Osbell理论启示下的知识迁移研究

摘 要：借鉴Osbell理论，引导学生通过对已有知识的概括和对生活经验的总结，达到独立知识的迁移，不断用原有的知识解决新课题的迁移的目的。

关键词：有意学习；陈述性知识；正迁移和负迁移

中图分类号：G633.7 文献标识码：A文章编号：1003-6148(2007)9(S)-0029-4

20世纪60年代，美国认知教育心理学家奥苏伯尔（Osbell）提出有意义言语学习理论，把学生原有知识在新的学习中的作用强调到唯一重要的地位。他说：“假如让我把全部教育心理学仅仅归结为一条原理的话，那么我将一言以蔽之：影响学习的唯一最重要的因素，就是学习者已经知道了什么。要探明这一点并应据此进行教学。”在日常生活中，我们可以观察到学会了骑自行车有助于学习驾驶摩托车，这是一种动作技能的迁移；学会了一种语言有助于掌握另一种语言，这是一种知识的迁移；良好学习习惯的养成有助于在其它方面培养好的习惯，这是情感和态度的迁移。确切的迁移应为一种学习对另一种学习的影响，凡有学习的地方就会有迁移，因为孤立的彼此互不影响的学习是不存在的。从教育目标着眼，学习需要正迁移，正迁移愈多，说明学生通过学习所产生新的学习情境或解决问题的能力就越强，教学改革也就越好。

1 有意学习的条件

1.1 外部条件(outside condition)

主要包括教材和教师提供的有意义的、经过组织的信息。

1.2 原有知识和技能(previously existed knowledge and skill)

储存于长时记忆中的原有知识和技能是新的学习的重要内部条件。关于原有知识在新的学习中的作用，我国古代有“以其所知，喻其不知，使其知之”的说法。德国教育家、哲学家兼心理学家赫尔巴特（J.H.Herbart，1776年～1841年）根据统觉论，认为新知识必须融汇于原有统觉团内，新知识才能习得。他接受了莱布尼兹关于灵魂单子具有活动特性的观点，认为观念也是活动的，同时他也吸收了英国联想主义和力学中引力和斥力的概念来说明观念相互吸引和排斥的关系。他还提出了“意识阈”（conscious threshold）和统觉团（apperception mass）的概念来进一步揭示观念相互作用的规律。在意识阈以下的观念，只有那些与意识的统一相调和的观念才可能不遇阻力而升入阈限之上，进入意识的观念便可引起统觉。一个观念的统觉不仅使这个观念成为意识的，而且使之能被意识观念的整体所同化，该整体就称为统觉团。

1.3 具有相应的固定点（起固定作用的观念anchoring idea）

新旧知识之间并不一定是上下关系，还有平行关系。海上视野中有许多船只，有的走，有的停，有的进。而为什么有的开走呢？因为没有可以使它固定的停泊点钩住或抛锚，正如头脑中的知识要有使之固定的停泊点，即原有知识的来龙去脉、已知公式、已理解的概念。现代信息加工心理学家们都十分强调原有知识在新的学习中的关键作用。可惜这一观点在我国目前的教育理论研究中被忽视了。维特罗克认为：“人们倾向于生成与以前的学习相一致的知觉与意义。”他的生成学习模型中的四个要素是生成、动机、注意和先前的知识经验。梅耶和加涅都认为，教新知识之前，先必须激活学生长时记忆中相关的原有知识。这与当代认知心理学家强调教新知识之前激活学生认知结构中的原有相关知识（学生头脑中原有图式在同化新的学习任务中的作用）的观点如出一辙。

2 陈述性知识的分类

知识有三种分类：陈述性知识（即知识的狭义应用）、程序性知识（又可称为智慧技能）和策略性知识（也称认知策略）。

奥苏伯尔对知识进行了区分，他认为最简单的知识是建立事物与符号的表征关系即符号表征学习；较复杂的知识是获得同类事物的概念即概念学习；更高一级的知识是习得表示事物之间关系的命题。

2.1 符号表征学习

符号表征学习（labels representationallearning），指学习单个符号或一组符号的意义，或者说学习他们代表什么。符号表征学习的主要内容是词汇学习（vocabulary learning），即学习单词代表什么。在任何言语中，单词可以代表物理世界、社会世界和观念世界的对象、情景、概念或其他符号，这种代表关系是约定俗成的。对于新生者来说某个单词代表什么他们最初是完全无知的，他们必须学会这些单词代表什么。

2.2 概念学习

意义学习的另一种较高级的形式叫概念学习（conceptlearning）。概念学习实质上是掌握同类事物的共同的关键特征。例如“电场”这个概念，就是掌握电荷的周围有电场和电场对放入其中的电荷有力的作用这两个特征，而与它的形状、颜色无关。如果“电场”这个符号对某个学习者来说，已经具有这种一般意义，那么它就成了一个概念，成了代表概念的名词。同类事物的关键特征可以由学习者从大量的同类事物的不同例证中独立发现，这种获得概念的方式叫概念形成（conceptformation）。

2.3 命题学习

意义学习的第三种类型是命题学习（propositionallearning）。有意义言语学习理论强调新的命题与认知结构中起固定作用的观念可构成三种关系的迁移。迁移是个普遍的心理现象，它不仅发生在学习知识的过程中，学生解答问题时有关知识的重现是在感知课题中的条件和问题的基础上通过联想而实现的，将课题中的具体对象转化为物理模型――模化，须联想和运用头脑中已有的知识系统。可见，在知识重现和模化及问题解决时都有知识和原理原则、动作技能、习惯、态度等的迁移效应。

2.3.1 按迁移的内在机制划分，有同类知识的迁移和异类知识的迁移。

把已有的知识经验运用到新的同类对象中，达到认识新对象的实质，从而把新对象纳入到已有的知识、经验系统之中，这就是对同类知识的迁移。同类物理问题有其基本规律即通律；受基本规律制约的同类问题有其相通的基本方法即通法。运用通律、通法进行物理教学将收到较好的效果。例如，杠杆原理与滑轮和滑轮组。又如，电场强度与磁感应强度的定义，电位移矢量与磁场强度矢量，电通量与磁通量，电矩与磁矩，电场中的高斯定理、场强环流定律与磁场中的高斯定理、安培环路定律。因此把教学的重点放在电场部分的知识点上就会促成同类知识的迁移。

为了把已有的知识经验运用到异类对象中，就要重新调整已有的认知结构，以求形成能够包括新对象的知识系统，这就是对于异类问题的知识迁移，使思维发散。例如，“一个瓶子里装有某种气体，瓶上有一个小孔与外面大气相通，原来瓶里的温度为15℃，如果把它加热到207℃，瓶里保留的气体质量是原来质量的几分之几？”。学生解此题时注意到瓶内气体质量发生了变化，不能直接运用一定质量气体的状态方程，而这时下一节的克拉伯龙方程还未学到，因此只有把气态方程调整为能求解变质量气体的问题才行。在分析时，可以设想在瓶口蒙上一个能伸缩的软膜，它接受从瓶中逸出的气体，且膜内气体的压强和温度跟命题条件相同。这样，状态变化就满足了质量不变的条件，则p1V1/T1=p2V2/T2,在方程两边同除以气体质量m,得到 p1/（D1T1）=p2/（D2T2）。式中，气体密度D=m/V能反映瓶内气体质量的变化，它不受气体质量不变的限制。由于本题中压强p1=p2,故解题所用的方程为D1T1= D2T2, 由此使新的问题纳入了调整后的知识系统之中。

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2.3.2 按迁移的逻辑结构划分，有上位（superordinate ）与下位(subordinate)的知识迁移和同位(combinatorial)的知识迁移。

心理研究表明，所有迁移都必须通过概括这一智力活动才能实现。有的知识概括性较高，在形成的心理结构中是一种上位结构。概括性较低的知识处于下位结构。上、下位结构的关系是包含关系，上位知识的外延范围大。上、下不同层次之间的相互影响叫做垂直迁移。概括性为同一水平的知识在心理结构中处于同一层次，它们之间的相互影响叫做水平迁移。

2.3.3 按迁移的影响划分，有正迁移和负迁移。

学生对知识的认识应呈现一种螺旋式上升的趋势，任何新知识的学习都是在牢固掌握旧知识的基础上进行的。教师如能在深钻教材的基础上，找准新、旧知识的“结合点”，运用课件设置情境，将新、旧知识建立实质性的联系，使教学富有整体性、有序性、概括性，就能促进知识的正迁移，加速学生的认识和理解。例如，教学“长方体的认识”，可以作这样的设计：屏幕显示长方体木盒、电视机、冰箱等物体，让学生初步感知。然后省略非本质特征，抽象出长方体模型。再通过闪烁平移等手段使学生认识长、宽、高，又通过颜色的填补显示各个面的情况。紧接着长方体逐渐缩短，变成一个正方体。经过以上长方体知识的教学，学生马上可观察得知此时长宽高均相同，六个面的面积也相等，对正方体的认识也就水到渠成了。

请看下面一个流体静力学的佯谬：

如图1所示的容器，底面积为S,内装密度为ρ的流体，液柱高为H，下部容器高为h。求容器底部所受的液体对它的压力。

对此问题有两种不同的结论。

一种解法是因为直柱容器内液体对容器底部的压力等于液柱的重量。故：

F=G液=ρShg+ρS1(H-h)g。

另一种解法是根据液体内部的压强p=ρgH，故液体对容器底部的压力：

F=pS=ρgSH>G液。

两种答案究竟谁对谁错呢？

第一种答案是错误的，第二种答案是正确的。因为液体的重量是由于地球对它的吸引而产生的，它与液体对容器底部的压力是两种不同的力，它们没有必然的量值相等的关系。后者必须根据液体的受力情况和平衡条件来决定。我们设想将液体分成三部分A，B，C, 对A部分液体根据受力平衡条件有：NA-mAg-fA=0 。而fA =ρg(H-h)SA，故NA=mAg+fA=ρgSAh+ρg(H-h)SA= ρgHSA。

同理对B 部分液体有：NB-mBg=0 , NB =ρgHSB 。对C 部分液体有：NC-mCg-fC=0, 而fC =ρg(H-h)SC ,所以，NC=mCg+fc=ρgSch+ρg(H-h)SC= ρgHSC 。容器底部所受液体的压力：F=NA + NB +NC=ρgH(SA +SB +SC )= ρgSH ，结论与第二种答案完全一致。

本题错解的根源是：液体对容器底部的压力与液体的重力没有弄清楚。这就是压力与重力在两种情况下的不同的行为，切不可混淆，以免发生知识的负迁移。

请看下面三个正迁移的例子：

例1:位置角量θ，

位移Δ角位移Δθ，

平均速度=ΔΔt平均角速度=ΔθΔt，

瞬时速度=1imΔt0ΔΔt=ddt瞬时角速度ω=1imΔt0ΔθΔt=dθdt。

平均加速度=ΔΔt平均角加速度β=ΔωΔt。

瞬时加速度=1imΔt0ΔΔt=ddt瞬时角加速度β=1imΔt0ΔωΔt=dωdt。

例2:对变速圆周运动：

匀速圆周运动迁移变速圆周运动迁移曲线运动。

上面已经提到迁移有同、异类和正、负及上、下位之分等。此外，还可以区分出侧向迁移（lateraltransfer）和纵向迁移（verticaltransfer）。前者指知识或技能在相同水平上的迁移，如学习哺乳动物概念后，把这一概念用于对不熟悉的鲸或海豚的识别。纵向迁移指低水平的技能向高水平技能的迁移，如加、减法运算的规则学习用于乘除法运算规则的学习。也有心理学家提出远迁移和近迁移的划分。前者指已习得的知识在新的不相似的情境中的运用，如学生在数学中学习到的逻辑推理规则运用于物理或化学问题的解决。后者指已习得的知识在与原先学习情境相似的情境中的运用。如学习“简谐交流电”这类的变量时，先学“简谐运动”的三个特殊量即频率、峰值、位相，可以迁移到交流电电动势、电流、电压的学习。也可以区分一般迁移与特殊迁移。前者指一般概念、原理或态度的迁移，后者指特殊知识与技能的迁移。

现代社会需要能够适应社会发展的现代人才，需要集知识与能力于一身的立体式的人才。学是为了用，这是我们基本的教育观。作为教育者来说，应做到叶圣陶先生所说的“故教师之为教，不在全盘授予，而在相机诱导。必令学生运其才智，勤其练习，领悟之源广开，纯熟之功弥深，乃为善教者也”。用原有的知识去解决新课题是一种思维能力的训练，这样有利于促进知识的迁移，有利于培养思路敏捷、富有创造力的人才。新颖的学习和复习方法是一种良性的刺激，使学生的求知欲得到满足，使他们始终保持一种旺盛的学习积极性。

参考文献：

［1］邵瑞珍，皮连生，吴庆麟，《教育心理学》，上海教育出版社，2002

［2］皮连生，杨心德，吴红耘，《学与教的心理学》，华师大出版社，1997

注：本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文。

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