涅還與其同事一起培養了不少教學設計方麵的出色的博士研究生。
加涅曾任美國心理學會軍事心理學分會和教育心理學分會主席、美國教育研究會主席，並獲得過多項榮譽。比如，美國教育研究會的卡潘“傑出教育研究獎”（1972年）、桑代克教育心理學獎（1974年）、美國心理學會頒發的“應用心理學傑出科學獎”（1982年）。除前述的兩本代表作外，加涅的其他著作還有《知識的獲得》（1962年）、《學習與個別差異》（1967年，與他人共同主編）、《學習層級》（1968年）、《對學習與教學的一些新的看法》（1970年）、《教學中學習的要旨》（1974年）、《幫助學習者為新的學習作準備》（1980年）、《教學技術學之基礎》（1986年）。
加涅學習理論的流派歸屬觀點各異，有的認為加涅的基本觀點屬於以斯金納為代表的新行為主義體係，有的則把加涅的學習理論歸於認知教育心理學名下。實際上，加涅的學習理論兼具新行為主義和信息認知心理學派的特點，體現了教育心理學研究中各學術流派之間的相互吸收、取長補短的發展趨勢。高覺敷教授主編的《西方教育心理學發展》把加涅置於“認知教育心理學”名下討論，是從加涅學習理論的認知心理學傾向這方麵出發做出的；本書將加涅歸於行為主義體係，是從其學習理論的行為主義傾向出發做出的。鑒於加涅學習理論的綜合性的特點，這兩種劃分並不互相排斥。
二、論學習的性質和過程
加涅長期致力於人類學習的研究，他認為“學習是人的傾向或能力的一種變化，這種變化要持續一段時間，而且不能單純歸之於生長過程”。[15]這一定義包含了以下幾層意思。
第一，學習必須導致主體發生變化，學習是否發生也正是借助主體的變化去推導的。比如，從不會騎車到學會騎車是一種動作技能的變化，這是學習；學會騎車後繼續騎車，隻是習得技能的運用，動作技能本身並未發生變化，這就不是學習。但並非所有的主體變化都是由學習引起的，學習所導致的主體變化可以是使主體行為改變的能力的發展，也可能是“態度”“興趣”或“價值”等傾向的改變。加涅強調學習導致主體的變化是指內在能力和傾向的變化，而本質上不是指外部行為的變化，其立場有別於正統的行為主義者。不過，加涅仍然堅持了新行為主義的立場，認為盡管內部變化與外部反應不一定完全一致，主體的內部變化仍必須根據外部的行為來推測，這種推測往往是要經過多次觀察和測量才能完成的。
第二，學習所導致的主體變化必須相對持久，保持一段時間，過於短暫、迅速消失的變化是沒有什麽意義的，諸如適應、疲勞等造成的主體暫時性變化，更應該與真正的學習所造成的變化區別開來。
第三，學習所導致的主體變化應該排除由生理成熟或先天反應傾向所帶來的變化，由兒童的年齡增長、身體發育而產生的主體變化不是由學習引起的，應被排除在學習所引起的變化之外。學習所產生的變化是後天獲得的，是學習主體在與環境的相互作用中產生的。
以上是加涅對發生在日常生活情境中廣義學習性質的看法。至於學校情境中所發生的學習，加涅認為完全不同於前者，他指出：“學習不僅是自然發生的事件，它也是在某種可以觀察到的條件下發生的”[16]，學習條件的可控性和可變化性被加涅視為學校情境中學習的特點。正因為有這個特點，學校中的教學工作才能夠根據學生不同的內部條件設計或安排適當的外部條件，使學生能夠有效地學習，實現學校所預期的學習結果。
加涅為進一步說明學習的實質，對學習活動的構成要素進行了分析，他將學習活動分解為4個基本要素：學習者、刺**境、已有的學習成果和反應。
第一，學習者能夠通過感覺器官接受外界刺激，通過大腦將來自感官的信號用許多複雜的方法加以轉變，並通過肌肉來表達各種行為以顯示他已學會的東西。在接受刺激的過程中，各種神經活動被激活，並被組織成各種活動圖式，有些圖式被以記憶的方式儲存下來，以便在必要的時候重新恢複。記憶又可轉變為行為，這些行為是通過被觀察到的肌肉運動來進行各種反應的。
第二，刺**境是對刺激學習者感官事件的統稱，刺激通常表示某一刺激事件。
第三，已有的學習成果即以往學習活動的結果，它們是保持在記憶中的以前的學習內容。
第四，反應即指刺激輸入後所產生的動作，當用反應的效果而不用反應的表現來描述反應時，反應就是操作。
在加涅看來，學習是獲得能力和傾向的過程，這個過程可分為8個階段。
①動機階段。動機表現為學習者力圖控製、支配和掌握其所處環境來達到既定目標的自然傾向。與學習有關的動機包括誘因動機、操作動機和成就動機3類。動機和學習表現為相互促進的關係：動機可以促進積極的學習，而成功的學習也可以促進動機的發展。在這一階段，教育工作者的任務就是要善於辨別學習者的各種動機，並把它們引到學習的目的活動中去。
②領會階段。這階段表現為學習者對全部刺激中與學習目的相關的部分加以注意。什麽樣的外部刺激被知覺是由學習者的注意心向決定的，學習者總是有選擇地接受外來刺激，學習者以往的學習經驗、指導語、他人的暗示和學習目標都對學習者的選擇性知覺產生影響。這一階段，教育工作者應注意引導學習者的選擇性知覺，使刺激的安排能凸顯出各種區別性的特征，如通過在課文中某些字和詞語下麵畫線或用不同字體印刷的方式就能達到影響學習者知覺選擇的目的。
③獲得階段。這一階段學習者注意並感知到外部刺激後，對學習材料進行編碼，新的知識進入短時記憶並隨後轉換成長期記憶的狀態。編碼的作用在於使學習材料更好地得以記憶儲存，最好的編碼程序是鼓勵學習者以自己的選擇方式去編碼。這一階段教育工作者重要的任務是為學習者的知識編碼提供指導，表象、語詞、命題及雙重編碼的運用都是可采用的方法。
④保持階段。經過編碼的學習材料在大腦中得以鞏固增強，長久保持。練習是達到長久保持知識的有效方法，教學中可通過讓學習者在各種情境中反複運用所學知識和能力的方法來達到這一目標。
⑤回憶階段。這是對存儲的信息加以恢複和提取的階段，也是一個檢索活動的過程，搜尋記憶庫並使學習過的材料得到複現。這一過程深受提示線索的影響，教學中既應注意對學習者檢索過程的外部激活，又要使學習者學會自己選擇回憶策略。
⑥概括階段。在新的情境中運用所學得的能力的階段，也稱學習的遷移，如學習者把學到的杠杆原理運用於移動重物。遷移不僅要求理解原理，而且還要理解“操作規則”或發揮檢索的作用，教學工作中應盡可能地創造多樣化的新情境以使所學的原理得以應用。
⑦操作階段。這一階段表現為學習者對其所學的知識進行操作。操作是一種可觀察的行為，既是對下一步反饋的重要準備，又使學習者從操作的變化確信學習已經發生，並從自己的產品中獲得滿足。教育工作者應善於指導學習者對其操作進行觀察。
⑧反饋階段。學習者從由學習而來的新操作而意識到他已取得了預期的目標，這種信息反饋本身具有強化的作用，在人類學習中特別有意義，它使學習者在學習動機階段確立的期望在反饋階段得以實現。
從學習最初的動機階段，到最後的反饋階段，加涅認為正好形成了一個圓環。加涅從新行為主義的立場指出：“學習的環節”是由強化來聯結的。憑借這種聯結，學習從動機階段所確立的期望到反饋階段期望的證實構成了一個完整的學習過程。
三、論學習的分類和條件
加涅認為，人類行為發展是學習的結果，而人類學習是具有累積性質的，他說：“個體的學習在本質上是累積的。”累積學習（cumulative learning）的提出是加涅在學習理論上的創新，強調學習的累積性質也是他學習理論的特色之一。早在20世紀60年代初，加涅就試圖以層級（hierarchies）的觀點來組織和說明從簡單到複雜的學習能力。他在1965年版和1970年版的《學習的條件》一書中，曾將學習分成由簡單到複雜的8種類型，以後在該書的1977年版和1985年版中又將學習分為5種類型。
加涅早期對學習的8種分類分別如下。
①信號學習。主要是指由刺激所引起的不自覺的學習，是對某種信號的一般性和彌散性的反應，相當於巴甫洛夫和華生所說的經典條件反射。
②刺激反應學習。指學習使一定的情境或刺激與一定的反應相結合，並得到強化，學會以某種反應獲得某種結果。它比經典性條件反射更為複雜，相當於桑代克和斯金納所提出的操作性條件反射的學習。
③連鎖學習。指一係列刺激—反應動作的聯合，即連在一起的反應係列。比如，用鑰匙開鎖包括選鑰匙、對鎖孔、擰動等一係列反應。連鎖實際上包括動作和語言兩種聯結形式，加涅的連鎖學習則專指非語言的刺激—反應聯結。
④言語學習。這類學習與第三類學習類同，隻不過是把小的語言單位連接起來，形成語言單位的聯結。
⑤辨別學習。指對學習情境中一係列類似的刺激進行辨別，並對各種刺激做出適當的反應。比如，學習者對數字0，1，2，3，4，5，6，7，8，9加以辨別，做出分化。
⑥概念學習。指對各種具體刺激的共同特征做出概括，並產生相應的反應。比如，將狗、貓、豬等用“動物”的概念加以抽象。這類學習與辨別學習的性質正好相反，形成對照。
⑦規則學習。是指學習概念的聯結，即形成兩個或兩個以上的概念連鎖。
⑧解決問題。指運用所學原理和法則去解決新問題，在解決問題的過程中，學習者能獲得一種把兩個或更多的以前習得的規則組合成為一種具有高級規則的新能力。
加涅認為上述8種類型的學習存在著層次關係，每一後繼學習類型都是前一學習類型更加複雜的表現。低級的學習是簡單的、基本的，高級的學習是複雜的、抽象的，後者是對前者的發展，並以前者為先決條件，共同構成一個由低到高，由簡單、基本到複雜、抽象的累積學習模式。加涅的學習累積或學習層次模式，將幾乎所有心理學家所研究過的學習類型都納入自己的模式，並確定了各種學習類型在整體中的位置，合理地整合了各學派對學習的研究成果，對教育學、心理學都做出了重要貢獻。
在上述有關人類學習的研究的基礎上，加涅進一步從學生個體的學習結果來分析學習活動，提出作為學習結果要取得的能力有5種，這5種學習能力也被視為5種學習類型。
①言語信息學習。指的是學習陳述觀念的能力。這類能力包括獲得名稱、事實和對事物所做的概括，與知道“什麽”有關。
②心智技能學習。指的是學習使用符號與環境相互作用的能力，它是逐漸積累的，與知道“怎樣”有關。
③動作技能的學習。指的是人類從幼年到成年、從簡單到複雜的動作的學習。動作技能的特點表現為平穩流暢、準確適當的操作能力。
④態度學習。指影響人對事物、事件或他人采取某種選擇性傾向的學習。這類學習不決定具體的行為，而是影響人將要做出哪一類行為。
⑤認知策略學習。“認知策略是學習者自己選擇、修正注意、學習、記憶和思維方式的一種內在過程”[17]，是一種內部組織的技能，與學生把握“如何學習”有關，需經長期的精心培養才能形成。
以上5種類型的學習，在加涅看來，不存在孰輕孰重的等級關係，其順序是隨意排列的。但對心智技能學習，加涅又做了進一步的劃分，將其再分為5個亞類，它們由簡單到複雜、由低級到高級依次是：辨別學習、具體概念學習、定義概念學習、規則學習和高級規則學習。加涅認為，心智技能學習的5個亞類存在著層次性，每一層次中較高類型層次的學習各自以其前一級學習為先決條件，但不能還原為低一級學習，它與低一級的學習有著本質的不同。不過，對其他學習結果，如動作技能、態度等，加涅並沒有再做亞層次類型的劃分。
可以認為，加涅以學習的結果為依據所做的5種類型劃分是對8種類型劃分的簡縮和提升，更加突出了學校學習的特點和更高水平的學習。聯結和連鎖學習之所以未被納入5種類型，是因為它們過於簡單，不是學校學習的主要類型。加涅指出：任何學到的能力，不管人們是怎樣描述它的（如數學、曆史、經濟學或其他科目），都具有這5類範疇的特征。這5種不同類型的學習需要不同的學習條件，而這些學習內部過程的外部條件正是教學理論所關心的事情。
四、論教學
什麽是教學？加涅認為，教學就是有目的、有計劃地發動、激化、維持、促進學習者學習內部過程的一整套外部條件，是教師依據學生的內部學習條件，創設、安排適當的外部條件，促進學生有效地學習，以實現預期的教學目標的過程。教學的目的最終不是指向知識而是指向能力，“從最普遍的意義上說，教學變成主要不是傳遞有待貯存下來的信息，相反，它卻是激發利用學習者早已具有的能力，並確保學習者具備有利於完成目前學習任務以及今後更多的學習任務所需的能力”。[18]
在加涅看來，教學理論是在學習條件理論基礎上形成的，對學習條件的研究是教師規劃、設計教學和開展教學活動的前提。為此，加涅對5種類型的學習所需的主要條件都做了詳細分析。
①言語信息學習重要的學習條件是須以各種符號或語言來激活注意，並為學習者的有效編碼提供學習材料的有意義的前後關係。
②心智技能的學習條件應注重4個方麵：一是要促進先前學得的部分技能的恢複；二是要呈現符號或語言的線索使部分技能的組合有順序；三是要適當安排間斷複習的時機；四是要運用各種前後關係去促進遷移。
③動作技能學習的條件在加涅看來主要包括提供言語指導、安排反饋的練習和提供直接而精確的反饋。
④態度學習形成條件的3個方麵：第一，在選擇某項行動後，對成功的經驗進行回憶；第二，對選擇的行動進行操作，或觀察榜樣人物對這一行為的操作；第三，對成功的操作給予反饋，或觀察榜樣人物的反饋。
⑤認知策略學習形成的條件主要是要善於對認知策略做出描述，並為各種認知策略的練習提供機會。
加涅從信息加工角度，以學習者內部心智加工的方式為依據將教學劃分為3個階段。
①教學的準備階段。這一階段的任務是為學習者從事新的學習任務提供有利的條件，使新的學習能夠順利進行，它包括吸引學習者注意、把目標告訴學習者和激勵對先前學習的回憶3個教學事項。
②教學的作業階段。這一階段是教學過程的核心和關鍵，它包括向學習者呈現刺激材料，提供學習指導、引出作業、提供反饋4個教學事項。其任務在於幫助學習者將新的能力轉換成便於日後回憶的樣式，並區分出學習的難易、有效無效的類型。
③複演和遷移階段。包括評價作業、增進保持和遷移兩個教學事項。其任務在於將學習者已掌握的新能力推廣到各種各樣的情境中去。
在教學內容順序的安排上，加涅主張直線式，即倡導以學習層級理論為依據的由簡單技能到複雜技能的單一維度教學內容的安排。直線式的內容編排，不失為一種可供選擇的教學內容編排方法，較為適合以心智技能為主要內容的學科，但也存在著過於簡單化、忽視各技能之間相互交叉關係的弱點，在以言語信息為主的科目中就顯得不太合適。
教學活動在加涅看來是複雜且易受一些特殊情境限製的，因此，在教學之前應進行詳細的規劃、設計。規劃、設計可以較大的單元或學程來製定，一個教學單元或學程所需的時間可從幾天到幾個月不等。一個學程可包含幾個課題，它們依次可以有不同的教學目的，每個課題又可以進一步分成子課題，子課題又可以進一步分成一些課。在加涅看來，上述學程、課題乃至於子課題一般不是為單個學習結果設計的，而是包含兩個或更多的學習目標，“教學設計的根本理由就在它能達成一係列的教育目標”。[19]比如，以“美國政府”為主題的學程，就包含了多重教學目標：獲得關於政府的形式和工作程序的信息，尊重民主過程的態度以及適合於解決社會問題的認知策略等。教學活動的另一個重要組成部分是教學的實施，它要求教育工作者為學生提供外部幫助的環境，激發學習動機，刺激學生回憶，用語言向學生傳遞、演示怎樣做某些事。此外，備課亦是教學活動中的一項重要工作。