所謂知識型課件是指以學習（傳授）概念、原理、法則等知識內(nèi)容為主的課件。這類學習（教學）是學校教育或課堂教學的主流。
認知主義的學習理論探討學習的角度正好與行為主義相反。行為主義強調(diào)客觀環(huán)境對個 體帶來的刺激，導致個體的反應，從而產(chǎn)生行為，但它忽視個體所擁有的內(nèi)在的心理結(jié)構(gòu)的作用。認知主義的學習理論則認為是個體作用于環(huán)境而不是環(huán)境引起個體的行為，環(huán)境只是 提供潛在的刺激，至于這些刺激是否受到注意或被加工，取決于學習者內(nèi)部的心理結(jié)構(gòu)。
認知學習理論認為學習的基礎是學習者內(nèi)部心理結(jié)構(gòu)的改組，以原有的知識對外部信息進行“同化”和“順應”。簡單的說，“同化”是指個體把外界刺激所提供的信息整合到自己原有的認知結(jié)構(gòu)內(nèi)；“順應”則是指個體的認知結(jié)構(gòu)因外界刺激的影響而發(fā)生改變。環(huán)境只是提供潛在的刺激，至于這些刺激是否受到注意或被加工，取決于學習者內(nèi)部的心理結(jié)構(gòu)?？陀^環(huán)境中潛在的刺激是多種多樣的，并時時刻刻地存在，但個體對這些刺激未必都會產(chǎn)生反應，其原因就是個體根據(jù)自己內(nèi)部的認知結(jié)構(gòu)對外在刺激進行選擇和加工，賦予特定的意義。因而，個體的心理結(jié)構(gòu)和認知結(jié)構(gòu)在學習活動中有著舉足輕重的作用。
其公式是S-AT-R(A代表同化，T代表主體的認知結(jié)構(gòu))客體刺激S只有被主體同化A于認知結(jié)構(gòu)T之中，才能引起對刺激的行為反應R，即學習才能發(fā)生。
強調(diào)學習者已有的認知結(jié)構(gòu)的作用，也強調(diào)學習材料本身內(nèi)在的邏輯結(jié)構(gòu)，這樣結(jié)構(gòu)化的教材與學生已有的認知結(jié)構(gòu)聯(lián)系起來，新舊知識發(fā)生相互作用，新的材料在學習者頭腦中獲得了新意義，使學習者已有的認知結(jié)構(gòu)得以變化和發(fā)展，這就是學習的實質(zhì)。
學習是學生與環(huán)境之間相互作用的結(jié)果。學習過程是由一系列事件構(gòu)成的。加涅認為，每個學習動作可以分解成八個階段,左邊是學習階段，其中方框上面是該階段的名稱，里面是該階段內(nèi)部的主要學習過程；右邊則是教學事件。這樣，學生內(nèi)部的學習過程一環(huán)接一環(huán)，與此相應的學習階段把這些內(nèi)部過程與構(gòu)成教學的外部事件聯(lián)系起來了。
（1）動機階段
有效的學習必須要有學習動機，這是整個學習的開始階段。動機的形式多種多樣，在教育教學情境中，首先要考慮的是激發(fā)學生進行學習活動的動機，即學生力圖達到某種目的的動機。它是借助于學生內(nèi)部產(chǎn)生的心理期望過程而建立起來的。期望就是指學生對完成學習任務后將會得到滿意結(jié)果的一種預期，它可以為隨后的學習指明方向。
圖7-3學習階段與教學事件
但是，在有些場合下，學生最初并沒有被達到某種目的的誘因所推動，這時就要幫助學生確立學習動機，形成學習期望。理想的期望只有通過學生自己的體會才能形成，而不能僅僅通過教師告訴學生學習的結(jié)果來形成。因此，為了使學生形成理想的期望，在學生實際獲得某種知識和技能之前，應先作出安排使學生達到某種目標，以便向?qū)W生表明他們能夠達到預期的目標。
（2）領會階段
有了學習動機的學生，首先必須接受刺激，即必須注意與學習有關(guān)的刺激，而無視其他刺激。當學生把所注意的刺激特征從其他刺激中分化出來時，這些刺激特征就被進行知覺編碼，儲存在短時記憶中。這個過程就是選擇性知覺。
為了使學生能夠有效地進行選擇性知覺，教師應采用各種手段來引起學生的注意，如改變講話的聲調(diào)、手勢動作等；同時，外部刺激的各種特征本身必須是可以被分化和辨別的。學生只有對外部刺激的特征作出選擇性知覺后，才能進入其他學習階段。
（3）習得階段
當學生注意或知覺外部情境之后，學生就可獲得知識。而習得階段涉及的是對新獲得的刺激進行知覺編碼后儲存在短時記憶中，然后再把它們進一步編碼加工后轉(zhuǎn)入長時記憶中。
在短時記憶中暫時保存的信息，與被直接知覺的信息是不同的。在這里，知覺信息已被轉(zhuǎn)化成一種最容易儲存的形式，這種轉(zhuǎn)化過程被稱為編碼過程。當信息進入長時記憶時，信息又要經(jīng)歷一次轉(zhuǎn)換，這一編碼的目的是為了保持信息。如用某種方式把刺激組織起來，或根據(jù)已經(jīng)習得的概念對刺激進行分類，或把刺激簡化成一些基本原理，這些都會有助于信息的保持。在此過程中，教師可以給學生提供各種編碼程序，鼓勵學生選擇最佳的編碼方式。
（4）保持階段
學生習得的信息經(jīng)過復述、強化后，以語義編碼的形式進入長時記憶儲存階段。對于長時記憶，人類至今了解不深，但有幾點目前是清楚的：第一，儲存在長時記憶中的信息，其強度并不隨時間進程而減弱，如七八十歲的老人回憶孩提時的事情往往比當天的事情更清楚；第二，有些信息因長期不用會逐漸消退，如一個人已習得的外語單詞會因經(jīng)常不用而遺忘；第三，記憶儲存可能會受干擾的影響，新舊信息的混淆往往會使信息難以提取。因此，如果教師能對學習條件作適當安排，避免同時呈現(xiàn)十分相似的刺激，可以減少干擾的可能性，從而提高信息保持的程度。
（5）回憶階段
學生習得的信息要通過作業(yè)表現(xiàn)出來，信息的提取是其中必需的一環(huán)。相對其他階段而言，回憶或信息提取階段最容易受外部刺激的影響。教師可以利用各種方式使學生得到提取線索，這些線索可以增強學生的信息回憶量。但作為教師，最重要的是指導學生，使他們?yōu)樽约禾峁┨崴鳎瑥亩蔀楠毩⒌膶W習者。所以，對于教學設計來說，通過外部線索激活提取過程固然重要，但更重要的是使學生掌握為自己提供線索的策略。
（6）概括階段
學生提取信息的過程并不始終是在與最初學習信息時相同的情境中進行的。同時，教師也總是希望學生能把學到的知識運用于各種類似的情境中去，以達到舉一反三的目的。因此，學習過程必然有一個概括的階段，也就是學習遷移的問題。為了促進學習的遷移，教師必須讓學生在不同情境中學習，并給學生提供在不同情境中提取信息的機會；同時，更為重要的是，要引導學生概括和掌握其中的原理和原則。
（7）作業(yè)階段
一個完整的學習過程需要有作業(yè)階段似乎是不言而喻的，因為只有通過作業(yè)才能反映學生是否已習得了所學的內(nèi)容。作業(yè)的一個重要功能是獲得反饋；同時，學生通過作業(yè)看到自己學習的結(jié)果，可以獲得一種滿足。
當然，作業(yè)主要是給教師看的。一般來說，僅憑一次作業(yè)是很難對學生的學習情況作出判斷的，有些學生可能碰巧做得很好，有些學生則可能碰巧做得不理想，因此教師需要幾次作業(yè)才能對學生的學習狀況作出判斷。
（8）反饋階段
當學生完成作業(yè)后，他馬上意識到自己已經(jīng)達到了預期的目標。這時，教師應給予反饋，讓學生及時知道自己的作業(yè)是否正確，從而強化其學習動機。當然，強化在學習過程中之所以起作用，是因為學生在動機階段形成的期望在反饋階段得到了肯定。
教師在提供反饋時，不僅可以通過“對”、“錯”、“正確”或“不正確”等詞匯來表達，而且可以使用點頭、微笑等許多微妙的方式反饋信息。同時，反饋并不總是需要外部提供的，它也可以從學生內(nèi)部獲得，即進行自我強化。例如，學生可以根據(jù)已經(jīng)學過的概念、規(guī)則，知道自己的答案是否正確。
總之，加涅認為教師是教學活動的設計者和管理者，也是學生學習效果的評定者。一個完整的學習過程是由上述八個階段組成的。在每個學習階段，學習者的頭腦內(nèi)部都進行著信息加工活動，使信息由一種形態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪环N形態(tài)，直到學習者用作業(yè)的方式作出反應為止。教學程序必須根據(jù)學習的基本原理來進行。在學習結(jié)果(即言語信息、認知策略、智慧技能、動作技能、態(tài)度)確定之后，它們必須按照教學工作目標的適當順序安排。有效的教學要求教師根據(jù)學生的內(nèi)部學習條件，創(chuàng)設或安排適當?shù)耐獠織l件，促進學生有效地學習，以實現(xiàn)預期的教學目標。
學習者接受新材料，就要進行選擇、比較、辨別、分析、歸納和推理等一系列心理活動，這就需要其智力的參與。
學生的學習主要是有目的、有意義的活動過程，不是盲目地嘗試與錯誤的過程，否則就難以完成學習任務。
由于認知主義的學習理論既強調(diào)外在的客觀因素（環(huán)境），也強調(diào)學習者內(nèi)在的主觀因素（心理結(jié)構(gòu)），重點放在兩者的結(jié)合上。主張學習就是將外在事物的關(guān)系（結(jié)構(gòu)）內(nèi)化為學習者自己的心理結(jié)構(gòu)（認知結(jié)構(gòu)）的過程。為了便于將外在的客觀事物的關(guān)系內(nèi)化成學習者內(nèi)在的認知結(jié)構(gòu)，該理論特別強調(diào)基本概念的形成，強調(diào)概念與概念之間的關(guān)系，強調(diào)概念與命題、命題與命題之間的關(guān)系。因此，概念分類清晰、命題邏輯關(guān)系合理的學習材料，就成為學習者認知活動良好的外部條件。從這個基本思想出發(fā)，對課件知識內(nèi)容的設計和開發(fā)就要注重概念特征的突出，概念與概念之間、概念與命題之間、命題與命題之間的關(guān)系要要處理的條理清晰，邏輯關(guān)系合理?？傻贸鋈缦碌?span lang="EN-US">CAI課件設計原則。
所謂逐漸分化得原則是指先讓學習者了解最一般的、包攝性最廣的概念，然后根據(jù)具體細節(jié)對內(nèi)容逐漸加以分化。美國教育心理學家奧蘇貝爾（D.P.Ausbel）認為這種呈現(xiàn)順序不僅與人類習得認知內(nèi)容的自然順序一致，而且也是與人類認知結(jié)構(gòu)中表征、組織和儲存知識的方式相吻合。當學生認知結(jié)構(gòu)中已有的、包攝性廣的、與新知識相關(guān)的概念能被用來作為"固定點"時，學習和保持新知識最有效。如掌握了"機器"這個包攝面較廣的觀念后，對認知"車床"、"刨床"、"鉆床"等各較具體一點的概念有很大幫助。
依照這個原則，在對課件知識內(nèi)容進行設計安排時，要注意其呈現(xiàn)序列要從最一般的、包攝性最廣的觀念概念開始，然后根據(jù)具體細節(jié)對它們逐步加以分化。例如對"計算機"這一事物的學習。首先從"計算機"是信息儲存、處理和呈現(xiàn)的工具這個最一般的、包攝性最廣的概念開始，然后根據(jù)教學的需要對"計算機"的內(nèi)容向硬件、軟件、程序設計語言、工具平臺等各個領域分化。而各個領域亦可由最一般、包攝性最廣的概念開始向具體分化。如"硬件"可由設備的一般功能和特點向具體的、某種型號的、具有某種特殊功能的設備分化。課件的這種逐步分化呈現(xiàn)方式，其優(yōu)點在于包攝程度最大的內(nèi)容給后學的內(nèi)容提供一個"固定點"，用來"同化"新知識。
所謂綜合協(xié)調(diào)原則是指要對不同學科中相關(guān)的內(nèi)容加以綜合協(xié)調(diào)，使學習者的認知結(jié)構(gòu)進一步分化和完善。這項原則是針對教材編制中只追求某一學科內(nèi)容自成體系，而不考慮與其它相關(guān)學科知識配合的傾向。在教學中，有些知識在不同的課程中以不同的方式出現(xiàn)，如自然現(xiàn)象"春天"，在中小學的語文、自然和地理課本中都有講述，但不同學科關(guān)注的角度不同，若不加以綜合協(xié)調(diào)起來。往往給學生以割裂的概念。因此，需要對相關(guān)內(nèi)容進行綜合協(xié)調(diào)。
遵循這個原則，對課件內(nèi)容的設計不僅要注意本學科的知識體系，把握好內(nèi)部的邏輯練習，還要注意將有關(guān)知識向其它學科延伸，或?qū)ο嚓P(guān)知識點給予更多的輔助信息的支持。多媒體技術(shù)就能實現(xiàn)這個目的。
所謂類別化處理原則是指對教學內(nèi)容所表達的事物和現(xiàn)象要依據(jù)它們的屬性或關(guān)鍵特征進行分類處理。美國認知心理學家布魯納（J.S.Brinner）認為人類是有系統(tǒng)地對環(huán)境的信息加以選擇和抽象概括的。這種抽象和概括就是對大千世界根據(jù)它們的屬性或關(guān)鍵特征進行分類。一個類別的共同特征就組成了一個概念，而概念又是思維的核心要素。學生的學習也是對基本概念的掌握。為了幫助學生有效地獲得概念，促進其思維發(fā)展，在課件設計中要注意對知識內(nèi)容的分類化處理。尤其是多媒體課件不僅是呈現(xiàn)事物的形象，更要揭示事物的屬性和特征，有助于學生形成概念。
所謂積極參與原則是指在學習過程中，學習者不是在被動地接受刺激后，才作出反應，而是積極主動地參與學習活動。認知理論在學習方法上倡導發(fā)現(xiàn)學習和接受學習的形式。但無論"發(fā)現(xiàn)"還是"接受"都主張學習者內(nèi)部積極的思維活動，使學習者已有的認知結(jié)構(gòu)產(chǎn)生"同化"或"順應"的變化。這項原則為課件設計的交互性設計賦予新的、更高水平的含義。行為主義倡導的程序教學也有交互性，但這種交互性處在學習者外在變化的水平上。認知理論則把交互性提升到學習者內(nèi)在認知思維水平上。設計課件時更關(guān)注學習者思維活動的變化，給其信息加工活動提供條件和空間。認知理論的產(chǎn)生也為人工智能的研究提供了理論基礎。認知理論的原則和模式有利于設計和編制具有概念或命題學習性質(zhì)的課件。
所謂螺旋式結(jié)構(gòu)（或稱圓周式結(jié)構(gòu)）就是要按照學習的鞏固性原則，在不同階段、單元或不同課程門類中，按照繁簡、深淺和難易的程度，使課程內(nèi)容重復出現(xiàn)，注重前后聯(lián)系，層層遞進，逐漸擴大內(nèi)容范圍并提高其深度，使之呈現(xiàn)“螺旋式上升”的狀態(tài)。螺旋式結(jié)構(gòu)課程為學習者提供了一套具有邏輯先后順序的概念組合，幫助他們在循序漸進中進行思考并理解這些概念的意義，目的是促進其認知能力的發(fā)展。美國課程學者布魯納極力主張采取螺旋式結(jié)構(gòu)組織課程與教學內(nèi)容。他認為課程與教學內(nèi)容的核心是學科的基本結(jié)構(gòu)，應該從小就開始教各門學科最基本的原理，以后隨著學年的遞升而螺旋式地反復并不斷在更高層次上重復它們，直到學生能從結(jié)構(gòu)的角度全面把握該門學科為止。
就是把教材內(nèi)容轉(zhuǎn)化為一系列習得能力的目標，然后按這些目標之間的心理學關(guān)系把全部內(nèi)容從最簡單的內(nèi)容到最復雜的內(nèi)容按等級編排的方式。加涅認為，當某門學科的教學內(nèi)容確定后，應把教材內(nèi)容轉(zhuǎn)化為一系列習得能力的目標然后按這些目標之間的心理學關(guān)系把全間教材內(nèi)容從最簡單的信號方式到最復雜的解決問題的行為方式按等級排列。在進行這種排列時，他強調(diào)鄰近水平的學習之間的聯(lián)系。
奧蘇貝爾主張，在正式學習新知識前，向?qū)W生介紹一種他們比較熟悉，同時又高度概括性地包含了正式學習材料中的關(guān)鍵內(nèi)容，這些內(nèi)容在抽象、概括和包攝水平上普遍高于新知識，并且能清晰地與認知結(jié)構(gòu)中原有的觀念和新的學習任務關(guān)聯(lián)。這些引進的內(nèi)容，充當新舊知識聯(lián)系的橋梁，奧蘇貝爾稱之為“組織者”（organizer）。由于這些引進的內(nèi)容是在學生正式學習新知識之前呈現(xiàn)，故又稱之為“先行組織者”（advance organizer）。“先行組織者”能根據(jù)先前的經(jīng)驗抽出已經(jīng)形成的認知結(jié)構(gòu)，有助于同當前的學習材料形成有機的聯(lián)系，能給學習材料提供適當?shù)穆?lián)結(jié)點，以便在學習初期易于同已有的知識結(jié)構(gòu)相整合，使學生能從借助“組織者”將學習內(nèi)容的本質(zhì)部分滲透到已有的認知結(jié)構(gòu)中去，舍棄非本質(zhì)的內(nèi)容。
