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传统有效学习的在线应用(九):为迁移而教

作者:虾子摸象 欧阳骁 胡天硕 发布时间:

传统有效学习的在线应用(九):为迁移而教

作者:虾子摸象 欧阳骁 胡天硕 发布时间:

摘要:“知识迁移”是教育领域的“高、大、上”的问题,也是传统教学中被优秀老师最重视的部分。而缺乏知识迁移的学习,老师虽然教了,也布置了作业了,但学生消化不良,一知半解。

“知识迁移”是教育领域的“高、大、上”的问题,也是传统教学中被优秀老师最重视的部分。而缺乏知识迁移的学习,老师虽然教了,也布置了作业了,但学生消化不良,一知半解。

什么是知识迁移?

什么是知识迁移?《教育心理学》的定义是这样阐述的:

知识迁移就是“一种学习对另一种学习的影响”。通俗点说,就是我们经常讲的:使学生能“触类旁通”或“举一反三”、“闻一知十”等。亦即是“让人们越学越聪明,或者越学越具有更强的学习力。”学习的内容真正被学生内化为自己的知识,与学习者原本已经具有的知识和认知紧密关联,而不只是死记硬背。例如学生可能上课学会了用割补法求平行四边形面积,发生了知识迁移的学生就可以用割补法的思路去解下面这样的题目:

《传统的有效学习的在线应用(五):错误概念的转变问题》一文中我们就提过了,学生并不是空白着大脑来到教室的,TA们带着各种或者正确或者错误的观点参加学习。与在电脑里存放文件不同,大脑掌握新知识是无法脱离先验知识和概念而对立存在的,而必须与之前的概念和经验有关联。《错误概念的转变问题》的出发点是如何修正学生已经存在的知识错误(例如:认为力产生运动,而不是力是改变运动的原因)。而《为迁移而教》则强调站在积极的立场,根据学习者的已有相关知识经验和认知结构、动作技能、态度等,设计合理的学习框架。

为什么我们一定要重视“知识迁移”?

学习无法一蹴而就。过高的学习递进阶梯,只会让学生跌入困惑的深渊。设计合理的教学逻辑都会提供一个适合学习者步伐的台阶,每一个比上一个难度递增,学习者只要垫脚尖就能够够到爬上下一个知识台阶,并越爬越快,越爬越有信心。这就是最近大家在游戏化领域比较关注的“养成设计”。

而另一方面,由于移动互联网的兴起,越来越流行的还有“碎片化学习”。而“碎片化学习”的最大挑战就是缺乏系统性。

如果我们把上述二者关联起来考虑,虾子和欧阳认为最有意义的还是在这个环节上结合“专家模式”以衔接和平衡二者的需求:在碎片化的学习体系中为学生提供一个合适的学习轨迹。否则碎片化学习就会沦为简单粗暴的“支离破碎教学”。例如:国外的可汗学院是一个不错的案例。

但是这些跟“知识迁移”有什么关系呢?有的!特别是基于“认知结构迁移理论”的相关观点。如果我们认为养成加上了专家模式,就是一次“如虎添翼”。那么这下再增加“知识迁移”,这只老虎恐怕要多加个“筋斗云”了。这个部分,我们在下一文章《传统有效学习的在线应用(十):是否存在支架式教学的系统解决方案》还要进一步讨论。而现在,我们需要简单地了解一下 “知识迁移”的相关建议,以期利用好它们。

“知识迁移”的理论基础

根据其定义,我们应该研究“一种学习对另一种学习的影响”,知道哪些学习有助于提升每一次学习对整体学习的累加成效。在研究教育的历程中,其实有大量的直接成果可以应用:

下面简要地介绍一下五种传统的迁移理论和三种当代迁移理论。前者是比较古典的东西。所谓古典,并不直接是“过时”的意思,而是因为它们的朴素,它们直接源自对生活的观察与感悟。当然其中的一部分最后也被证明是错误的。而后者就相对来说更为科学,它们的好处是提供了相对完整的解决“为迁移而教”问题的思路。

【形式训练说】其实说的就是老话里说的“拳不离手、曲不离口”。古人在学习过程中,发现反复“练习”是导致知识迁移的一个关键所在,后来学者就总结了一个说法叫“形式训练说”。因为当初这个理论在阐述的时候,被认为“记忆、思维和推理等人脑功能可以像训练肌肉一样进行训练”。现在我们知道,盲目的练习并不有助于人脑功能的开发,练习更多是为了促进熟练度和深层理解,但同时我们也知道,没有练习,当然也就不可能“融会贯通”。然而就算如此,网上多数题库却仅仅停留在刷题的层面。

【相同要素说】其实就是说“学习过程也遵循‘触景生情’的规律”。例如我们提供给学习者同类题型或题目情境的训练,便更可能激活学习者回忆起已经学过知识的概率。

【概括说】也叫“类化说”,这个观点说的是“对原理的学习”,有助于知识的迁移。即认为:两个活动之间存在相同要素是必要前提,但产生迁移的关键,是学习者在这两种活动中概括出它们之间的“共同原理”。以之前割补法的求面积法为例,学生在学习平行四边形面积的求解方法后,学会了其他类似图形的求面积方法:这不是因为反复做了平行四边形面积的题目(形式训练说),而是学生自己之前学习到的知识,概括成新的知识,并迁移到了新的题目中。。

【关系转换说】是对“概括说”的一个非常有效的补充。“概括说”让我们觉得看起来像是“只要掌握了原理,便能在不同场合下都实现知识迁移。”而“关系转换说”则强调,这里其实还是有“顿悟”这样的偶然元素的。

【学习定势说】这一观点认为:同类学习(情境以多样的形式出现)是产生“顿悟现象”的一个原因。也就是说这一理论为“顿悟”,寻找科学依据,它认为“顿悟” 并非偶然,而是“一种概率事件”,只要我们能找到方法,便能增加概率。这便是“情境以多样的形式出现”这样的“同类学习”。

我们接着说“当代的三种迁移理论”,看看当代研究对古典朴素理论做了哪些修正,并带来了哪些启发?

【认知结构迁移理论】强调:“为迁移而教”实际上是塑造学生良好的认知结构。良好的认知结构或者说知识结构是改善学习累计效果的重要手段。这一点,在“专家思维”长期实践中体现尤为明显。

我们的下一篇文章《传统有效学习的在线应用(10):是否存在支架式教学的系统解决方案》就是以这个观点为出发点的,简要剧透一下,该文认为:应该把“建构主义、专家思维、知识迁移”做一个整合。以“知识迁移”为目的,以“专家思维”来建立知识的认知框架,而进一步对每一个知识的细节辅助以建构主义强调的“支架教学”。如此,我们便能对局部和整合都进行建构。下一篇我们将进一步进行阐述。

这里仅对虾子和欧阳觉得比较重要的经验进行一些介绍,并每个要点用一个成语来帮助大家记忆:

学一知十:“领会基本的原理和观念”这一原则,看来是通向适当训练迁移的大道。

以本为本:学生的认知结构通常是从教材的知识结构转换而来的。

纲举目张:“不断分化”和“综合贯通”是人的认知组织的原则,这两条原则也适合教材的组织和呈现。

提纲挈领:当人们接触一个完全不熟悉的知识领域时, 从已知的较一般的整体中分化出细节,要比从已知的细节中概括出整体容易一些。

提要钩玄:人们关于某一学科的知识在头脑中组成一个有层次的结构, 最具有包容性的观念处于这个层次结构的顶点, 它下面是包容范围较小和越来越分化的命题、概念和具体知识。 根据人们认识新事物的自然顺序和认知结构的组织顺序,教材的呈现也应该遵循由整体到细节的顺序。

求同存异:在呈现教材时,除了要从纵的方面遵循由一般到具体、不断分化的原则之外, 还要从横的方面加强概念、原理、课题乃至章节之间的联系。 教师在教学中应引导学生努力探讨观念之间的联系, 指出他们的异同,消除学生认识中表面的或实际存在的不一致之点。

举一反三:如果教师的教学或教科书不能使学生做到横向联系和融会贯通,就会出现不良后果, 如果学生不知道许多表面上不同的术语实际上代表着本质上相同的概念,从而造成认知上的许多混淆。

最后啰嗦一句书上的话:计算机辅助教学技术的发展,使不断分化和综合贯通的原理更易实现。

【产生式迁移理论】产生式是表征程序性知识的最小单位,是指人脑中贮存的一系列“如果—那么(if…then…)”形式表示的规则。一个产生式是一个由条件和动作组成的指令,即:所谓的条件—活动规则,(condition—action 简称C-A规则)。“产生式”这一术语是在1943年由美国数学家E.L.Post首先提出的, 它根据串替代规则提出了一种称为Post机的计算模型,模型中的每一条规则称为产生式。

这一理论适用于解释基本技能的迁移,其基本思想是:先后两项技能学习产生迁移的原因是这两项技能之间产生式的重叠,重叠越多,迁移量越大。这个部分的知识自然而然地关联到《传统有效学习的在线应用(6):技能的培养问题》相关的知识上去,为技能培养方面的问题提供了知识迁移的相关经验。篇6是解决基于知识技能的在线培养能做到什么样程度的问题,这里则解决如何更有效地对技能的掌握进行知识迁移方面的设计。

我们依然提供相关的关键经验如下:

基本原则:基于产生式的“为迁移而教”,核心强调:因两项任务共有的产生式数量决定迁移水平。

循序渐进:从教材的选编来看,必须考虑循序渐进的原则。教材知识一般可以分为若干单元,先后两个单元应有适当的重叠, 使先前的学习作为后续学习的准备,后续学习是先前学习的自然延伸。

重视原理:从教学方法看,技能之间产生迁移的本质是共同的产生式而不是它们的表面相似, 共同的产生式也就是共同的规则,规则又必须以概念和原理为基础,所以不论何种具体技能的教学,都必须注重概念和原理的教学。

注重练习:有研究表明:先前学习的内容,必须有充分的联系,才易于迁移,否则先后两项任务因有共同成分而会导致混淆。 也就是学生可能没有掌握它们的共同产生式规则,而注意了表面上的相似而未发现实质上差异。 如果有充分练习,许多基本技能可以成为自动技能而不必有意识地注意,这样就可能有力地促进新任务的学习。

【基于认知策略的迁移】证实学习者的自我评价是影响测量迁移的一个重要因素,同时也证明:经过策略的有效性自我评价训练的儿童能长期运用训练过的策略,并能迁移到类似的情境中,而在其他训练条件下,策略训练仅有短期效果。换句话也就是说:自我评价这类元认知行为对知识迁移是有很大帮助的。这里我们第一次引入了“元认知”(metacognition)这个概念,这也是另外一个非常重要而且“高、大、上”的领域。我们将在第11篇文章《传统有效学习的在线应用(11):元认知系统对学习的影响》详细说这一点。这里我们最重要的是要知道:要实现“为迁移而教”,除了要重视陈述性知识和基本技能的迁移之外,更应重视策略性知识(学习技巧,做题技巧,复习技巧)的学习和迁移。

最后,关于基于认知策略的迁移相关的知识,理论家们还是很看好的,他们提出了机遇与挑战,并认为“除了练习”,最重要的改进学习效率的便只有“基于认知策略的迁移”:否定形式训练说的100年来,心理学家终于找到了替代理论:认知策略迁移。但认知策略迁移研究的实验成果要转化为学校的教学实践,仍有很长的路要走。因为传统学校教材中并没有把策略性知识作为学校教学的独立目标,教师也没有受过策略性知识的专门训练。

“知识迁移”带来对于老师身份的转变

讲到这里,也差不多要结束我们的讨论。虾子和欧阳想起一件事来,上述关于元认知的基于与挑战这段,是若干年前说的。并且它认为传统教学体系中,老师们并没有做好相关的准备。因此体系内的推广也会不断地展开,这就是我们经常听说到的“反思式学习”相关的言论。然而,到了在线情境下,这一特性又将发生变化。因为反思式学习就本质而言,学生可以学会,老师确无法教,老师能做的事情是提供启发和提醒等相关的服务。直至学生的自我评价变成自然而然的习惯,我们假设我们搭建了理想的知识框架让不同的学生能够基本上顺利地自主学习,那么合适进行启发和提醒都会跟随知识框架的设计。也就是说,计算机比教师更适合做“授业”,而教师更适合去“传道”,“解惑”。因此,这进一步地迎合了时代的需求,“教师”应该逐步转型为“导师”。知识框架对于在线教育来说是至关重要的,如果知识框架的相关实践成功了,那么“教师”转型为“导师”也是水到渠成,这也正是最近几年流行的翻转课堂尝试做的事情。

后记:感谢胡天硕同学对本文的倾情修改。希望后续能继续得到天硕的支持。

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