教育心理学-第14部分

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求每块地砖面积即0。3×0。3；c。求所需的地砖数，即房间面积除以每块地砖面积；最后用每块地砖价值乘以地砖总数，得到购地砖的总价钱。
　　从人们的认知能力中专门区分出认知策略，这是认知心理学近20年来最新发展的结果。认知策略是由人们掌握的关于如何学习、记忆、思维和解决问题的方式方法的知识构成的。例如，在解决数学问题中，逆推法是一种重要的认知策略。已掌握了逆推法的学生可从问题的终点目标——求地砖总价钱出发，一步一步向问题的起始点推理：要求地砖总价值先必须求出地砖总块数，要求地砖总块数又必须求出每块地砖的面积和总的地砖的面积。这些中介性问题一旦解决，最后的终点问题就迎刃而解。在推理过程中，解题者每进行一次推理都必须反思自己这样推理所要达到的目的以及这样推理的合理性，所以优秀解题者的推理过程始终处于自己意识的监控之下。现代认知心理学把这种个人对自己的思维过程的意识监控称为反省认知（或元认知）。这种反省认知水平的高低往往能区分出良好的解决问题者和不良好的解决问题者。新近的研究表明，学生认知策略和反省认知都可以通过系统而长期的教学得到改善。心理学家一般都同意，个人的认知策略和反省认知是构成智力的最重要成分。
执行解题计划
　　执行解题计划是利用数学计算规则进行一系列的数学运算，最后求得正确的答案。在地砖问题中，解题者需要迅速而正确地完成如下运算：
　　7。2×5。4=38。88（平方米）
　　0。3×0。3=0。09（平方米）
　　38。88×0。09=432（块）
　　0。72×432=311。04（元）
　　根据现代认知心理学的知识分类，这种数学计算能力是由个人的程序性知识支配的。程序性知识的术语是从计算机科学中借用来的。电脑之所以能进行数学运算，是因为人们事先向电脑内输入了适当的程序。同样，人脑要能正确进行数学运算，必须遵循适当的运算法则。学校教学中的一项重要任务就是要在学生认知结构中输入适当的运算法则，这些法则通过反复练习和使用，变成一种熟练的、能自动激活的程序。这时，学生的计算速度快，且正确率高。
　　以上，我们用求房间的地砖价值这样一个简单的问题来说明，学生解决数学问题的能力可以分解为应用三类知识的能力。问题表征，即问题的表层和深层理解，需要第一类知识即陈述性知识。这里涉及词语知识、事实知识和问题类型知识。解题计划的执行需要第二类知识即程序性知识。这里是算术运算技能。解题计划的设计与监控需要运用策略性知识，包括反省认知知识。
　　　　　
写作过程及其知识类型分析
写作过程
　　心理学家为了揭示人们在写作过程中的思维特征及其应用的知识类型，采用了大声思维的研究方法。例如，研究者给被试一项写作任务，并要求他描述在执行这项写作任务时的想法。研究者对这种思维过程的原始报告加以记录并作仔细分析。基于这样的分析，心理学家已鉴别出写作的三个独特阶段：构思、表达以及复看与修改。
　　1．构思。构思也称计划，指从长时记忆中，从要写的题目和刚刚所写的东西中搜寻信息并用以建立写作计划。它又由三个亚过程构成：
　　（1）生成——从长时记忆中提取有关的信息。例如，要写一篇有关“学习的信息加工过程”的文章，可能回忆起加涅关于学习过程模型中有关加工过程、执行控制过程和动力过程的内容。
　　（2）组织——选择所提取出来的最有用的信息，并使这些信息组成一个有结构的书面计划。例如，写上述这篇文章时，可写三段文字，每段写信息加工过程中的一个方面并加以组织。
　　（3）确定目标——建立指导执行写作计划的一般标准。例如，作者考虑到上述文章的读者可能不是专业心理学工作者，所以文章必须写得通俗易懂，尽可能避免用大家不熟悉的专业术语。
　　2．表达。表达指把写作计划付诸实践，形成符合文法规范的文章初稿。
　　3．复看与修改。复看与修改是改进文章初稿的过程。复看指复阅文章初稿，发现文章中的问题；修改则是改正已发现的问题。
　　图6…4描述了写作的一般过程。三个矩形表示写作中的三个主要阶段。左面的两个平行四边形代表向写作过程“输入”的信息，其中一个是写作任务，包括审题和了解读者的需要；另一个是作者的知识，包括任务的知识，对读者的了解和书面语言的知识。右边的平行四边形表示“输出”的成品，即生成的文章。写作过程三个阶段之间的箭头是双向的，表示这一个过程不是固定不变的，而是相互作用的。
　　海斯和弗劳（J。R。Hayes　&　L。S。Flower；　1980）对典型作者的写作过程的大声思维的原始材料作了分析。整个记录有14页，共458句。这些句子是作者大声思维的结果。研究者把整个记录分成三部分。第一部分116句，第二部分154句，第三部分188句。研究者再把每一部分的句子按生成信息（G）、组织信息（O）、表达（T）、复看与修改（R）分类统计。结果发现，在每一部分中四类句子的比例有明显差异。（见图6…5）
　　在写作的第一阶段，作者思考的重点是生成信息，但偶尔也进行复看和修改；在第二阶段，作者的思考重点是组织信息；第三阶段，作者的思考重点是表达。虽然每一阶段都有复看和修改，但所占比例不大。
　　
　　　　　
三类知识在写作过程中的作用
　　研究表明，人们在写作时，大部分的时间用于构思写作计划。有人仔细观察了中学生在写作过程中的停顿，发现大约有1/2～2/3的时间用于构思写作计划。另一项研究以小学生为被试，教师请学生写一篇短文。在写作的各个点上，教师让学生停下来，问他们打算写什么。学生一般能在上句写完之前，预先想到5～6个词。低年级儿童倾向于自言自语，四年级以上儿童在写作时很少出声，但在停顿时出声思维。
　　这些观察表明，构思写作计划是很费时间的。不仅在写作的开头有整体的计划，而且在句段之间还有局部计划。计划涉及审题、选择信息和组织信息。这些活动的进行都需要用策略性知识。
　　研究也表明，复看与修改贯穿写作的全过程，尽管所占时间比例不大，但它涉及作者对自己思维成品的反省，需要应用反省认知知识。
　　表达受下列因素限制：字词——写出来的句子用词正确，不写错别字；句法——写出来的句子符合语法规则，文句通顺；语义——写出来的句子能向读者清晰表达自己想表达的意义；篇章结构——所写的句子前后连贯，形成完整的段和篇；体裁风格——所写的句子与文章的体裁、风格相一致。
　　　　　格林（S。M。Glynn，　1982）等人进行了如下对比实验。实验设实验组和控制组。实验组学生在写文章初稿时，只需注意文章的内容，可以只用3～4个词的短句，尽量表达自己所要表达的想法，不必考虑文章的机械方面，如标点、句子的顺序、完整等。要求控制组学生在写文章初稿时尽量注意文章的内容、逻辑、句子的完整和其他机械方面，如标点、语法、错别字等。（见表6…1）
　　　　　　　　　　　　　　　表6…1　　初稿放宽限制和严加限制的两组学生的最终写作质量差异

论点总数
每句中的论点数
每句中的机械错误数
初稿严加限制组
（控制组）
2。9
0。38
0。43
初稿放宽限制组
（实验组）
8。0
0。85
0。23
　　表6…1的结果表明，倘若要求学生把注意力集中在文章的字、词、句以及标点等机械方面，而学生的这些技能尚未达到自动化程度，会严重限制他们思维的自由发挥。学生运用字、词、句以及标点等方面的能力，取决于他们掌握的运用语言文字的程序性知识。由此可见，学生熟练掌握运用语言文字的程序性知识对提高写作能力有重要作用。
　　研究发现，学生不易发现自己文章中的错误，但比较容易发现他人文章中的错误。例如，巴特利特（E。J。Bartlett；　1982）让四年级和五年级学生修改他们自己的和教师的文章。两篇文章都包含句法错误和指称错误（如代词所指代的人含糊不清）。研究结果见表6…2。
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　表6…2　　　　发现文章中的错误（百分数）

发现指称错误
发现句法错误
学生自己的文章
他人的文章
17
73
　53
　88
　　由此可见，在作文教学中应加强学生发现并改正自己文章错误的策略训练。
　　总之，写作作为问题解决的过程，与解决数学问题一样，作文能力也可以用三类知识来解释。
专家与新手解决问题能力的差异
　　格拉泽和齐（R。Glaser　&　M。T。H。Chi；　1988）对有关的研究作了系统的概括。他们认为，专家与新手解决问题的能力差异表现在六个方面。
有意义的知觉模式的差异
　　测量知觉模式的典型方法是：给被试呈现某个方面的信息，然后请他复现这些信息。例如，有人以国际象棋专家和新手为被试，给他们呈现一典型的对弈棋盘，看5秒，然后要求他们在空棋盘上复现看到的棋子位置。结果表明，国际象棋大师看一眼能复现20多个棋子及其位置，新手只能复现4～5个棋子及其位置。这说明专家能知觉较大的有意义的刺激模式，新手不具备这样的能力。类似的实验在许多领域进行了重复。齐还以优秀的儿童棋手与成人新手、儿童新手进行对比实验，结果表明，优秀儿童棋手比成人或儿童新手有更大的棋子的知觉模式。这一研究表明，年龄不是决定棋子的知觉模式的关键因素，关键的因素是专门知识的水平。
　　对国际象棋专家表现出来的超出常人的棋子知觉能力，按我国教育界和心理学界流行的智力四成分论（即智力由观察力、记忆力、想象力和思维力构成）来解释，是专家有非凡的观察力；按现代认知心理学的解释，是专家具有较大的有意义的知觉模式。前一解释显然科学依据不足。
短时记忆和长时记忆的差异
　　人的短时记忆容量（也称短时记忆广度）为7±2个独立的信息单位。研究表明，通过专门训练，人的短时记忆容量可以扩大。典型的例子是切斯和埃里克森（C。Chase　&　Ericsson）的研究。他们发现一位跑步运动员记忆数字的能力很强，通过仔细研究发现，该运动员记住了大量的跑步比赛成绩的数字纪录。他利用已知的大量有意义的数字模式帮助记忆。它的短时记忆可以达到记住80个数字的水平，大大超过常人只能记住约7个数字的水平。
　　一般认为，成人的短时记忆容量是不会改变的。该运动员之所以能有超乎常人的短时记忆力，按现代认知心理学的解释，他利用已有的数学知识，将要记住的单个信息单位扩大。通常一个数字是一个信息单位，但利用有意义的数字模式，10个数字可能只构成一个信息单位。这样，表面看来，他从短时记忆中回忆出来的具体数字增加了，但其信息单位未变。由此看来，决定短时记忆的是原有知识和利用原有知识将新信息组成较大组块的记忆策略。
　　同样，专家在他熟悉的领域有较优越的长时记忆能力。这种优越的长时记忆能力是用记忆品质说来解释，还是用知识来解释呢？现代认知心理学的研究表明，人的长时记忆能力决定于他的知识的加工程度。知识加工程度越深，记忆效果越好。而加工程度又决定于他采用的策略。策略的适当性又与个人的专门领域的知识基础密切相关。
技能执行速度的差异
　　某一领域的专家，如物理学家、数学家、文学家等，他们对基本技能的掌握已达到高度熟练的程度，有的已达到自动化的程度。在解决复杂问题时，由于这些基本技能自动执行，便减轻了他们短时记忆负担，可以把精力集中于运用策略，完成需要高水平思维方面的任务。例如，不熟练的阅读者一字一句出声读出句子，而熟练的阅读者能做到所谓的“一目十行”。“一目十行”固然是一种夸张的说法，但熟练的读者阅读时不出声，且不必仔细分辨句中的每一个词，或者识字时也不必看清字的每一笔画，这样，他们的阅读速度比初学者快得多。
　　除了基本技能熟练之外，专家有时解决问题速度快的另一个原因是，他们不必一步一步地进行推理。格拉泽提出了机遇推理（opportunistic　reasoning）概念。这种推理是专家在收集信息到一定程度之后偶然抓住的。例如，电子工程专家在检测机器故障时，不必预先计划每一步，在检测过程中，他们可能偶然出现某种想法，而这种想法与已经收集的信息相一致，由此导致问题迅速解决。
用于表征问题的时间差异
　　在解决常规问题时，专家比新手快得多；但在解决困难的新问题时，专家用于表征问题的时间比新手要长一些。原因是，他们有更多可供利用的知识，他们需要思考与当前问题最有关的是什么知识。例如，有人曾给苏联问题专家与新手这样一个问题：“为苏联企业提出一项政策以增加企业的产量。”对专家的解题过程的原始记录分析表明，他们解题时间的1/4用于表征问题。例如，他们利用自己有关苏联政策的知识，对解答的结果可能是什么加上一些限制条件。而新手仅用解题时间的1％表征问题。许多数学教师发现，代数学得好的学生在解题前常常给问题创造有意义的表征，而代数学得差的学生通常不思考问题的意义就开始把数字代入公式。
表征的深度差异
　　当遇到一个新问题时，专家能很快抓住问题的实质，根据问题的内在结构表征问题，如齐等研究具有博士学位的物理学专家和刚学过一门物理学课程的大学生之间在物理问题表征上的差异。研究者给出20个描述物理学问题的名称。当请新手和专家将问题分类时，新手的典型名称是“斜面上的木块”，专家使用的典型名称是“牛顿第二定律”。在研究计算机程序专家和新手表征问题时，也发现同样的差异。程序专家按用于解决问题的算法将问题分类，而新手则根据该程序能做什么，如产生一系列英文字母表上的字母来将问题分类。因此，根据问题得以解决的原理对问题进行表征被认为是问题的深层表征。
自我监控技能的差异
　　图6…6解决问题能力的知识类型分析及其在记忆系统中的定位研究表明，专家倾向于更频繁地检查自己对问题的解答，而且这种检查的效果比新手更好。如上述代数问题解决例子中，以有意义的方式表征问题的学生，在解题过程中，会反复思考这样解题是否有意义，而只顾代入数字的学生不可能有效地检查自己的解题结果。E。D。加涅用图像形象地描绘了专门领域的专家解决问题能力的知识成分及其在记忆系统中的定位。（见图6…6）
　　E。D。加涅的图可作如下解释：外界问题的输入，激活了长时记忆中与问题陈述相关的概念性知识（包括图式、命题或表象）。对于某领域的专家来说，这些概念性知识总是与相应的程序性知识和解题策略一起贮存的，因而后两者也被相应激活，从而形成了问题的正确表征。整个问题解决过程在工作记忆中完成。反应的输出既可能从工作记忆（意识控制的）中产生，也可从长时记忆（自动化的）中产生。
　　综上所述，专家和新手解决问题能力的差异可以归结为他们在掌握的结构化、组成图式的知识、熟练的技能和灵活的解题策略上的差异。也就是说，可以归结为解题者在掌握的陈述性知识，作为程序性知识的智慧技能和作为特殊程序性知识的认知策略上的差异。现代认知心理学用三类知识解释了专家和新手解题能力的差异，这是心理学史上对解决问题能力实质认识的一大进步。
　　解决问题能力的教学与研究性学习
　　教育心理学研究人类解决问题的过程和有效解决问题的条件，其目的是为中小学生的解题能力的教学提供科学心理学理论指导。然而，令人遗憾的是，直到现在心理学对问题解决过程及其影响因素的研究并未取得令人信服的重大突破，以致如何教会中小学生解题能力，争论颇多。我们认为，梅耶的研究和观点值得重视。
梅耶关于解决问题教学的观点
　　梅耶（Mayer；　R。E。；　1997）认为，解决问题的教学是围绕教什么（What）、如何教（How）、从何处教（Where）和从何时教（When）四个方面展开的。他区分了基于常识的观点和基于科学的观点。（Mayer；　R。　E。（1997）。　Incorporating　Problem　Solving　into　Secondary　School　Curricula。　In　Gary　D。Phye（Ed。）　Handbook　of　Academic　Learning。）
基于常识的观点
教什么
　　教什么涉及教学目标。常识的观点是教一般解题能力。一般解题能力提高后可以运用于各个领域。例如，通过在逻辑学、拉丁语和计算机编程方面的心理训练，可以普遍改进人的心理功能。
如何教
　　　　　如何教涉及教学方法和手段等。据常识观，像训练任何其他技能一样，最好的方法是进行经常性心理训练。训练中，教师应提供问题答案，学生接受解题正确与否的反馈。
从何处教
　　　　　这涉及课程问题。据常识观，应像其他学科一样，单独设置解决问题的课程。所有学生都应学习这种课程。在这种课程中习得的解题技能有助于学习其他课程。
从何时教
　　这涉及学生的知识准备。按常识观，学生在掌握较低层次的技能之前，不能学习较高层次的思维技能。例如，学生未掌握字词、标点符号的运用之前，不能学习作文；或者学生在未能背诵加法和乘法的口诀之前，不能学习解算术文字题。
　　　　　梅耶对上述四个观点一一作了讨论和批判。
　　　　　第一个争论问题是：能教会的解题能力是不可分的单一能力，还是多种较小的子技能构成的能力？按常识观，解题能力是不可分的单一能力。据这种能力观，学生通过系统心理训练，其整体解题能力将得到提高。这种观点意味着人的心理好像某种肌肉一样，通过训练可以增强力量，所以当学生心理能力得到提高后，其各学科成绩也将随之提高。
　　19世纪末20世纪初，这种观点被称为形式训练说，是当时教育理论界流行的观点。20世纪初，桑代克经过一系列的研究表明，形式训练说不能成立。至上世纪末，认知科学的进展表明，心理能力可以视为是由许多子能力构成的集合体（Sternberg，　1990）。解决问题能力的教学可以分别教这些子技能。
　　第二个争论的问题是：如何教授解题能力呢？也就是说，问题解决能力的教学是应强调过程还是应强调结果呢？按常识观，解题教学应强调告知学生正确答案，即强调结果。这种观点似乎源于行为主义的奖惩观。但布卢姆等人（1950）的研究表明，强调过程的教学能提高大学生的解题能力。布卢姆等人的研究是在芝加哥大学以大学生为被试进行的。他们发现许多大学生不能解答综合考试题。
　　　　　补救教学共10～12次，每次补课时，成绩好的学生作为榜样与考试不及格的补课生轮流描述自己是怎样解题的。如示范的学生用出声的方式从事解题，描述自己思维过程的每一步。补课生同样也进行解题。然后，对两者解题方式进行比较。通过描述和比较思维过程，这种教学方式重在解题过程，结果参加补课的学生与控制组学生相比，综合题的成绩明显提高。
　　梅耶指出，应注意的一点是：因为该项研究是以经济系的学生为被试，他们学了几年的经济学。由于有这样的专门领域的丰富知识，10小时训练才能取得解题能力提高的明显效果。如果没有这样丰富的背景知识，单靠10小时的训练是不可能成功的。
　　第三个争论的问题是：解题能力的教学是应独立设课还是整合在已有学科中？按常识观，解决问题的课程应脱离其他课程而单独开设。例如，如果想教会学生制定计划的技能，则应教会他们作计划的一般步骤，如把一项大的任务分成许多小部分等。一旦这些一般步骤被掌握，不论在遇到什么具体任务，它们都会有用。
　　　　　当代认知科学研究表明，最好是结合具体学科教问题解决技能，因为每一具体领域的问题都有其特殊性，对解题能力有特殊要求。为了检验这一假设，心理学家对流行的创造性思维计划（Productive　Thinking　Program）的效果进行了评估。该训练计划由15套卡通手册构成，每一手册包括一个神秘的或侦探的故事。故事中两名儿童，一名叫吉姆，一名叫林拉，他们力图弄清案件。他们示范基本思维技能，如提出假设，检验假设。读者通过阅读卡通手册同样可以进行这些思维训练。训练结果表明，受训练的学生在解答类似训练中的神秘问题或侦探问题的成绩优于控制组；但当遇到不同于