認(rèn)知任務(wù)分析的緣起及其發(fā)展研究

張君瑞　馬士玲

摘要：文章首先闡述了領(lǐng)域內(nèi)的專家（expert）是人類最為寶貴的人力資源，而認(rèn)知任務(wù)分析是專家問題解決的基本前提。接著，闡述了認(rèn)知任務(wù)分析的產(chǎn)生過程，剖析了認(rèn)知任務(wù)分析的本質(zhì)及技術(shù)和方法，最后，在文獻(xiàn)綜述基礎(chǔ)上，說明了研究CTA的意義和價(jià)值，接著指出了高職的課程設(shè)計(jì)中有效運(yùn)用認(rèn)知任務(wù)分析模型、技術(shù)和方法，有利于提高職業(yè)教育的教育效能。

關(guān)鍵詞：任務(wù)分析；專家；認(rèn)知任務(wù)分析；職業(yè)教育；課程開發(fā)

中圖分類號：G424 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-3044（2017）17-0214-02

信息技術(shù)和智力資本是目前全球經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要驅(qū)動(dòng)力。而在知識型的社會，人力資源就是智力資本。人力資源就是推動(dòng)社會發(fā)展很有價(jià)值的資源。而專業(yè)領(lǐng)域的行家（expert）就是最為珍貴的人力資源，揭示專家特征和在問題解決過程中的思維方式與過程，是開發(fā)人力資源，提高人類績效的重要渠道，對此的研究也有利于教育學(xué)生向行業(yè)專家技能的發(fā)展。

認(rèn)知任務(wù)分析（CTA，Cognitive Task Analysis），是專家問題解決的基本前提，它的定義很多，概括下來有以下三種：1）旨在確定工作者在完成任務(wù)過程中的思維活動(dòng)，及不同階段水平上，如初學(xué)和熟練程度上，完成任務(wù)需要哪些知識。2）認(rèn)知任務(wù)分析是一項(xiàng)在問題解決情境中收集工作者行為信息的活動(dòng)，它強(qiáng)調(diào)的是日常知識的交互性、建構(gòu)性和影響問題解決的社會限制性因素等。3）認(rèn)知任務(wù)分析強(qiáng)調(diào)工作者完成任務(wù)所需要的認(rèn)知技能，包括推理、診斷、判斷和決策技能，在問題解決過程中，注重分析工作著的各種行為表現(xiàn)。

1從任務(wù)分析到認(rèn)知任務(wù)分析

任務(wù)分析（task analysis）這個(gè)術(shù)語最早起源于二戰(zhàn)期間對軍事和工業(yè)人員的培訓(xùn)，米勒（R.B.Milkler）最早提出任務(wù)分析。任務(wù)分析的基本原理為：第一步拆解總?cè)蝿?wù)為若干個(gè)小任務(wù)，第二步，排序小任務(wù)，呈現(xiàn)結(jié)果使用流程圖或表格方式，第三步，按照流程圖里面步驟一一操作，最后完成任務(wù)。

從任務(wù)分析到認(rèn)知任務(wù)分析，一方面得益于認(rèn)知心理學(xué)和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，另一方面是由于任務(wù)的性質(zhì)造成的。在分類可操作性和過程性任務(wù)時(shí)，任務(wù)分析很效果，但它理解認(rèn)知的復(fù)雜程度不充分。新手和專家面對同一任務(wù)的完成的結(jié)果不一定相同，在行為是否受制于意識方面又有不同，多方面比較他們的認(rèn)知能力上有很大差別。例如，新手擁有較少的情境一特定知識和問題解決能力、決策制定能力有限，工作記憶容量和自我檢測能力有限，對未知的反映很消極。

二十世紀(jì)60年代開始，信息技術(shù)的快速發(fā)展，以及信息技術(shù)的自動(dòng)化的出現(xiàn)，伴隨著認(rèn)知心理學(xué)思潮在美國興起，大量工作關(guān)注到人們的認(rèn)知層面，因此，人們對認(rèn)知方面意識逐漸增加，但認(rèn)知意識是沒辦法直接進(jìn)行觀察與測量的，因此，研究隱形認(rèn)知的技術(shù)和理論就應(yīng)運(yùn)而生了，這就是認(rèn)知任務(wù)分析技術(shù)。

2認(rèn)知任務(wù)分析的本質(zhì)剖析

2.1認(rèn)知任務(wù)分析與任務(wù)分析的根本區(qū)別

1）從研究對象上（心理學(xué)）：任務(wù)分析是外顯的，能夠觀察的行為，它不研究內(nèi)部的心理過程。認(rèn)知任務(wù)分析是內(nèi)隱的，它的研究對象是人們的心理過程。

2）研究方法上：任務(wù)分析要求具備非常嚴(yán)格的實(shí)驗(yàn)方法，不采納一切有關(guān)主觀經(jīng)驗(yàn)的結(jié)果或報(bào)告。認(rèn)知任務(wù)分析重視主觀經(jīng)驗(yàn)的報(bào)告，目的是將所有的認(rèn)知過程進(jìn)行統(tǒng)一，包括感知、注意、記憶及思維想象等。

2.2認(rèn)知任務(wù)分析與知識的關(guān)系

從認(rèn)知心理學(xué)角度出發(fā)，將知識分為陳述性知識與過程性知識。陳述性知識又叫描述性知識，是個(gè)人能夠有意識的提取線索，能直接加以回憶和陳述的知識，在認(rèn)知層面，可通過監(jiān)控自己學(xué)習(xí)和解決問題過程而覺知。在基于目標(biāo)的學(xué)習(xí)和解決問題過程中，能像自己或他們描述正在運(yùn)用或習(xí)得的知識，這類知識之所以被重視是由于能夠提高工作效率。過程性知識即自動(dòng)性思維過程所隱藏的知識，其基本功能是幫助突破工作記憶的限制，承載著陳述性知識快速靈活地應(yīng)用。與陳述性知識相比，它由于不易被覺知，以及學(xué)習(xí)過程漫長而被長期忽視。只有被應(yīng)用到目標(biāo)任務(wù)中，過程性知識才能夠與陳述性知識進(jìn)行成功整合，接著在實(shí)踐中經(jīng)過不斷修正，才可慢慢推測出來。過程性知識的一個(gè)重要證據(jù)來源就是認(rèn)知任務(wù)分析。

2.3認(rèn)知任務(wù)分析的特點(diǎn)

1）研究重點(diǎn)：專家的認(rèn)知與解決難問題的過程，以專家的生成為取向。

2）使用工具：知識抽取工具，目的是提取專家完成任務(wù)過程中的知識以及所涉及的重要認(rèn)知因素。

3）目的：在從專家哪里獲得大量的領(lǐng)域知識，并綜合這些知識以轉(zhuǎn)化成認(rèn)知模型。

3認(rèn)知任務(wù)分析的基本方法和程序

觀察法，問卷法與訪談法是傳統(tǒng)任務(wù)分析的方法，從以上CTA發(fā)展歷程可看出，CTA融入了認(rèn)知心理學(xué)與科學(xué)技術(shù)，“口頭報(bào)告法”是主要的方法，包括即時(shí)口頭報(bào)告和事后口頭報(bào)告，前者是專家在完成任務(wù)過程中，表述自己的思考和決策過程，后者是在完成任務(wù)后，回顧整個(gè)過程，報(bào)告用到了哪些知識技能與策略。經(jīng)過大量的實(shí)踐分析，發(fā)現(xiàn)無論是以上哪一種，都有自己的局限性。因此，現(xiàn)在目前采用較多的方法就是在專家工作過程中進(jìn)行錄像，事后，讓專家看著錄像進(jìn)行分析總結(jié)。

CTA要求對工作過程中涉及的內(nèi)隱知識，以及整個(gè)認(rèn)知的過程進(jìn)行分析，作者統(tǒng)計(jì)了一下，目前使用的CTA分析技術(shù)大概有百種之多。

Cooke將這些CTA方法分為3大類：觀察和采訪；過程追蹤和概念性技術(shù)。隨后，Wei&Salvendy定義了一個(gè)新的方法：形式模型技術(shù)。

1）觀察訪談：觀察專家執(zhí)行任務(wù)過程，在恰當(dāng)時(shí)候進(jìn)行訪談。

2）過程追蹤：讓專家在完成任務(wù)過程中，表述出每一個(gè)過程的想法，把他的一系列思維想法過程闡述出來。或者說在任務(wù)結(jié)束后，回憶歸納整理整個(gè)過程。

3）概念技術(shù)。結(jié)合相關(guān)專業(yè)領(lǐng)域內(nèi)的概念，讓專家進(jìn)行關(guān)聯(lián)和結(jié)構(gòu)化。

4）形式模型技術(shù)。在認(rèn)知領(lǐng)域中使用模型化的任務(wù)，讓刺激作用于模型，然后觀察結(jié)果。

CTA雖然有很多方法，但是在整個(gè)研究過程中，大多數(shù)研究分析者采用以下5步：

1）收集預(yù)備知識；運(yùn)用文獻(xiàn)分析觀察或訪談法進(jìn)行收集。

2）明確知識表征，分析學(xué)習(xí)層級。對知識再現(xiàn)進(jìn)行識別，接著充分利用概念和流程圖，語義網(wǎng)等方式，圍繞特定任務(wù)而展開。

3）引出關(guān)鍵知識技術(shù)。提取在解決復(fù)雜任務(wù)時(shí)候所需要的條件和認(rèn)知過程。

4）核實(shí)與分析所得數(shù)據(jù)，將其格式化和編碼，為以后應(yīng)用中確?？捎煤陀行?。

5）結(jié)果轉(zhuǎn)化模型，指導(dǎo)應(yīng)用。把分析后所得結(jié)果轉(zhuǎn)化為模型，模型中能夠體現(xiàn)出潛在思維過程及問題解決方式策略。因此，把結(jié)果進(jìn)行高度結(jié)構(gòu)化，有利于專家系統(tǒng)或計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)。在具體執(zhí)行過程中，先要獲取專家完成任務(wù)的整個(gè)流程，然后，對每一個(gè)子任務(wù)過程進(jìn)行深入剖析，看在每一個(gè)階段專家是如何決策的，用什么樣的思路來評估行動(dòng)，怎樣識別出潛在錯(cuò)誤。通過不斷的觀察與分析，印證模型中每一個(gè)細(xì)節(jié)，讓模型更為詳細(xì)精確。最后繪出認(rèn)知需求表，把每一個(gè)決策點(diǎn)給羅列出來，標(biāo)出會存在哪些潛在錯(cuò)誤，結(jié)果是什么，怎么預(yù)防等。然后，請專家反復(fù)對流程圖進(jìn)行準(zhǔn)確性及完整性的評議。

4國內(nèi)外對CTA研究現(xiàn)狀述評

自動(dòng)二十世紀(jì)70年代開始，認(rèn)知科學(xué)和工程不斷發(fā)展，認(rèn)知任務(wù)分析（CTA）在開發(fā)和設(shè)計(jì)培訓(xùn)類項(xiàng)目中作用越來越大。通過認(rèn)知任務(wù)方法所建立的CTA模型稱為培訓(xùn)項(xiàng)目中的關(guān)鍵技術(shù)。從80年代開始，CAT方法被廣泛應(yīng)用于課程設(shè)計(jì)、教學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)及培訓(xùn)項(xiàng)目的設(shè)計(jì)之中。作者利用“cognitive task analysis”、“knowledge elicitation”和"task analysis”作為關(guān)鍵詞對10個(gè)主要學(xué)術(shù)數(shù)據(jù)庫（Dissertation Abstracts International，Article First，ERIC，ED Index，APA/Psyclnfo，Applied Science Technology，INSPEC，CTA Resource，IEEE，Elsevier/AP/Science Direct）進(jìn)行了檢索，共統(tǒng)計(jì)出CTA相關(guān)論文368項(xiàng)。對這些論文進(jìn)行文本分析發(fā)現(xiàn)，國外對于認(rèn)知任務(wù)分析的技術(shù)、方法和應(yīng)用策略都有了系統(tǒng)研究，而且在培訓(xùn)項(xiàng)目的設(shè)計(jì)實(shí)踐得到了廣泛應(yīng)用。軍事、航空、醫(yī)學(xué)、工商業(yè)、人工智能、企業(yè)培訓(xùn)等諸多領(lǐng)域都有基于認(rèn)知任務(wù)分析方法的成功項(xiàng)目案例，如：Inte-grated Task Analysis Model（ITAM；Redding，1995；Ryder & Red-ding，1993）；Guided Experiential Learning（GEL；Clark，2004，2006），和the Four Component Instructional Design system（4C/ID；van Merrienboer，1997）；Franz Schott提出的PLANA（參考文獻(xiàn)）、坦尼森提出的“System Dynamics Approach to Instructional Systems Development”（參考文獻(xiàn)）等。2000年由Jan Maarten Schraagen，Susan F.Chipman，Valerie L.Shalin編輯出版了《Cogni-tive task analysis》一書，介紹了911調(diào)度，海軍艦艇船隊(duì)矯正預(yù)防措施，飛機(jī)設(shè)計(jì)和各種支持系統(tǒng)中利用CTA的一般方法，系統(tǒng)設(shè)計(jì)，認(rèn)知任務(wù)工具和技術(shù)。2002年Robert R Hoffman；Lau-ra G Mihtello等編著了《Perspectwes on cognitive task analysis：historical origins and modern communities of practice》一書，通過案例系統(tǒng)介紹了CTA的起源和基本分析框架、技術(shù)程序等。

5 CTA研究的意義及研究價(jià)值

認(rèn)知任務(wù)分析不僅關(guān)注工作任務(wù)的操作性和過程性，它更為關(guān)注實(shí)際工作任務(wù)的認(rèn)知復(fù)雜性。CTA使用多樣化的訪談、觀察等方法獲取專家完成復(fù)雜任務(wù)的知識（Clark et al，2006），它不僅確定了工作者在完成工作任務(wù)水平（工作任務(wù)的難易度）時(shí)的復(fù)雜認(rèn)知過程和所需知識（Hanser，L.M，1995），還進(jìn)一步確定了工作者在完成任務(wù)過程中，用到了哪些推理、診斷或決策這些認(rèn)知技能。隨著技術(shù)的進(jìn)步、職業(yè)動(dòng)態(tài)性、協(xié)作性的增強(qiáng)，學(xué)習(xí)者需要完成的工作任務(wù)具有復(fù)雜性、劣構(gòu)性、動(dòng)態(tài)性、不確定性、決策性、多任務(wù)和實(shí)時(shí)操作等特質(zhì)，蘊(yùn)含了更多的智能成分或?qū)＜抑R。

6高職課程中引入認(rèn)知任務(wù)分析方法的必要性

認(rèn)知任務(wù)分析是確定工作者在工作過程中認(rèn)知技能或心智模式的一種方法，它聚焦于與工作效率相關(guān)的認(rèn)知成分，闡述專家在完成任務(wù)過程中的知識與如何解決問題的策略。歸納出專家在此過程中所需要的認(rèn)知技能，關(guān)注目標(biāo)的產(chǎn)生，決策和判斷等認(rèn)知因素。因此，在職業(yè)教育課程設(shè)計(jì)中有效運(yùn)用認(rèn)知任務(wù)分析模型、技術(shù)和方法，必然會加強(qiáng)課程內(nèi)容與工作任務(wù)之間的相關(guān)性，實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)內(nèi)容與實(shí)際工作的吻合與銜接，有利于培養(yǎng)學(xué)生的職能能力，也有利于提高職業(yè)教育的教育效能。