一 重视概括学习,揭示迁移要素

关于迁移过程的实现,贾德(C. H. Judd)在本世纪初曾提出过一个著名的观点,概括地说,其要点是:两个学习活动之间存在着共同成分,这是产生迁移的必要条件,而实现迁移的关键则在于学习者能否概括出两种学习活动之间的共同原理①。后期的心理学家又将学习者的“顿悟”(突然发现两个学习活动之间存在的关系)看作是迁移的决定性因素。我们认为,无论从哪个角度强调迁移的产生,有一点是可以充分肯定的,即所有学习中的迁移都必须通过概括这一思维过程才能实现,概括水平越高,迁移就越容易。

苏联心理学家鲁宾斯坦依据中学生学习几何方面的课题所获得的对比结果证实:学习的迁移在于通过综合的分析揭示出两个课题之间本质上相同或类似的条件,从而产生对解决方法的概括。这种综合的分析及其所导致的概括是学习迁移的真正本质②。

美国著名认知心理学家奥苏伯尔在 1960 年进行的一个实验与化学的关系更为密切:学习的内容是有关钢的性质和冶炼方面的一节材料,研究的对象分实验组和控制组。学习之前,先向实验组提供有关金属与合金的异同、各自的利弊和冶炼合金的理由,同时提供给控制组的却是一段关于炼钢和炼铁方法的历史说明材料。显然,实验组接触的是与待学新课题有关的概括性的知识,而控制组所学习的史料虽有助于提高学生的学习兴趣,但没有涉及理解钢性质方面的观念框架。两组被试学习之后的测验结果表明,实验组的成绩优于控制组,两者之间有显著性差异①。研究还证实,通过移植一些概括性强的材料于学习者的认知结构中,能促使知识的迁移,这对学习能力较弱的被试而言,效果尤其明显。

针对学生变式学习的困难,我们也曾探讨过概括与学习迁移的关系②。该研究的具体思路是,在含有较多共同要素的同一知识点的两个难易不同的变式之间,考察解题的顺序和教师所施加的与解题有关的概括性指导语的作用。

我们选择的两个知识点是:A.微粒的化学式与所含电子数的关系;B.有机物 C■H■O■充分燃烧时的耗氧量计算。围绕 A、B 设计 M、N 两个题组, 每组共 6 题,前 3 题对应于 A 知识点,后 3 题对应于 B 知识点。M、N 两组中每题又一一对应,恰好呈互逆的关系。例如,M 组 1—3 题要求从已给的化学式推断微粒所含的电子数,而 N 组 1—3 题则依据微粒所含的电子数和一些辅助条件反推出符合题意的化学式或结构简式。摘两题示例如下:

M1:与 OH? 具有相同质子数和电子数的微粒是 [ ] (A)F? (B)Cl? (C)NH3 (D)NH2?

N1:写出四种不同的复合离子,这些离子均含有 10 个电子,质子数比电子数多 1 或少 1。它们是 、 、 、 。

① 邵瑞珍等:教育心理学,上海教育出版社 1988 年版,第 247 页。

② 李伯黍等:教育心理学,华东师范大学出版社 1993 年版,第 221 页。

① 李伯黍等:教育心理学,华东师范大学出版社 1993 年版,第 225 页。

② 王祖浩等:迁移教学方法论初探,杭州师范学院学报(自然科学版),1992 年第 3 期,第 105 页。

显然,M1、N1 为对应 A 知识点的两个变式,两者之间有一定的“跨度”。前者可从备选答案中找出结论,思维是限制型的;后者要求学习者根据题给信息独立地谋求多个合理答案,思维是发散型的。因此,从学习者的思维习惯来看,问题的难度是 N>M。

实验时,将选出的 40 名高二学生分成知识水平和学习能力相近的四个小组,其中Ⅰ组为控制组,Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ都为实验组,分别按不同的答题顺序和指导情况施加操作(测试的时间相同)。

Ⅰ组:先做 M 题组,相隔 10 分钟后再做 N 题组,不提供任何指导性材料。Ⅱ组:先做 N 题组,相隔 10 分钟后再做 M 题组,不提供任何指导性材料。Ⅲ组:提前 5 分钟向学生呈现解 M 题组的“正向”经验概括指导语,阅

读后即闭卷。先做 M 题组,相隔 10 分钟后再做 N 题组。

Ⅳ组:提前 10 分钟向学生呈现解 M 题组的“正向”经验概括指导语和解N 题组的“逆向”经验概括指导语,阅读后即闭卷。先做 M 题组,相隔 10 分钟后再做 N 题组。

向学生提示的“正向”与“逆向”经验概括指导语各 5 条,以下举两个例子来说明:

“正向”概括 1:同一周期元素的气态氢化物分子都具有相同的电子数; 这些氢化物分子去掉 1 个 H? 或加上 1 个 H? 后可能构成的离子所含的电子数不变,且与同周期惰性元素原子所带的电子数等同。

“逆向”概括 1:要找电子数相同的分子,可考虑同一周期的气态氢化物分子;要找电子数相同的离子,可考虑将同一周期的某些气态氢化物分子去掉 1 个 H? 或加上 1 个 H? (质子数相应减 1 或加 1),也可考虑该周期非金属元素形成的阴离子与下一周期金属元素形成的阳离子。

测试表明,各组在 M 题组上的平均得分高于对应的 N 题组,这与解 N 题组所要求的开放型思维有关。分析 M 题组的平均分,其大小关系为Ⅳ组>Ⅲ 组》Ⅱ组>Ⅰ组(Ⅲ组与Ⅱ组相差 20 余分),可见“正向”的概括指导有效地促进了知识的迁移。

一 重视概括学习,揭示迁移要素 - 图1进一步考察又得知,分数较低两组关系(Ⅱ组>Ⅰ组)与解答的操作顺序有关:先做较难的 N 题组,则在同一知识点对应的较易的 M 题组上表现出一定程度的正迁移,而分数较高的两组关系(Ⅳ组>Ⅲ组)可归于正、反两方面的概括指导和延长时间促进理解所产生的综合效果。N 题组的得分情况是Ⅳ组>Ⅲ组》Ⅱ组 Ⅰ组,其中不加任何指导的Ⅰ组、Ⅱ组虽解答顺序不同,但成绩相近,可见较易的 M 题组的解题经验对较难的 N 题组几乎没有促进作用。Ⅲ组的平均分高出Ⅰ组(或Ⅱ组)近 20 分,低于Ⅳ组约 6 分,这再次说明概括指导的效果,也足以证实多向概括是有助于学生解决变式的化学问题和化难为易的一种积极的学习方法。

以上几例实验均说明学习迁移的本质在于概括出知识之间的共同特征或具有内在联系的某些要素,因而在化学教学中结合内容有意识地引导学生着力于以下方面进行概括是极为必要的。

  1. 性质概括。对物质的某些物理性质或化学性质进行归类概括。例如, 在学习乙烯典型的化学性质(加成、聚合等)的同时,引导学生概括出不饱和双键的通性,并迁移至其他烯烃,推断或解释有关的化学现象。

  2. 关系概括。对“离散”的化学现象或化学量之间的内在联系按一定的规则进行概括。例如,浓度计算常涉及同一饱和溶液中溶质含量的各种相对

表示(如百分比浓度、溶解度、物质的量浓度等),只要在理解基础上概括出“同一溶液体系溶质质量恒定”这一关系,并迁移至各类浓度的转换情境中,即可有效地解决问题。

  1. 原理概括。根据化学学科的特征,从现象、事实和逻辑推理中概括出化学基本原理。例如,通过分别讨论影响化学平衡的各种条件,揭示影响平衡的一般规律,即以概括的形式得出著名的勒沙特列原理。一旦掌握上述原理,即可以帮助学习者回顾和解释已学的碳、氯、硫、氮、铁等元素及其化合物的某些性质(如 CaCO3 在 CO2 水溶液中的溶解与析出,氯水的组成,SO2 催化氧化的反应条件,氨的合成,Fe2+与 Fe3+的相互转化等),构成所谓的“逆向迁移”;又有助于理解后继学习所接触的电离平衡、水解平衡的特征及影响因素,即构成“顺向迁移”。

  2. 方法概括。对宏观的或微观的化学方法在不同场合下的适用性进行概括。例如,化学计算常涉及反应物与生成物之间的质量差、物质的量差、气体的体积(密度或压强)差等,这类计算如以“差量”为突破口,寻求未知量与已知差量之间的比例关系,即可形成简捷的思维路径。差量方法的概括, 不仅使解题思路更为清晰,同时可运用于更多的计算场合,解决一系列复杂的问题。

学习者概括能力的发展受多种因素的制约,除学习者的知识经验、思维水平外,不容忽视的一个重要因素是教学方法。邵瑞珍教授在引述国外心理学家的研究成果时指出:“概括不是一个自动过程,它与教学方法有密切的关系⋯⋯即同样的教材内容,由于教学方法不同,而使教学效果大为悬殊, 迁移的效应也大不相同。”①在本节列举的实验中也说明了这一点。

因此,在化学教学过程中必须重视概括方法的具体应用,既要引导学习者获取有利于迁移的一般原理和基本方法,又要使学生掌握概括的思维操作,并在此基础上不断引导学习者进行更高水平的概括。