樣例學習的理論與實施

許志毅　王英豪

摘要：樣例學習是指學習者通過研習樣倒而習得專家的問題解決方法的一種學習方式。在課堂中實施樣例學習，需要著重關注兩個方面的問題。一是樣例的設計；二是如何對學生的學習過程進行指導。這兩方面問題的解決直接影響著學生的學習結果。

關鍵詞：樣例學習；樣例設計；樣例教學

中圖分類號：G42文獻標識碼：A文章編號：1005-5843(2009)03-0046-02

基礎教育課程改革倡導學習方式的多樣化。而無論采取何種學習方式。其根本目的都在于促進學生的學習。樣例學習作為一種重要的學習方式在國外的研究始于20世紀50年代中期認知心理學家對概念形成的研究，之后大量的相關實驗證據表明，同做中學相比，，樣例學習具有所需時間少，遷移效果佳的特點。本文首先對國外有關樣例學習的研究成果進行一個系統的回顧，然后在相關學習理論和教學研究的基礎上探討有關樣例的設計和教師如何指導學生的樣例學習過程兩方面的問題。

一、有關樣例學習的研究

樣例學習是指學習者通過研習樣例而習得專家的問題解決方法的一種學習方式。早期研究的典型代表是布魯納等人1956年對人工概念形成的研究。預期的學習結果是某些概念的形成。在研究中，首先給被試呈現關于目標概念的大量正反例，而后測量學生識別目標概念例證的能力，從而推斷出學生是否抽取出了所有例子背后的關鍵特征。自70年代開始，研究中預期的學習結果從個別概念學習轉向到更為復雜的知識和學習形式，如問題類型(圖式)的習得。在關于專家和新手在解決問題上的差異的研究發現，專家和新手在解決問題上的主要差異在于專家頭腦中儲存了許多問題類型。專家在遇到需要解決的問題時。能很快將其歸為某一類問題并找到相應的解決辦法。所以，新手(學生)如何習得問題類型(變現為問題解決技能的提升)就成為相關研究的目標。當時的主要思想是：教會學生解決問題的最佳方式是讓學生解決大量的問題。隨后的研究很快發現，單純的問題解決的練習與配有樣例的問題解決練習相比，在提高問題解決技能方面，前者不如后者。也就是說，樣例學習在幫助學生習得問題類型知識，提高學生問題解決技能方面效果更為理想。到了80年代初期，人工智能科學家在人工智能開發基礎上，經過研究發現，計算機可以通過分析有解答步驟的例題進行學習。歸納出例題中蘊含的原則并應用到新情景中。這使得很多研究者深入課堂，結合具體的學科學習與教學展開研究，以證實學生是否也可以同計算機一樣通過樣例來進行學習。從而也就形成了“樣例學習研究”這一領域。其中最早的研究是朱新明和西蒙1987年運用口頭報告技術對學生通過解決代數、幾何問題而獲取有關產生式過程的研究。

二、樣例學習過程及樣例設計

在樣例學習過程中，學生認知的加工對象是經過設計的樣例。樣例學習的理論基礎是類比問題的解決。樣例屬于基礎問題，即學生知道如何解決的問題。學習的目標是學生能夠解決目標問題，即與樣例問題在解法上類似但學習者尚不能解決的問題。在學習過程中，學生從樣例中抽象出問題解決方法或原則并用它來解決目標問題。從中可以看出，在樣例學習的過程中，對樣例本身的記憶和掌握并不是樣例學習最終的目的。預期的學習結果是學生通過對樣例的主動加工建構起對樣例中蘊含的知識的理解和掌握。也就是說，學生在樣例學習的過程中并不是一個信息的被動接受者，而是要在認知上主動進行加工的意義建構者。而樣例本身作為學生認知加工的對象是促進確保學習過程能夠順利進行的首要外部條件。在樣例的設計上，不僅要考慮如何呈現樣例問題的解決步驟，更重要的是為學生的主動認知加工和建構知識的過程提供幫助。例如，應該如何對樣例問題進行表征，如何對表征后的信息進行組織并和自己的原有知識和經驗聯系起來，應該要注意些什么等。概括地說，即樣例是學習過程中交流的對象，而非記憶的對象。確保樣例學習的順利進行除了需要有精心設計的樣例，還需要有教師的及時、適當的引導幫助，這里首先討論關于樣例設計的問題。

樣例一般應包括三部分：問題、解決問題的方法和評論。問題部分對要求學生解決的問題進行陳述，解法部分則逐步描述問題解決的步驟，評論部分則解釋采取每一步的理由或根據。樣例中可以用圖片、動畫、語詞、文本等多種形式呈現。例如，在樣例的評論部分，既可以用文字形式出現在問題解決步驟的旁邊或后面，也可以通過教師口頭的解釋說明。在心理學實驗中得到證實的雙通道假設和容量有限假設認為，人們對通過視覺表征和聽覺表征的材料擁有單獨的信息加工通道，而且在每個通道上一次就加工的信息數量是有限的。考慮到學生在樣例學習的過程中要對來自各部分的、以各種形式呈現的信息在工作記憶中進行加工整合，所以，如果樣例設計混亂很容易造成學生工作記憶負擔過重。在進行單個樣例設計時，一般認為減輕工作記憶負擔是首要的原則。通過不同的感覺通道來加工處理不同表征形式的信息并且在各種表征之間建立整合。如果樣例設計不合理很容易造成學生認知負荷過重。因此，注意減輕學生的認知負荷是單個樣例設計的首要原則。一般采取的方式有：將樣例的不同成分在時間和空間上盡量的接近，已使得學生不必動用認知資源去尋找所需要的信息，確保所需要的信息能夠在工作記憶中同時得到表征和加工。再者是利用雙通道同時加工信息來減輕單個通道的負擔。例如，以文字或動畫形式呈現問題解決的步驟，而評論部分由教師進行口頭講解。在很多時候，為了達到學習的目的，學生所需要研習的并不是單個樣例。而是多個樣例。這在以問題圖式或一般性規則為目的的學習中更為常見。如，語文中的文體知識，數學中某類問題的解決方法等。在進行多樣例設計時，一般以圖式習得理論為指導進行。即，樣例要在所涉及的原理或規則上要一致，而在內容和形式上進行變化。

三、樣例學習過程中教師的指導

研究表明，僅僅將樣例呈現給學生不能保證收到預期的效果。雖然樣例學習帶有個別化學習的色彩，強調學生主動的研習樣例，建構知識，學習的責任是在學生身上而不是在教師身上，但教師同時也要作為學生學習過程的促進者提供幫助。梅耶(R E Mayer)教授在回顧了60年代關于問題解決的研究，70年代關于守恒的研究和80年代關于計算機編程的相關研究文獻基礎上也得出結論，有充分的證據表明相對于單純的讓學生自己發現，有指導的發現會促進學生學習結果的獲得。在樣例學習過程中，教師的責任是要在學生研習樣例過程中提供必要的指導來支持學生認知加工的順利進行。齊(M.T.Chi)等人1989關于學生對物理課本中樣例的學習的研究以及任考(A.KENEL)1997年的研究發現，學生對樣例的自我解釋是確保樣例學習效果的重要內部條件。自我解釋是指對樣例中問題解決步驟的自我解釋，包括預期推理和基于原理的自我解釋兩種類型。前者是指預測解決步驟的下一步，然后檢查與樣例解法的一致性。后者是整體把握問題解決的過程，尋找解決步驟背后所依據的原理或規則。因此。教師在指導樣例學習過程中最重要的責任就是促使學生主動加工樣例、對樣例進行自我解釋。這可以通過提一些如，“你覺得下一步應該怎么做?”“這樣做背后的根據是什么?”之類的問題來促使學生進行自我解釋，也可以在樣例設計的時候在結構上埋下伏筆。如利用小標題或空格來區分解題的階段性步驟，引發學生思考為什么解題過程會被分開。當然還可以有意的示范、訓練如何進行自我解釋。

在課堂中教學目標的達成可采用多種學習方式和教學方法。樣例學習也只是多種選擇中的一種，并不是所有的知識都適合于通過樣例的方式來進行學習。例如，自然科學中有明確技能要求的知識比較適合用樣例學習的方式；社會科學中技能要求比較模糊的知識用樣例學習的方式有一定的難度。但可以在具體的技能方面嘗試用樣例的方法。至于涉及到情感方面的，與樣例學習的關系不是很大。教師在教學中應對樣例的每一步做清晰的解釋，這樣能促進學生對樣例的理解。樣例學習可以與合作學習等形式混合運用。如在研習樣例時讓學生互相為同伴解釋樣例。在這個過程中，學生能更有效地達到自我解釋的目的。教師可以采取向后漸退的方式呈現樣例，開始是一個完全的樣例，接著是最后一步沒有解答的問題，然后是最后兩步沒有解答的問題。照這樣最后是完全的問題。向后漸退的方式可以幫助初學者在學習中減少認知負荷，能更好地解決近遷移和遠遷移問題。另外，對結構相似的多個樣例進行比較，會發現彼此間共同的方法，加深對知識的掌握，促進問題的解決。