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訊息處理學習理論 Information Processing Learning Theory
教育大辭書

從一九七○年代開始，認知心理學的研究方向轉向「訊息處理學習理論」。該理論主要受到電腦發明的影響，試圖以人腦模擬電腦的作業流程，探討人類內在認知結構和認知歷程的運作，並進一步了解學習者學習與記憶的流程。 　　

「訊息處理學習理論」把個人視為一個資訊處理的系統，能主動選擇環境中的訊息，並經由內在的心智活動，作進一步處理和貯存，以備需要時檢索和提取。 　　

1. 學習與記憶流程 　　

心理學家提出不少訊息處理模式，包括瓦夫和諾曼(Waugh & Norman)於一九六五年提出的記憶模式，艾金生和謝扶潤(Atkinson & Shiffrin)於一九六五年提出的緩衝模式(buffer model)。此外，蓋聶(Robert M. Gagné)於一九八五年提出的學習與記憶模式更為詳盡。茲以蓋聶的資訊處理模式為例加以說明；來自外在環境的訊息以物理能量的方式（如光、聲、壓力）為學習者的感受器(receptor)所接收，這些訊息立即轉換為神經化學衝動，送至大腦中樞的「感覺記錄器」(sensory register)作極為短暫的停留（不到1/4秒的時間），形成知覺，也有人稱此為「感覺記憶」(sensory memory)。其後只有一部分引起學習者注意的訊息，經由「選擇性知覺」(selective perception)的歷程，進一步貯存在「短期記憶」區(short-term memory)，其餘則永久消失。此處，選擇性知覺對教學或學習而言，都是一項瓶頸，影響到訊息的去留。 　　

「短期記憶」所貯存的訊息很短暫，通常維持10秒～20秒左右。這段時間內，如果不一再複述的話，訊息很容易就此消失。這種情形好比我們在身邊沒有紙筆的情況下，詢問一個電話號碼，當聽到所查的號碼後，人們通常會一再複述，唯恐忘記了。此外，短期記憶容量也很小，一次能夠記憶的最大數量是7±2個單位，這裡的單位可以是任何字母、數字、事物和項目。證諸日常生活中，一個星期七天，電話號碼七位數，英文單字超過7個字母時，背誦較吃力等，都和短期記憶的容量有關。短期記憶的主要功能在於從事有意識的心智工作(conscious mentalwork)，舉凡理解、推理、比較、分析、組織、統整、數字運算、問題解決等心智工作均在此進行，因此「短期記憶」又稱作「工作記憶」(working memory)，前者意味訊息停留時間短暫，後者則強調其功能。由於短期記憶內的訊息停留短暫，容量又有限，形成學習和記憶上的一項瓶頸。 　　

貯存在短期記憶的訊息，需進一步經由編碼的過程(encoding process)，轉換成語意(semantic)或心像(mental image)的形式，並與學習者原有的相關知識和經驗結合後，貯存在「長期記憶」區(longterm memory)，以備日後取用。顧名思義，「長期記憶」容量無限，至於所貯存的訊息是否永久存在，終身不忘，至今仍有所爭議。不過心理學家大多同意所貯存的大部分訊息，能保留相當長的一段時間。至於人們有時會經驗到「一時記不起某件事」的感覺，大部分是因為新舊學習間的干擾，或是一時找不到有效的回憶線索(a good retrieval cue)所致，但是這些並不代表該訊息已從長期記憶中消失。這就好比，如果書桌抽屜內的事物是以我們所熟悉的方式擺置，遇有需要時，往往不費功夫便可熟練地找到所要的東西，但是一旦經他人以別種方式重新「整」過，對我們而言，原先的秩序「亂」了，遇有急需時，便不易立即找到所要的東西，雖然它們仍在抽屜內，並未消失。長期記憶的主要功能只限於貯藏(storage)，心理學家將它比喻為文件的歸檔與建檔。 　　

「編碼過程」是訊息能否存入長期記憶的重要關鍵，最常見的方式包括一再複述學習內容(rehearsal)，把學習題材精緻化(elaboration)，以便和以往所學銜接，或是將學習內容分類作組織(organization)。事實上，不少的學習策略便是協助編碼的過程。編碼是否得當，不僅影響知識的獲得，也會影響日後對該知識的回憶（retrieval，又稱之為檢索、提取）。 　　

當個人需要自長期記憶回憶出所儲存的資料時，主要是經由兩種回憶的途徑。最常見的方式是藉助某種回憶線索(retrieval cue)，在長期記憶區檢索提取出相關的資料，送回工作記憶區，然後視實際需要從事分析、統整、或運算等工作，隨後送入「反應形成器」(response generator)，形成口語、文字或動作等反應系列，最後引導「執行器」(effector)，如手、腳、嘴等，對外界環境輸出反應。另一種提取的方式發生在十分熟練的學習，如背誦九九乘法表。此時，有關之訊息自長期記憶檢索出後，直接經由「自動化」(automation)過程，傳送至反應形成器和執行器，如此一來可節省反應的時間。從事回憶時，往往需要藉助「線索」的引發，無論是一個景像、一個聲音、一兩個字，都可能是引發整個有關內容回憶出來的線索。回憶的線索愈明確，或是回憶的過程愈順暢，便可減少「話到舌尖卻說不出口」的感覺。 　　

上述整個學習、記憶和回憶等過程的運作，主要受到「期望」(expectation)和「控制執行」(executive control)兩項因素的影響。所謂「期望」是指學習者想要達成某種目標的一種特殊動機，學習者本身和他人均為影響「期望」的可能來源。「控制執行」是指學習者本身控制、主宰上述認知歷程的運作，例如：能針對學習內容性質和教師的要求，選取適當的學習策略進行學習，或是檢討學習結果，採取某些補救措施。這部分的功能也就是其他心理學家所說的「後設認知」(meta-cognition)。每一位學習者的期望和控制執行不盡相同，因而整個認知歷程的運作因人而異，其學習結果自然有別。

2. 學習與記憶的瓶頸

整個資訊處理流程顯示出：人類的學習過程涉及複雜的記憶結構與訊息轉換歷程，隨時主宰著知識的獲得、保留與回憶。同時，輸入的訊息都需要花費一段時間進行處理，才能貯藏或是作進一步的輸出，這正如古人所說的「學習無捷徑」。如果從記憶的觀點看，訊息處理過程中至少存在著四處記憶瓶頸：(1)一部分來自外界的訊息，經由選擇性篩檢過程就此消失；(2)短期記憶內的訊息停留短暫，且容量有限；(3)編碼過程是決定訊息是否進一步儲存於長期記憶的關鍵；(4)回憶線索若不明確，訊息提取的過程便不順暢。人類若能突破這些瓶頸，便可增進記憶與學習。