背景介紹
加涅20世紀最有影響的著名教育心理學家之一。加涅認為，學習的模式是用來說明學習的結構與過程的，它對於理解教學和教學過程，以及如何安排教學事件具有極大的套用意義。他提出了影響深遠的信息加工的學習模式：
加工模式
信息流
圖中，信息從一個假設的結構流到另一個假設的結構中去的過程。首先，學生從環境中接受刺激，刺激推動感受器，並轉變為神經信息。這個信息進入感覺登記，這是非常短暫的記憶儲存，一般在百分之幾秒內就可把來自各感受器的信息登記完畢。有些部分登記了，其餘部分很快就消逝了，這涉及注意或選擇性知覺的問題。
被視覺登記的信息很快進入短時記憶，信息在這裡可以持續二三十秒。短時記憶的容量很有限，一般只能儲存七個左右的信息項目。一旦超過了這個數目，新的信息進來，就會把部分原有信息趕走。如果想要保持信息，就得採取複述的策略。但複述只能有利於保持信息以便進行編碼，並不能增加短時記憶的容量。
信息加工學習理論從短時記憶進入長時記憶時，信息發生了關鍵性轉變，即要經過編碼過程。所謂編碼，不是把有關信息收集在一起，而是用各種方式把信息組織起來。信息是經編碼形式儲存在長時記憶中的。一般認為，長時記憶是個永久性的信息儲存庫。
當需要使用信息時，需經過檢索提取信息。被提取出來的信息可以直接通向反應發生器，從而產生反應，也可以再回到短時記憶，對該信息的合適性作進一步的考慮，結果可能是進一步尋找信息，也可能是通過反應發生器作出反應。
控制結構
除信息流程之外，在圖7-2所示的學習的信息加工模式中，還包含著期望事項與執行控制。期望事項是指學生期望達到的目標，即學習的動機。正是因為學生對學習有某種期望，教師給予的反饋才會具有強化作用。換言之，反饋之所以有效，是因為反饋能肯定學生的期望。執行控制即加涅學習分類中的認知策略，執行控制過程決定哪些信息從感覺登記進入短時記憶，如何進行編碼、採用何種提取策略等。由此可見，期望事項與執行控制在信息加工過程中起著極為重要的作用。加涅之所以沒有把這兩者與學習模式中其他結構聯繫起來，主要是由於這兩者可能影響信息加工過程中的所有階段，並且它們之間的關係目前還不太清楚。
學習階段
信息加工學習理論從學習的信息加工模式中可以看到，學習是學生與環境之間相互作用的結果。學習過程是由一系列事件構成的。加涅認為，每個學習動作可以分解成八個階段（見下圖）。左邊是學習階段，其中方框上面是該階段的名稱，裡面是該階段內部的主要學習過程；右邊則是教學事件。這樣，學生內部的學習過程一環接一環，與此相應的學習階段把這些內部過程與構成教學的外部事件聯繫起來了。
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。它是藉助於學生內部產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後將會得到滿意結果的一種預期，它可以為隨後的學習指明方向。
但是，在有些場合下，學生最初並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，以便向學生表明他們能夠達到預期的目標。
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的刺激，而無視其他刺激。當學生把所注意的刺激特徵從其他刺激中分化出來時，這些刺激特徵就被進行知覺編碼，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，教師應採用各種手段來引起學生的注意，如改變講話的聲調、手勢動作等；同時，外部刺激的各種特徵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徵作出選擇性知覺後，才能進入其他學習階段。
習得階段
當學生注意或知覺外部情境之後，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後儲存在短時記憶中，然後再把它們進一步編碼加工後轉入長時記憶中。
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。在這裡，知覺信息已被轉化成一種最容易儲存的形式，這種轉化過程被稱為編碼過程。當信息進入長時記憶時，信息又要經歷一次轉換，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，或根據已經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，這些都會有助於信息的保持。在此過程中，教師可以給學生提供各種編碼程式，鼓勵學生選擇最佳的編碼方式。
保持階段
學生習得的信息經過複述、強化後，以語義編碼的形式進入長時記憶儲存階段。對於長時記憶，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，其強度並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。
回憶階段
學生習得的信息要通過作業表現出來，信息的提取是其中必需的一環。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，使他們為自己提供提索，從而成為獨立的學習者。所以，對於教學設計來說，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。
概括階段
學生提取信息的過程並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於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，並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。
作業階段
一個完整的學習過程需要有作業階段似乎是不言而喻的，因為只有通過作業才能反映學生是否已習得了所學的內容。作業的一個重要功能是獲得反饋；同時，學生通過作業看到自己學習的結果，可以獲得一種滿足。
當然，作業主要是給教師看的。一般來說，僅憑一次作業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才能對學生的學習狀況作出判斷。
反饋階段
當學生完成作業後，他馬上意識到自己已經達到了預期的目標。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”等辭彙來表達，而且可以使用點頭、微笑等許多微妙的方式反饋信息。同時，反饋並不總是需要外部提供的，它也可以從學生內部獲得，即進行自我強化。例如，學生可以根據已經學過的概念、規則，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，學習者的頭腦內部都進行著信息加工活動，使信息由一種形態轉變為另一種形態，直到學習者用作業的方式作出反應為止。教學程式必須根據學習的基本原理來進行。在學習結果(即言語信息、認知策略、智慧技能、動作技能、態度)確定之後，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學生的內部學習條件，創設或安排適當的外部條件，促進學生有效地學習，以實現預期的教學目標。
