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Information Processing Theory -- (G.A. Miller)

訊息處理理論編輯

訊息處理學習論的興起 編輯

訊息處理學習論(或信息加工學習論),簡稱訊息處理(或加工處理),是特為解釋人類在環境中,如何經由感察覺、注意、辨識、轉換、記憶等內在心理活動,以吸收並運用知識的歷程。

訊息處理理論肇始於20世紀50年代之初,盛行於60年代以後,其興起的原因,一則是心理本身的反省,二則是其他因素的影響。先從心理學本身的反省看。50年代的心理學,雖然在表面上看是行為主義的操作條件作用理論獨步天下,但有些心理學家,對極端行為主義的理論,及其根據白老鼠鴿子等學得的條件反應,用來解釋人類的複雜學習行為的取向,不以為然。因此,早經存在而未受重視的認知學習理論,又復受到重視。再從心理學本身以外的因素看,一般認為影響訊息處理的發展者,有以下三個原因:

實際運用需求的影響:
第二次世界大戰期間及戰後,美國心理學家參與軍中及戰後工業技術人員的遴選和訓練時,發現既有的心理學知識和研究方法,不足以解決技能訓練時,如何有效學習訊號偵測、知覺判斷、儀表辨識、圖解說明等問題,心理學家開始新的研究取向,將人類的心理活動,比擬為複雜的訊息轉換系統,人類在環境中與外在刺激接觸時,他就以此複雜訊息轉換系統為架構,去處理轉換訊息,從而產生學習,獲得知識。
通訊研究的影響:
在第二次世界大賽前後,電報、電話、雷達等技術與設備,已相當發達。心理學家為了要求通訊的效果,開始研究人類在接受訊息時所產生的一些問題。諸如,一般人在極短時間內可以處理多少訊息(如一瞥之下可記幾位阿拉伯數字)?同一時間內可以同時處理幾種訊息(如兩耳分聽兩個電話)?一種刺激傳來的訊息(如聲音)如何轉換為另一種訊息(如燈光或文字)?此類問題的研究,為以後訊息處理論奠立了基礎。
電腦科學發展的影響:
電腦本來就是模擬人腦所設計的,電腦處理資訊的方式,基本運作為編入、編碼、儲存、檢索、解碼、輸出等歷程,電腦資訊處理模式,正提供了訊息處理論用以研究人腦的主要工具之一。

總之,訊息處理學習論是順應潮流的時代產物。近三十多年來以所以大為盛行,主要原因是它糾正了多年來行為主義心理學所忽視了的心理學主題---人性,亦即學習者本身的特性。訊息處理學習論者,不再將人視為被動的有機體,不再相信可以客觀預測人在環境中必然對某刺激做出某種反應(如條件反應然)。他們相信,人與環境交互作用中,人會主動選擇甚至操縱環境,從而獲得知識。而交互作用則是一個複雜的內在活動歷程,亦即訊息處理歷程。


訊息處理中的心理運作編輯

訊息處理是交互作用的複雜歷程編輯

訊息處理非單向進行,而是個體和刺激之間發生複雜的交互作用。環境中本屬物理事件的刺激,影響到個體的感官時先轉換為生理事件(神經傳導),而後經輸入而生感官收錄,是訊息轉換為心理事件(具體的物體形象轉換為保留其原形的心像)的開始。個體之所以能收錄該刺激,是由於該刺激的特徵與其長期記憶中既有的訊息(知識)有連帶關係。這現象正好符合個體適應環境時以舊經驗為基礎處理新問題的原則。

   環境中的刺激→感官收錄→短期記憶(運作記憶)→長期記憶。
1.感官收錄(sensory register):

個體憑視、聽、嗅、味等感覺器官感應到外界刺激時所引起的短暫(3sec以下)記憶,在此階段記憶仍然保持著刺激本身原來的形式。 作用:供個體抉擇是否將進一步以之作為重要的訊息來處理。 感官收錄是選擇性的,個體在選擇時所根據的標準,可能與其動機、需求以及經驗等因素有關。 感官收錄是訊息處理的第一站,若不立即進一步處理,記憶就會消失。

2.短期記憶(short-term memory or STM)

指感官收錄後在經注意而在時間上延續到20秒以內的記憶。短期記憶對個體的行為,具有兩種重要的作用:其一是對刺激表現出適當反應,當反應過後,目的達到,短期記憶作用以盡,不再繼續做進一步的處理,記憶即流失,變成遺忘。另一作用是如個體認為所處理的訊息是重要的,他便採用複習(rehearsal)的方式,使之保持較長久的時間然後輸入長期記憶。故短期記憶在有限的時間內,除接受從感官收錄進來的訊息,並適時做出反應外,另具有運作記憶(working memory)的功能。運作記憶是指個體對訊息性質的深一層認識和理解,理解後刻意予以保留,是將之轉換成長期記憶的主要原因。

3.長期記憶(long-term memory)

指保持訊息長期不忘的永久記憶(permanent memory),理論上長期記憶和短期記憶除在時限上的不同外,另有兩點差異:

  1. 短期記憶是限量記憶,而長期記憶是無限的。
  2. 長期記憶中儲存的訊息或知識,在性質上與短期記憶中暫時儲存者不同,儲存(storage)在長期記憶中的訊息,大致分為兩類:一為情節記憶(episodic memory),只有關生活情節的實況記憶,另一類為語意記憶(semantic memory)是指有關語文所表達之意義的記憶。

訊息處理各階段的心理表徵不同編輯

稱之為心理表徵,乃是為了和布魯納的認知表徵有所區別,其兩者的說法大同小異。在訊息處理論中,將心理表徵一詞所代表的意涵,改稱之為譯碼(coding)。譯碼是一個雙向的心理運作歷程;既可將外在的具體物理事件轉換為抽象的心理事件,以便記憶儲存,也可在以後遇到該具體物理事件時,隨時將記憶中儲存之譯碼取出核對,從而認識該事件。

在訊息處理時,譯碼是雙向的。訊息輸入(input)時,由物理事件轉換為心理事件需要譯碼。為輸入時的譯碼過程稱之為編碼(encoding),訊息輸出(output)時,由心理事件轉換為行為事件,也需要譯碼,不過輸出時的譯碼是反方向的,故稱之為解碼(decoding)。經譯碼輸出的訊息儲存在記憶中,經解碼輸出的訊息則由行為表現出反應。從記憶中解碼後由反應表現出來的過程,稱為檢索(retrieval),檢索之後的反應,稱為輸出。

一般人處理語文訊息時,在短期記憶階段以聲碼(acoustic code)為主,而在長期的儲存階段,則是以意碼(semantic code)較為重要。

短期記憶有限容量的運作功能編輯

短期記憶內的容量是有限的,原因是因為時間很短,如非刻意複習,即被新輸入的訊息衝激而流失(遺忘)。根據米勒的研究發現,一般人在一瞥之下只能記下七位數字,此即所謂」神秘的七加減二」說法的由來。一般人能短期記憶的數字的平均數是七位,其個別差異上下限分別是五位和九位數字。這在新學習心理學上,一向稱為記憶廣度(memory span)或認知廣度(cognitive span)。學習之事只有靠短期記憶,長期記憶則負責知識儲存,不負責新知識的學習。短期知識的容量雖然有限制,但因其另具有運作記憶的功能,所以也有可能突破容量的限制,那就是意元集組作用。

所謂意元集組(或組塊)(chunking), STM容量雖有限制,但因其另具working memory的功能,所以也有可能突破容量的限制。

訊息處理論之學習要素編輯

資訊處理的研究範圍非常廣泛,對受試者在資訊習得過程中的活動提出了許多說明 ,因此說明如下 .

對刺激的注意 編輯

人類學習的首要工作即是接收訊息,如何專注與選擇訊息是學習的第一要事(鍾宜興,民81)。而注意力為選取一種或一種以上的外在刺激或內在心理事件,並加以反應的內在心理能力或歷程。為學習的必備條件,每一瞬間,同時接收許多刺激,然而,個體僅就其中一小部份產生反應。而『注意力』涵蓋三方面(黃榮真,民84):

  1. 選擇性:能只注意某些與學習有關的事物,而不注意其他事物。
  2. 持續性:能有效完成學習,依照意願持續注意某些事物,不會受 到其他刺激的干擾而分心。
  3. 注意的轉移:能有效的隨學習情境的變化而轉移注意力,依需要將注意力由一件事轉移到另一件事上。

資訊的編碼和儲存編輯

編碼表的目地在準備一些資訊,以便存入長期記憶中,事後資訊取出和回想,視處儲存的形式和與已存於長期記憶中之資訊的關係。舉例來說,學英文單字不用背,運用右腦「圖像記憶」加「聯想」學英文,輕鬆有趣。「圖像記憶」可提升「三十倍的學習效果」,是最近兩三年風靡全球的一種學習方式。圖像聯想與情境描述,植入右腦,吸收迅速。 例如:」翹翹板」-- 英文單字為(seeaw),想像在公園的一角,有兩個小孩子在玩翹翹板,他們把手玩髒了,媽媽來帶他們回家,第一件事教他們幹嘛?「洗手」。「翹翹板」就記「洗手」,正確唸法是sees aw。便可牢記在腦海裡。

「圖像記憶」讓我們永遠記住某些事物,首先,事物本身要向我們的腦子「註冊」。而我們對事物的背景知識和情境因素則是決定我們賦予事物甚麼感覺和意義的關鍵。再來,由於短暫/運作中的記憶空間有限,我們一次大約只能記住七份 (或七加減一份)資料。而我們能否牢牢記住這些資料,則端看資料怎麼被編碼 (encoded)、記憶。

最有效的記憶方法是強調事物的意義性 (meaningfulness) 和關聯性 (association),這就是為甚麼我們常用大綱、標題、劃底線和其它文字要點來標示文件的重點和區分觀念的原因了。

訊息處理理論對教學的影響編輯

訊息處理理論對教學的影響,綜合各方觀點,可歸納如下列幾點:

學習的歷程中扮演主動積極建構的角色編輯

由資訊處理模式的觀點認為,學習者在學習的歷程中並非被動地接收來自外在環境的訊息,也非對外在刺激只做機械式的反應。從許多的研究指出,在整個學習歷程中,若學習者能扮演主動、積極建構的角色時,他就能比較有效的表徵訊息、選擇訊息、詮釋訊息、組織訊息,進而能選取不同的策略以產生合適的反應。

在學習的歷程中有較高層次認知歷程的存在編輯

大多數的認知學者認為人們所有的認知活動是受制於一個較高層次的認知歷程,稱之為 meta-cognition(Flavell,1979),國內學者將其譯為「認知的認知」(鄭昭明,民77),「後設認知」(張春興,民77),其意指個體為達成學習所需的各種種協調活動,換言之,亦即個體對自身認知歷程的意識和控制。 Shuell(1986)在評述由認知的觀點來探討學生學習的文獻指出,一般學習過程通常涉及兩種較高層次的認知過程,第一種在規劃、安排、協調、指揮和監督各種學習活動。例如,策畫、預測所遭遇的資訊,猜測和對於學習過程的監視等等。第二種則為個體對學習材料和學習策略的瞭解。例如,所學的資料是否已學會,過程和步驟是否已完備等等。

學生既有知識的重要性編輯

知識係日積月累而成,這種學習的累積特性已被大眾普遍接受。基於此,新知識的理解、吸收,與原已習得的知識有著密切的關係。Wittrock(1974)的生成學習模型(Generative learning model)即說明了此關係的重要性:學生既有知識不但影響其理解新學習素材的程度,同時也影響其對外來資訊的興趣和取捨,既有知識如係不正確的想法,則這些想法不但不易在教學後改變,甚至會因此兒對教材內容的誤解,造成學習上的障礙。

教學上,我們必須考慮學習內容是否適合學生的程度,或是教學前檢查學生的起點行為。這些觀點便是在強調:學習者在學習某項新教材前,應具備相關的知識或技能,以做為新學習的基礎。如,R. Gagne (1985)將此稱之為先備知識與技能(pre-requisite knowledge or skill),並視其為有效學習的內在條件。

學習是概念的改變編輯

以往知識在學習新知識過程中既扮演著重要的角色,那麼,學習者如何將貯藏在記憶系統中的舊有知識,運用於新學習的歷程中,對新的知識加以理解,並同化到原有的架構,或放棄原有架構而順應新的結構,而將知識予以表徵與組織以獲得學習上的改變。

基於此,1970 年代後半期概念架構理論(schema theory)的學說便因運而起(R.C.Anderson,1977)。所謂的「schema」(複數schem-ata ),是指有組織的抽象概念架構,通常用來代表一些事實、概念、法則原理或與運思行為,彼此之間的關係所構成的一個有組織的網路結構,此種網路結構可以是水平串列式,也可以是垂直串列式的,但通常將水平串列式轉換成垂直串列式,使得更具層次性的結構化特性,此種特性可使得低層次的架構包含於高層次架構中。以此觀點,人類的知識便是一個有組織、相互連結的網狀結構圖,貯存於記憶系統之內。

準此而言,學習不僅是概念的改變更應是認知結構的改變。上述學習者的主動性、高層次的認知歷程、既有知識的地位、以及學習的概念改變四個觀點在過去的自然科學教學活動設計中有些已被考慮,有些則有待重新考慮。

訊息處理理論的缺失編輯

訊息處理論係認知功效能研究的各種途徑的大成,學習本身只是其研究之歷程中的一種,因此,訊息組處理理論如何應用在教育上,並不十分清楚。此外,電腦類比對心理功能之表徵的類比也不確定,這些都有待更進一步的研究。

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