第二章專家與新手的差異
所謂專家就是指在特定領域中具有專業知識的人，他們能夠有效地思考該領域的問題。對專業知識的瞭解是十分重要的，它能夠使人們洞察思維和問題解決的本質。研究表明，專家與新手的差異不僅僅表現在一般能力（如記憶力或智力）上，也不是一般策略應用的差別。相反，專家獲得了寬厚的知識，這些知識會影響到他們所關注的事物，影響到他們在環境中如何組織、再現和理解信息。反過來，又會影響到他們記憶、推理和解決問題的能力。
本章介紹一些重要科研成果，這些成果是從對國際象棋、物理、數學、電子和歷史等領域已具備專業知識的專家們的研究中獲得的。對這些例證的討論並不是期望所有的學生將來都能成為這些或其他領域的專家，而是想通過對專業知識的研究，弄清成功的學習結果會是怎樣的。後面幾章將探究人們對最終能導致專業知識形成的學習過程到底知之多少。
首先讓我們認真思考以下幾條有關專家知識的重要原則及其對學與教的潛在意義。
專家能識別新手注意不到的信息特徵和有意義的信息模式。
專家獲得大量的內容知識，這些知識的組織方式反映專家對學科的理解深度。
專家的知識不能簡化為一些孤立的事實或命題，而應反映應用的情境，也就是說，這些知識受一系列環境的制約。
專家能夠毫不費力地從自己的知識中靈活地提取重要內容。
儘管專家諳熟自己的學科，但這不能保證他們會教導他人。
專家應付新情景的方法靈活多樣。
有意義的信息模式
對專業知識的早期研究表明，對相同刺激的感知和理解因個人應用於情景的知識而異。德格魯特（deGroot，1965）致力於研究世界級國際象棋大師是如何一直能夠戰勝對手的。他給國際象棋大師和缺乏經驗但十分出色的棋手呈現對弈棋局，要求他們作為下棋的一方在決定走每一步棋時出聲思維（參見背景資料2. 1）。德格魯特的假設是，相對非職業棋手而言，國際象棋大師更有可能：（A）在走一步棋之前先認真思考各種各樣的可能性（更廣的搜索面）；（B）在決定下一步棋之前先考慮對手可能的應招（更深的搜索面）。在這一開創性的研究中，國際象棋大師的確展示了他們思考問題的深度和廣度，但低級別的棋手亦不例外。他們並非把所有的可能性都面面俱到。然而，國際象棋大師對每一步棋的可能性的思考在質量上要高於沒有多少經驗的棋手。造成下棋水平差異的原因並非源自於棋手在一般策略上的差異，似乎另有所屬。
背景資料2.1 專家看到的
一項研究中，給一位國際象棋大師，一位A級棋手（優秀但並非大師級）和一名新手5秒時間觀看一盤中局對弈國際象棋棋盤佈局，見圖2. 1。5秒後，把棋盤蓋上，要求每位參加者嘗試在另一棋盤上復現棋子位置。這一過程嘗試多次直到每個人都得到滿意的效果為止。第一次試驗中，大師級棋手復位棋子的數目比A級棋手多，而A棋手比新手多，分別是16，8和4。
然而，產生這些結果的條件是棋子的佈局與有意義的國際象棋比賽相符。當棋子佈局隨機打亂後呈現5秒時，象棋大師和A級棋手的回憶能力與新手的能力是一樣的——只能復位2至3步棋，正常和隨機排位的中局復位測試數據見圖2. 2。
德格魯特的結論是，經過數萬小時對弈而獲得的知識使國際象棋大師能夠擊敗對手。具體的說，大師更有可能識別有意義的國際象棋佈局，意識到這種情景的策略性啟示。這種識別使他們能夠想出高於對手的可能招數。顯然大師已具備這些有意義的模式。德格魯特(1965：33—34)寫道：
眾所周知，在某一具體領域（如國際象棋）不斷獲取的經驗和知識，使那些在前期必須經過抽像或推導出的東西（特徵等）在後期更容易被迅速知覺。就更大的範圍來說，抽像被知覺取代，至於這是如何發生的以及其界限何在，人們還知之甚少。作為替代的結果，一個所謂「給定」的問題情境事實上並未設定，因為專家對此的看法與缺乏經驗者的知覺不一樣……
德格魯特出聲思維的方法使人們能夠詳細分析專業化學習的條件，並據此得出某種結論（參見Ericsson and Simon，1993）。從出聲思維的原始記錄中產生的假設通過採用其他方法亦得到了交叉證明。
專家的超常回憶能力，如背景資料所示，被解釋為他們把一個結構中的不同成分組合成模塊的能力，而這些成分是通過基本功能和策略相連接的。由於人的短時記憶信息容量有限，只有通過把信息組合到相似的模式中才能提高短時記憶的能力（Miller，1956）。國際象棋大師能夠知覺有意義的信息模塊，這會影響到他們所目睹事物的記憶。在一個由競爭策略成分所支配的佈局中，國際象棋大師能夠把一些像棋套路組合成模塊。由於在這一領域中缺乏層次分明的、組織完備的結構，新手不可能應用組塊策略。值得注意的是，人們不必非要成為世界級專家，也能從他們對有意義的信息模塊的編碼能力中收益：有國際象棋經驗的10歲、11歲兒童能夠記憶的象棋套路多與非棋手的大學生。相反，如果給大學生呈現其他刺激，如一連串數字，其情況就大不一樣了（Chi，1987；Schneider et al. ，1993）參見圖2.3。
類似於國際象棋大師的技能已在其他領域的專家身上得到證實，包括電子回路（Egan and Schwartz，1979）、輻射學（Lesgold，1988 ）和計算機編程（Ehrich and Soloway，1984）領域。在每個案例中，某一領域的專業知識有助於增加人們對有意義的信息模式的敏感度，而這些模式對新手來說是陌生的。例如，電子技術員只要觀看幾秒鐘就能再現大部分複雜的電路圖，而新手則是辦不到的。專家式電路技術員把若干個電路元件（如電阻和電容）組塊，使其起到放大器的作用。通過記憶一個典型的放大器的結構和功能，專家能夠回憶構成「放大器模塊」的許多個體電路元件的組合。
數學家也能很快識別信息模式，如某些涉及具體數學解題的特定問題類型（Hinsley et al. ，1977；Robinson and Hayes，1987）。物理學家識別水流問題和飛機的逆風、順風問題，也涉及到類似的數學原理，如相對速度。作為構成識別問題類型能力的基礎，專家知識涉及到有組織的概念結構或圖式的發展，這些結構或圖式說明問題的表徵和理解的方式（如Glaser and Chi，1998）。
經證明專家教師也具有類似於國際象棋和數學方面的圖式。給專家教師和新手教師播放一堂錄像課（Sabers et aL. ，1991）。實驗由三幕組成，分別呈現整個教室（左、中、右）同時發生的事件。在上課期間，要求專家教師和新手教師大聲談論他們所目睹的事情。隨後，向他們提一些有關課堂事件的問題要求他們回答。總的說來，專家教師對他們所觀察事件的理解與新手教師大相逕庭，參見背景資料2. 2中的例子。
背景資料2.2 專家與新手教師的關注
在觀摩一節錄像課時，專家與新手教師的關注大相逕庭
專家6：在左邊的監視器上。學生在做筆記，這表明他們已見過這樣的作業。以前也是這樣做的；這是相當有效的因為他們習慣他們正在採用 的方式。
專家7：搞不明白，為什麼學生不能夠自己發現這些信息而是讓別人告訴自己。因為如果你觀看他們多數人的面部表情。在頭二三分鐘‧開始注意剛發生的事情。然後耽游離開了。
專家2：……我沒有聽到鈴聲，但學生已經各就各位，似乎是在進行有目的的活動，這時我認為他們一定是快班的學生，因為他們進人教室之後便開始做事，而不是坐在那裡交談，
新手1：……我不知知道他們在做什麼。他們在準備上課，但我不知道他們在做什麼，。
新手2：她設法與他們談論某事，但我不能確定是什麼事。
另一位新手：要看的東西很多。
專家能識別新手沒有注意到的特徵和模式的觀點，對改進教學具有重要的潛在意義。觀看課文、幻燈片和錄像帶時，新手所注意的信息與專家的差別極大（如Sabers et al. ，1991； Bransford et al. ，1988）。獲得更大能力的一個方面似乎是要增加感知場的能力（學會如何觀察）。對專業知識的研究表明，為學生提供尤其能提高他們識別有意義的信息模式的學習經驗的重要性（如Simon，1980；Bransford et al. ，1989）。
知識的組織
現在談論一下專家的知識是如何組織的，又是怎樣影響理解和表徵問題的能力的。專家的知識不僅僅是對相關領域的事實和公式的羅列，相反它是圍繞核心概念或「大觀點」（big ideas）組織的，這些概念和觀點引導他們去思考自己的領域。
在一個物理學的例子中，要求專家和具有潛能的初學者（大學生）口頭描述他們用以解決物理問題的方法。專家常常提到能夠用來解決問題的主要原理或定律，連同為什麼這些定律用在這個問題上和如何應用這些定律的理據（Chi et al. ，1981）。反之，具有潛能的初學者極少用到物理學上的主要原理和定律，而是非常典型地描述他們所應用的等式和等式運算的方法（Larkin，1981，1983）。
專家似乎圍繞物理學上的大觀點思考問題，如牛頓的第二定律及其應用，而新手則傾向於把物理問題的解決知覺為記憶、回憶和求解的公式運算。在解決問題時，物理專家往往先畫一張簡明的定性表——而不僅僅是把數字代入公式，為了尋找有效的解決問題的途徑，該表常常需要精心設計（如，參見Larkin et al. ，1980；Larkin and Simon，1987；Simon and Simon，1987）。
讓物理專家和新手根據所採用的解決問題方法去梳理索引卡上的問題，他們在解題方法上的差異是顯而易見的（Chi et al. ，1987）。專家根據解決問題的原理對問題進行分類，新手則根據表面特徵對問題進行歸類。例如，在物理學的分支學科力學方面，專家的分類是按照能量守恆原理進行的，而新手則是按斜面來分類的，參見圖2. 4。依照問題的表面特徵做出反應不太管用，因為解決具有相同物體和相似特徵的兩個問題的途徑實際上可能大相逕庭。
一些對物理專家和新手的研究指向個體不同組別的知識結構組織（Chi et al. ，1982），參見圖2. 5。在表徵斜面圖式方面，新手的圖式主要涵蓋斜面的表面特徵。相反，專家的圖式直接把斜面的概念與物理法則和法則應用的條件聯繫起來。
圖2.4 新手與專家將物理問題分類的例子，以上的每一幅圖表徵一個圖解。該圖解摘自物理學導論課本中的物理問題圖例。在這項研究中，讓新手與專家將問題按解決方法的相似性進行分類。專家與新手的分類方案形成了鮮明的對照。新手傾向於依照解決方法的相似性、表面雷同來將物理問題分類（也就是擁有相同的表層特徵），而專家則根據能運用於解決問題的主要原則來分類。
資料來源：摘自CHI ET AL.（1981）。
圖2.5新手與專家對斜面圖的網絡表徵。
資料來源：CHI ET AL. （1982；1958）。
停頓次數也被用來推斷諸如在國際象棋和物理領域的專家的知識結構。物理專家似乎能夠回憶起一系列相關的方程式，一個方程式的回憶能立即激活其他需要提取的相關方程式（Larkin，1979）。相反，新手用大致相同的時間提取每個方程式，這說明他們應用了記憶的系列搜索。專家在加工有效的知識組織時，採用意義的聯繫方式把相關成分組合成相關的單元，這些單元受基本概念和原理所支配，參見背景資料2. 3。在專業知識的圖例中，「知道得越多」意味著在記憶中擁有的概念模塊就越多，界定模塊的關係或特徵也越多，模塊間的聯繫以及有效提取相關模塊的方法和在問題——解決情景中應用這些信息單位的步驟也越多（Chi et al. ，1981）。
背景資料2.3理解和解決問題
在做數學題時，專家比新手更傾向於首先去理解題目，而非僅僅把數字代入公式。在一項研究中（Paige and Simon，1996），要求專家與新手解決代數應用題，如：
把一塊木板鋸成兩塊。一塊的長度是整塊的三分之二，但比第二塊短四英尺。問木板在鋸開前的長度是多少？
專家立刻意識到所述問題在邏輯上是不可能的。儘管有些學生也能意識到這一點，但是其他學生只能運用公式計算。結果得出一個負長度的答案（負數）。另一個相似的例子來自一項對成人和兒童的研究（Reusser 1993），他們被問到：
船上有26隻羊，10只山羊。船長年紀多大？
大部分成年人具備足夠的專業知識，能意識到這個問題是無法解答的，但是許多學齡兒童沒有意識到這一點。在研究中，有四分之三以上的兒童試圖用數字來解答這些問題。他們反問自己，這到底是加法、減法、乘法還是除法問題，而不是問這個問題是否有意義。正如一個五年級學生在給出答案「36」之後，解釋說:「噢，你需要使用加法或減法或乘法，而這個問題用加法來算最好。」（Bransford and Stein 1993：196）
有關專家與非專家在組織知識方面的差別在諸如歷史領域也有例證（Wineburg，1991）。首先讓一組歷史學家與一組資質好，在歷史分班考試中取得高分的高中學生參加美國革命史實的考試。具備美國歷史知識背景的歷史學家熟悉大多數題目。然而，一些專業與此無關的歷史學家只會做三分之一的題目。有幾位學生在史實知識考試中成績超過某些歷史學家。該項研究比較歷史學家與學生是如何解讀歷史資料的。結果表明，無論實際採用何種標準，其差異頗具戲劇性。歷史學家在理解的詳盡性方面表現出色。也就是說，這種詳盡性在他們對事件做出選擇性解釋的能力和對實證的運用中得到了發展。在理解的深度上，亞洲史專家和中世紀史學者與美國史學家沒有什麼差別。
讓專家和學生在三張圖片中選出一張最能反映他們對列剋星敦（Lexington）戰役理解程度的圖片，歷史學家與學生的差異大相逕庭。歷史學家十分細緻地比較書面文件集與三張戰場圖片的關係。對他們來說，圖片選擇任務是最典型的認識性練習，也是一項探究歷史知識局限性的任務。他們明白，單憑一份文件或一張圖片是不能瞭解歷史事件的。因此他們對選擇絞盡腦汁。反之，學生一般只是看一下圖片，便當機立斷、不附帶任何條件地做出選擇。對學生來說，這一過程與多項選擇題沒有什麼兩樣。
總而言之，儘管學生在史實方面成績突出，但是他們對真正歷史思維的探究模式十分陌生。他們還沒有具備解讀矛盾論點的系統方法。面對一大堆需要梳理的有爭議性的論點並要形成合理的解釋，學生總的來說處境不妙。他們欠缺專家那種對歷史文件形成合理解釋的解讀深度。在其他社會科學領域的專家也是以大觀點為中心組織其問題的解決的（如Voss et al. ，1984）。
專家的知識是圍繞重要觀點或概念來組織的，這意味著課程亦應按概念理解的方式組織。許多課程設計的方法使得學生難以進行有意義的知識組織，通常在轉入下一主題前，只能觸及到一些表面性的事實知識。沒有時間形成重要的、組織起來的知識。歷史課文有時僅強調事實知識，而沒有提供理解的支持（如Beck et al. ，1989，1991）。許多傳授科學的方法也過分強調事實性知識（美國科學促進會，1989；國家研究院，1996）。
第三期國際數學與科學觀察雜誌（TIMSS）（Schmidt et al. ，1997）對課程持批評態度，認為課程有「一英里寬，一英吋深」，這在美國比大多數國家更成問題。專業知識的研究顯示，這一領域中的許多主題涉及面不深，不利於培養學生為未來學習和工作做準備的能力。幫助學生組織其知識的觀點也表明，新手或許可以從反映專家如何應付問題解決的模式中受益，特別是接受相似策略的指導（Brown et al. ，1989；這一問題在第三章和第七章有詳細討論）。
情境與知識提取
專家具備與其領域或學科相關的巨大知識庫，但是只有子集知識才與具體問題關聯。專家為了找到相關知識，並非把所有知識都搜尋一遍，這種方法超出了其工作記憶的負荷（Miller，1956）。例如，上述的國際象棋大師僅考慮子集的可能走法，但這些走法一般比低級棋手的要高超。專家不但獲得知識，而且能熟練提取與具體任務相關的知識。用認知科學家的話來說，專家的知識是「條件化的」——它包括對有用的情景的具體要求（Simon，1980；Glaser，1992）。非條件化的知識常常指「惰性」知識，儘管關聯，但未被激活（Whitehead，1929）。
條件化知識的概念對課程設計、教學和有效學習評估的實施有啟示意義。許多課程和教學無助於讓學生的知識條件化：「教科書在闡明數學或自然法則方面要比說明這些法則何時會有利於解決問題更加直接明瞭」（Simon，1980：92）。要生成解決新問題所需的條件——活動規則的任務主要地落在學生的身上。
幫助學生掌握適用條件的方法之一，就是讓學生去解決應用題，這需要用到恰當的概念和規則（Lesgold，1984，1988；Simon，1980）。如果設計恰當，這些問題有助於學生學會何時、何地和為什麼使用他們所學過的知識。然而，有時學生可以解決一大堆習題，但卻不能把知識條件化，因為他們知道這些問題出自何章，故能自動應用這些信息去取捨相關的概念和規則。使習題固化於作業本上也會有問題。有時，那些認為自己的作業做得很好且相信自己是在學習的學生，在面對測試中的那些隨機呈現的、無具體出處而是從整門課中提取的問題時，感到十分愕然（Bransford，1979）。
條件化知識的概念對設置能提供學習反饋的評估實施有著十分重要的意義。許多考試無助於教師和學生評估學生知識的條件化程度。例如，讓學生判斷測量質量與能量的公式到底是E=MC，E=MC2，或是E=MC3。正確的回答不需要借助在什麼條件下應用公式的知識。同樣地，讓學文學的學生解釋熟悉的諺語的含義，諸如「稍縱即逝」或「廚子多打爛鍋」。能解釋每個諺語的含義並不能說明學生知道每個諺語的使用條件。這方面的知識尤為重要，因為把諺語單獨作為命題來看，諺語常常是自相矛盾的。為了有效地使用諺語，人們需要瞭解應用這些格言「廚子多打爛鍋」與「人多力量大」或「稍縱即逝」與「欲速不達」的時間和原因（參見Bransford and Stain，1993）。
順暢提取
人們提取相關知識的能力差異表現為「費力」、「相對不費力」（順暢）和「自動化」三 個層面（Schneider and Shiffrin，1977）。自動化和順暢提取是專業知識的重要特徵。
順暢提取並不是意味著專家總是比新手更快地完成一項任務，因為專家試圖理解問題而非立即跳到解決問題的策略上，他們有時耗時要比新手多（如Gezels and Csikizentmihalyi，1976）。但是，在問題解決的整個過程中，對專家來說，還包含一些子過程，即從順暢到自動化的過程。順暢是十分重要的，因為這種加工很少需要意識的參與。由於人一次所關注的信息容量有限（Miller，1956），要是在處理任務的某些方面能夠駕輕就熟，那麼他便能騰出更多的精力來關注任務的其他方面（LaBerge and Samuels，1974；Scheider and Shiffrin，1985； Anderson，1981，1982；Lesgold et al. ，1988）。
學開車便是順暢和自動化的一個例子。初學開車時，新手不可能做到邊開車邊談話。有了經驗之後，就很容易做到這一點。同樣地，詞義理解有困難的新手讀者很難把注意力集中到閱讀的內容（LaBerge and Samuels，1974）。順暢對學與教的理解十分重要。許多教學環境無助於培養學生的順暢能力，而這是成功地完成認知任務必不可少的（Beck et al. ，1989；Hassellbring et al. ，1987；LaBerge and Samuels，1974）。
學習的一個重要方面是順暢地識別特定領域的問題類型，諸如牛頓第二定律或效率與功能概念的問題，這樣人們便能輕而易舉地從記憶中提取合適的解決辦法。加快模式識別速度的教學步驟，其應用前景十分誘人（如Simon，1980）。
專家與教學
在某一特定領域具有專業知識的人不能保證他就能教會別人學習。事實上，專業知識有時對教學是有害的，因為許多專家忘卻了學生學習的難易。意識到這一點後，設計教育資料的小組把內容領域的專家與在其他專業知識領域的「優秀新手」配對：他們的任務是不斷挑戰專家，直到他們開始理解專家的教學觀點為止（范德比爾特大學認知與技術小組，1997）。
對某一學科專業知識所需的內容知識，必須有別於有效的教學所需的教育教學知識（Redish，1996；Shulman，1986，1987）。後者包括學生在學習某些主題時所遇到的典型困難方面的信息；學生要獲得理解就必須跨越傳統路徑；教師必須擁有一些能幫助學生克服困難的潛在策略，舒爾曼（Shulman，1986，1987）認為教育教學知識不等同於一個學科領域的內容知識加上普通的教學策略。相反，不同的學科，教學策略是不一樣的。專家教師瞭解學生可能面對的困難類型，知道如何挖掘學生已有知識以便使新的信息有意義，他們知道怎樣評價學生們的進步。專家教師不但掌握了內容知識，而且還習得了教育教學知識（見背景資料2. 4）。在教育教學知識缺失的情況下，教師常常得依賴教科書的出版者，讓他們來決定如何最好地為學生組織學習科目。為此，他們不得不按缺席的課程開發者的處方行事（Brophy，1983），這些人對每一位教師課堂上的每個獨特學生的情況一無所知。要使教學更為有效，教育教學知識是教師需要學習的主要部分（此話題在第七章中有更詳細的論述）。
適應性的專門知識
對教育工作者來說，重要的問題是在幫助人們對新情境保持彈性和適應性方面，某些知識的組織方式是否比其他的更佳。例如，對比兩位日本壽司專家（Hatano and Inagaki，1986）：—個是以固定的食譜來做壽司見長，而另一個擁有「適應性的專業知識」，能夠創造性地加工壽司。這似乎是兩種不同類型專業知識的例子，一個相對地按部就班，而另一個富有彈性，更加能夠適應外部的要求。專家被刻畫成:「僅有技能的」與「有高創造力的」，用更富有色彩的話語來說就是「工匠」與「藝術大師"（Miller，1978）。顯然，這種差異在大多數工種中是存在的。
一項研究從信息系統設計的視角來審視這種差異（Miller，1978）。信息系統設計者嚴格按顧客所列的具體要求去設計。設計者的目標是建構出讓人們能有效地儲存和提取相關信息的系統（通常借助於電腦）。工匠專家自動地鑒別顧客所需要的功能，趨向於接受顧客所提出的問題和限制。他們處理新問題的手法是，把問題看成是運用已有的專業知識更有效地完成同類任務的機會。重要的是必須強調工匠的技術常常是廣泛的，不應低估。相反，藝術大師專家很尊重顧客所提的要求，但他們把這看作「設計探究的起點」（Miller，1978）。他們把顧客的要求看成是探究和拓展目前專業知識水平的機會。米勒也觀察到，藝術大師根據其經驗展現他們的實際特色，而置原來的訓練於不顧，因為訓練通常會把他們的能力局限於技能上。
背景資料2. 4講授哈姆雷特
有兩位教英文的新教師，叫傑克和史蒂文。他們具有相同的學科背景，都畢業於著名的私立大學，開始到中學講授哈姆雷特（Grossman，1990）。
在教學中，傑克用7周的時間逐句講解課文，重點放在「語言的反身性」概念和現代主義的問題上。他的作業包括獨白的深層分析、大段內容的記憶和最後形成有關哈姆雷特語言的重要性的論文。傑克的教學模式是自己大學學科學習的翻版，沒有自己知識的傳授，只不過是把課組合成適合50分鐘容量的模塊。傑克想像學生所做出的反應，其實就是，作為一名喜歡讀莎士比亞作品並熱衷於對文章做細緻分析的學生——他自己的反應。結果，當學生反應不夠熱情時，傑克無法理解他們的困惑:「到目前為止,我在教學上所遇到的最大問題是，無法瞭解九年級學生的心理狀況……」
史蒂文在開始教哈姆雷特單元時，連劇名都沒有提及。為了讓學生掌握劇本中的問題和主題的原始梗概，他讓學生設想自己的處境：父母剛離婚，母親與一個陌生人搭上了關係，這個陌生人替代了父親的位置，「聽說是他攆走父親的」（Grossman，1990：24）。然後，史蒂文讓學生設想一個能夠使他們瘋得要殺人的情景。只有在他們冥想苦思這些問題並把它們記錄下來之後，史蒂文才開始向他們介紹劇本。
適應性專業知識的概念在對歷史專家的研究中探究過（Wineburg，1998）。讓歷史專家和一組未來教師解讀一套關於亞伯拉罕‧林肯和他的奴隸觀的文件。這是一個十分複雜的問題，它涉及到已頒布的法律（憲法）、自然法（寫進獨立宣言的）和人權法（關於基本權利的假設）之間的衝突。其中一位歷史學家是研究林肯的專家，第二位歷史學家的專業知識不屬此類。林肯專家在閱讀文件時應用了詳細的內容知識，很容易理解文件；而另一位歷史學家對文件內的某些一般性主題較為熟悉，但涉及到具體細節時便茫然不知所措。事實上，在任務的起始階段，第二位歷史學家的反應與面對同一任務的未來高中教師的反應雷同（Wineburg and Fournier，1994）：試圖協調與林肯地位不一致的信息，他們都借助當今社會形式和制度——如發言撰稿人、記者招待會、輿論導向專家——來解釋不一致的原因。然而與未來教師不一樣，第二位歷史學家一直堅持最初的分析。他採用操作假設，認為這種明顯的矛盾與其說植根於林肯的表裡不一（雙重人格），不如說是植根於自己對19世紀的無知。專家擺脫原初理解的束縛，尋求這些問題的深層理解。從這一角度去閱讀文本，理解加深了，他從這個經歷中也得到了收益。經過仔細推敲，第二位歷史學家能夠把各種信息梳理成一個解釋框架結構，該結構就是他那見廣識多的同事們的起始點。相反，未來的歷史教師一步也 沒有離開對事件的原初解讀。
歷史學家展示了一個重要特徵：即眾所周知的「元認知」——對當前理解過程進行監控並確定理解在何時是不充分的能力。元認知的概念起源於對幼兒研究的情境（如Brown，1980；Flavell，1985，1991）。例如，幼兒常常錯誤地認為他們能夠記住信息，因而沒有使用有效的策略，如背誦策略。認識自己目前知識的局限，然後採取措施改變這種狀況的能力，這對所有年齡的學習者來說都是十分重要的。不是研究林肯的歷史專家，通過元認知，能成功地意識到最初對林肯地位的解釋之不足。其結果是，他採用了操作假設，在做出合理結論之前他需要掌握更多有關林肯時代的背景知識。
對專家意味著什麼的看法，會影響人們對未知事物的探究，並採取措施改進情境的程度。在一項對研究者和經驗豐富的教師的研究中，一般的看法是「專家是無所不知的人」（范德比爾特大學認知與技術小組，1997）。這一看法是隱喻而非明示的，人們從未對此提出過質疑和爭論。但是當研究者和教師談論這一概念時，他們發現它對新學習作了嚴格的限制，因為人們傾向於擔心看得見的能力而非公開承認在某些領域需要幫助（參見Dweck，1989，在學生研究中有類似的發現）。研究人員和教師發現用「優秀新手」的模式替代原有的「答案填寫專家」模式十分見效。優秀的新手精通許多領域並為自己的才技而自豪，但是他們意識到他們所瞭解的與所有的能知相比卻顯得微不足道。這一模式幫助人們不斷地去學習，即便他們在其領域中已當了１０到20年的「專家」。
適應性專業知識的概念（Hatano and Ignaki，1986）為成功的學習提供了一個重要的模式。適應性專家能夠彈性處理新情境並成為終身學習者。他們不但應用他們所學到的，他們還運用元認知不斷挑戰他們現有的專業知識水平，並且設法超越它。他們不只是力圖更有效果地做同一事情，他們希望把事情辦得更好。對學習理論的主要挑戰是要瞭解，特定類型的學習經驗是如何發展成為適應性專業知識或「藝術大師」的。
小結
專家的推理和解決問題能力取決於良好組織的知識，這些知識影響他們所關注的事物和問題再現的方式。專家並不能簡單地歸結為掌握適合所有領域的策略的「一般問題解決者」。專家比新手更有可能識別有意義的信息模式，這在所有領域都適用，無論是國際象棋、電子學、數學還是課堂教學。用德格魯特（1956）的話來說，一個「給定」的問題情境並不是真正的「給定」。因為能夠識別有意義的信息模式，專家可以在「更高的層面」上開始解決問題（deGroot，1956）。強調專家所知覺的模式表明，模式識別是幫助學生增強信心及能力的重要策略。這些模式為提取與任務有關的知識提供啟動條件。
在諸如物理、數學和歷史領域的研究同樣表明，專家首先尋求提高對問題的理解力，這常常涉及到核心概念或大觀點（如物理上的牛頓第二定律）的思維方式。新手的知識極少是按大觀與來組織的，他們更有可能通過自己的日常直覺尋找正確的公式和貼切的答案。
強調知識廣度的課程會妨礙知識的有效組織，因為人們沒有足夠的時間把每樣事情都學得很深。教學能使學生瞭解專家組織和解決問題的模式，這也許會有用。然而，正如後面章節所詳細討論的，模式的複雜程度必須符合學習者目前知識和技能的掌握程度。
雖然專家擁有巨大的知識庫，但是只有知識庫的子集與特定問題相關。專家並非要對自己所知道的一切都搜個遍，這會超出其工作記憶的限度（Miller，1956）。相反，與任務有關的信息是有選擇性地提取的（如Ericsson and Staszewski，1989；deGroot，1965）。
相關信息的提取問題為瞭解可用知識的本質提供了線索。為了能在需要時提取，知識必須「條件化」，否則它便是惰性的（Whitehead，1929）。許多課程教學和評估實施沒有強調條件化知識的重要性。例如，課文常常呈現事實和公式，很少關注到如何幫助學生掌握對他們適用的條件。許多評估僅測量命題性（事實性）知識，從不考慮學生是否知道何時、何地以及為什麼運用這些知識。
專業知識的另一個重要的特徵是，以相對「不費力」的方式提取相關知識的能力。這種順暢的提取並不意味著專家完成任務時所花的時間總比新手少，反而為了充分瞭解問題，他們常常多用時間。他們毫不費力地提取信息的能力極其重要，因為順暢提取不需要意識的參與，否則能力受到限制（Schneider and Shiffrin，1997，1985）。相反，費力地提取知識需要學習者的意識參與：精力耗在記憶上而非學習上。把教學重點局限於準確性方面無助於培養學生的順暢性（如Beck et al. ，1989；Hasselbring et al. ，1987；LaBerge and Samuels，1974）。
某一領域的專業知識不能保證一個人能傳授他人這方面的知識。專家教師瞭解學生可能面對的各種問題。為了使新信息具有意義，為了評估學生的進步，他們知道怎樣發掘學生的原有知識。按舒爾曼的話（1986，1987），專家教師習得了教育教學知識而不僅僅是內容知識。（這一概念在第七章有詳盡的論述）。
適應性專業知識的概念使人質疑，某些知識組織的方法在解決問題時是否比其他方法更加靈活（Hatano and lnagaki，1986；Spiro et al. ，1991）。「僅有技術的人」（工匠）與「高創造力的人」（藝術大師）的差異，在諸如壽司製作與信息設計這些完全不同的領域都能見到。藝術大師不僅應用專業知識去解決給出的問題，而且還要考慮新呈現的問題是否以最佳方式啟動。
監控解決問題方式的能力——元認知——是專家創造力的重要表現。專家突破對問題情景最初的、過於簡單的理解的局限，質疑自己知識的相關性。人們對成為專家意味著什麼的心理模式能影響終身學習的程度。認為專家無所不知的模式有別於優秀新手的模式，新手為自己的學業成績而自豪，但又能意識到學習之不足。
最後提請讀者重點關注以下兩點。第一，作為整個體系的組成部分，必須同時考慮專業知識的六條原則。把討論分為六條，目的是便於解釋，但每一條都是相互聯繫的。這種相互聯繫具有重要的教育意義。例如，對促進順暢提取知識的觀點（原則4），要求必須騰出一隻手去幫助學生提高其對主題的理解力（原則2），學會何時、何地和為什麼使用信息（原則3），學會辨認有意義的信息模式（原則1）。此外，所有這些都要從幫助學生發展適應性專業知識的角度來考慮（原則6），包括幫助學生發展元認知能力，這樣他們便能評估自己的進步，並不斷確定和追求新的學習目標。數學上的例子是讓學生確認何時需要舉證。元認知能幫助學生發展與個人相關的教育教學知識，類似於優秀教師的教育教學知識（原則5）。簡而言之，學生需要發展自己教育自己的能力。
重點關注的第二點是，儘管對專家的研究為學與教提供了重要的信息，但是如果應用不當會誤導人。例如，認為僅僅讓新手接觸專家的模式，他們就會有效地學習，這是誤解。新手已知的決定他們所要學的。以下幾章(第三和第四章)的論述表明，有效的教學始於學生原有的知識和技能。