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【摘 要】信息技术的兴起与发展促进了认知工具的丰富性与功能性，使认知工具越来越受到大众的瞩目，让学习者选择合适的认知工具以促进其认知发展是认知工具分类的最终目标。认知工具分为心智模式和外部支持工具，两者相互影响、相互促进。依据SOLO分类理论，从五个方面（感觉运动方式、形象方式、具体符号方式、形式方式以及后形式方式）论述了各自的特点、典型的认知工具有哪些及这些认知工具如何有效支持认知学习，从而促进学习者的认知发展。
【关键词】SOLO分类理论；认知发展；认知工具；心智模型
【中图分类号】G40-057 【文献标识码】A 【文章编号】1001-8794（2015）07-0019-05
只要有学习的发生，就会有相应的学习支持工具，认知的发展亦是如此。人们对于认知工具的关注开始于计算机技术的兴起与发展，随着计算机的逐渐普及，许多应用软件和工具应运而生，并运用到了教学活动之中，而认知工具即其中促进认知发展的部分。当然认知工具不仅只是这些外部的应用工具，它还包括促进认知发展的心智模式。
本文借助已有的对认知工具的定义、后皮亚杰主义理论中的SOLO理论以及对认知工具的分类进行深入的分析研究，并结合学生认知发展的实际特点，以学生的角度对认知工具进行更深一步的分类。以期将现有的认知工具在坚持以人为本的原则上更好地为学生服务，促进学生认知的更好发展，并在其自身的发展中推动认知工具健康高效地发展。
一、认知工具绪论
（一）什么是认知工具
对于认知工具的提法有两种，即“认知工具（cognitive tool）”和“心智工具（mind tool）”。[1]戴瑞（Derry）、乔纳森（Jonassen）、Roy D.Pea、Salomon等人对认知工具进行了定义，我国也有不少学者对此做了相关定义，如祝智庭[2]、钟志贤[3]等，成丽娟（2005）认为认知工具即用以帮助使用者认识、感知、信息加工、记忆以及问题解决等认知过程，丰富、调节或重构认知结构，促进使用者高阶思维能力的计算机软件或环境。[4]笔者比较赞同成丽娟对认知工具的定义，其从认知的角度，针对认知工具如何对个体认知的哪几个方面发挥了怎样的作用进行了阐述，这样的定义更具针对性，能够更好地帮助学习者选择合适自己的认知工具。但也存在一个缺陷，即只讲到了外部有形的认知工具，而忽略了个体内部的无形的认知工具，即心智模式。其实心智模式是很重要的一种认知工具，外部的认知工具本身是缺乏智能的，其本身无法提供智能性，需依赖学生内部的智能来提供。如果只是依靠外部的认知工具提供技术支持，而没有心智模式进行理解、内化，那取得的效果也是微乎其微的。
其中心智模式是对于外围世界的经历在心中所形成的一种认知地图（或者说是一种认知结构），这种认知地图一旦形成，人们就会依靠其进行思考和认识外界。其没有好坏之分，也不是一成不变的，而是会随着你的经验积累发生相应的调整和完善。作为促进个体认知发展的心智模式就是通过内外部的各种要素来促进个体心智模式的调整和完善，使其更加符合个体的认知特点，从而有利于促进认知的发展，例如感知、记忆、思维方式、认知策略、元认知策略等。外部的认知工具，从狭义上来说，主要指用于激励和促进某特定认知过程的信息技术工具，其中有些可以用来直接替代个体的思维，但有些则是学习者完成信息加工所不可或缺的。[5]本文对外部认知工具的研究主要取用了狭义上的认知工具，即信息技术工具。它是指能够扩展学习者感知、注意、记忆、思维、语言等过程的计算机软硬件工具或环境，如内容管理工具记事本、博客，可视化工具思维导图、概念图，学习环境智慧校园、微世界等。
（二）认知工具的理论基础
对于认知工具的理论基础的研究，可以从下面的关系图中找到解答：
由图1可知，认知工具分为心智模式和外部支持工具两大类，两者是相互作用、相互影响的关系。对于内部无形的心智模式而言，强调的是学习者内部的知识建构的能力及其已存在的认知结构，这两点决定了新知识与原有知识之间的连接、结合的程度，从而影响对新知识的接受和掌握程度。而认知建构主义理论对个体内部建构的重视体现了内部无形的心智模式的重要性，因为建构的能力在很大程度上取决于个体的心智模式，由此可以看出，将心智模式作为认知工具是建立在认知建构主义理论之上的，认知建构主义理论是心智模式的理论基础。
对于外部有形的支持工具来说，强调的是支持工具对学习者提供的指引和帮助，通过支持工具的提供，学习者能够更容易地达到更高的水平，即在现有水平的基础上帮助学习者达到即将达到的水平，这两种水平之间的差距就是维果茨基提出的“最近发展区”理念。布鲁纳在社会建构主义学习理论的基础上提出了“支架式教学”，即教授者为学习者的学习提供外部的支持，以此来帮助或指引学习者完成自己无法独立完成的任务，之后再逐步地撤去支架（外部的支持），让学习者独立探索学习。其实这种能够促进学习者认知发展的外部支架就是一种外部有形的认知工具。
二、基于SOLO分类理论的认知工具分类
（一）现有的认知工具分类
对于认知工具的分类，已有学者做了相关的研究，并提出了较受肯定的分类方式。如乔纳森就做出了基于几种信息技术的认知工具的分类，将其分为：语义组织工具、动态建模工具、信息解释工具、知识建构工具及交流合作工具五大类，并为每一类列举了较有特点、使用较广泛的例子。乔纳森的分类比较全面、充分，是之后其他学者进行分类的依据。
国内有学者将认知工具分为：可视化工具、建模工具、绩效支持工具及知识管理工具；网络课程中将认知工具分为学习动机激发工具、效能优化工具、内容管理工具、信息交流工具、障碍消除工具和成果评价工具六类；[6]赫尔曼将认知工具分为物质的（如挂历、数据等）和精神的（如俗语、记忆技巧等）。[7] 从以上的分类可以看出，现有的分类都是以认知工具的功能为分类依据的，且都没有涉及内部的心智模式。还有一点值得关注，即都是以教育者或专家的角度进行分类，也就是说，都是教育者或专家认为学习者应该需要哪方面的支持工具，而不是从学习者自身的角度去考虑的，如上述乔纳森的认知工具的分类，这种分类方式可能比较合理、全面，但缺乏了对学习者自身的充分考虑，没有根据学习者的认知特点进行分类，这就使得学习者在使用认知工具时不能很好地与内部的心智模式相结合。因此，要想更好地进行认知工具的分类，从而更好地帮助学习者选择适合的支持工具就必须从学习者的角度进行分类，必须深入研究学习者的认知特点。
（二）基于SOLO分类理论的认知工具分类
SOLO分类理论是观察到的学生学习结果的结构（Structure of the Observed Learning Outcome）的英文首字母缩写，是一种描述智力发展的一般性框架，由比格斯（Biggs）提出。[8]与皮亚杰认知发展理论提出的新认知结构取代旧认知结构的观点不同，SOLO分类理论认为新的认知方式并不会取代旧的认知方式，而是与其平行发展，新的认知方式代表儿童在该阶段能够达到的最高水平，但并不是所有的操作都必须符合。所以当个体获得的认知方式增多时，常常表现为多方式功能，这正是本文在进行认知工具的分类时一直推崇的理念，贯穿分类的整个过程。
本文根据Biggs的SOLO分类理论中的五种功能方式（感觉运动方式、形象方式、具体符号方式、形式方式、后形式方式）[9]对认知工具从内部无形的心智模式与外部有形的认知支持工具两个维度进行了分类，之所以从认知阶段特点这个层面进行分类，是为了使各阶段不同认知方式的学习者可以选择到更适合自己的认知工具，使认知工具的促进作用达到最好的效果。其中对于适合的标准界定，结合维果茨基的“最近发展区”理论，即首先要符合学习者现阶段已达到的水平，在此基础上还要有一个提升的空间，即能够帮助和引导学习者至即将达到的水平。
下表是本文最主要的认知工具分类方式：[10—13]
在此需要特别说明的是，对于表格中五种不同功能方式所对应的认知工具（只是举了几个例子，并不是指全部），并不是说只是适用于该种方式，而是指该种认知工具最早或者说最适宜出现在的功能方式，在此功能方式中能够最早、最有效地促进学习者的认知发展，这也是本文进行如此分类所期望达到的效果。
1感觉运动方式
感觉运动方式主要是刚出生到一岁半的婴幼儿所表现的运动方式，在该阶段，婴幼儿主要通过动作表征的方式来表达自己的内部想法，对于外部的世界充满了好奇，对于外部刺激的反应，也多是一种生理的本能反应。如当婴儿感到饥饿或口渴的时候会怒动嘴巴；看到某样自己喜欢的东西时会伸手指向该物等。因此，对于该阶段的学习者来说，更侧重于依赖外部支持工具，并且这些工具必须是形象、具体的实物，如果能够色彩艳丽、伴有抑扬顿挫的声音或音乐效果会更好。
外部支持工具可以是形状各异的卡通玩偶、积木等，而且这些玩具一般都是具体可感知、五颜六色、色彩鲜明的，这样可以激发婴幼儿的好奇心和兴趣，增强其感知能力，与此同时这些具体可感、有明确线条的玩具可以加强其在婴幼儿脑中的认识；或者利用播放器（放置在远离婴幼儿处）放一些节奏感比较强的音乐，音乐可以说是除了语言之外最能表达情感的方式，通过时低时高的音乐可以引起婴幼儿的注意。由于婴幼儿时期，人体的很多器官都处于形成的初期，所以笔者不太建议在此阶段利用计算机设备或者电子产品作为外部支持工具，因为这些设备或多或少会对人体的器官有一定的伤害。
2形象方式
二至六岁左右的儿童属于形象方式阶段，主要以感知外部具体、形象的实物为主，并根据外部的具体实物在个体内部产生相应的图式，有时还可能会产生相关想象，这就大大提高了其对事物的理解与记忆。对于内部形成的图式，主要是通过印象性的表征方式来表达自己的内部思想，相应的，形象记忆是本阶段的主要记忆方式，使学习者能够根据感知到的具体形象进行记忆。与感觉运动阶段的婴幼儿相似，他们也是以外部支持工具为主，虽然内部的心智模式有了一定的发展，但还是很不全面的，因此外部支持工具还是占据主要地位。
根据上述特征，本阶段的外部支持工具还是要注重直观、具体、生动的特点，所展示的内容必须与现实生活相结合，以此来增强学习者的情境认同感，这种认同感可以很好地促进认知发展，从而提高学习效率。iPad中就有很多用到虚拟现实技术的App，非常重视对真实情境的模拟和体验的真实感。[14]iPad从2009年被推出开始就掀起了利用平板电脑进行学习的探究及实践的热潮，因其便于携带、多种感应器、成千万计的App应用程序等特点被广受好评。相较于将iPad应用于中高年级的学习者，笔者认为iPad更适用于低年级或者说是学前儿童。iPad上有很多专用于儿童教学的App软件，如宝宝巴士系列的数字123、行星宝宝、春夏秋冬、照顾小宝宝等，再如Dr.Panda系列，都是很好地针对5岁以下儿童的学习软件。这两个系列的软件都采用了“熊猫”这个可爱的动物形象作为软件中的主角，让儿童以主角的身份体验虚拟现实的情境，让其轻松、快乐地学习一些文化知识以及社会责任感。
3具体符号方式
处于具体符号方式的学习者可以脱离真实的情境或实体，通过符号性的、抽象的概念就可以想象实体，从而进行理解。学习者还可以通过给出的条件进行推理、归纳，获得进一步的知识，同时，还有了自己的认知策略，对于所给出的内容以自己的方式进行感知、理解、记忆、思维、解决问题，理解记忆已成为主要的记忆方式。因此教育者可以多让学习者进行叙事练习，叙事是一种将外部感知内化，经过内部信息加工再外化的过程，可以训练学习者的整个认知过程，特别是思维能力。[15]从该阶段开始，由于心理机制越来越成熟，有了自我提高的需求，学习者主要侧重于内部心智模式的作用，然而正是如此，能够更好地利用好外部支持工具的辅助作用，来弥补自己的不足。但是，该阶段的学习者总体上还不能很好地进行自我控制，自制力不是很强，因此使用的支持工具不能有太多的功能性，某种工具的功能需要足够的针对性，要尽量排除其他不必要的干扰。 基于上述要求，笔者建议将电子阅读器、思维导图、学习机、Wiki等作为该阶段的支持工具。学习机主要就是一些专门用于学习的电子设备，其针对性强、专业化程度高，如为大家所熟悉的文曲星、好记星、电子词典等。思维导图是通过一些线条、图标及必要的简短文字描述将学习者内部思维过程进行非线性的可视化工具，将其放在该阶段是因为利用思维导图进行枯燥知识点的讲解或者将内部思维过程可视化时，可以激发学习者的学习兴趣和思维发展，国外的许多小学在教学实践中使用思维导图进行教学，如构建写作框架、合作小组讨论等，取得的效果也很不错。对于电子阅读器，首推亚马逊设计并销售的kindle。自2007年上市以来就以其类纸化的阅读体验、阅读内容的易获得性、高性价比、便捷易携、制作过程环保经济等特点广受欢迎，[16]其显示屏采用的电子墨水技术（E Ink）给读者带来了更真实的阅读体验，而且长时间阅读也不会像其他电子阅读器或者计算机那样导致眼疲劳。相较于计算机、平板电脑，kindle没有很丰富的娱乐性，如果需要下载电子书，可直接连接至亚马逊网上商店进行购买。
4形式方式
在形式方式阶段，学习者的思维更加抽象化，对于自己的认知发展有了进一步的了解，能够对此进行计划、监控和调整，以使自己的认知得到更好的发展。能够进行深层次的抽象思维，或者说是高阶思维方式，抽象记忆也占主导地位，更有利于长时记忆。心中产生的愿望、信念也是促进该阶段认知发展的重要心智模式，使其对于一些非常抽象的、纯符号性的知识也能进行长时间的关注，注意力、自控能力和自我调节能力都比较强。利用元认知策略对自己的认知过程进行监控和管理，从而取长补短，进一步完善信息处理过程，对于解决问题、提高思维能力，从而进行创新思维有极大的促进作用。
与此相对应，该阶段的外部支持工具可以选择概念图、印象笔记、MOOCs等。相较于思维导图，概念图更侧重于知识的表征，能够深刻地表示众多概念体系及其内部的复杂关系，[17]符合学习者掌握大量知识和理解各种概念间的复杂关系的需求。印象笔记是一种多功能的记笔记软件，可以进行文字的输入、图片拍摄、录音、视频拍摄等多种方式。Prezi是一种通过缩放、快捷动作使想法更生动、形象、有趣的演示文稿软件。微博是当前社会中运用较广的一种信息发布、共享、交流平台，任何人只要注册了账号就可以在任何时间、任何地点发布和回复任何信息，这种无时空限制的交流方式为学习者提供了大量的信息资源，可以让使用者随时随地和朋友、同学、教师甚至名人进行进一步地互动与交流，这边推荐微博而不是更早为大家所熟知的Blog，是因为相较于Blog，微博更适合于精短的、即时性地发表自己的观点和看法，这与该阶段学习者的活跃性思维更契合。
5后形式方式
到达后形式方式阶段，说明该学习者已经达到成人水平，反思、共享、反馈是主要心智模式，即学习者不再简单地满足于依靠自身成熟来发展自己的认知，而是更倾向于通过反思、与他人共享、反馈等形式。反思，是指对自己的所作所为进行思考评价，这使学习者可以很好地了解自己的优缺点及不足，扬长避短；共享是与他人分享自己的想法，于此同时可以得到他人对于同一问题的不同看法，是一种集思广益、扩展思维很好的方式；反馈，是对之前行为的一种回应，很多研究者认为反馈是很重要的一个因素，反馈可以促进学习者更好地感知、集中注意力、调控认知和元认知策略。注重语义的记忆，知道怎样更好地分配自己所拥有的资源或者努力去争取所希望得到的资源。在这个方式阶段，学习者的各方面都趋于稳定、成熟，倾向于综合性的学习环境，定位于某一具体研究领域的深层次知识，注重社会性交互。
关于这方面的外部支持工具特别丰富，本文只列举几个比较典型、受关注的：微世界、Twitter、GAW、SPOCs、WordPress、语义网络。其中微世界是一种学习理念，微世界的学习环境强调学习是情境式的、经验式的、自我导向式的“做中学”的方式，学习者利用微世界所提供的支持工具探索、实验，从而验证自己的创造性想法，[18]微世界为学习者提供了有助于探索、推理、发现、反思的学习环境，从而培养了学习者分析问题、解决问题的能力。Twitter是一种交互性很强支持即时信息服务和个性化的交流工具，满足了该阶段学习者碎片化学习的特点，能够片段化地展示个体习得与感悟，支持信息的开放共享，[19]该工具在2009年至2011年连续三年荣获C4LPT Top100学习工具第一位，其受欢迎程度可想而知。GAW是Kreijns及其同伴在“通过通用性产生社会性支持”的理论上设计并开发出的一种交流软件，它可以通过跟踪学习者的ID记录每位学习者的活动状态，不仅包括学习者在线与否，还可以记录在线时间线，可以与其他学习者进行交流。这种直观的显示可以很好地避免“搭便车”现象的发生，使学习者之间进行相互监督、激励。
三、结束语
如何促进认知发展是个不朽的话题，也是个永无止境的话题，因为人的认知是无止境的，而信息技术的发展又进一步促进了人的认知发展。在各型各色的信息技术工具中选择到适合自己认知发展的认知工具并从中受益已成为教育者们关注的焦点，本文根据SOLO分类理论对认知工具进行的分类，是从学习者的角度，根据认知发展的阶段性特点给出的建议，希望读者能从中受到启发，做出正确的选择。当然对于各阶段认知工具的界定没有明确的界限，其实，适用于前一功能方式的认知工具一定也可以用于后一阶段，而后一阶段的也可能被前一阶段所使用，本文分类的标准只是在深入研究了认知发展特点的基础上认为最适合、最早应该出现的位置，这也是SOLO理论中新的认知方式与旧认知方式平行发展的观点的具体体现。对于同一水平不同领域的认知工具之间的区别也是需要关注的问题，因为近代认知发展理论中普遍认为认知发展是具有模块性和领域性的，至于其间的具体区别需进一步研究。
【参考文献】
[1][4]成丽娟.认知工具的理论与教学应用研究[D].南昌：江西师范大学，2005：8—11.
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[3]钟志贤.新型教学模式新在何处（上）[J].电化教育研究，2001，（3）：8—15.
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[17]赵国庆.概念图、思维导图教学应用若干重要问题的探讨[J].电化教育研究，2012，（5）：78—84.
[18]李艺，单美贤.“教师”的智慧：谈程序教学思想的兴起与归宿[J].电化教育研究，2013，（7）：11—16.
（编辑/赵晓东）
【关键词】SOLO分类理论；认知发展；认知工具；心智模型
【中图分类号】G40-057 【文献标识码】A 【文章编号】1001-8794（2015）07-0019-05
只要有学习的发生，就会有相应的学习支持工具，认知的发展亦是如此。人们对于认知工具的关注开始于计算机技术的兴起与发展，随着计算机的逐渐普及，许多应用软件和工具应运而生，并运用到了教学活动之中，而认知工具即其中促进认知发展的部分。当然认知工具不仅只是这些外部的应用工具，它还包括促进认知发展的心智模式。
本文借助已有的对认知工具的定义、后皮亚杰主义理论中的SOLO理论以及对认知工具的分类进行深入的分析研究，并结合学生认知发展的实际特点，以学生的角度对认知工具进行更深一步的分类。以期将现有的认知工具在坚持以人为本的原则上更好地为学生服务，促进学生认知的更好发展，并在其自身的发展中推动认知工具健康高效地发展。
一、认知工具绪论
（一）什么是认知工具
对于认知工具的提法有两种，即“认知工具（cognitive tool）”和“心智工具（mind tool）”。[1]戴瑞（Derry）、乔纳森（Jonassen）、Roy D.Pea、Salomon等人对认知工具进行了定义，我国也有不少学者对此做了相关定义，如祝智庭[2]、钟志贤[3]等，成丽娟（2005）认为认知工具即用以帮助使用者认识、感知、信息加工、记忆以及问题解决等认知过程，丰富、调节或重构认知结构，促进使用者高阶思维能力的计算机软件或环境。[4]笔者比较赞同成丽娟对认知工具的定义，其从认知的角度，针对认知工具如何对个体认知的哪几个方面发挥了怎样的作用进行了阐述，这样的定义更具针对性，能够更好地帮助学习者选择合适自己的认知工具。但也存在一个缺陷，即只讲到了外部有形的认知工具，而忽略了个体内部的无形的认知工具，即心智模式。其实心智模式是很重要的一种认知工具，外部的认知工具本身是缺乏智能的，其本身无法提供智能性，需依赖学生内部的智能来提供。如果只是依靠外部的认知工具提供技术支持，而没有心智模式进行理解、内化，那取得的效果也是微乎其微的。
其中心智模式是对于外围世界的经历在心中所形成的一种认知地图（或者说是一种认知结构），这种认知地图一旦形成，人们就会依靠其进行思考和认识外界。其没有好坏之分，也不是一成不变的，而是会随着你的经验积累发生相应的调整和完善。作为促进个体认知发展的心智模式就是通过内外部的各种要素来促进个体心智模式的调整和完善，使其更加符合个体的认知特点，从而有利于促进认知的发展，例如感知、记忆、思维方式、认知策略、元认知策略等。外部的认知工具，从狭义上来说，主要指用于激励和促进某特定认知过程的信息技术工具，其中有些可以用来直接替代个体的思维，但有些则是学习者完成信息加工所不可或缺的。[5]本文对外部认知工具的研究主要取用了狭义上的认知工具，即信息技术工具。它是指能够扩展学习者感知、注意、记忆、思维、语言等过程的计算机软硬件工具或环境，如内容管理工具记事本、博客，可视化工具思维导图、概念图，学习环境智慧校园、微世界等。
（二）认知工具的理论基础
对于认知工具的理论基础的研究，可以从下面的关系图中找到解答：
由图1可知，认知工具分为心智模式和外部支持工具两大类，两者是相互作用、相互影响的关系。对于内部无形的心智模式而言，强调的是学习者内部的知识建构的能力及其已存在的认知结构，这两点决定了新知识与原有知识之间的连接、结合的程度，从而影响对新知识的接受和掌握程度。而认知建构主义理论对个体内部建构的重视体现了内部无形的心智模式的重要性，因为建构的能力在很大程度上取决于个体的心智模式，由此可以看出，将心智模式作为认知工具是建立在认知建构主义理论之上的，认知建构主义理论是心智模式的理论基础。
对于外部有形的支持工具来说，强调的是支持工具对学习者提供的指引和帮助，通过支持工具的提供，学习者能够更容易地达到更高的水平，即在现有水平的基础上帮助学习者达到即将达到的水平，这两种水平之间的差距就是维果茨基提出的“最近发展区”理念。布鲁纳在社会建构主义学习理论的基础上提出了“支架式教学”，即教授者为学习者的学习提供外部的支持，以此来帮助或指引学习者完成自己无法独立完成的任务，之后再逐步地撤去支架（外部的支持），让学习者独立探索学习。其实这种能够促进学习者认知发展的外部支架就是一种外部有形的认知工具。
二、基于SOLO分类理论的认知工具分类
（一）现有的认知工具分类
对于认知工具的分类，已有学者做了相关的研究，并提出了较受肯定的分类方式。如乔纳森就做出了基于几种信息技术的认知工具的分类，将其分为：语义组织工具、动态建模工具、信息解释工具、知识建构工具及交流合作工具五大类，并为每一类列举了较有特点、使用较广泛的例子。乔纳森的分类比较全面、充分，是之后其他学者进行分类的依据。
国内有学者将认知工具分为：可视化工具、建模工具、绩效支持工具及知识管理工具；网络课程中将认知工具分为学习动机激发工具、效能优化工具、内容管理工具、信息交流工具、障碍消除工具和成果评价工具六类；[6]赫尔曼将认知工具分为物质的（如挂历、数据等）和精神的（如俗语、记忆技巧等）。[7] 从以上的分类可以看出，现有的分类都是以认知工具的功能为分类依据的，且都没有涉及内部的心智模式。还有一点值得关注，即都是以教育者或专家的角度进行分类，也就是说，都是教育者或专家认为学习者应该需要哪方面的支持工具，而不是从学习者自身的角度去考虑的，如上述乔纳森的认知工具的分类，这种分类方式可能比较合理、全面，但缺乏了对学习者自身的充分考虑，没有根据学习者的认知特点进行分类，这就使得学习者在使用认知工具时不能很好地与内部的心智模式相结合。因此，要想更好地进行认知工具的分类，从而更好地帮助学习者选择适合的支持工具就必须从学习者的角度进行分类，必须深入研究学习者的认知特点。
（二）基于SOLO分类理论的认知工具分类
SOLO分类理论是观察到的学生学习结果的结构（Structure of the Observed Learning Outcome）的英文首字母缩写，是一种描述智力发展的一般性框架，由比格斯（Biggs）提出。[8]与皮亚杰认知发展理论提出的新认知结构取代旧认知结构的观点不同，SOLO分类理论认为新的认知方式并不会取代旧的认知方式，而是与其平行发展，新的认知方式代表儿童在该阶段能够达到的最高水平，但并不是所有的操作都必须符合。所以当个体获得的认知方式增多时，常常表现为多方式功能，这正是本文在进行认知工具的分类时一直推崇的理念，贯穿分类的整个过程。
本文根据Biggs的SOLO分类理论中的五种功能方式（感觉运动方式、形象方式、具体符号方式、形式方式、后形式方式）[9]对认知工具从内部无形的心智模式与外部有形的认知支持工具两个维度进行了分类，之所以从认知阶段特点这个层面进行分类，是为了使各阶段不同认知方式的学习者可以选择到更适合自己的认知工具，使认知工具的促进作用达到最好的效果。其中对于适合的标准界定，结合维果茨基的“最近发展区”理论，即首先要符合学习者现阶段已达到的水平，在此基础上还要有一个提升的空间，即能够帮助和引导学习者至即将达到的水平。
下表是本文最主要的认知工具分类方式：[10—13]
在此需要特别说明的是，对于表格中五种不同功能方式所对应的认知工具（只是举了几个例子，并不是指全部），并不是说只是适用于该种方式，而是指该种认知工具最早或者说最适宜出现在的功能方式，在此功能方式中能够最早、最有效地促进学习者的认知发展，这也是本文进行如此分类所期望达到的效果。
1感觉运动方式
感觉运动方式主要是刚出生到一岁半的婴幼儿所表现的运动方式，在该阶段，婴幼儿主要通过动作表征的方式来表达自己的内部想法，对于外部的世界充满了好奇，对于外部刺激的反应，也多是一种生理的本能反应。如当婴儿感到饥饿或口渴的时候会怒动嘴巴；看到某样自己喜欢的东西时会伸手指向该物等。因此，对于该阶段的学习者来说，更侧重于依赖外部支持工具，并且这些工具必须是形象、具体的实物，如果能够色彩艳丽、伴有抑扬顿挫的声音或音乐效果会更好。
外部支持工具可以是形状各异的卡通玩偶、积木等，而且这些玩具一般都是具体可感知、五颜六色、色彩鲜明的，这样可以激发婴幼儿的好奇心和兴趣，增强其感知能力，与此同时这些具体可感、有明确线条的玩具可以加强其在婴幼儿脑中的认识；或者利用播放器（放置在远离婴幼儿处）放一些节奏感比较强的音乐，音乐可以说是除了语言之外最能表达情感的方式，通过时低时高的音乐可以引起婴幼儿的注意。由于婴幼儿时期，人体的很多器官都处于形成的初期，所以笔者不太建议在此阶段利用计算机设备或者电子产品作为外部支持工具，因为这些设备或多或少会对人体的器官有一定的伤害。
2形象方式
二至六岁左右的儿童属于形象方式阶段，主要以感知外部具体、形象的实物为主，并根据外部的具体实物在个体内部产生相应的图式，有时还可能会产生相关想象，这就大大提高了其对事物的理解与记忆。对于内部形成的图式，主要是通过印象性的表征方式来表达自己的内部思想，相应的，形象记忆是本阶段的主要记忆方式，使学习者能够根据感知到的具体形象进行记忆。与感觉运动阶段的婴幼儿相似，他们也是以外部支持工具为主，虽然内部的心智模式有了一定的发展，但还是很不全面的，因此外部支持工具还是占据主要地位。
根据上述特征，本阶段的外部支持工具还是要注重直观、具体、生动的特点，所展示的内容必须与现实生活相结合，以此来增强学习者的情境认同感，这种认同感可以很好地促进认知发展，从而提高学习效率。iPad中就有很多用到虚拟现实技术的App，非常重视对真实情境的模拟和体验的真实感。[14]iPad从2009年被推出开始就掀起了利用平板电脑进行学习的探究及实践的热潮，因其便于携带、多种感应器、成千万计的App应用程序等特点被广受好评。相较于将iPad应用于中高年级的学习者，笔者认为iPad更适用于低年级或者说是学前儿童。iPad上有很多专用于儿童教学的App软件，如宝宝巴士系列的数字123、行星宝宝、春夏秋冬、照顾小宝宝等，再如Dr.Panda系列，都是很好地针对5岁以下儿童的学习软件。这两个系列的软件都采用了“熊猫”这个可爱的动物形象作为软件中的主角，让儿童以主角的身份体验虚拟现实的情境，让其轻松、快乐地学习一些文化知识以及社会责任感。
3具体符号方式
处于具体符号方式的学习者可以脱离真实的情境或实体，通过符号性的、抽象的概念就可以想象实体，从而进行理解。学习者还可以通过给出的条件进行推理、归纳，获得进一步的知识，同时，还有了自己的认知策略，对于所给出的内容以自己的方式进行感知、理解、记忆、思维、解决问题，理解记忆已成为主要的记忆方式。因此教育者可以多让学习者进行叙事练习，叙事是一种将外部感知内化，经过内部信息加工再外化的过程，可以训练学习者的整个认知过程，特别是思维能力。[15]从该阶段开始，由于心理机制越来越成熟，有了自我提高的需求，学习者主要侧重于内部心智模式的作用，然而正是如此，能够更好地利用好外部支持工具的辅助作用，来弥补自己的不足。但是，该阶段的学习者总体上还不能很好地进行自我控制，自制力不是很强，因此使用的支持工具不能有太多的功能性，某种工具的功能需要足够的针对性，要尽量排除其他不必要的干扰。 基于上述要求，笔者建议将电子阅读器、思维导图、学习机、Wiki等作为该阶段的支持工具。学习机主要就是一些专门用于学习的电子设备，其针对性强、专业化程度高，如为大家所熟悉的文曲星、好记星、电子词典等。思维导图是通过一些线条、图标及必要的简短文字描述将学习者内部思维过程进行非线性的可视化工具，将其放在该阶段是因为利用思维导图进行枯燥知识点的讲解或者将内部思维过程可视化时，可以激发学习者的学习兴趣和思维发展，国外的许多小学在教学实践中使用思维导图进行教学，如构建写作框架、合作小组讨论等，取得的效果也很不错。对于电子阅读器，首推亚马逊设计并销售的kindle。自2007年上市以来就以其类纸化的阅读体验、阅读内容的易获得性、高性价比、便捷易携、制作过程环保经济等特点广受欢迎，[16]其显示屏采用的电子墨水技术（E Ink）给读者带来了更真实的阅读体验，而且长时间阅读也不会像其他电子阅读器或者计算机那样导致眼疲劳。相较于计算机、平板电脑，kindle没有很丰富的娱乐性，如果需要下载电子书，可直接连接至亚马逊网上商店进行购买。
4形式方式
在形式方式阶段，学习者的思维更加抽象化，对于自己的认知发展有了进一步的了解，能够对此进行计划、监控和调整，以使自己的认知得到更好的发展。能够进行深层次的抽象思维，或者说是高阶思维方式，抽象记忆也占主导地位，更有利于长时记忆。心中产生的愿望、信念也是促进该阶段认知发展的重要心智模式，使其对于一些非常抽象的、纯符号性的知识也能进行长时间的关注，注意力、自控能力和自我调节能力都比较强。利用元认知策略对自己的认知过程进行监控和管理，从而取长补短，进一步完善信息处理过程，对于解决问题、提高思维能力，从而进行创新思维有极大的促进作用。
与此相对应，该阶段的外部支持工具可以选择概念图、印象笔记、MOOCs等。相较于思维导图，概念图更侧重于知识的表征，能够深刻地表示众多概念体系及其内部的复杂关系，[17]符合学习者掌握大量知识和理解各种概念间的复杂关系的需求。印象笔记是一种多功能的记笔记软件，可以进行文字的输入、图片拍摄、录音、视频拍摄等多种方式。Prezi是一种通过缩放、快捷动作使想法更生动、形象、有趣的演示文稿软件。微博是当前社会中运用较广的一种信息发布、共享、交流平台，任何人只要注册了账号就可以在任何时间、任何地点发布和回复任何信息，这种无时空限制的交流方式为学习者提供了大量的信息资源，可以让使用者随时随地和朋友、同学、教师甚至名人进行进一步地互动与交流，这边推荐微博而不是更早为大家所熟知的Blog，是因为相较于Blog，微博更适合于精短的、即时性地发表自己的观点和看法，这与该阶段学习者的活跃性思维更契合。
5后形式方式
到达后形式方式阶段，说明该学习者已经达到成人水平，反思、共享、反馈是主要心智模式，即学习者不再简单地满足于依靠自身成熟来发展自己的认知，而是更倾向于通过反思、与他人共享、反馈等形式。反思，是指对自己的所作所为进行思考评价，这使学习者可以很好地了解自己的优缺点及不足，扬长避短；共享是与他人分享自己的想法，于此同时可以得到他人对于同一问题的不同看法，是一种集思广益、扩展思维很好的方式；反馈，是对之前行为的一种回应，很多研究者认为反馈是很重要的一个因素，反馈可以促进学习者更好地感知、集中注意力、调控认知和元认知策略。注重语义的记忆，知道怎样更好地分配自己所拥有的资源或者努力去争取所希望得到的资源。在这个方式阶段，学习者的各方面都趋于稳定、成熟，倾向于综合性的学习环境，定位于某一具体研究领域的深层次知识，注重社会性交互。
关于这方面的外部支持工具特别丰富，本文只列举几个比较典型、受关注的：微世界、Twitter、GAW、SPOCs、WordPress、语义网络。其中微世界是一种学习理念，微世界的学习环境强调学习是情境式的、经验式的、自我导向式的“做中学”的方式，学习者利用微世界所提供的支持工具探索、实验，从而验证自己的创造性想法，[18]微世界为学习者提供了有助于探索、推理、发现、反思的学习环境，从而培养了学习者分析问题、解决问题的能力。Twitter是一种交互性很强支持即时信息服务和个性化的交流工具，满足了该阶段学习者碎片化学习的特点，能够片段化地展示个体习得与感悟，支持信息的开放共享，[19]该工具在2009年至2011年连续三年荣获C4LPT Top100学习工具第一位，其受欢迎程度可想而知。GAW是Kreijns及其同伴在“通过通用性产生社会性支持”的理论上设计并开发出的一种交流软件，它可以通过跟踪学习者的ID记录每位学习者的活动状态，不仅包括学习者在线与否，还可以记录在线时间线，可以与其他学习者进行交流。这种直观的显示可以很好地避免“搭便车”现象的发生，使学习者之间进行相互监督、激励。
三、结束语
如何促进认知发展是个不朽的话题，也是个永无止境的话题，因为人的认知是无止境的，而信息技术的发展又进一步促进了人的认知发展。在各型各色的信息技术工具中选择到适合自己认知发展的认知工具并从中受益已成为教育者们关注的焦点，本文根据SOLO分类理论对认知工具进行的分类，是从学习者的角度，根据认知发展的阶段性特点给出的建议，希望读者能从中受到启发，做出正确的选择。当然对于各阶段认知工具的界定没有明确的界限，其实，适用于前一功能方式的认知工具一定也可以用于后一阶段，而后一阶段的也可能被前一阶段所使用，本文分类的标准只是在深入研究了认知发展特点的基础上认为最适合、最早应该出现的位置，这也是SOLO理论中新的认知方式与旧认知方式平行发展的观点的具体体现。对于同一水平不同领域的认知工具之间的区别也是需要关注的问题，因为近代认知发展理论中普遍认为认知发展是具有模块性和领域性的，至于其间的具体区别需进一步研究。
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（编辑/赵晓东）