概念同化\\改變和遷移在教學中的應用

[摘要]學習是對現有知識結構的豐富和重構。豐富是現有知識對新知識的同化過程，重構則是概念改變，表現為理論的修正和改變。上述學習理論運用于教學中的一個重要方面就是設計和組織學習材料。 學習材料具有多種形式，包含著與學習者固著觀念相聯系的同化點，能引發學習者的認知沖突，或顯示新知識的特性導致概念改變，并且能提供新的情景便于學習者的知識遷移。因此綜合設計和組織學習材料是促進學習者對知識進行有意義建構，提高其學習能力的關鍵。

[關鍵詞]概念同化;概念改變;知識遷移;學習材料

[中圖分類號]G642.0[文獻標識碼]A[文章編號]1005-4634(2010)05-0017-04

0引言

認知心理學的研究表明，學習是涵蓋了概念獲得，概念同化、改變和遷移等認知活動的過程，是學習者現有知識結構的豐富和重構。概念獲得是通過認識各種具體的現象或例證，在感性材料的基礎上直接抽象概括出概念;同化是依靠現有知識與新知識的聯系，通過辨析新舊概念的異同，將新知識納入現有知識結構體系;改變是在面臨各種認知沖突時修正錯誤概念，接受新概念和形成新理論;遷移是對新知識的保持和運用，是內化新知識的過程。隨著學習者年齡增長、知識增多，邏輯思維的能力增強，學習越來越多地采用概念同化的方式。因此，在學校(尤其是高等學校)中，學習更多地表現為通過學習材料進行的概念同化、改變和遷移等認知過程。學習材料在其中擔當了教學活動的媒介，符合學習規律的學習材料能夠有效激發學習者的學習興趣，使學習變得更順利和容易，提高其學習能力。因此，教師應根據學習心理學的相關理論來設計教學材料，運用它引導學生主動進行知識的建構，使學習者領悟到學習的樂趣，真正從被動學習轉變為主動學習，從想學到會學，是探索自主學習教學模式不可忽略的教學策略。

1概念的同化、改變和遷移:認知心理學的觀點

Ausbel和Piaget的研究從不同的角度對學習過程做了闡釋。Ausbel認為有意義的學習是基于原有知識與新知識之間的關聯之上，先前學習的知識和技能對新知識和技能的學習與獲得有非常重要的影響[1]。Piaget認為學習首先應該是舊知識對新知識的同化過程。Stella Vosniadou等認為學習就是對現有知識結構的豐富和重構[2]。這些理論表明了學習就是知識的同化、改變和遷移過程。

同化是對載有新知識的學習材料進行分析，從中識別出與學習者已有知識之間的聯系。從邏輯學意義上看，新舊知識之間的聯系分為三類:①下位關系，即概念的隸屬關系，新知識隸屬原有知識的一般性概念屬性之下;②上位關系，即概念的總括關系，新知識是原有知識的概括或總結;③同位關系，或稱概念的平行關系或并列關系，即新知識是原有知識的延伸。以經濟學中的成本概念為例:成本是邊際成本和平均成本的上位概念，邊際成本和平均成本是成本的下位概念，邊際成本和平均成本是同位或并列概念。

同化過程中起關鍵作用的因素是同化點，Ausbel將它稱為固著觀念，是學習者認知結構中已有的對某特定學習材料起固定作用，能為新知識與現有知識的聯系提供切入點的具體相關觀念，這些觀念可以是學習者的具體生活體驗，也可以是學習者已學習過的概念、規律或原理。固著觀念的作用類似鉤子，能將新知識“鉤”入已有的認知結構，成為其中的有機部分。例如，經濟學中“效用”指消費者消費一定數量的商品時所獲得的滿足程度。學習者一般都具備關于“滿足程度”的體驗，因此“滿足程度”就成為聯系“效用”概念的固著觀念，對“效用”的理解也就變得比較容易。同化過程由此可以視為原有知識的增長或豐富過程。

當新知識與學習者的現有知識結構不一致時，會產生認知沖突。例如，在學習者已有觀念中，成本一般指實際價值的投入或付出，屬于會計意義的成本概念。學習經濟學中的成本概念時，若仍然用實際價值的投入或付出來理解，就會形成錯誤概念。經濟學意義的成本主要指機會成本，是行為人選擇了某種方案而放棄的其他方案中收益最大的方案所帶來的收益，它并不是一種實際價值的投入或付出，但是卻具有與會計成本相同的本質:是行為人獲得某種收益的代價，所以歸入成本范疇。解決這種認知沖突的努力會導致學習者改變現有知識結構。例如學習者要真正理解并接納經濟學的成本概念，必須將自己原有認知結構中對成本是“實際價值的投入或付出”這一界定，修正為成本是“為獲得某種收益付出的代價”，這種代價不僅僅是用付出了多少實際價值來衡量，還須用未獲得的收益來衡量。形成對成本理論的改變。認知心理學家稱這種改變的過程為概念改變，包括調整和重構兩種類型。Chi等人運用本體類別理論來解釋調整和重構過程:調整指在同一本體類別下進行概念的調整或改變概念的局部結構;重構則是將概念從某一本體類別遷移到另一個本體類別，是概念結構的重構[3]。K.Inagaki認為概念通過理論體現出來，因此概念改變通常表現為理論的修正和改變[4]，表現在前例中就是學習者重新修正和改變了成本理論。

Ausbel關于先前學習的知識和技能對新知識和技能的學習與獲得的影響理論，在認知心理學上一直被認為是對知識遷移的典型描述。知識遷移表現為將某情景下構建的知識應用到新的情景中，或用于解決新的問題，或用于學習新的知識技能，例如，將數學中計算極大值和極小值的方法用于解決經濟學中的廠商為獲得最大利潤的產量決策問題，就是一個典型的知識遷移例子。函數的一階導數等于零時，函數存在極值，根據函數的二階導數可以判斷極大值和極小值。當利潤可以表示為產量的函數時，利用極值的計算方法可以求得利潤最大化的產量。這種方法已成為經濟學中解決最優化問題的經典方法。利用這一方法可以推導出廠商的一般均衡條件:邊際收益=邊際成本(即)。經過此應用，對極值的概念和方法掌握得更牢固了，因此遷移是保持和內化新知識的最佳途徑。

盡管認知心理學關于學習的研究不斷發展，已出現了許多新的學習理論，但是同化、改變和遷移仍然是學習的最基本過程，反映了人類學習的基本規律，新的學習理論大多以此為基礎，學校教學活動必然也應以此為理論基礎，設計符合學習規律的學習材料，進行有效教學。

2學習材料的設計與組織

運用于教學活動的學習材料具有多種形式，可以是教材、參考書、閱讀資料、練習、案例、聲像資料、各種媒體的報道，還可以是教師的講解和來自同伴的觀點以及學習者的體驗等等，它們從不同角度引導學習者完成認知過程。

2.1導入性材料

導入性材料的作用是引入將要學習的知識，激發學習興趣。應選取包含新知識信息，有一定吸引力的材料，如媒體報道、聲像資料、案例等，引起學習者的學習愿望。如從河流或湖泊遭受工業污染的報道中引出外部性問題，從假冒偽劣產品銷售的新聞中引出信息不完全和信息不對稱問題。如果新知識不具有趣味性，須由邏輯思維活動進行認知，可由教師選擇在原有概念和新概念發生認知沖突的材料，或提出問題，引發問題意識和解決問題的愿望。如:要求學生用求利潤最大化的極值方法去求解寡頭廠商的均衡產量，學生會發現用此方法得到的結果沒有用，因為這些廠商的勢力相當，要以對方的行為來決定自己的策略，所以需要用新的理論和方法來解決對手型廠商的最優策略問題，從而引導出博弈論的學習。

2.2同化性材料

同化性材料主要幫助學習者完成知識的同化過程，應盡量選取與學習者現有知識相近的學習材料。需要教師了解學生的認知水平，選擇包含與學習者固著觀念相近的學習材料。可以采用舉例、多媒體、圖示等方式提示教科書、講義或參考文獻中新知識的同化點，幫助學生找到固著觀念，主動進行同化學習。例如，推導后彎的勞動供給曲線時，使用了幾何圖示法，見圖1、圖2。

圖2表示勞動供給曲線S，圖1是S的推導過程。Y表示收入，W表示工資，H表示時間，H0、H1、H2 表示閑暇時間，、、表示工作時間。從圖中可以看到勞動供給曲線后彎的原因在于收入提高到一定程度時，勞動者的工作時間會趨于減少，閑暇時間會增加。這是收入增加，收入的邊際效用遞減，而閑暇時間減少，閑暇的邊際效用遞增的緣故。學習者如果具備有關效用的知識就可以很容易理解。這個原理也可以用替代效應和收入效應來解釋:工資較低時，工資增加的替代效應大于收入效應;工資較高時，工資增加的收入效應大于替代效應。教師可針對不同理論基礎的同學，提示他們利用替代效應、收入效應或利用邊際效用原理作為理解勞動供給曲線的固著觀念。

固著觀念與新知識的距離相近時，學習者學習新知識較快;固著觀念與新知識的距離較遠時，對新知識的學習較為困難。例如，通過分析相關新聞報道，例如制假事件向學習者描述信息的不完全和不對稱導致市場失靈問題，學習者會很快理解這部分內容是因為他們都有過信息不完全和不對稱的體驗;但是對于一般均衡理論，則要依靠一系列抽象概念進行邏輯推導，如果缺乏所需基礎概念，對這部分內容的學習就會比較困難。對此教師可采取回顧或加固等方式先激活學習者的現有認知，以便獲得與新知識相近的固著觀念。

2.3概念改變性材料

Kaarina Merenluoto等的研究表明，對新信息的敏感性和對錯誤概念的不能容忍也會導致產生概念改變[5]。因此，促進概念改變的學習材料至少應包括下列內容:①提供引發認知沖突的事例或問題。如，展示包含機會成本的事例，請同學討論并解釋它是否屬于成本，學生會發現兩種成本概念的沖突;②顯示新信息的特殊性以吸引學習者修正原概念。比如較敏感的學習者能很快發現寡頭廠商之間的對抗性特征，意識到必須尋求新的均衡解方法，主動進行理論修正;③提供包含正確概念的材料。研究性學習或發現式學習中尤其應注意這一點，學生在自主學習過程中難免形成錯誤概念，教師應提供包含正確概念的材料，并予以必要提示。

2.4遷移性材料

知識的遷移是新知識的運用，體現解決問題的能力。可以通過模擬的情景、練習，或選取真實事件供學習者保持和遷移習得的知識。這些遷移性材料應該具有如下特征:①包含與習得知識時不同的新情景。例如，運用數學中的極值算法解決經濟學的利潤最大化或效用最大化問題，經濟學情景就是與數學不同的新情景;②新情景的材料應具有可供知識遷移的元素，這些元素反映不同情景的共同原理原則。例如經濟學與數學雖是不同的情景，但是當利潤可以表現為產量的函數時，尋求利潤的最大化也就成為與求極值同樣的問題，用函數形式來表達的邏輯關系就成為聯系數學和經濟學兩個不同情境的共同關系;③教師應引導學生概括出不同情境的共同原理。心理學家的實驗表明[6]，在許多情況下，遷移不會自動產生，學習者概括出或頓悟出不同活動中的共同原理是遷移產生的關鍵，因此教師的提示對于遷移的產生亦有十分重要的意義。

3結束語

綜上所述，認知過程的多樣性和復雜性要求用于有效教學的學習材料應該滿足以下條件:①包含對新知識、新概念的清晰且完整的描述;②對學習者具有吸引力;③能夠分辨出同化點，即能與學習者的固著觀念相聯系;④能夠引發認知沖突或顯示新知識的特征;⑤提供包含正確概念的材料供學習者選擇;⑥包含有助于知識遷移的新情景。學習材料的形式是多樣化的，每一種學習資料不必也不可能同時滿足上述所有條件。例如，一則關于河流或湖泊遭受工業污染的報道，提供了關于外部性的具體情景作為同化點，能夠使學習者通過生活體驗去理解外部性及其負面影響，但是并沒有對外部性的概念、特征、產生原因、解決方案進行完整描述，這些描述一般出現在教科書或專業文獻中。因此，在教學活動中，教師應盡可能地了解學生的現有認知水平，綜合設計和組織具有不同特點的學習材料，并在學習過程中加以適時的引導。

參考文獻

[1]Ausubel D P.Educational psychology:A cognitive view[M].New York:Holt，Rinehart and Winston，1968:198.

[2]Stella Vosniadou，Christos Ioannides，Aggeliki Dimitrakopoulou， Efi Papademetriou.Designing learning environments to promote conceptual change in science[J].Learning and Instruction，2001，11(4-5):381-419.

[3]Michelene T H，Chi James D，Slotta Nicholas De Leeuw.From things to processes:A theory of conceptual change for learning science concepts[J].Learning and Instruction，1994，(4):27-43.

[4]Inagaki K.Conceptual Change，Cognitive Psychology of[J].International Encyclopedia of the Social Behavioral Sciences，2004:2498-2501.

[5]Kaarina Merenluoto，Erno Lehtinen.Number concept and conceptual change:towards a systemic model of the processes of change[J].Learning and Instruction，2004，14(5):519-534.

[6]楊衛星，張梅玲，遷移研究的發展與趨勢[J].心理學動態，2000，8(1):46-53.