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第4章 学习迁移的研究方法

迁移研究是一项教育研究或心理研究。作为一个教师,迁移的研究更是一项提高教学效率的理论与实践研究。迁移研究的方法有理论研究、实验研究和行动研究。理论研究的任务是研究迁移的本质意义,比较各种迁移理论,从而为实践研究作出理论选择。实验研究是设计一定的实验方案,测试不同的干预、不同的学习方式、影响因素等对迁移的影响程度。行动研究是一线教师主要采用的研究方法,它是运用合适的迁移理论指导,设计可行的研究方案,在教学实践中进行理论与实践相结合的研究,从而探索学科教学的迁移方法与规律,提高教学效率。

一、理论研究方法

理论研究是教育心理研究的基本方法,是任何一项研究的基础与起点。一项理论研究任务是搞清问题的理论前沿状态,研究现状和发展趋势。理论研究可以为我们的实践研究把握方向,选择方法与策略。理论研究本身需要我们对相关问题的本质与意义作出准确的理解与解释,对问题之间的关系或联系作出哲学或心理学的意义解释,并作为教育教学的应用研究的基础。

迁移的理论研究对于迁移的整个研究过程具有十分重要的意义。首先,迁移是学习的目的,是学习的结果。迁移的质与量直接反映了学习的品质。因此,迁移的理论研究必须研究学习理论与迁移理论之间的关系,需要对学习理论与迁移理论进行系统的整合,构建学习迁移理论体系。其次,迁移的研究需要针对性的理论支持。学习迁移的理论经历了长期的发展,形成了各种流派,多种理论。每一种迁移理论都能够从某些角度或某一方面来阐述迁移的规律或机制,而随着心理科学的发展,迁移理论又在不断向前迈进。因此,研究者必须比较或分析各理论流派而为我所用。再次,迁移研究本身的方法也在理论研究过程中不断成长与发展,研究各种理论的同时也会从历史上的一些典型迁移研究案例中得到启发,从中可探索出适合自己的研究的基本方法。

任何一项科学研究都离不开理论,离不开前人的研究。迁移的研究也一样,需要我们对前人的研究做系统的文献综述和系统的分析比较,我们还需要对前人的研究方法作深入的研究,探索每一个研究方案的特点与方法论思想,从而为自己的研究作出方法论的指导。

二、实验研究方法

实验研究是教育研究的重要方法。教育研究的实验方法主要采用观察法与测量法。

(一)观察法

观察法是在一定的时间内对某一个体或群体的特定行为表现或活动进行考察与记录,收集所需要的研究资料。观察包括自然观察和实验观察。自然观察是在自然状态下对研究对象进行考察与记录,从而收集研究资料;实验观察是指实验者对某一个体或群体实施条件控制后,对实验对象实施某些实验变量的相关行为或数据进行考察或记录。

实际研究中常常使用实验观察法。从 T horndike开始的多数近代迁移研究都采用了实验观察法。观察法是一种定性研究的方法,有助于对迁移的本质作出研究解释。例如 Kohler(1929)与 Spence(1936)对小鸡、黑猩猩和小女孩的实验观察后提出关系—转换学说,在Judd的迁移的概括化本质学说基础上,提出了他们自己的新的迁移本质理论的解释。

(二)测量法

测量法是运用严格的测试工具(问题卷或量表或计算机测试程序),用一定的科学程序对测试对象进行测试的某些特殊的测量方法。它的特点是定量化和程序化。测量法是迁移研究的最常用的手段。一般来说,迁移测试中先让被试进行一定量的学习,学习的材料经过精心的准备与科学论证。然后用某一测试材料对被试进行后测,以确定学习过的材料在测试问题的解决过程中的运用或迁移的多少。当然,迁移测试的一个主要难题是如何确定被试是否真的没有学习过测试中使用的“学习材料”中的问题。一般来说学习材料中任务问题(task problems)也是被试未曾学习过的,当然测试用的目标问题(target problems)也是没有学习过的,但任务问题的学习中所掌握的知识或方法经过一定的迁移可以用来解决目标问题。

事实上,迁移问题的难度也是一个关键的问题。问题难度除了与问题本身的难度因素有关,还与任务问题与目标问题之间的相似性程度有关。相似性程度越弱,我们认为迁移越远,迁移的难度越大或可能性越小。因此,设计目标问题与任务问题之间的迁移的远或近,直接关系到迁移测量的结果。一般来说,远迁移的可能性很小,不宜用作测量使用,而真正的近迁移的难度又太小,也会对迁移测量带来问题。我们可以用以下测量迁移的一个例子来感受一下。这个测试是用一般学习的方式让学生学习某些问题,然后测试这些问题在后面的目标问题解决中的表现。①

一般学习方式

(任务问题学习卷)

您好!同学:

下面是一份很有物理意义的学习材料,请你仔细阅读理解它。我们会在后面一个单元时间安排一个测试材料,以检测您的掌握程度。

本程序供研究用。谢谢合作!

姓名性别年龄(周岁)

学校班级

问题1

我们可以认为太阳在每一时刻的发光量都相同,则在离开太阳中心等距离的某一球面(如图 1‐4中虚线表示的球面)上的任意一点处太阳光的强度是相等的,而随着离开太阳中心的距离增加,太阳光的强度会逐渐减小。那么光的强度与离开太阳中心距离的关系是怎样的呢?如何定量地表示?

我们可以这样来定量地推导这种关系:设距离太阳中心的距离为r1 的一个球面上的任意一点的光强度为 E1,距离太阳中心距离为 r2的另一个球面上的任意一点的光强度为 E2.我们可以用发出的太阳光的条数来表达太阳的放光量(其实没有太阳光的线条,是我们为了形象地表达太阳光而采用的一种描述方法)。这样,光的强度就是光线的密度。即光线越密处,太阳光就越强。由于太阳的发光量恒定,即每一个时刻太阳发出的光都相等。由于发光量就是光的密度×面积(球面积公式是 S=4πr2),则半径为 r1 和 r2 的两个球面上接收到的总发光量是相等的,即

因此,我们可以得出结论:光的强度随离太阳中心的距离而减小,且与距离的平方成反比。

问题2

我们已经知道,重力做功与物体所经过的路径是无关的,在物理学中我们把这种力称为保守力。一个物体从A点到B点,经过任何一条路径重力所做的功是相同的。原因是重力的方向总是竖直向下的,这样只有与重力方向一致的方向上的位移才是做功的有效位移。也就是说物体不管经过哪一路径从 A 到达 B,重力做功一定是mg · BC= mgh。

由于保守力做功只与始末位置有关,而与路径无关。因此我们引入一种叫重力势能的能量,它的表达式可以用 mgh来表示,它的大小完全由物体的位置高低来决定。

事实上,只要是做功与路径无关的力,必定可以引入一个对应的势能来表达物体运动过程中功能关系。物体从 A 运动到B的过程中重力做功为mgh,则重力势能减少了 mgh。即保守力做功的多少可以用势能的增减来表达。同样,弹簧上的弹力做功的多少等于弹性势能的增减。

因此,我们可以得出结论:保守力总是对应着一个势能,保守力做多少正功,这个对应的势能就减少多少。

问题3

科学研究中经常遇到如何合理公平地描述一个科学量或一种科学性质的问题。例如,如何描述或测量风的强弱。我们可以根据风的性质来研究这个问题。风对阻挡物有风力作用,而风力的大小又与阻挡物的大小和风本身的强弱有关。一个阻挡面积大的阻挡物处于很弱的风中,作用于阻挡物上的风力也会很大;当然一个面积不大的阻挡物在很强的风中也会受到一个较大的力。例如风中的一把雨伞,把它打开后比收缩时受到的力大一些。那么我们如何来确定风的强弱呢?我们可以这样设想:阻挡物受到的风力,不仅与风的强弱有关,也与阻挡物正对风向的面积有关。

如果一个阻挡物受到的力是 f,那么两个阻挡物受到的力是2f。

体会下列两组数据:

即在同样的风中(如“数据组 1”),力与面积的比值是一个定值(1畅5N/cm2),与阻挡物的面积大小是无关的。而在数据组2中这个比值又是多少呢?

实际上,这个比值反映了风力的强度。我们可以用单位面积受到的力来衡量风的强弱,定义风的强度。即定义风的强度是

其实有很多物理量是这样定义的。如衡量物质致密程度的物理量密度的定义是单位体积的质量大小,即。

学习结果测试(附评分标准)

(目标问题测试卷)

亲爱的同学!

请你认真阅读下面的问题,认真思考并认真解答。谢谢合作!

姓名

性别

年龄(周岁)

学校

班级

1.电荷周围会存在一种叫电场的物质。例如一对带等量异号电荷的平行板之间存在的电场可以用图形1‐6表示。用带箭头的线段表示两板之间的均匀强弱的电场。电场的一个性质是对处于电场中的电荷有力的作用,当然电场越强对电荷的作用力 F越强,放入电场的受力电荷的电量 q越大,则电荷受到的力越大。如果现在我们要引入一个新的物理量来描述电场本身的强弱,名称叫电场强度,用 E表示,则你能提供电场强度 E的定义方法或测量方法吗?说明你的理由。

评分标准:

0分:从方法与解答的过程中没有看出任何迁移的思维活动。

1分:可以看出某一点或某一处发生思维迁移,如:用前面的学习问题或密度定义等初中知识,但迁移方法是错误的。

2分:有迁移的成分,且较明显,但定义方法还是发生了错误。如等。

3分:基本能够给出电场强度的定义方法,且可明显地看出是应用了前面风力强度的定义方法。但是有明显的错误存在。

4分:定义方法和结果基本正确,但定义中有小错误存在。

5分:定义完全正确,找不到错误。

你是怎么想到用这种方法解决这个问题的?

简明扼要地写出你解题的思路:

2.我们知道,处在液体中物体受到的浮力大小等于排开的液体的重量,方向竖直向上。不管物体运动的状态如何,浮力的方向总是竖直向上。因此,浮力做功与路径无关。这说明浮力是一个保守力。现有一个质量为 m,密度为ρ(小于水的密度1×103 kg/m3)的物体处于深水中,物体与水面的高度为 h,水的密度为ρ0.请你定义一个表达物体在水中的浮力势能的表达式。并说明物体在上浮的过程中,浮力势能大小如何变化?说明你判断浮力势能大小的依据。

评分标准:

0分:从方法与解答的过程中没有看出任何迁移的思维活动。

1分:可以看出某一点或某一处发生思维迁移,例如:可以看出被试试图应用重力势能的定义方法来解决问题,但迁移方法明显是错误的。

2分:有迁移的成分,且较明显,但定义方法还是发生了错误。如给出了浮力势能的定义,但与标准答案相比发生了两个以上明显的错误,如增大的方向发生错误,重力加速度没有进入公式(把质量与重力混淆了),浮力势能的解释是错误的等。

3分:基本能够给出浮力势能的定义方法,且可明显地看出是应用了前面重力势能的定义方法。但是有明显的错误存在。

4分:定义方法和结果基本正确,但定义中有小错误存在。

5分:定义完全正确,找不到错误。

你是怎么想到用这种方法解决这个问题的?

简明扼要地写出你解题的思路:

3.真空中某一点有一个带电量大小为 Q的正电荷,在其周围产生一种物质叫电场,而这种正电荷产生的电场会对周围的负电荷产生吸引力。电场的分布可用一种叫电场线的模型表示。电场线的多少由电荷 Q的量决定,即电荷Q的量越大,发出的电场线越多。如果已知电量Q,你能写出离开电荷的距离为 r的某点 P 处的电场的强度的大小的公式吗?写出推理过程。

评分标准:

0分:从方法与解答的过程中没有看出任何迁移的思维活动。

1分:可以看出某一点或某一处发生思维迁移,如:知道应用前面的球面模型或用圆的模型来处理这个问题等,但迁移方法是错误的。

2分:有迁移的成分,且较明显,但给出的大小公式还是发生了错误。如 E与半径 r成反比等。

3分:基本能够给出电场强度的大小的公式,且可明显地看出是应用了前面的球面模型推理的方法。但是有明显的错误存在。

4分:推理方法和结果基本正确,但定义中有小错误存在,如球面公式变成了πr2.

5分:推理方法和结果完全正确,找不到错误。

你是怎么想到用这种方法解决这个问题的?

简明扼要地写出你解题的思路:

三、行动研究方法

行动研究是实践工作者运用一定的理论和方法,经过一定的程序准备,在实践中进行理论联系实际的工作方法。这种工作本身就是一种研究,工作的步骤由研究的需要来确定。研究的方法或程序通过实践来贯彻。行动研究的目的除了对某一特定的问题进行深入的研究外,更重要的是改进工作方法,提高工作效率。应该说,教师的教育研究中使用最多的是行动研究。教师在行动研究中用一定的理论来引导,在行动中发现问题,用理论指导并确立问题研究方案,在实践中实施方案,并不断总结与反思自己的行动,分析存在的问题,修改原有的方案,从而改进教育教学的效率,并使教师自身在行动研究中不断提高自我修养、自我反思能力,进而提高教学水平和研究能力。行动研究有助于使教师成为反思型、科研型的教师。

教师的迁移研究当然离不开行动研究。教师运用一定的迁移理论,深入调研学生的学习状态,在教学设计与教学实施过程中巧妙地运用迁移思想,运用迁移方法,将有助于学生提高学习效率。在设计某一节课之前教师可从以下思路来解决难点:本节课的主要难点是什么?学生为什么难理解这些难点知识?学生学过哪些与这些知识相近或相似的知识或有哪些相关的生活经验?如何在已有知识(经验)与新知识之间架构“桥梁”?用这样的迁移方法估计学生能够理解吗?? ?例如,电场的概念对于高中学生来说很难。难在哪里?太抽象!为什么抽象?看不见,摸不着!没有感觉过!对“电场”的定义方法(比值定义法)使用过吗?使用过!(多次使用过用比值的方法来定义一个体现性质的量,如电阻、密度、比热容等。)但这些量也抽象啊,怎么办?是否用一个能够感受到的量?? ?风力强度的定义方法是否可以迁移到电场的定义中去呢?于是,我们可以设计一个方案:先定义风力强度,再将这个定义方法迁移到电场的定义。基于这样的考虑,我设计了这样一个教学场景:①

师:大家都知道风是有强弱的,那么如何来规定和测量风的强度呢?(假如我们现在还没有规定风力强度,我们全班同学组成一个科研小组来定义一个测定风力强度的方法。)

生:? ?(觉得这个问题很有吸引力,但感到无从下手。)

师:(启发)我们是如何感觉风的强度的呢?风力强的时候会发生什么情况?

生:风力强的时候会把东西吹掉或吹倒,强台风甚至会吹倒房屋等。

师:从物理学的角度您是如何理解风“吹”某一物体的呢?

生:噢!是风对物体施加了一个力!

师:对了!风对物体会施加一个力,这是风的一个重要特性,也是我们研究风力强度的重要突破口。现在你们有办法定义风力强度了吗?

生:风力强度越大,对物体施加的力越大。

师:对啊!但有一个问题你们考虑了吗?同样风力的时候,为什么把雨伞撑开以后容易吹掉呢?

生:噢!原来风力的大小不仅与强度有关,而且与受风的面积有关。

师:现在你们能告诉我定义风力强度的方法了吗?

生:可用 I= F/S来定义。其中 I表示风力强度,F是与风向垂直的面积S上受到的力。

师:对,这其实是一种公平测量和比较的方法。下面我们来研究第二项类似的任务:如何测定电场中某一点的电场强度。(提示:电场对放入电场中的电荷有力的作用。)

接下来的工作学生很快完成了,而且学生体会到:其实两个问题的研究方法是完全一样的。学生感到,用这种方法来理解和研究电场,好像能看见电场一样了。学生不仅快乐地学到了物理,而且也体会到科学研究的乐趣。其实,用比值来定义物理量的方法在中学物理中出现的次数很多,教师在教学过程中的主要任务让学生理解测量物理量的基本思想和基本方法,这也是很多物理量定义的基本方法,用这样思维方法来解决问题能使学生有美的享受。生活中也能用到这种方法。例如:我们如何比较不同车型的耗油特性呢?

行动研究法要求我们教师在工作中不断地学习,在学习中不断地研究,在研究中不断反思,在反思中不断地成长。行动研究法是教师常用的一个方法。如果干预时间长,一般不采用对比实验法。因为对一个实验对象长期用一种教师自认为好的方法而对另外的教育对象不使用,明显的有悖于教育的公平性,也与教师的职业道德或责任相悖。

迁移研究的根本目的是提高学习者的学习效率。自觉地应用迁移理论来设计教学、实施教学、评价教学、改进教学,科学地指导学生学习,是提高学生学习效率的重要的或根本的方法或手段。实施符合迁移原理的教学,有助于提高教学效率。为了探究学习的原理,解释与理解迁移现象,许多教育心理学家对迁移的本质及其基本过程作出了不懈的努力,进行了大量的实验研究与理性思考,对实验过程与结果提出了不同的理论解释,并形成了不同的学习迁移理论。下面对近百年的迁移理论作一简要的介绍。

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