首页 -> 2007年第8期
不同年级学生认知灵活性研究
作者：李美华 沈德立 白学军
关键词 执行功能 认知灵活性 年级
分类号 B844
1 问题的提出
在当代西方建构主义思潮中,美国伊利诺大学阅读研究中心的斯皮罗(R.J. Spiro)等人于20世纪90年代初提出的认知灵活性理论(Cognitive Flexible Theory)特别引人注目,他们试图从信息加工的角度解释建构性学习的过程,以揭示学习者在实际情境灵活应用知识的心理机制,从而发展出一套教学设计的原则,来培养学习者灵活应用知识的能力。认知灵活性理论认为学习是学习者在一定的社会文化背景中以自己的方式主动建构内部心理表征的过程。对于学生而言，所谓认知灵活性,就是指学习者通过多种方式同时建构自己的知识,以便在情景发生根本变化的时候能够做出适宜的反应。这个定义的含义是,学习者在学习复杂和非良构领域的知识时,要通过多维表征的方式才能完成对知识意义的建构,才能够达到对知识的全面理解,此外,通过多维表征所建构的知识,能够较好地迁移到其他领域［1］。
认知灵活性是执行功能的主要成分。执行功能就是指在完成复杂的认知任务时，对各种认知过程进行协调，以保证认知系统以灵活、优化的方式实行特定目标的一般性控制机制；它的本质就是对其它认知过程进行控制和调节，而它的根本目的就是产生协调有序的、具有目的性的行为［2］。
认知灵活性和学习关系密切：国外有研究表明，执行功能中认知灵活性差的儿童在他们的学习中存在一定问题，尤其是数学学得不好［3］。在实际教学中，对非良构领域的知识来说，认知灵活性强的儿童，能根据具体的知识需要同化、顺应，从而建构新的知识框架。相反，认知灵活性差的儿童，总是固守过去原有的知识框架，不能将新知识同化、顺应，只要知识背景稍有变动就不能解决问题了，知识的迁移能力弱，并且反复犯同样的错误。儿童之所以不能将所学知识灵活地应用于新的实际情境中，是由于学校所教的知识都是经过简化处理了的结构性知识，而在实际情境中解决问题需要儿童具有大量的非结构性知识。为此在教育教学过程中，应根据儿童的年龄特点与个性差异就教学内容进行认知灵活性训练，这在研究儿童执行功能的发展中发现，不管是正常儿童，还是患有自闭症的儿童，通过适当的训练，认知灵活性都会相应地提高。
根据以往的研究结果，无疑，认知灵活性与数 学学习有较大关系，那么它与语文学习关系怎样？儿童青少年认知灵活性发展总趋势如何？这方面研究国内还不多见，在此想探讨不同年级学生的语文、数学学习与认知灵活性关系的情况如何？以便为教师对不同年龄阶段的学生进行有效的认知灵活性训练提供一些理论依据。
2 研究方法
2.1 被试
被试来自广东省某市等十三所中小学学校，根据全市三次语文、数学统考平均成绩来分别挑选各年级同等级的被试（如：在甲学校选一个被试语文、数学成绩80分，为全市的平均成绩，那么从乙学校同样选一个被试语文、数学成绩80分，同样为全市的平均成绩），从小学三年级、五年级、初中二年级、高中二年级中分别挑选被试各80人，共320人。他们的平均年龄是：小学三年级为9.68岁，小学五年级为11.84岁；初中二年级为14.75岁；高中二年级为17.67岁。选择被试的年龄依据是：认知灵活性是执行（额叶）功能主要成分之一，小学三年级学生的年龄与前额叶第二个快速发展期接近，前额叶第三个快速发展期发生在11岁和13岁之间这与小学五年级学生年龄相符合；初中二年级学生的年龄在认知灵活性发展上接近成熟了，高中二年级学生的年龄在认知灵活性发展上已经成熟了［3］。
2.2 研究工具
根据国内外的研究结果来看威斯康星卡片分类测试与连线测试比较适合中、小学生被试，也就是说这两个测试对中、小学生学业成绩预测性较好［8］。
2.1.1 威斯康星卡片分类测试
威斯康星卡片分类测试（Wisconsin Card Sorting Test, WCST）由Berg（1948）依Weigle对人类分类行为性质的分析及Harlow对大脑损伤猿猴的研究所提出，后经Heator（1981）等的扩充、发展，目前广泛运用于检测大脑额叶的执行功能，刘哲宁1998年根据中国人特点修订的［4］, 2004年再次修订，信度与效度都达到了标准。已编成了计算机程序。WCST卡片间隔时间参数设置为500ms。规则转换的先后次序为：C（颜色）,F（形状）,N（数目）,以后依次类推 。分完一类后，计算机屏幕上面出现提示“规则已变”，同时旁边的主试也提示被试。威斯康星卡片分类测试所测得的认知灵活性是从正确总数、持续性错误数、随机错误数、完成分类数几个方面来分析的。
在威斯康星卡片分类测试中评分方法是：（1）正确总数（整个分类测试任务有48张卡片，正确总数即对48张卡片进行分类而分对的总张数）；（2）错误总数（用TE表示，即对48张卡片进行分类而分错的总张数）；（3）持续性错误数（用P表示）：告知换了规则，还继续按前一个规则进行分类；或已说明是错误，还按此原则分类的。（4）随机错误数：=错误总数（TE）－持续性错误数（P）；（5）完成分类数（最高为6 ）。
2.2.2 连线测试
连线测试（Trail Making Test）是测查视觉搜索、速度、注意、认知灵活性和视觉--运动功能［5］［6］。这个实验分A、B两部分进行，正式测试开始之前，被试先做一些练习。A部分中22个数字(1-22)随机分布写在一张8×11cm的纸张上，要求被试对这些数字按照大小顺序依次连线；而在B部分，纸张上则包含了数字1-11和字母A-K，要求被试在数字1-11和字母A-K之间进行持续转换地连线(即:1-A-2-B-3-C，如此继续)。考察指标是：A部分正确数、A部分时间、B部分正确数、B部分时间、转换时间.不论在A部分还是B部分，都要求被试尽快地完成任务，完成任务的时间被当作考察的对象。将B部分进行的时间减去A部分进行的时间，就可以得到被试在两个刺激维度上转换注意所用的时间。连线测试在一定程度上反映了被试的视空间扫描和书写运动能力，而B部分的任务表现还取决于即时的维持注意能力和认知目标转换的能力［7］。
2.3 研究步聚
在威斯康星卡片分类测试中，采用以下步骤：（1）首先训练主试，让每一个主试熟练掌握了测试操作方法后才开始测试。（2）主试宣读指导语，让被试明白测试所有的要求才正式实验。（3）程序记载了每个被试的测试成绩。
在连线测试中，采用以下步骤：（1）首先训练主试，让每一个主试熟练掌握了测试操作方法后才开始测试。（2）主试宣读指导语，让被试明白测试所有的要求后，并在正式测试开始前被试先做一些练习。