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1、第三章 知识的学习一、知识的概念 狭义的知识:仅指能贮存在语言文字符号或言语活动中的信息或意义。技能:经过练习而熟练掌握的对已有的知识经验加以运用的操作程序。动作技能:指经过练习而形成的,由一系列实际动作以合理、完善的程序构成的操作活动方式。智力技能:指经过练习而形成的,借助内部言语在头脑中进行的认知活动方式。广义的知识:个体通过与其环境相互作用后获得的一切信息及其组织。包括狭义的知识及技能。,二、知识学习的类别(1)知识学习的传统分类 概念的学习 原理的学习 问题解决的学习(2)知识的现代分类安德森提出 陈述性知识:是什么(what)程序性知识:怎么做(how),三、传统的关于知识学习与教学
2、的观点(一)概念的学习与教学 1 什么是概念 代表一类事物共同的本质特征的符号(主要是语词)。名称:例子:正例和反例 属性:本质属性 定义:对本质属性的科学概括。具有共同的关键特征的符号,2 概念的分类 日常概念(前科学概念)和科学概念 初级概念和二级概念 初级概念:通过直接观察正反例而得来的;二级观念:不能直接通过观察,只能通过定义而获得。具体概念和定义概念 易下定义概念和难下定义概念,3 概念的获得 奥苏贝尔认为:儿童获得概念有两种形式,即概念的形成和概念的同化,其中概念同化是学生获得概念最基本的形式。(1)概念的形成 从大量的具体例证出发,在儿童实际经验过的概念的肯定例证中,通过归纳的方
3、法抽取一类事物的共同属性,从而获得初级概念的过程。赫尔的人工概念:联结的形成(消极)布鲁纳的假设-检验理论(积极)罗斯的范例理论:原型,2 概念的同化 指在课堂学习的条件下,利用学生认知结构中原有的有关概念,以定义的方式直接向学生揭示概念的关键特征,从而使学生获得概念的方式。原有知识结构+新特征=新概念平行四边形+四边相等=菱形平行四边形 菱形概念同化是学生获得概念的最基本形式。,4 概念的教学 例规法:正反例归纳定义 规例法:定义正反例教学要点 用准确的语言 突出关键特征 适当运用正例和反例 提供变式和比较 在实践中运用,(二)原理的学习与教学1 什么是原理 原理是对概念之间关系的言语的说明
4、。2 影响原理学习的因素 对原理所涉及的概念的掌握;学习者的认知发展水平;学习者的语言表达能力。,3 原理教学的步骤(加涅)期望(应用原理来干什么)回忆旧概念(旧概念组合)形成新原理 举例 言语陈述 复习,(三)问题解决与教学1 问题解决的性质 问题是这样一种情境,个体想做某件事,但不能马上知道这件事所需采取的一系列行动。问题解决一般是指在问题情境中超越过去所学原理的简单运用而产生的一个解决方案。需要把掌握的简单原理重新组合。2 问题解决的阶段 杜威:意识到 识别问题 假设 检验假设 结论 华莱士:准备 沉思 灵感 验证 纽威尔与西蒙的信息加工模式:刺激 神经传入 加工 解决问题,3 影响解决
5、问题的因素 问题情境(知识表征的方式)定势 功能固着 知识经验专家与新手动机,4 解决问题能力的培养 动机(主动质疑)难度要适当 正确表征问题 养成分析问题的习惯 从记忆中提取信息 陈述自己的假设和步骤,四、现代认知派关于知识的学习与教学的观点1陈述性知识的学习(1)什么是陈述性知识 陈述性知识是关于事物及其关系的知识,是相对静态的知识。陈述性知识以命题和命题网络来表征。命题:论题+关系 基辛格是个高个子命题网络=命题+命题 高个子基辛格打了矮个子李香陈述性知识=命题网络+命题网络,(2)陈述性知识的学习(认知策略)陈述性知识的获得与贮存(概念的同化)新命题进入工作记忆;相关旧命题被激活进入工
6、作记忆;通过共同部分构成命题网络。新知识的学习一般经历三个环节:联结:在新旧知识之间建立联结。精加工:对新旧命题进行加工、整合,使二者融会贯通。组织:把已经形成的命题网络整合到整个知识系统中去,形成合理有序的知识结构。,陈述性知识的巩固 维持性复述:简单重复。精加工复述:建立多方面的新联系。主动复习,激活命题网络 陈述性知识的提取和建构问题 命题表征 进入工作记忆 激活有相关节点的命题 解决问题 不能解决问题 建构新命题,(3)促进陈述性知识学习的一般条件 材料的逻辑性、心向、原有的知识结构 对新知识的积极关注 对相关旧命题(知识)的主动、有效地提取 合理使用工作记忆的有限容量 充分的精加工
7、及时组织和系统化 必要的复习,2程序性知识的学习(1)什么是程序性知识(过程性知识)关于完成某项任务的行为或操作步骤的知识。,程序性知识在头脑中是以产生式和产生式系统来 表征的。产生式:if(条件项)then(动作项)产生式系统:相互联系的产生式构成产生式系统。产生式1产生式2 产生式3,(2)程序性知识的学习 阶段一:陈述性阶段,学习和理解有关程序性知识的陈述性知识;阶段二:程序化阶段,通过练习,使陈述性知识转化为程序性知识,将小的产生式形成产生式系统。程序性知识的学习分模式识别学习和动作步骤学习两类。,模式识别学习(产生式中条件项的学习)模式:由若干元素按照一定关系组成的一种结构。模式识别
8、:学会对特定的内部或外部刺激模式进行辨认和判断。模式识别的主要任务是学会把握产生式的条件项,有概括化和分化两种。,概括化:当两个具有相同动作项的产生式同时处于工作记忆中时,舍去两个产生式的条件项中的不同部分,只保留共同部分,作为新的条件项。产生式1:B+A D产生式2:C+A D 提供概念的若干正例(变式)以促进概念学习。分化:当已有产生式中的条件项过于宽泛时,须对它重新界定。C B(冗余条件)+A D多次练习后:A D,新的产生式:A D,动作步骤学习(产生式中动作项的学习)动作步骤的学习是指学会顺利执行完成一项活动的一系列操作步骤。就是产生式的动作项的学习。动作步骤的学习从陈述性的规则和步
9、骤开始。动作步骤的执行从模式识别开始。动作步骤从陈述性知识转化为程序性知识经过两个阶段:程序化 程序合成,程序化 程序化就是把陈述性知识转化为程序性知识,使动作步骤的执行过程不再依赖欲陈述性规则而能独立完成。分两步来实现:1 建立规则和步骤的命题表征(陈述性知识);2 将动作步骤的陈述性命题表征转化为程序性的产生式表征,并在执行动作步骤的过程中逐渐脱离陈述性命题。,程序合成 两个有关联的产生式(一个产生式的行为项是另一个产生式的条件项)同时进入工作记忆,保留前一产生式的条件项,将两个条件项的动作项按顺序合并为一个复杂动作项,最终成为一个固定的技能组块。产生式1:If then 产生式2:if
10、then产生式3:if then技能组块:if then动作步骤的学习过程:陈述性阶段 程序化 程序合成理论指导 基本动作训练 形成技能组合,(3)促进程序性知识学习的一般条件 例证和比较 练习和反馈 材料的逻辑性、心向、原有的知识结构 对新知识的积极关注 对相关旧命题(知识)的主动、有效地提取 合理使用工作记忆的有限容量 充分的精加工 及时组织和系统化 必要的复习,五 知识掌握的标准(张庆林教授)(1)条件化条件化是指不仅要学会知识,而且要知道这个知识在什么情况下使用。或者说,运用这个知识的条件是什么。如果不知道所学的知识在什么条件下使用,那么到了该用这个知识的时候也不知道要用它。因此条件化
11、需要我们把知识的运用方法和运用条件结合起来储存在大脑之中,形成一个“如果 那么”的认知结构。传统的教学容易导致头脑中学到的学科知识僵化。为了避免知识的僵化,有必要使学生在大脑中储存知识时,将所学知识与该知识使用条件结合起来,形成条件化知识,即学习知识的同时,明确这些知识在什么条件下有用。所学的知识只有做到了条件化,才能在遇到恰当条件时有效地提取出来加以运用。许多学者现在认为,当人面临问题时,能否在大脑中检索、提取和应用与任务有关的知识,是智力发展水平的一个重要标志。为了提高知识在解决实际问题中的有效利用性,有必要在呈现知识时,使学生同时考虑这些知识在课堂之外的背景中的应用条件。在传授条件化的知
12、识时,一定要训练学生能够设想所学知识在尽可能多的情况下使用,特别是在与学习该知识的背景迥然不同的条件下的使用,这才是创造性学习的表现。,(2)结构化所谓结构化,是指将每节课逐渐积累起来的知识加以归纳和整理,使之条理化、纲领化,要做到纲举目张,不是像一盘散沙,要像红线串珠。知识是一点一点地累积的,但不应该是堆积的。心理学研究发现,优等生和差生的知识组织是不一样的。差生头脑中的知识是零散和孤立的,如果你问他,某一章讲了什么时,他会罗列出一二三四五来,呈现水平排列方式、列举方式。而优等生头脑中的知识是有组织和系统的,知识点按层次排列,而且知识点有内在联系。如果把优等生头脑中的知识结构画成一张图的话,
13、就呈现出一个层次网络系统。当知识以层次网络的方式排列时,就可以大大提高检索效率。例如,假设一个问题领域包括27个定理,如果这27个定理是一个水平堆积的,那么要在27个定理中寻找解决眼前问题的定理就相对较难,需要进行27次判断。但是,若这27个定理是以3 3 3的层次排列的话(即每个节点三个分支,共分三个层次节点),那么其抽象水平越高,适应范围越广;如果作为一个组块,其容量也越大。运用大容量的知识组块进行思维,有助于问题解决时在短时记忆容量范围内进行思维操作,有助于使心理视野看得更远张庆林,1989。同时,运用大容量的知识单元进行思考时,从一个单元跳到另一个单元,思维的跨度越大,跳跃性就强,因此
14、,创造性就越高,直觉思维能力就越强。,如何促进学生所学知识的结构化呢?第一,经常归纳和整理所学知识,我们要学会用主题纲要法和符号纲要法来归纳知识。有时,我们借助书的目录去回忆学了哪些知识,讲了些什么定理,有些什么方法。这实际上是注意到知识的层次结构。第二,学生要打破章节系统归纳方法性知识。例如,在一次优等生解题思维特点的对比研究中发现,优等生能够考虑多条思路,一条路走不通,会寻找第二条、第三条思路。而较差的学生只思考一条思路,钻牛角尖,如果这条思路走不通,要么放弃思考,要么消磨时间。较差的学生如何重新组织知识,以利于他们进行发散思维呢?可以利用每学期结束时的总复习时间进行训练。此时,应该改变常
15、规的复习方法按照教材顺序从头到尾再概述一遍,而是采用一种新的练习和复习方法。例如,让学生自己回答这样一些问题:要证明1=2,AB=CD,三角形ABC全等三角形EFG有哪些方法,可以用哪些定理?这样做,就打破了教材的章节结构,而是以功能或作用为线索重新构造知识。这样,头脑中的认知结构变得更加适合于发散思维,更有利于较差的学生的问题解决能力的提高。,第三,加强抽象知识与具体感性知识的联系,以促进真正理解和灵活运用所学知识。当知识以层次网络方式表征时,一定要加强上层的知识节点或抽象知识与下层的知识结点之间的联结,要能够非常顺利地进行从具体到抽象和从抽象到具体的动力传递。有些同学在学习“列方程解应用题
16、”时,把比例、分数、工程、溶液问题归为一类,实质上是注意了问题结构而不是表面细节。这类问题都可用整体与部分的比例关系来解决。这样,我们同学真正做到了掌握学科结构的要求,能起到举一反三的作用。第四,提高课堂提问艺术,多提指向知识结构的问题。我们同学在向老师提问时爱问针对具体事实或知识细节的问题和仅仅只有一种答案的问题。例如,问什么地方、什么时候、是什么、是谁等等,而较少提出需要对许多知识加以联系或概括的问题。一般情况下,前一类问题要占23。当然,这一类问题对于学生来说易于回答,容易取得成功,不至于因失败而丧失学习信心和兴趣,但这一类问题不利于知识的组织或结构化,不利于培养学生的思维能力、独创性和
17、自我指导的学习习惯。而且,提出什么问题,就意味着学生选择性地注意什么信息,过于简单的问题容易使我们学生习惯于只对枝节信息感兴趣,而较少将注意力放到知识的概括和结构上去,形成一种不爱深人思考问题和不爱从复杂的联系中思考问题的不良思维习惯。,(3)自动化 所谓自动化,是指最基本的知识要达到熟练掌握的程度,能够在要运用该知识时不假思索,脱口而出,达到自动化程度。人的短时记忆容量是有限的,然而,解决一个问题需要考虑若干个知识点与已知条件和未知条件的关系,往往使短时记忆的负荷超载,难以胜任。但是,如果一个知识点的各个方面经过练习而紧密地结合在一起,并达到自动化的熟练程度,那么,这个知识就可以在头脑中表征
18、为一个知识组块,在运用时就只需占据较少的短时记忆的空间,从而使更多的空间空余出来用以考虑问题的其他方面,如问题的已知条件、未知条件与该知识点的联系,以及该知识点与其他有关知识点之间的关系等。因此,这样的知识就能在问题解决的过程中有效地与问题的各个方面发生联系,促成眼前问题的顿悟和解决。,(4)策略化 所谓策略化,是指学习者在学习学科知识时,必须运用关于学习策略和思维策略的有关知识指引自己高效地学习。策略化意味着学生学习时不仅要注意所学习的知识、所解的习题,而且要注意自己如何在学习知识、如何在解答习题。大脑意识要在知识学习和方法调节这两者之间不断来回变换。在学习的过程中,对自己的学习方法和思维方
19、法进行监控,这被称为元学习过程。,(6)深化要学会学习,首先要学会深入理解知识的技巧。只有深入理解了的知识,才是真正接受了的知识。死记硬背,虽然从表面上看是接受了知识,但实质上并没有真正掌握知识。因此,学习的效果取决于学习者对新知识的理解程度,理解得越深,学习效果越好。所谓的深化知识,就是要把所学的材料和头脑中已有的知识经验建立起内在的联系。就是要在新旧知识之间建立联系。因此,要使得头脑中的知识能够深化必须具备三个条件:第一具备学习新知识所必备的感性经验或基础知识;第二,具有把新学的材料与头脑中已有的知识经验联系起来的心向,即爱动脑筋,爱深入理解问题的良好的思维习惯。克服浅尝辄止、不求甚解的陋
20、习;第三具有把新旧知识联系起来的方法和实际操作。只有这个三个条件缺一不可,才能在 头脑中深刻地掌握知识,是知识的掌握得以深化。,(7)固化根据先行组织者的原理,我们在头脑中的知识必须“固化”在头脑中,这也成为我们知识掌握的标准之一。所谓的固化,指原有的起固定作用的知识的稳定性包括它的清晰性。这是影响意义学习和知识长久保持的第三个重要的认知结构变量。如果这种起稳定或固定作用的知识不稳定而且模糊不清,它不仅不能为新知识的学习提供适当的关系和有力的固定点,而且会影响新的观念与原有观念的可辨别程度。固化知识有利于概念、原理等知识的充分发挥。在学习中,若提供的例证太少,也不能充分掌握概念或者原理。在充分
21、掌握知识的基础上,固化了原有的知识,加强了原有知识的稳定性,也提高了原有知识的清晰度,这样知识就达到掌握的标准而能够得以长久保持了。这里要特别注意,知识的固化并不是指知识运用的生搬硬套,前者是指知识的掌握过程,而后者指知识的运用过程,实质是不同的。,(8)概括化所谓的对知识的概括化只要是指对知识的一种总结提炼,是一种缩约化的过程,缩约化的结果一些知识在头脑中有意识地遗忘。这样形成了对所学知识的一种提纲挈领的掌握。知识的概括化是一种由分到综合的过程,也是一种知识由不突出到突出的位置的过程。通过概括化,新的学习内容与已有的内容之间的分化程度越好,便于知识的掌握。知识的概括化程度从某种程度上显示了新知识和旧知识的分离程度,或者可辨别性程度。如果新的学习内容不能同认知结构中原有的知识清楚地分开,那么新的知识最初的分化程度就低。因为记忆具有还原的趋势,所以这种低分化程度,低概括程度的知识就会很快丧失,使新的意义被原有的稳定意义所代表,从而出现遗忘。可见,只有那些可辨别的意义,概括化的知识,才有长久保持的潜力。所以,知识的概括化水平也是我们掌握知识的标准之一。,