认知模型
弗吉尼亚大学心理学教授威廉厄姆 (Willingham.D.T.) 在其认知心理学普及读物《为什么学生不喜欢上学》中介绍诸多反常识的认知规律，也系统阐释了人类认知的基本模型，一起看看。
本文重点介绍人类的认知模型。为方便形成直观认识，先看图：
人类认知思考的基本过程是，我们从环境中获取新信息，从长期记忆中提取事实性知识，调用过程性知识，在工作记忆中操作知识信息，完成思考。模型涉及如下核心要素：
不难看出，成功的思考至少取决于四个方面：环境中的信息、长期记忆中的事实、长期记忆中的步骤，以及工作记忆中空间的大小。
处于枢纽地位的是工作记忆，那什么是工作记忆？引用阳志平老师的表述：
你可以将人类大脑想象为一个输入输出装置。这个装置输入输出速率的瓶颈就是工作记忆。人类所有认知能力，包括阅读、记忆、注意、执行功能都受制于它。
工作记忆空间非常有限，最新认知科学表明，可同时容纳的知识组块是4个，比坊间流传的7±2更低。可以说工作记忆是人类认知的基本瓶颈。
事实性知识指通常意义上的知识，其习得偏记忆导向，理想态是形成稳定的心理表征，比如乘法口诀；过程性知识指通常意义上的技能，其习得偏练习导向，理想态是内隐最终自动化，比如矩阵相乘。
了解了认知模及其核心要素，那么就可以拆解，优化各个环节，使思考更轻松、流畅、愉悦。
首先是工作记忆本身。工作记忆受制于大脑前额叶皮层，自然会受到生理状态的影响。比如充沛的睡眠，愉悦的心情都会影响大脑的供血，提升工作记忆表现。
其次是「环境=>注意=>工作记忆」这一链条。工作记忆空间有限，主动吸取环境中关键信息，屏蔽噪音是有益的。同时必要的认知卸载，减少思考无关信息的空间占用也是必要的。
然后，长期看更重要的是长期记忆，优化方向浓缩成一段话
摆脱工作记忆有限空间的方法：第一个是增加事实性知识，背景知识压缩组块化，从而形成稳定的心理表征；第二个是增强过程性知识，通过刻意练习使之自动化，让工作记忆中操作信息的过程更有效率。
再怎么强调事实性记忆和程序性记忆的重要性都不为过。因为思考，简化地讲就是在大脑中（工作记忆）操作（过程性知识）信息（事实性知识）而已。
关于事实性知识，其认知原理是：
事实性知识要先于技能，缺乏相关事实性知识是很难思考的。
让学生记住枯燥的事实是完全不够的，但是同样可以确定的是（尽管认识到的人很少）想要凭空让学生拥有分析能力或归纳能力是不可能的。认知科学研究发现，分析的能力和独立思考能力，是需要全面的事实性知识支撑的。缜密的思考需要了解事实。背景知识对阅读、对认知都是必不可少的。
同时，事实性知识可以增强记忆（长期记忆中的事实性记忆，使得获取更多事实性知识更容易），因为回忆的关键是线索，事实间的联系可以增加记忆线索，导致记忆的马太效应。
关于程序性知识，其认知原理是：
没有充分的练习，你不可能精通任何脑力活动。
如果带球的同时，还要思考踢球的角度和速度，你不太可能成为一个优秀的足球选手。像这样的低层次过程，必须不假思索才能给更高层次的过程，比如战术策略提供足够的空间。类似的，你如果不熟记数学要诀也学不好代数。如果需要考虑太多低层次的过程，那工作记忆将变得十分拥挤。
总之，专家通过获得丰富的功能性背景知识，将一系列思考过程自动化，来节省工作记忆的空间。要达到专家水平，没有别的办法只有练习。如果我们不肯花时间，是成不了专家的。
下图附上书中所有的认知原理。
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