对信息加工型模式的探究：学会思维
有许多教学模式都是用来提高学生加工信息能力的，其中包括：使学生通过概念化地处理信息而更有效地学习和保存它们的表征信息的方法；帮助记忆以及教会学生怎样组织新信息的系统；指导学生收集信息并形成概念体系的模式；教授学生使用训练方法，进行因果推理以及掌握概念的方法，等等。
近来，有许多关于这些模式的研究（数量从12到超过300之间）。这里我们只讨论其中的三种：先行组织者、记忆术和科学探究——训练导向式的归纳法。
先行组织者
奥苏贝尔的理论认为，如果把学习材料与组成体系的观点联系起来的话，对由表征和阅读获得的材料就会产生更好的记忆效果。这一观点引起了200多项研究。帮助学生在接收信息过程之中或者之后提高智力活动的那些概念的表征始终伴随着讲授、课程以及阅读和研究的任务。早期的研究包括很多如何形成和传递先行组织者的实验。由于结果不太理想，一些评论家断言这种方法没有取得成功。然而，在20世纪70年代这项技术得到了很大的发展，当代的评论家们对此颇为乐观。罗赫舍·贝内特对近期的18项调查所做研究的结论是，低位学习（例如对信息或概念的记忆）的平均效应大小为1.35（也就是说，在学习同样内容的条件下，中等程度的学生在先行组织者的帮助下可以达到那些没有这一帮助的学生的第90个百分位），而高位学习（将概念迁移到新材料等等）的平均效应大小为0.42。长期学习的效果要比短期学习效果更好，可能是因为组织起来的观点能更好地在学生的头脑中定位并且被保持的可能性更大。
斯通的分析指出，先行组织者的效果与学习者的年龄有一定的关系，具体运算阶段的学生更需要它的帮助。这是因为他们需要形成一些抽象的观点定位和记忆学习的内容。另外，先行组织者的效果与课程领域也有关系。将图示与先行组织者一起使用时能提高它的效果和影响，特别是在它引起的活动中和进行概括化的过程中更是如此。虽然先行组织者的影响是多方面的，然而它对于记忆事实和公式的帮助最大。可以预测的是，一个能利用先行组织者进行表征和写作练习的教师将会使学生在学习知识和概念方面取得持续的（虽然有时可能是中等的）效果。由于有大批的学习者在不断地重复着阅读和听课，所以这种改进的潜在效果非常可观。因此，围绕先行组织者设计一个课程，把课程内的讲授和书面说明加以组织，使先行组织者和那些需要对它们加以应用的活动连接起来并加以图例说明，就能取得高达两个标准差的学习效果。其效果是成绩最差的学生也可以达到普通水平学生在没有先行组织者帮助下的学习效果。其他学生的效果更是远远超过了这一标准。
先行组织者的显著效果可能在于它帮助学生在阅读、听课和理解视听材料时对知识进行了组织。至关重要的是，比起不提供智力支撑点和元认知技能的教学来说，运用了先行组织者方法的学生学会了怎样学习（学习的元认知方面）和怎样进行更高概念水平上的操作。如果我们用第14章中讨论的皮亚杰学派的观点来解释的话，学生之所以能够在一个较复杂水平上处理信息应当归因于支架以及他们对怎样把支架和所学材料联系起来的理解。他们通过分析和运用概念学会了解决问题。
记忆术（提高记忆力的系统）
虽然对记忆和记忆策略的研究已经有100多年的历史；然而直到几年以前，这一领域的成果对于学校实践只提供了为数不多而且仅是泛泛的指导，例如什么时候进行集中记忆，什么时候进行分散练习等诸如此类建议，至于针对学校科目学习的研究就更是少得可怜。20世纪70年代中期，阿特金森（Atkinson）在斯坦福大学开始了一个系列性研究，随后普瑞斯里和勒温在西安大略大学和威斯康星大学又对它做了扩展性研究。他们已经发展了一系列组织信息系统用于提高记忆力，并且对一种著名的连词法给予了虽然不是唯一的也可以说是特别的关注。阿特金森把这一方法应用到了计算机辅助教学的实验中，试图以此增加学生学习外语词汇的能力。他的实验内容被他称之为“听觉的”联结和“形象的”联结。前者用于把外语单词的发音和熟悉的英文发音联系起来，后者则是使这一联系形象化。在一个早期的实验中，运用连词法学习两次就可以达到使用传统方法学习三次的效果。实验组记住的单词比控制组记住的多了一半，并且这种优势能保持好几个星期。他还发现，如果学生能自己进行联想，这种方法的效果还会更好。
进一步的发展性实验包括了不同年龄段的儿童和不同的学科。使用连词系统学习西班牙语时，二年级和五年级学生记住的单词量是使用传统记忆法的两倍。1981年，普瑞斯里、勒温和米勒（Miller）合作，把这种方法加工演变成“画出来的行动”（pictured action），以一年级和六年级的学生们为对象进行了实验，结果这些学生们记住的单词量是控制组的3倍。1980年，他又和丹尼斯·罗德斯（Dennis-Rounds）一起把这个方法延伸到了研究社会信息（有关产品和城市的研究）的领域之中。在研究的过程中，他们还发现，学生可以在教师指导下把这种方法迁移到其他学习任务中。普瑞斯里、勒温和麦考密克（McCormick）发现，小学生可以通过造句加强记忆，其效果是使用正常方法的3倍。在对幼儿园和学前班学生的实验中也得到了类似的结果。勒温和米勒又把这项工作成功地延伸到了对抽象意义单词的理解上。勒温、施瑞伯格（Shriberg）和伯瑞（Berry）也进行了类似的记忆抽象单词的实验。
对于学生来说，重要的是要通过使用这种效果良好的“自然”记忆方法来形成自己的方法。普瑞斯里、勒温和盖塔拉进行过实验，检验学生们是否会随着年龄的增长和练习的增多而自发地形成自己的记忆方法，结果发现很少人能做到。大多数人只是使用反复背诵的传统方法，只有少数做的好的学生能找出自己的方法。然而，学生通过训练掌握了自己新形成的记忆方法不仅能够促进记忆禀赋优良学生的学习能力，而且对于其他人也是如此。因此，教学生形成新的记忆方法对大部分学生都有益处。
这些结果的一致性给人们留下了深刻的印象。这种连词法显示出对于不同学习内容和不同年龄学习者的巨大适应性；而且它既可以被教师使用，也可以被教给学生们。与此有关的大量研究证明，它的效应大小是非常高的。迁移性学习任务（学习过的内容被运用于其他场合）的平均效应大小是1.91，对事物（城市、城镇和矿产等）属性的学习为1.5，外语学习是1.3。还有很多研究报告了更高的结果。延迟回忆基本上保持了原有结果，说明记忆术的效果具有延续性。
归纳性的、以概念为导向的信息加工模式：科学探究
这些模式直接来源于作为中小学课程基础的自然科学课。本章后面的部分将会展开科学类课程的教学技能及其效果的讨论。研究结果显示，学生能够接受科学方法，这对于其有关信息、概念和态度的获得有着积极的效果，特别是一些更具体的专门针对归纳法教学和探究训练的研究。从塔巴对社会课归纳性教学的探索开始，这一领域内开展了许多小规模的定期研究。1968年，沃森（Worthen）提出证据支持这一研究的中心论点——归纳性概念可以增进长期记忆的效果。费里回顾了对社会科学的各种研究后总结说，术语上的差别阻碍了研究过程的进展，但是归纳法总的来说与预期一致，能够促进概念的形成和积极的态度。对萨奇曼因果性推理教学模式的研究直接支持了这样的主张：探究训练的方法对于小学生和中学生都能适用。斯切瑞珂（Schrenker）报告，探究训练能够帮助我们理解科学、理解批判性思维的巨大效果、理解获得和分析信息的技巧。他指出，这一方法本身在信息的掌握方面并没有什么特别之处，然而却和科学课程教学中常用的讲授法或者兼有实验方法的讲授法同样有效。伊凡尼（Ivany）和科林斯（Collins）分析了各种各样的矛盾对比及其材料后指出，作为探究的刺激物，矛盾对比的刺激强度十分重要；而教学材料的丰富性也是个重要的因素。在一项有兴趣的研究中，艾里冯特（Elefant）成功地在聋童身上使用了这一方法，证明这种方法可以用于所有的儿童。沃斯（Voss）的概括性评论包括了支持这一方法的各种研究。(https://www.daowen.com)
近来，对学生发展潜在影响的研究取得了明显的成果，主要有两个来源：一个是1955年～1975年这20年间兴起并发展起来的对科学和数学等学术性课程方面的研究，另一个是各科小学课程的经验。学术性课程的理论相对明确一些，其基本理论在《教育过程》以及施瓦布和布朗德威（Brandwein）的《科学的教学》中体现了出来。科学的教学应该尽可能像科学发现过程本身一样。科学原理的概念应当严格地和与之相关的知识基础一起研究。这样，科学将被当做一种探究的过程来学习。进一步说，这样学到的信息能够被很好地记忆下来，因为它们被置于一个有意义的结构之中，并且学生能够掌握那些互相联结着的构成了原理结构的概念。
在20世纪50年代和60年代的学术改革运动中，科学（例如BSCS生物学）、社会研究（例如人，一个研究的历程）、数学（例如“学校数学研究团体”）及语言（例如语言学的各种研究）等全部课程研究都得到了发展，并且被推荐到了学校中去。这些课程都体现了设计者们的一个共同信念：学科内容应当和它们各自的研究方法一起被学习。因此，大多数课程要求学生在学习其原理和具体资料的同时注意学习其中使用的探究模式。科学过程被认为与内容同等重要而要求学生掌握，因此，许多这类课程都具有探究的特色。
许多课程都类似于教学的实验性研究，不过这个研究的单元是一个由教学内容、教学方法、教学材料和技术以及组织形式所共同构成的整体。在实验中，课程的任何一个元素都有可能被单独地或者和其他元素联系在一起被研究，并且视课程是否取得预期效果来判断其结果。关于课程的研究很大程度上依赖于对课程内容及其实施它所需要的教学策略的训练。在训练之后，就要通过课堂上的观察或与学生的谈话来实施。研究的结果可以通过对实验班和对照班的比较确定。有一些研究需要把不同课程的实施效果综合起来，才能判断它们对认知发展和智力发展的影响。
El-Nemr对这些研究进行了回顾，他重点关注了中学和大学的生物课的探究性教学。他关注了这个具有实验特色的生物课程在获得信息、信息处理技能和对待科学的态度这三个方面的效果，结果发现在这些方面都取得了积极的效果。在信息处理技能方面的平均效应大小为：高中0.44，大学是0.62；获得信息方面分别是0.27和0.11；态度分别是0.22和0.51。布瑞德曼（Bredderman，）的分析包括了一个较宽范围的科学项目并以小学各年级为对象。他也证实了这一方法在获得信息（0.10）、创造性（0.13）和科学过程（0.52）、智力测验（0.50）等方面的积极效果。从这些研究中，我们可以做出如下结论：我们完全有可能形成能够达到与这些模式有关的课程体系，促进学生对信息和概念的学习。
此外，某一效果良好的学科课程也能促进其他与之表面上没有联系的学科的学习效果。例如，史密斯对于美学课程的分析显示，艺术类课程的学习与基本技能的获得相关联。某一学科领域的积极有效的课程很有可能会强有力地影响到其他学科的教学效果。希尔洛克（Hillcoks）对于阅读和写作教学的回顾得出了类似的结论。他的结论显示出，我们的教学方法和教学内容具有十分密切的联系。与没有使用归纳教学法但学习同样内容的学习相比，使用归纳教学法的阅读和写作获得的平均效应大小是0.60。
近期一些针对分析性推理教学元素研究的回顾报告说，它们获得了一些中度的效果。伯瑞特对于种种关于思维方法教学的研究做了一个很好的分析，从中得出这样的结论：思维方法的教学应当和课程内容结合成一个整体进行，其效果要比把它当做一门“独立技能”讲授好得多。
建构主义模式与传统教学
在我们的文化中，有些人认为，如果注重科学的探究将会减少课程中信息的获得，这毫无疑问是错误的。高水平的科学方法能够在不失去基本信息和技巧的情况下，提高概念的形成以及解决问题的能力。有关数学、外语、一般科学、物理和其他科学领域内的研究都规律性地发现，教育学生把知识结构化对于学习信息有着积极的效果，尤其在与高度程序化和讲授式教学相比较时更是如此。此外，在把科学当做一个积极的建构知识的过程进行教学时，男女学生都会取得进步。同时，如同在第18章看到的那样，这一做法还有助于减少学生家庭经济条件不同对学习效果的影响。然而，尽管复杂的探究性教学模式具有明显的更积极的效果；但是许多教学项目还是强调要一步步地去学习那些低位的信息和技能，这对于学生的学术性发展是非常危险的。
最后，学生们将会从注重科学的课程中受益匪浅。事实上，如同梅茨（Metz，）强调指出的那样，如果我们因为学生年龄小就降低探究深度的做法，不仅低估了他们的智力而且会常常导致所学概念过于简单和不准确。这种做法无论对学生的现在还是将来都没有好处。
在探究的基础上进行探究
最近几年出现了一种新的帮助学生学会建构知识的呼声。有三种类型的学习方式受到关注。第一种是学生尝试着从自己的角度探究世界；第二种是学生们组成团体一起探究并建构关于这个世界的观点；第三种是学生以学科为基础的探究，在此过程中他们将尝试着用各种学科的观点和方法进行探究。这三种方法中的任何一种都可以用各种不同的教学模式进行。很多研究都证明，如果学生能自己建构知识的话，他们的学习将会更加有效，保持的时间会更长。无论是语言学习、自然科学的归纳法教学还是社会科学（或者其他课程领域）中的团体调查，探究方法的应用都取得了成功。它不仅帮助学生学会推理、用概念把握学术本质，而且也会帮助他们学习信息和技能。它和教学的关系是当我们帮助学生建构知识时，我们也在建构关于教学的知识。