信息加工心理学家认为，人脑与电脑一样，是一个信息加工系统，可用电脑加工信息的过程来比拟人类的学习和记忆过程。心理学家以此为据，提出了认知学习过程的信息加工过程模型。较有代表性的是加涅的学习与记忆的信息加工模型。

加涅认为，学习是一系列认知过程，这些过程把来自环境的刺激转化为获得一种新能力所需的信息加工的几个阶段。也就是说，学习是学习者通过自己对来自环境刺激的信息进行内在的认知加工而获得能力的过程。他提出了一个较为完整和系统的学习与记忆的信息加工模型，形象地反映学习与记忆的内在过程（见图5-1）。

从以上模型可以看出，学习是以下三个系统协同活动的过程。

（一）加工系统

加工系统又称操作系统，它由受纳器、感觉登记器、工作记忆（短时记忆）、长时记忆、反应发生器、反应器构成。来自环境的刺激作用于受纳器，受纳器将接收到的信息传递至感觉登记器。信息在此处只保存1秒左右或者只有几分之一秒。在这一阶段，绝大多数信息未能受到注意，只有一小部分信息被注意选择而进入短时记忆加工阶段。信息进入短时记忆便被编码和贮存。但短时记忆对信息的贮存时间很短，一般只有30秒左右，而且容量极为有限，只有7±2个信息单位。这个数量又称记忆广度。如果学习者能进行复述，信息就能保持较长时间，即进入下一个加工阶段——长时记忆加工阶段，否则就被遗忘。

短时记忆又叫“工作记忆”，这两个术语分别强调同一概念的不同方面。短时记忆强调信息停留的时间，工作记忆强调其功能。与短时记忆相比，长时记忆对信息保留的时间很长，且贮存容量很大。存贮在长时记忆中的信息如果要用，必须通过“提取”，提取的信息构成“反应发生”的基础。对有意识的认知活动而言，信息从长时记忆流向短时记忆，然后到达“反应发生器”。而对于熟练的自动化反应而言，信息可以直接从长时记忆流向反应发生器。反应发生器对反应序列进行组织并指引反应器。反应包括人的所有肌肉活动和腺分泌。对学校学习活动来说，主要的反应器是书写中的手臂及发音器官。

（二）执行控制系统

在图5-1中，这一系统的箭头不与任何一个操作成分直接相连，意味着它对整个加工系统进行调节和控制。好比一个工厂或企业的生产活动，需要有专门部门和专门人员进行监督、协调和控制，以提高生产效率和产品质量。同理，学习活动作为一个信息加工过程也需要自我调节和控制。比如，通过对感觉系统的调节，可以使之选择适当的信息加以注意；对记忆的编码方式进行调节，可以提高信息的贮存质量等。这种对信息加工过程的内在调节控制能力，在加涅学习结果的分类系统中称为“认知策略”；从知识分类的角度看，属于程序性知识。

（三）预期

预期是信息加工过程的动机系统，它通常不包括在完整的信息加工过程中，但对加工过程起定向作用。任何学习活动都是指向一定目标的活动，如读完一段文章后回答课后的问题，或给该文章分段，归纳段落大意等等。这些目标有时是教师或学校确定的，有时是学生自己设定的，它会影响学习者的努力程度和注意集中水平。如果学习者对达到预定目标有强烈的愿望，即处在较高水平的动机状态，他就能集中注意，专心学习，选择行之有效的学习和记忆策略。学习目标的实现会令学习者感到满足、愉快，从而增强了学习信心，更加努力地投入下一个学习活动。

本书第四章把学习定义为“主体与环境相互作用导致的能力与倾向的相对持久变化”，但这样的相互作用过程是怎样展开的呢？加涅的上述模型对学习的一般过程作了很好的刻画。从图中可见，学习的主体——儿童或成人，在环境刺激作用下，执行控制过程（即元认知调节过程）协调加工过程。外界输入的信息经过感觉登记，进入短时记忆，短时记忆中的信息与从长时记忆中提出来的信息经过复杂的相互作用，由形象编码转化为语义编码，并储存于长时记忆系统中，在需要时又可激活，从而被提取出来反作用于环境，完成一定的任务。

加涅的上述模型不仅反映了认知学习的一般过程，而且也暗含了有效学习的一般条件：除了外部环境条件之外，内部条件包括：①学习者的预期，对学习有一定预期，学生会把自己的注意集中指向要学习的新知识；②激活长时记忆中与要学习的新知识有关的原有知识（图5-1中以从长时记忆指向工作记忆的箭头表明）；③调动自身的元认知能力，有意识地对自己的学习和记忆过程进行控制（图5-1中以“执行控制”表明）。