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第11章 学科教学中影响学习迁移的因素

我们在学科教学中,研究影响学生学习迁移的因素,对于提高学生的学习效率,提高教师的教学设计能力具有重要的意义。如前一节所述,作者研究了高中学生物理学习迁移的影响因素,如物理问题间的相似性程度、学习者的学习方式、学习者的概括能力、推理能力和自我效能感等。我们综合讨论了高中生物理问题解决中学习迁移的影响因素,研究了高中生在问题解决中学习迁移的规律,研究高中生在问题解决中学习迁移的方法与实践意义,并探讨本研究有待进一步解决的问题等,这些问题也是教育心理学家和物理学科教育中探讨的热点问题。

问题解决和迁移是众多认知心理学家和教育心理学家们长期研究的重点和热点。就问题解决中学习迁移的影响因素方面,亦有不同的学者从不同的角度进行了研究和探索。在学习过程中,能否发生迁移主要受学习材料的相似性、认知结构特性和迁移的意识等因素的影响(林崇德,2003)。① 综观学习迁移的众多研究,影响学习迁移的因素有两方面:一是客观因素,即习得的知识、技能与目标问题之间的相同要素。二是主观的概括化因素,即人的分析、综合、抽象、概括能力。就问题之间的相似性对问题解决的迁移的影响而言,不同的研究人员得出的结果偏重了不同的方面(任洁,1996)。① B .H .Ross(1989)认为不同类型的表面相似对选择与使用先前例子具有不同的影响。②Karenz(2001)则认为学习者更优先地迁移那些与共享类似结构(shared analogical structure)相联系的信息。③ 而Zhe Chen(2002)认为程序水平层次上的相似能够最有效地产生迁移。戴斯等人(1994)认为,当新旧问题在内容相似、程序相似和学习原则相同时,就可能发生迁移。④ 师保国、张庆林(2004)研究了单个和两个源问题条件下大学生学科问题类比迁移情况,结果表明表面相似性对迁移成绩影响显著;依据表面和依据结构的相似来激活源问题都是有效的策略;思路归纳对迁移成绩有显著影响。⑤

作者的研究表明,物理问题间的相似性对高中生的学习迁移成绩有影响,物理问题间的高相似性有助于促进高中生的学习迁移。这从整体上印证了各研究学者的结论:问题间的相似性有助于促进学习迁移。从问题间相似性的具体方面来考察,问题相似性包括了原理或定律相似、方法与策略相似和物理模型相似三个方面。原理的相似是问题之间高度抽象的相似性,它必须结合学习者对问题情境理解并建立或搜寻恰当的问题解决策略与方法才能发挥应有的作用,而物理模型既有物理问题所具有的过程与状态的信息承载,又融合了物理规律与方法的相似成分。因此,从物理学科本身的特性出发,这三个方面相对全面地包括了物理问题相似性。许多研究认为,有效的抽象知识通常来自于具体的信息,这样在学习问题解决时更有助于学习迁移的发生。最佳迁移见于初始状态是具体的元素(concrete elements)而变成理想化的情况。逐渐理想化(progressive idealization)或具体性消退(concreteness fading)可以使初始具象和可转化的原理变得少与具体的背景联系,因此更容易迁移(Goldstone&;;amp;Son,2005)。① Bassok和Holyoak(1989)研究了物理和代数的同构问题之间的迁移。他们用三个实验检验了代数与物理中的两个同构子领域间的迁移。这两个领域是代数中的算术级数和物理中的常加速度的问题。呈现给高中生和大学生(被试)的问题使用了他们原来已经学过的内容或一些不熟悉的但与学过的内容相似的内容。通过分析问题解决的方案显示,再认是立即进行的,而且解答过程是代数方法的直接应用。相反,学过物理问题的学生几乎从来没有直接迁移到同构代数问题里,仅有一个物理问题迁移到代数的问题中。这个过程在性质上是相似的,结果表明学生的学习迁移成绩与问题解决的内容性质有关。②

不同的学习方式对高中生的学习成绩有直接的影响,对其学习迁移的成绩也具有非常直接的影响。作者的研究表明,高中生采用不同的学习方式对其学习迁移成绩有影响。高中生采用一般学习方式获得的物理问题的学习迁移成绩最好,分步学习方式其次,反思学习方式解决物理问题得到的学习迁移成绩最差。这或许与高中生们平常所采用学习方式的习惯有关。现在的高中教学习惯于采用普通的教学方式,即教师讲解学生听课之后学生解决新的问题;而分步学习方式下,问题逐步呈现给学生,逐步提示给学生思考的思路和想法,这使得有的学生能够细心地分步解答出来,而有的学生则无法正确全面地解答问题,这一点从男女生的成绩差异可以看出;Van M errienboer等认为不完整的样例能够有效地支持认知技能的获得。不完整组被试的自我解释质量较高,获得了问题解决方法的迁移。③ 邢强和莫雷(2005)研究不同数学能力的被试对于不同的样例变异和不同层次的自我解释对迁移的影响。其研究表明:样例的变异性只有和一定的自我解释模式结合以后才能有效地促进原理图式的获得和学习迁移。①就学习迁移的效果来看,“变异性样例+ 诱发自我解释”好于“一致性样例+诱发自我解释”好于“一致性样例+ 自发自我解释”好于“变异性样例+自发自我解释”。这与 A tkinson,Renkl和 M argaret(2003)的教学方法看来有异曲同工之妙。A tkinson等人用不断减少提示教学来促进学习者自我识别问题解答过程中的深层原理,即促进学习者进行自我建构,结果不仅能促进了近迁移,也实现了远迁移。②

高一学生的元认知能力还有待于进一步发展,自我监控能力也未得到完善的发展,反思能力相对来说较弱。测试过程中让他们用反思方法进行学习显得不自然或不习惯而影响了其学习的成效。因此,反思方法学习获得的成绩差,主要反映了学生的自我建构或自我监控能力的培养需要一个过程,如果在学生不习惯的情境下进行这样的方法学习只会有相反的效果。显然,他们运用反思学习方式获得的学习迁移的成绩最差。物理学科的问题本身与数学等其他学科显著的区别是:解决物理问题往往要从过程发生的时间与空间之间的关系来整合考虑,因此,分步学习的方法在一般物理问题解决过程中反而有负作用。因此,一般学习的方法优于分步学习。从问题相似性和学生的学习方式的综合影响来看,本研究结果表明,在不同相似性问题中,高中生采用不同的学习方式所获得的学习迁移成绩有所不同。采用一般学习方式在高相似性问题条件下获得的学习迁移成绩最好,采用反思学习方式在低相似性问题条件下的学习迁移成绩最差。这从另一个角度似乎印证了高相似性有助于学生成功解决问题,而低相似性的问题不利于学生成功解决物理问题;同时也说明了,目前的高中学生元认知水平、自我监控能力和反思能力的局限,对解决具有一定难度的物理问题时实现迁移产生的负面影响。邢强与莫雷及 T rafton 与R eis e r的研究结论①反映了学习者对学习材料的自我解释或自我认识至关重要。因此,我们的研究结论本质上也反映了学习者的元认知能力对迁移的重要性。

另外,根据元认知迁移观,成功迁移是指问题解决者能够确定新问题的要求,选择原先习得的且适用于新情况的特殊或一般技能,并能够在解决新问题时监控它们的应用。在此,问题解决者被看作是问题解决过程中的主动参与者,必须对用来解决新问题的原有知识的应用方式进行有效的管理。因此,如果学习者不具备一定的反思认知能力,不了解该策略的适用范围,不能对策略使用过程进行监控并在必要时修整自己的问题解决方法,则他们在问题解决中就无法实现学习迁移。考察本研究的结果我们认为,元认知是学习者的一种自觉行为,是对于一定的问题情境或问题解决过程的一种习惯性反应,一时一事情境中临时的、外加的“促进”或“督促”方法不仅难有效果,相反有负作用。这更印证了自我监控能力体现出的体验性和个体自我调控性。这一结果提示我们,教学过程中培养学生的反思能力需要一个时间不短的阶段;反思能力不可能“外加”给学生,只能通过学生在实践过程中的体验而获得。

高中生的学习迁移成绩受到学习者概括能力的影响。概括能力强的学生,其学习迁移成绩较好;在物理问题间呈现相似性不同的条件下,具有不同概括能力的学生的学习迁移成绩也存在着差异,高概括能力者在物理问题间呈现高相似性条件的学习迁移成绩最好,在一般学习方式下,高概括能力者的学习迁移成绩最好。事实上,我们的研究结论也正是印证了迁移的本质就是概括。从本质上来说,概括也是一种综合。在迁移过程中不但要分解出不同经验的构成成分,抽象出新旧经验之间的共同的本质特征或联系,而且还要对这些经验进行综合或概括。只有在概括的过程中分析出新旧知识之间本质要素,才能使迁移得以实现。因此,概括能力越强者,其学习的迁移量则越大。

学习者的推理能力影响学习者的学习迁移成绩。本研究中,高推理能力者的物理问题的学习迁移成绩最好;高推理者在强相似性条件下学习迁移成绩最好,中推理者在中相似性条件下的学习迁移成绩最差;高推理者在一般学习方式下的学习迁移成绩最好,中推理者在反思学习方式下的学习迁移成绩最差。Geoffrey 和 Johnson‐Laird(2005)认为关于空间、时间和其他关系的推理随处可见。① 他们提出的一个推理的理论,并提出基于模式理论(model‐based theory)的原理。他们认为,关系的逻辑推理来自于建构关系的意义的模式和知识;个体倾向于构建单一的、典型的模式;推理者会为关系推理自发地发挥他们的策略;忽视策略推论会遇到困难,主要来自于对分离信息的整合加工,来自于需要整合成模式的数量和探求关系的深度。Chen和Klahr(1999)也报告了小学儿童“控制各种策略”的关于科学推理的成功迁移。② Hardy 等人(2005)的研究表明,可视表征(visual rep‐resentations)能够支持学生的图形推理(diagrammatic reasoning)。学生的自我建构表征(self‐constructed representations)有利于顿悟并产生推理的迁移。③ 因此,他们认为科学领域中功效强大的学习环境应该包括使用图表或把图表作为一种工具,这样就能促进学生长期使用图形推理。以上研究者的研究说明了推理与迁移之间的紧密关系,与我们的研究所表达的推理能力与迁移能力的关系是一致的。

自我效能感的水平影响到学习者的学习迁移。高自我效能感组的学习迁移成绩最好;高自我效能感组在强相似性条件下学习迁移成绩最好,在中相似性条件下学习迁移成绩最差;中自我效能感组在一般学习方式条件下学习迁移成绩最好;低自我效能感组在反思学习方式下的学习迁移成绩最差。桑青松(2002)强调自我效能感对于构建策略型学习者的重要性,并指出策略型学习者要能够积极选择动机策略,进行自我强化,具有自我效能感;能够积极地选择适合自己的学习内容和学习策略,自我构建有利的学习环境。在自我调节学习策略的运用过程中,高成就组学生在策略的运用、策略使用的频率及策略应用的坚持性三方面都显著高于低成就组学生。④ 而本研究从具有不同自我效能感水平的组别在学习迁移方面的差异角度,说明了自我效能感的确是一个人从事问题解决、学习等认知活动的一个重要的影响因素。

综合以上研究和讨论我们可以看出,迁移的影响因素不仅与问题之间的相似程度有关,还与学习者对学习内容的学习方式与学习水平有关。当然,迁移的成功除了客观因素以外,更主要的是与学习者的个人因素有关。因此,我们可以这样认为:迁移的基础是两个问题之间具备一定的相似性,成功迁移的关键还在于学习者对材料进行有效的加工、学习者自身的推理能力、概括能力和自我效能感。如果综合考虑这些影响迁移的主观因素,我们不妨提出迁移能力的概念。我们认为,学习者面对一个已经确定的具体的问题,迁移的成功完全在于学习者的迁移能力,而迁移能力决定于概括能力、推理能力、学习者的学习方式,而自我效能感不仅直接影响迁移能力,也影响学习方式。因此,自我效能是非常重要的一个因素。在学习迁移的过程中,学习者原有的知识结构是一个关键因素,而他(她)的知识结构的外在表现就是概括能力、推理能力和学习方式。因为一个学习者的自我知识结构的建构过程是与学习者的能力发展同步进行的。

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