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教育心理学·皮连生-第15部分
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研究性学习的心理学依据
如果把研究性学习定义为“学生自己在教师指导下自主地发现问题、探究问题、获得结论的过程”，那么本书对研究性学习提供了充分的理论支持。本书主张将问题解决能力作为一种重要的学科教学目标，为此应改变学习与教学方式。例如，学习一个新的概念，一种方式是通过先下定义，然后举例子说明定义。这种学习方式被称为接受学习。但是也可以先呈现若干概念的例子，并提出有关它们的共同本质特征是什么的问题，诱发学生探究的兴趣。学生可以进行有关它们的共同特征的猜测，并寻找资料以支持自己的猜测，或否定自己的猜测，最后通过集思广益形成结论。这种学习概念的方法被称为概念形成。
原理和规则的学习有例—规法和规—例法。规—例法属于接受学习；例—规法属于发现学习。上述概念形成的过程也适用于用例—规法教原理和规则。
高级规则的学习也有两种方法，一是接受学习，即通过教师讲解或教科书的解释而习得高级规则；二是通过问题解决的形式习得高级规则。如加涅曾举过一个通过问题解决学习高级规则的例子：
假定学生已学习过长方形面积=长×宽，三角形面积=底×高÷2，并且能识别长方形和三角形。现在要学习的几何图形是梯形。在学习梯形时，要习得的新概念是“梯形”概念；要习得的新面积计算公式是梯形面积=12（上底＋下底）×高。新的梯形面积公式总合了长方形和三角形面积计算公式，所以是高级规则。这种高级规则的习得可以用教师讲解，学生接受的形式习得，也可以用解决问题的方式习得。如果采用研究性（或解决问题）的学习方式教学，教师出示要学习的新图形的若干变式例子，让学生形成梯形的概念。教学的这一步是很容易的。在新的图形概念习得后，教师问：我们能想出计算梯形面积的方法吗？如果学生有困难，教师可以进一步启发学生：我们能将新的图形转化为我们熟悉的会计算的图形吗？这样学生可以想到把新的计算公式未知的图形转化为计算已知的长方形和三角形，从而解决了问题。学生在问题解决的过程中已习得了新规则，又重温了解决几何问题的推理方法，即将未知图形转化为已知图形（属于认知策略学习）。
在心理学研究中，解决问题的研究主要是在数学和自然学科中进行的。这里的问题一般有明确的答案，便于心理学家进行研究。当前需要研究的是社会学科、语文学科和人们日常生活中的问题解决的过程和条件以及如何针对这类问题进行教学。这类学科中问题一般是定义不明确的，其答案也可能不是单一的，解决过程可能与自然学科和数学中的解题过程也有很大的差异。只有通过研究把这些特殊性讲清楚，心理学才能为这些领域的研究性学习提供依据。令人遗憾的是，心理学在这方面的研究很少。
本章概要
1．20世纪初期，行为主义心理学家和格式塔心理学家均以动物为被试研究问题解决的过程和条件，他们混淆了人类学习与动物学习的区别，以及人类高级学习与低级学习的区别，其得出的结论难以应用于学校教学中。
2．在20世纪60年代后，著名教育心理学家奥苏伯尔和加涅把问题解决置于其学习分类体系中加以研究，对什么是问题解决给出了较明确的定义。据本书采用的学习分类理论，问题解决不是已习得的概念和原理（或规则）的简单应用，解决问题过程中必须包含发现过程，其结果必须产生新的思维成品，所以问题解决与创造是同性质的概念。
3．20世纪60年代前，不同学者根据不同的研究方法和资料对解决问题的心理过程的阶段性作了大同小异的描述，其中最著名的是杜威的五阶段描述。
4．关于影响问题解决的心理因素，研究较多的是心理定势、功能固着。但这些研究结果都是在人为的简单问题情境中得出的，难以解释学校教学情境中的学科问题解决。
5．奥苏伯尔和鲁宾逊于1969年提出问题解决四步模式开启了分析不同类型的知识在解决问题过程中的不同作用的先河。在该模型中区分了背景命题（与问题相关的背景知识）、推理规则和策略。问题解决过程是被问题情境命题激活，在解题策略指导下运用推理规则对与问题有关的原有知识进行改组和重建的过程。
6．心理学家已成功地综合运用三种不同类型的知识来解释数学解题能力和语文阅读与写作能力。研究表明，自然学科中的许多问题难在问题的表征，问题一旦得到适当表征，便迎刃而解。而问题的正确表征决定于学生认知结构中问题图式的建立和贮存。
7．专家—新手解决问题的比较研究表明，专门领域的知识、自动化的智慧技能和专门领域的解题策略以及元认知监控技能是决定专家解题能力大大超越新手的根本原因。
8．当代认知心理学家认为培养学生解决问题的能力涉及教什么、如何教、从何处教与从何时教四个问题。认知心理学家倾向于主张分别教构成问题解决能力的各种子技能，而不是教单一的问题解决能力；结合学科内容教，而不是脱离学科内容单独开设课程教；教学中强调解决问题过程，而不强调解决问题的结果。
9．当前我国课程改革中提出的研究性学习包括作为学习方式的研究性学习和作为课程形态的研究性学习。课程改革专家认为，这两种形式的研究性学习是“学生自己在教师指导下自主地发现问题、探究问题、获得结论的过程”。据此现今课程改革专家提倡的研究性学习与本书所讲的作为认知学习最高形式的问题解决的性质是相同的。因此，教育心理学中关于问题解决的研究可以为研究性学习提供理论支持。
10．解决问题能力的教学是单独设立课程进行还是结合具体学科进行，教育家和心理学家对此有不同主张，但大量的心理学研究结果并不支持单独设立课程来培养学生解决问题的能力。
参考文献
1． 汪安圣主编：《思维心理学》，华东师范大学出版社1992年版，第6章。
2． 章志光等著：《试论创造力的研究》，中国心理学会专业委员会1986年学术年会论文。
3． J。R。Anderson（1990）。 Cognitive Psychology and its Implications。 Chapter 8。
4． 朱曼殊和白振汉著：《小学生解答多步应用题的思维活动》，载《心理学报》1964年第4期。
5． 加涅著：《学习的条件》，1977年（3版）英文版，第7章。
6． 奥苏伯尔等著：《学校学习》，1969年英文版，第17章。
7． 皮连生著：《应用题解题能力的知识类型分析》，《湖南教育》1996年第1期。
8． 约翰·杜威著：《我们怎样思维·经验与教育》，姜文闵译，人民教育出版社1991年版，第6章。
9． 钟启泉等主编：《〈基础教育课程改革纲要（试行）〉解读》，华东师范大学出版社2001年版，第119～148页。
动作技能的学习
现代社会要求公民具有丰富的知识，高度发展的智慧能力，还要求他们掌握熟练的动作技能（motor skill，又译运动技能）。因此，我们学校培养的学生，不仅要善于动脑，也要善于动手。学校教师不仅要知道学生的文化知识和智慧技能的获得过程，也要懂得动作技能形成的过程与特点，这样才能有效地指导学生的动作技能学习。本章将着重论述动作技能的性质、学习与保持过程以及有效指导与练习的方法，最后还将简要介绍动作技能的能力倾向的测量方法。
学完本章以后，应做到：
1．能指出动作技能与一般认知能力的相同点和不同点，能用自己熟悉的例子说明熟练操作的特征及其心理机制；
2．能用实例说明动作技能形成的不同阶段的特点，并能对教材中引述的关于动作技能保持的实验与解释作出适当评价；
3．倘若要你指导一个班级的学生学会一套你熟悉的体操或解放军的队列操练，能知道应选用本章学到的哪些原理；
4．陈述能力倾向测验各个项目的内容。
动作技能的性质
动作技能的含义与分类
动作技能的含义
什么是动作技能？不同的心理学家有不同的定义。例如，克龙巴赫（J。Cronbach； 1977）认为，“最好是把动作技能定义为习得的、能相当精确执行且对其组成的动作（ponent acts）很少或不需要有意识注意的一种操作。”伍尔福克（A。E。Woolfolk）等则把动作技能定义为“完成动作所需要的一系列身体运动的知识和进行那些运动的能力”。加涅认为，“动作技能是协调运动的能力”，“动作技能实际上有两个成分：一是描述如何进行动作的规则，即动作程序；二是因练习与反馈而逐渐变得精确和连贯的实际肌肉运动。”
尽管心理学家对动作技能的定义不尽相同，但他们都认为，动作技能是一种习得的能力，而不认为眨眼之类的不随意动作是一种动作技能。动作技能包含有动作成分，但并不是说动作就是动作技能。动作是人体的一种空间造型以及驱动这种空间造型的内部冲动。只有当人们利用一组动作去完成一项具体任务或解决一个问题时，如利用一组身体动作去表现情感（舞蹈）或组装一个机器部件，这时人们的活动能力才被称为动作技能，也就是说动作技能是一种有意识、有目的的活动能力。因此，我们认为，动作技能是人类一种习得的能力，是人类有意识、有目的地利用身体动作去完成一项任务的能力。个体越是经济、有效、合理地利用身体动作完成任务，其动作技能的水平就越高，其能力就越强。
动作技能的分类
在动作技能学习的研究中，通常把动作技能分成两大类，即连续的动作技能与不连续的动作技能。连续的动作技能一般是较多受外部情境制约的，需要根据外部情境中的信息，不断调整操作者与外部关系的动作技能，如开汽车、打跑猪靶等。不连续的动作技能一般是自我调节的，较少受外部情境的控制，如射击静止的目标等。由于两类动作技能控制的性质不同，完成任务所需的能力和策略也不同，比如赛车运动员和举重运动员完成任务的策略就不相同。事实上，有些人偏向于完成连续性运动任务，有些人则更喜欢完成不连续的运动任务。
对两类不同性质动作技能获得的实验研究是有区别的。研究连续的动作技能的获得，一般通过实验室的追踪任务进行。例如，在一追踪任务中，有一追踪目标，它可能是屏幕上的一个动点，其运动受实验装置控制。还有另外一个光点，称为标志点，它由实验中的被试控制，被试的任务是操纵标志点去追踪动点。任务可难可易，动点做不规则运动，被试追踪的困难就大些；动点做规则运动，被试追踪的难度就小些。不连续的动作技能可以通过某些简单的任务来研究。例如，从一固定位置移动杠杆达60厘米远，当被试放手后，杠杆回到原位，实验者可以指出被试操作的误差程度或提供其他信息反馈。通过实验，可以了解这类技能的形成过程及特征。
熟练操作的特征
技能总是在人们完成某种操作或动作中表现出来的。操作或动作是可以观察的外显活动，其执行的速度、精确性、力量或连贯性均可以测量。心理学家总是将达到较高速度、精确性、连贯的操作或动作称为熟练操作或熟练动作。熟练操作则是技能获得的标志。
心理学家将初学者和专家完成同一任务的操作加以比较，发现熟练操作具有以下几个特征。
立即反应代替了笨拙的尝试
从控制论的观点看，人的任何操作或动作可以分解为复杂的刺激与反应过程。从刺激到反应之间需经历五步：
1．输入，刺激引起神经冲动；
2．编码，识别信息，信息被转化成概念；
3．信息加工，运用联想和思维从信息中推导出以符号陈述的行动指令；
4．译码，符号的指令转化为神经冲动；
5．输出，神经冲动引起肌肉作用于外部世界。
研究表明，从一步一步有意识的尝试到自动的操作的形成，主要是由于省掉了许多中间环节。例如，初学者在学习弹一段钢琴曲调时，它的刺激反应联系的连锁是：
1．音符的视觉产生思想，“它代表黑键”；
2．音符的思想引起键盘黑键位置的表象，“在3个黑键中，右边最远的那个键”；
3．键盘和手的视觉与这个表象相比较，又产生想法，“黑键在小手指旁边”；
4．学习者指示自己向右移动小手指；
5．学习者用小手指弹黑键。
每一中间反应都指引学习者在反应连锁中前进一步。初学者的操作分解成许多小步，看起来很笨拙。随着练习的增多，个别的中间反应逐渐变得不必要了，曲调的视觉便足以引起手指的适当演奏运动。
利用微弱的线索
任何动作都受情境中的线索指导。线索可以是看到、听到或触到的，有关的线索乃是有助于人辨认情境或指引其行动的体内外刺激。初学英文打字的人，坐在打字机旁，他的反应几乎完全由视觉线索指导。在稿子上看到一个字母，然后在键盘上找到相应的字母，于是按这个键。但熟练的打字员可以不看键盘，凭动觉（肌肉线索）指导自己的反应。优秀的运动员对微弱的线索有敏锐的感知觉，例如，第31届乒乓球男子单打冠军长谷川信彦，可以通过对方移动时所产生的风声、地面震动的触觉和对方呼吸的声音来判断对方移动的位置。
错误被排除在发生之前
高度熟练的运动，看起来连绵不断，但将连绵不断的运动的记录放在显微镜下观察，发现连续的运动实际上是一连串的脉冲。每一个脉冲对前一脉冲起着检验、更正和增强作用。在连续的动作技能中，操作者不断进行尝试与纠正。如汽车司机在开车时并不能沿着路边或中线笔直行驶，时而偏左，时而偏右，他需要不断进行调整，实际走的是锯齿形路线。心理学家希金斯（J。R。Higgins）等人的研究发现，熟练的专家甚至尚未等到肌肉信号的到来，便能预料到他给自己的肌肉发出了不正确的指令，在错误发生之前，能收回这个指令。
局部动作综合成大的连锁，受内部程序控制
心理学的研究表明，人对外界刺激的变化，每秒钟只能进行两次调节。但熟练的钢琴家每秒钟能弹奏10个以上的音符。这是怎么做的呢？研究表明，熟练的演奏家不是对单个音符作孤立的反应，他们的局部动作已被综合成大的连锁，或者说他们已发展了内部的指导程序。凯尔（S。W。Keele）指出，有实质性的证据表明，尽管动作技能开头可能是逐个成分学会的，但技能学习的较高阶段包括发展一个内部程序，它使完整的操作畅通无阻地执行。
在不利条件下能维持正常操作水平
表现出同样操作水平的人，其熟练程度可能不同。检验谁是最熟练的操作者的最好方法是看谁在条件变化时能保持正常的操作水平。最优秀的飞行员能在恶劣的天气条件下维持协调的和准确的操作。著名的篮球明星在有对手贴身防守，甚至由于对手犯规而自己身体失去平衡时，仍然可以投篮命中。紧急情形的突然出现，可能使不熟练者手足无措，但能使熟练者的技能发挥至高峰。
动作技能的习得与保持
关于动作技能学习的理论
像其他领域的学习一样，心理学家对动作技能的学习也提出了多种解释。在众多的解释中，可分为强调行为的、强调认知的和强调生态的三种基本不同的观点。
习惯论
动作技能是由一系列动作构成的。那么，这些动作是如何联系起来而形成连续的动作系列呢？习惯论主张用习惯来解释。习惯论认为，一种运动成分所产生的反应刺激，通过习惯的形成而与下一个运动成分联系起来。当习惯联结形成时，一旦开始某一动作，那么这种反应所产生的刺激就引发了另一个行为成分，从而使一系列动作得以流畅地执行。习惯在这里所起的作用不仅是将外部的刺激与一种反应联系起来，而且还将一种动作成分与另一种动作成分联系起来。习惯的形成遵从桑代克提出的效果律，即通过奖励和惩罚来增强或减弱习惯的强度。
认知观
20世纪六七十年代以后，许多心理学家偏向于用认知的理论来解释动作技能的学习。在这些理论解释中，比较突出的是闭环理论和开环理论。
闭环理论
闭环理论是由加拿大心理学家亚当斯（J。A。Adams）提出的。他认为，人的动作技能的学习是对反馈信息进行加工并减少错误的过程，并不是习惯强度的增强，换句话说，动作行为是由反馈机制控制的。当我们执行动作行为时，可以从肌肉与关节的感受器以及前庭器官中得到一些来自内部的反馈，此外还可以从视听渠道获得一些来自外部的反馈。接下来，我们会把这些反馈信息与头脑中表征的预想达到的状态进行比较，当觉察到不一致时，便对当前的动作行为进行修改，以便达到或维持预想的状态。闭环理论强调反馈的作用，尤其适合解释相对缓慢或连续的动作行为（如开车之类的追踪任务）的习得与控制。
开环理论
开环理论认为我们的动作行为受头脑中的动作程序控制，不涉及反馈信息的加工和使用，因而也没有觉察和纠正错误的机制。这一理论适合解释那些要作为整体而快速执行的动作技能的习得和控制。美国心理学家施密特（R。A。Schmidt）提出的图式理论是开环理论的重要代表。在他的理论中，动作行为不是由具体的动作程序控制的，而是由一般化的动作程序（即图式）控制。一般化的动作程序是在一类动作的许多具体例子基础上经概括而形成的，它有一些固定不变的成分，如运动的顺序，也有一些参数或变量需要在动作行为执行之前或之中得到满足，如动作的执行要使用哪些肌肉。
生态观
生态观点强调在动作的控制中动作执行者与动作发生的环境之间的相互作用，倾向于在自然的研究场景中研究动作行为。该理论认为，知觉和动作在机能上是密不可分的，由一些肌肉、关节和动作单元组成的动作系统调适于并直接受知觉状态的影响，而不是受计算性的、类似于小人的中枢脑结构所控制。
动作技能形成的阶段与习得的指标
费茨（T。M。Fitts）和波斯纳（M。I。Posner）概括了较为成熟的人类学习动作技能的一般过程。他们的分析为进一步详细研究动作技能提供了基础。他们把动作技能的学习分为三个阶段。
认知阶段
认知阶段也称知觉阶段。这一阶段主要是理解学习任务，并形成目标意象和目标期望。目标意象主要是指学习者对自己解决问题的目标模式反应和动作型式，在头脑中形成一个表象，即明确解决问题的目标模式。而目标期望则是对自己的作业水平的估价，即明确自己能做得如何。这两种期望都起着学习定向作用。
学习者在学习的起始阶段，首先要通过对示范动作的观察，对刺激情境的知觉，来形成一个内部的动作意象，以作为实际操作时的参照。而要形成这样一个意象，则需对线索和有关信息进行适当的编码。线索和信息的编码，可以是形象的，也可以是抽象的；可以是视觉的，也可以是语词的；可以是有意义的，也可能是孤立的。为了有利于形成目标意象，学习者通常用自己擅长的方式来对线索进行编码，也就是说，不同的学习者编码的策略与方式是不同的。儿童通常利用视觉表象进行编码，而成人则能够将视觉表象和语词联系起来，共同编码。在形成目标意象过程中，学习者不仅借助对现有任务的知觉和有关线索的编码，也借助先前的有关经验，这就是说，学习者通常还从长时记忆中激活有关信息，并有效地检索、提取出来。
在认知阶段，学习者不仅形成目标意象，而且还根据自己以往成功或失败的经验，依据自己的能力和目前任务的难易，形成自己作业水平的期望。这一期望既表现在质的方面，即动作质量的好坏上，也表现在量和范围方面，即能完成动作的多寡上。一般来说，有明确目标期望的学习，较之于目标期望模糊的学习更有效。
联系形成阶段
在这一阶段，重点是使适当的刺激与反应形成联系。由于即使是一个简单的动作所包含的刺激和反应也非常复杂，所以联系的形成比想象的要复杂得多。例如，用英文打字机打出man这个词，学习者必须知道并打出每个字母，而且打第一个字母的反应又必须成为打第二个字母的刺激。用加涅的话来说，就是必须建立动作连锁。
在这一阶段，必须排除过去经验中习惯的干扰。例如，已经学会开汽车的人，在学习开飞机时，因为飞机的转弯是用脚操纵的，所以他必须排除用手转动控制盘的习惯。学会了简化太极拳的人，在学习打杨氏太极拳时，常常把简化太极拳中后坐的蹩脚的动作带到杨氏太极拳里来，而在杨氏太极拳中是没有这个动作的，因此他必须努力去纠正这些习惯性动作。
自动化阶段
技能学习进入这一阶段时，一长串的动作系列似乎是自动流�
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