（发展与教育心理学专业论文）小学数学问题解决中的自我解释.pdf

小学数学问题解决中的自我解释 摘要 自我解释是一种积极建构的活动，要求学习者利用原有知识，积 极建构新知识，对自己生成解释( 即自我解释) 是一个能促进迁移的 过程。基于已有研究，试图比较当前课堂中的不同教学条件与自我解 释结合的效果。 以2 2 2 名小学一年级学生为被试，经过筛选后，采用自编的计算 机程序对被试_ 对一实验，研究由两个实验组成，实验一探讨问题解 决中不同教授条件下引导的自我解释，对程序的学习、程序的近迁移、 程序的远迁移和概念知识的影响，探讨是否自我解释能够促进迁移以 及与哪一种教授条件相结合是更有效的；实验二根据实验一的研究结 果，比较问题解决中引导的不同形式的自我解释，对程序的学习、程 序的近迁移、程序的远迁移和概念知识的影响，探讨出声的自我解释 和不出声的自我解释哪个效果更好。 通过实验一和实验二，研究得出如下结论： 1 、问题解决中促进学习者自我解释，对程序的学习、程序的近迁移、 程序的远迁移有促进作用，但对概念知识没有促进作用； 2 、教授一个程序及原因与只教授一个程序相比，对程序的学习、程 序的近迁移、程序的远迁移的促进作用，前者显著优于后者，但对概 念知识没有促进作用； 3 、自我解释促进了多种正确程序的发现和使用，教授一个程序及原 因条件下的被试使用正确程序的种类增多而且使用频率平均化，自我 解释和教授原因都抑制了错误程序的发现和使用。 4 、不出声的自我解释与出声的自我解释相比，对程序的学习、程序 的近迁移、程序的远迁移、概念知识的影响，差异不显著。 关键词：自我解释，教学方法，问题解决，迁移，概念 尘堂墼兰塑壁丝盗主塑旦墨坚登 t h es e l f e x p l a n a t i o ni nt h em a t h e m a t i c a l p r o b l e ms o l v i n g0 fp r i m a r ys c h 0 0 l s t u d e n t s a b s t r a c t t h es e l f - e x p l a n a t i o ni nt h em a t h e m a t i c a lp r o b l e ms o l v i n go fp r i m a r ys c h o o l s t u d e n t s s e l f - e x p l a n a t i o n i sa l la c t i v ec u l t u r a lc o n s t r u c t i o n b yu s i n gt h ep r i o r k r j , o w l e d g e ，t h e l e a r n e r sh e l pc o n s t r u c tn e wk n o w l e d g e g e n e r a t i n gf f s o w n e x p l a n a t i o ni sap r o c e s so fp r o m o t i n gt h es t u d e n t s l e a r n i n gt r a n s f e r t h i sp a p e r , b a s e do i l t h ec u l t e n tr e s e a r c hr e s u l t s ，a t t e m p tt oc o m p a r ee f f e c t so fc o m b i n a t i o no f s e l f - e x p l a n a t i o na n dd i f f e r e n tt e a c h i n gm e t h o d s w es e l e c t e df r o m2 2 2s t u d e n t sa tf i r s tg r a d ei nap r i m a r ys c h o o la ss u b j e c t s a o n et oo n ei n t e r v e n t i o nw a sg i v e ni nt h es u b j e c t sb yu s i n gs e l f - m a d ep r o g r a m c o m p u t e rp r o g r a m s t h i ss t u d yi sc o m p o s e do ft w oe x p e r i m e n t s n l ef i r s te x p e r i m e n td i s c u s s e st h e e f f e c to fs e l f - e x p l a n a t i o nw h i c hg u i d e db y6 i f f e r e n td i r e c ti n s t m e t i o ni np r o b l e m s o l v i n go np r o c e d u r a ll e a r n i n g p r o c e d u r a lt r a n s f e ra n dc o n c e p t u a lu n d e r s t a n d i n g t h e p u r p o s eo ft h i se x p e r i m e n tw a s t ot e s tw h e t h e rs e l f - e x p l a n a t i o nc a l lp r o m o t et r a n s f e r a n dw h i c hi st h em o s tt h em o s te f f e c t i v ec o m b i n a t i o no fs e l f - e x p l a n a t i o na n d i n s t r u c t i o n t h es e c o n de x p e r i m e n t b a s e do nt h er e s u l t so ft h ef i r s te x p e r i m e n t ， c o m p a r e dt h ee f f e c to fs e l f - e x p l a n a t i o n o fd i f f e r e n tt y p e si np r o b l e ms o l v i n go n p r o c e d u r a ll e a r n i n g ，p r o c e d u r a lt r a n s f e ra n dc o n c e p t u a lu n d e r s t a n d i n g t h e r ea r et w o m e t h o d s ：e x n a i na l o u d e x p l a i nw i t h o u tv o i c e t h ep u r p o s ew a st oc o m p a r ew h i c h e r e e ti sb e t t e r ? t h ec o n c l u s i o n so ft h es t u d yw e r ea sf o l l o w s ： l p r o m p t st os e l f - e x p l a i np r o m o t e dp r o c e d u r a ll e a r n i n g ，p r o c e d u r a l n e a r 订a u s f e r , p r o c e d u r a lf a rt r a n s f e r b u tp r o m p t st os e l f - e x p l a i nd i d n tp r o m o t e ds t u d e n t s s u c c e s so nt h ec o n c e p t u a la s s e s s m e n t 2d i r e c ti n s t r u c t i o no nac o r r e c tp r o c e d u r ea n dt h ec a u s el e a dt og r e a t e r i i i 浙江帅范人学做上学位论文 p r o c e d u r a ll e a r n i n g ，p r o c e d u r a l n e a rt r a n s f e f ，p r o c e d u r a lf a rt r a n s f e rt h a nd i r e c t i n s t r u c t i o no nac o r r e c tp r o c e d u r eo n l y 1 h ed i f f e r e n c ew a sr e m a r k a b l e b u ti td i d n t p r o m o t e s t u d e n t s s u c c e s so nt h ec o n c e p t u a la s s e s s m e n t 3 s e l f - e x p l a n a t i o np r o m o t e dt h e i n v e n t i o na n du s i n go fv a r i o u sc o r r e c t p r o c e d u r e s 1 h es u b j e c t s ，w h i c hu n d e rd i r e c ti n s t r u c t i o no nac o r r e c tp r o c e d u r ea n d t h ec a u s ec o n d i t i o n m a d cf u r t h e ru s eo fc o r r e c tp r o c e d u r e sa n dm o r ea v e r a g e l y b o t hs e l f - e x p l a n a t i o na n di n s t r u c t i o no f t h cc a u s es t r e n g t h e n e dc o r r e c tp r o c e d u r e sa n d w e a k e n e di n c o r r e c tp r o c e d u r e s 4w et e s t e dt h ee f f e c to f t h et w om e t h o d so f s e l f - e x p l a n a t i o n ( e x p l a i na l o u da n d e x p l a i nw i t h o u tv o i c e ) o np r o c e d u r a ll e a r n i n g ，p r o c e d u r a lt r a n s f e r a n dc o n c e p t u a l u n d e r s t a n d i n g t h e r ei sn os i g n i f i c a n td i f f e r e n c e k e yw o r d s ：s e l f - e x p l a n a t i o n ，t e a c h i n gm e t h o d ，p r o b l e ms o l v i n g ，t r a n s f e r c o n c e p t i o n 学位论文独创性声明 本人声明所里交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得 的研究成果。论文中除了特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或其他机 构已经发表或撰写过的研究成果。其他同志对本研究的启发和所做的贡献均已在 论文中作了明确的声明并表示了谢意。 研究生签名： 善玉荣日期：即_ l 三j 口r ；。b 学位论文使用授权声明 本人完全了解浙江师范大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权 保留送交论文的复印件和电子文档，允许论文被查阅和借阅，可以采用影印、缩 印或扫描等手段保存、汇编学位论文。同意浙江师范大学可以用不同方式在不同 媒体上发表、传播论文的全部或部分内容。保密的学位论文在解密后遵守此协议。 研究生签名：差玉茕 剔磁辄獬醐删扣螂o & 小学数学问题解决中的自我解释 人们如何进行学习是心理学家和教育工作者一直以来都关注的问题。虽然已 有研究揭示了一些影响学习的因素，但研究证明学习最终还是要靠学生自己产 生，需要学习者利用原有知识，积极建构新知识。自我解释正是这样的一种积极 建构的活动。 1 研究综述 学习遇到的困难经常是因为知识的不灵活造成的，即知识不能迁移到新的学 习材料或问题中( b r a n s f o r d ，b r o w n ，& c o c k i n g ，2 0 0 1 ) ，对自己生成解释( 即自我 解释) 是一个能促进迁移的过程( c h i ，t 9 8 9 ；s i e g l e r , 2 0 0 2 ) 。自我解释是一种积极 建构的活动，要求学习者利用原有知识，积极建构新知识( c h i ，1 9 9 4 ) 。 1 1 自我解释 1 1 1 自我解释概念的提出和界定 c h i 于1 9 8 9 年首次提出自我解释( s e l f - e x p l a i n i n g ) 的概念。她把自我解释 定义为“学习者针对示例中的描述说出的一些关于物理的实质性的东西”。c h i ( 1 9 9 4 ) 又把自我解释定义为“在提供的信息中没有原原本本呈现的言论，也就 是对新知识的一种推论”。但是，自我解释还包含了除了推论之外的活动， b i e l a c z y c 等( 1 9 9 5 ) 把自我解释定义为类似于确定编码的形式和意义的活动。 n e u m a n 等( 2 0 0 0 ) 认为自我解释不仅包含学习者在学习新知识时所进行的推论， 也包含在问题解决过程中对问题的澄清以及在进行解题活动时所持的理由。刘电 芝( 2 0 0 6 ) 把自我解释定义为学生在学习过程中自己向自己解释学习内容的知识 获得过程。虽然自我解释在不同领域可能具有不同的内涵，但是仍存在一些共同 特征。目前在教学情景中，自我解释被定义为任何学习者向其自身做出解释，以 此力图理解新信息的活动( 李伟健王洁瑜姜玉荣，2 0 0 7 ) 。 1 1 2 自我解释活动与其他学习活动的区分 c h i ( 1 9 8 9 ) 认为，自我解释是学习者经常用来帮助自己理解，并以“问题”或“判 断”等各种形式呈现的外部信息的加工过程，是一种由自我产生并指向自我的知 识建构活动( c k ，1 9 8 9 ) 。它与对他人解释、出声思维和各种推理是不同的 ( c h i ，2 0 0 0 ) 。 1 1 2 1 自我解释与对他人解释 自我解释应该是比对他人解释更为集中的活动。这种集中性主要体现在尽力 浙江师范大学硕上学位论文 理解学习材料上，丽对他人解释要传递信息给听众，这样就额外需要监控听众的理 解。再者，自我解释报告是不完整的、不连贯的，有时甚至是不正确的，而对他人解 释要求解释具有连贯性和正确性。最后二者服务于不同的目的，自我解释的目的 在于修改自己的理解而对他解释的目的在于传递信息。尽管如此，它们分享着共 同的相似之处，即都是建构活动，因此二者都能促进学习( 吴庆麟杜伟宇，2 0 0 3 ) 。 1 1 2 2 自我解释与出声思维 现有关于自我解释的研究基本上都采用自我解释口语报告法，但自我解释口 语报告法和传统的出声思维不同。 出声思维法也称口语报告法或口语记录分析法，它是指被试在实验时，对自 己思维活动进程进行叙述，或在实验之后，被试对主试追述提问所做的回答。根 据报告的时间，出声思维分为肖时的口语报告和追述的口语报告。要求被试进行 口语报告，首先给一定的指导语，如“现在请你解决一道数学题，在解题过程中， 请你大声说出自己头脑里所进行的一切思维活动，而不必说出解答每一步的原 因”。如果被试在口述过程中途有停顿，主试应提示他继续说下去，但只能做一 般的提示，不能规定他蜕什么或用什么方式说出来。( 刘电芝，1 9 9 9 ) 。 与出声思维相比，自我解释更类似于反省和精致。出声思维只是简单地将工 作记忆中的事物外显化，不必有意地力图理解实验材料，这样可能对学习没有更大 的促进作用( c h i ，1 9 9 7 ) 。w a t h e n ( 1 9 9 7 ) 比较了两组学生，提示一组学生出声思维， 提示另一组学生自我解释，结果发现自我解释组获得更大的学习收益( 转引自吴 庆麟杜伟宇，2 0 0 3 ) 。 i 1 3 自我解释效应及影响因素 “自我解释效应”( s e l f - e x p l a n a t i o n e f f e c t ) 一词也是由c h i 等人提出来的。 1 9 8 9 年c h i 等人进行了一项自我解释方面的研究，让大学生学习物理方面的样例。 在实验中发现，在学习例子时，有些学习者每看到一个步骤就会停下来试图跟自 己解释，结果在问题解决阶段这些学习者更少的参照样例，并且成绩比其他人好。 他们把这种现象称为“自我解释效应”。 自从c h i 的研究发现了“自我解释效应”以来，许多研究者从不同的角度切 入，对自我解释效应的影响凼素展开了进一步的研究，主要从学习者的特征和学 习材料的特征两方面进行的。 2 小学数学闯题解决中的自我角荜释 针对原有知识方面，一些研究者( 裴利芳，1 9 9 6 ；m c n a m a r a ，2 0 0 0 ) 研究了领 域知识与自我解释的关系，结果表明自我解释的类型和效果与学习者的领域知识 ( 或原有知识) 密切相关。研究发现自我解释与问题解决成绩间不仅存在相关关 系，而且存在因果关系( 裴利芳，1 9 9 6 ) 。针对学习材料的性质方面，有研究者 ( c h i ，2 0 0 0 ；a i n s w o f t h ，2 0 0 3 ) ，采用关于人类循环系统的信息来促进自我解释，结 果发现学习图表材料的学生在后测中明显好于学习文本材料的学生，图表组的学 生产生的自我解释也明显比文本组的学生多，而且自我解释效应在图表环境下作 用更大，图表组的学生在学习时产生更多的自我解释，但是学习的时阊更短。有 关示例学习中的自我解释研究表明，示例类型也是影响自我解释的一个因素。有 研究者( m w a n g i ，1 9 9 8 ) ，分析不同示例类型和自我解释对3 、4 岁儿童解决比较型 应用题能力的影响，分离示例组产生的解释数量显著多于整合组，但在剔除了不 正确的和无关的解释之后，两组之间不存在显著差异。a t k i n s o n 等( 2 0 0 3 ) 以心 理学专业本科生为被试，研究示例类型和自我解释对解决数学概率问题能力的影 响。结果发现，步骤隐退示例和基于规则的自我解释两个结合不仅提高了学习者 近迁移成绩，还提高了其远迁移成绩，且学习时间并没有延长。关于句子难度的 研究( m c n a m a r a ，2 0 0 4 ) 发现，低难度的句子产生的成功释义比高难度的多，准 确性也更高；简单句子产生的精制更多。 已有研究显示，自我解释的效果、予成分受原有知识水平、阅读技巧、学习 策略、学习材料的呈现方式、示例呈现方式等因素调节。这些因素从深层次分析， 主要可以归结为认知负荷、认知结构、注意等智力因素。但学习的过程还受动机、 自我效能感等非智力因素的影响。裴利芳( 1 9 9 6 ) 对此已有所意识，但并没有得 到验证。近年才有研究( 王洁瑜，2 0 0 6 ) 关注非智力因素的影响，研究中以8 0 名 初一年级学生为被试，考察了自我效能感对学习者自我解释和阅读理解的影响， 结果表明：即时测验时，自我效能感不存在显著的主效应；但在迁移测验时，自 我效能感主效应显著，高自我效能感的学习者阅读理解成绩显著高于低自我效能 感的学习者。 1 1 4 自我解释的加工特征 自我解释的有利作用已经在许多研究中得到证实，对于为什么会出现自我解 释效应的，c h i 等( 1 9 9 4 ) 认为，这是由自我解释的三个特点决定的。 首先，自我解释是一种建构性的活动。就是说自我解释建构了新的知识，对 3 浙江师范大学琐十学位论文 于陈述性知识自我解释所建构的是解释性推论，而对于程序性知识建构则是 i f - t h e n 的条件式规则。因为解决问题必须的规则需要由问题解决者自己加以建 构，所以很可能自我解释促进了这些规则的建构。这说明学习程序性技能不可能 仅仅足对教学指导的直接编码，也不可能仅仅通过后来使速度提高的编译过程。 从c h i ( 1 9 9 4 ) 的研究的自我解释l _ j 语报告中发现，建构性的程序性知识能从另 外的非直接的方式得到，即学习者能够根据自我解释发展起一个解决问题的规则 模型，并且判断何时使用。v a n l e h n 等( 1 9 9 2 ) 发现物理课本上只呈现了解决物 理问题时要使用的规则的5 0 6 0 。这就意味着其他的规则需要学习者自己建构， 而自我解释有助于这些规则的建构。另一项研究也证明了规则建构的作用，c h i 检验了其( 1 9 8 9 ) 问题解决的口语报告，分析了其中高解释者( 解释句子超过 4 0 句) 和低解释者( 解释句予少于2 0 旬) 所犯的错误。高解释者所犯的错误只 有在“遗漏规则”这点上显著少于低解释者，低解释者所犯的很多错误是由于缺 乏可用的规则。因此，在物理学习中，自我解释似乎提供了建构规则的机会，而 这些规则能够应用到随后的问题解决中：在生物研究中，自我解释提供了建构推 论性知识的机会，能用于回答复杂的问题。 其次，自我解释鼓励新学材料和已有知识的整合。c h i ( 1 9 9 4 ) 研究的数据 显示，至少3 0 的自我解释产生于把新知识整合到已有知识中。在c h i ( 1 9 8 9 ，1 9 9 4 ) 研究的数据中，大概有l 4 的自我解释是不正确的，但是进行不正 确的自我解释并不会对学习起决定性作用，因为学习者在进行完不正确的解释之 后，还会继续阅读下一个句子，或者文章中的其他句子。由于文章的句子总是呈 现正确的信息，文章的句子会与不正确自我解释中包含的信息矛盾。这种冲突的 产生使不正确的解释还是有机会自我复原。k u h n ( 1 9 7 2 ) 指出学习是在矛盾、 冲突情景中产生的，这样的冲突能够为解决学习问题创造机会。c h i ( 1 9 9 4 ) 发现 自我解释最显著的作用是，进行自我解释的学生，不仅比没有进行自我解释的同 伴多掌握了大量的命题知识，而且获得了文章中没有直接表达的知识。她把这归 因于，当我们把文章进行自我解释时，就会同时把我们读到的和我们已经知道的 或者思考的做比较，在这个过程中我们体验到了矛盾，矛盾会使我们重新评估以 前的知识，并且作出推论，构成文章没有直接呈现给我们的知识。 第三，自我解释是一种连续的、进行中的、零碎的模式。尽管错误的自我解 释和心理模型会产生冲突，但不是所有的冲突都能得到解决，能促进学习。而自 4 小学数学问题解决中的自我解释 我解释之所以是一种有效的解决冲突的机制，是因为它是一种连续的、进行中的、 零碎的模式，通常导致部分的、不完整的、片段的自我解释。正是这种特征，使 得学习者有许多机会读到与已创造或先前存在于心理结构中的知识发生_ 7 中突，从 而达到创造或修补心理结果的目的。因此，自我解释会给学习者创造许多机会， 使其看到发展着的心理结构和真实的文本之间的冲突( 李伟健王洁瑜姜玉 荣，2 0 0 6 ) 。 1 1 5 促进自我解释 鉴于自我解释活动对学生的学习成绩的促进作用，研究者从一开始就关注如 何促进学习者进行自我解释这个问题。回顾以往研究，主要方法为提示自我解释 ( r e g i n am e w o n g ，2 0 0 2 ；m a y e r , 2 0 0 3 ；r e n k l ，2 0 0 2 ；a t k i n s o n ，2 0 0 3 ) 、自我解释训练 ( m e n a m a r a ，2 0 0 1 ) 、选择适当的学习材料( s t a r k ，1 9 9 9 ) 以及结合外部的指导性 解释( r e n k l ，2 0 0 2 ) 等。其中探索比较多的是提示自我解释，近几年研究主要集 中在计算机环境下通过提示自我解释来促进学习者的自我解释。 提示自我解释的方式各有不同。一些研究者让学生以一般的方式给他们自己 做出解释，而另外一些研究者则引导学生关注具体领域的元认知。一般提示更近 似于提醒，实验者要求学习者大声地进行自我解释，当学习者沉默的时问超过 1 5 秒( 或更长) 时，实验者就发出提示，如“请继续”。具体提示则要求学生明 确地解释成分的功能是什么。计算机环境下，研究者通常采用的是具体提示 ( m a y e r ，2 0 0 3 ；r e n k l ，2 0 0 2 ；a t k i n s o n ，2 0 0 3 ) ，主要解释示例中每一步要用到什么规 则。a t k i n s o n 等( 2 0 0 3 ) 在研究过程中，先呈现题目，然后要求学习者指出解答 这个题目要用什么法则，给出四个选项供选择。如果学习者选择错误则给予反馈， 并指出正确答案。c o n a t ，ic ，& v a n l e h n ，k ( 2 0 0 0 ) 研究了智能计算机指导者的教育 效用，构建了“自我解释辅导系统”，通过智能计算机指导者训练学生进行自我解 释，来帮助他们有效地学习样例，即对不完整样例进行自我解释。研究表明这种计 算机系统对学生产生自我解释是有效的。 1 。2 问题解决中的自我解释 1 2 1 问题解决 在心理学研究历史上，问题解决一直是各派心理学家关心的问题。问题解决 ( p r o b l e ms o l v i n g ) 也称解决问题。可以定义为：是由一定的情境引起的，按照 浙江师旭人学硕i + 学位论文 一定的目标，应用各种认知活动、技能等，经过一系列的思维操作，使问题得以 解决的过程( 彭聃龄，2 0 0 4 ) 。问题解决足认知的、有目标指向性的、个人化的过 程( 皮连生，1 9 9 6 ) 。 历史上许多心理学家和教育学家，从不同角度探索问题解决的过程，提出几 种不同的模式来概括描述问题解决。a u s u b e l 以几何问题的解决为原型于1 9 6 9 年提出了一个问题解决的模式。认为问题解决一般要经历四个阶段： 第一阶段 呈现问题情境命题；第二阶段明确问题的目标与已知条件；第三阶段填补空隙过 程；第四阶段解答随后的检验。a u s u b e l 认为模型中的第三阶段填补空隙过程是 问题解决的核心( 邵瑞珍，1 9 8 8 ) 。杜威于1 9 1 0 年提出解决问题的5 步模式：第 一步，产生一种怀疑、认知困惑或对困难的意识；第二步，从问题情境中识别出 问题，包括所寻找的目标的一般标记，要填补的空隙，以及耍这至的目的；第三 步，使问题情境中的这些命题与认知结构联系起来，以激活有关背景观念和先前 获得的解决问题的方法；这样又转而以解决问题的命题或假设的形式重新进行转 换或组织：第四步，必要时，需对假设作连续的检验并对问题再作明确的阐述； 第五步，将成功的答案组合到认知结构中去( 理解它) ，然后，把它应用于手边的 问题或同类问题的新的陌生的例子。1 9 2 6 年心理学家沃拉斯( g w a l l a s ) 将创造 性解决问题分为准备、孕育、明朗和验证4 阶段( 转引自皮连生，1 9 9 6 ) 。我国心 理学家把知识应用概括为审题、联想和课题类化三个阶段，这实际上是对解决问 题过程的一种描述( 潘菽1 9 8 0 ) 。 问题解决过程是知识的综合应用，知识的应用与知识的迁移是同质的概念， 知识应用问题也就是心理学中的迁移问题。 1 2 _ 2 问题解决中的自我解释 对于问题解决的研究，主要集中在精致加工和自我解释两个方面，对于精致 加工的研究多数是给学生提供对材料的精致加工，让学生去阅读学习。但研究发 现有时精致加工不能促进问题解决。精致通常是进行知识的埋入或布置，而自我 解释是在学习新信息时自己产生的( c h i & v a n l e h n ，1 9 9 1 ) 。精致加工对建立新旧 知识连结上有效果( w o o de ta 1 ，1 9 9 4 ) ，但是自我解释能够帮助学习者精练和扩 展学习材料，产生更清晰的町用知识( c h i & v a n l e t m ，1 9 9 1 ) 。c h i 等人认为当精 致加工不能促进问题解决时，人们无法_ 解是精致加工本身的不足，还是提供精 致加工是无用的。而自我解释的研究则主要是分析学生在学习过程中自发生成的 小学数学问题解决中的自我解释 解释，以及如何促进学生生成更多的正确的解释来促进问题解决( c h i ，1 9 9 4 ) 。 o r e i t l y & s y m o n s ( 1 9 9 8 ) 以5 5 个大学生为被试，对精致加工和自我解释进 行了比较，结果发现自我解释组显著的好于精致加工组。许多研究f n e u m a n & s c h w a r z , 1 9 9 7 ；n e u m a n ，1 9 9 8 ；m w a n g i & m a r y ，1 9 9 8 ；m w a n g i & s w e l l e r ，1 9 9 8 ；n e u m a n & l e i b o w i t z ，2 0 0 0 ；n e u m a n & s c h w a r z ，2 0 0 0 ；t r a f t o n & t r i c k e t t ，2 0 0 1 ) 已经发现自我解 释对问题解决的有利作用，自我解释的数量与问题解决的成功率具有相关，自我 解释不仅提商了学习者的近迁移成绩，还提高了其远迁移成绩( a t k i n s o n ，2 0 0 3 ) 。 1 _ 3 不同教学条件下的自我解释 自我解释对学习和迁移的有利作用已被广泛证实，以前在这方面的研究，通 常都是把被试随机分配到自我解释组和非自我解释组。这些研究可以按照教学条 件( 直接教授或发现) 和测量结果的三个尺度( 程序的知识、程序的迁移、概念 知识) 分类。程序的知识是指按顺序步骤去解决相似的问题，程序的迁移是指把 已知的程序向新的材料应用，概念知识是对原有知识以及原有知识各部分之间关 系管理的程序理解( b i s a n z & l w f e v r e ，1 9 9 2 ；r i t t l e j o h n s o ne ta 1 ，2 0 0 1 ) 。 1 3 1 不同教学条件 一直以来讨论最多、在教学中最常见的教学条件是直接教授与发现学习。 教育界普遍认为，如果让学生更有创造性就要鼓励学生去发现，心理学中权 威理论和很多教育改革者认为发现学习比直接教授学习更有利于迁移和概念知 识的提高，认为直接教授很容易造成机械学习，使知识不灵活。有研究证实了， 自己发现程序的学生比得到直接教授的学生，能更好的进行程序迁移，而且掌握 更多的概念知识( h i e b e r t e t a l 1 9 9 6 ；h i e b e r t & w e a m e ，1 9 9 6 ；k a m i i & d o m i n i c k 1 9 9 8 ) 但是，一些理论( 如认知负荷理论) 指出，在发现条件下经常是超出工作记忆能 力的，发现学习的问题解决需要通过广泛的搜索，这样一个非常受工作记忆容量 限制的过程通常不能导致学习( s w e l l e r ，1 9 8 8 ) ，因此提倡更多一些的直接教授 ( s w e l l e r , 1 9 9 8 ) 。人类的工作记忆是有限的( b a d d e l e y , 1 9 9 2 ) ，需要很好组织的 知识结构或图式来克服工作记忆的限制，发现学习的效率是很低的，以致于无法 有效地教会我们复杂社会中学生必须掌握的一切信息。 直接教授能够为一个知识领域的初学者提供有组织的图式，来帮助他们在工 作记忆中协调信息( s w e l l e r , v a nm e r r i e n b o e r , & p a s s ，1 9 9 8 ) ，相反，在发现学习条 7 浙江师范大学倾n 十学位论文 件下需要随机搜索，这样就受到工作记忆的很大束缚( b r a n s f o r d ，1 9 9 8 ) 。大量研 究表明，学习样例( 直接教授的一种形式) 比没有帮助的问题解决( 发现学习的 一种形式) 更会显示出对学习和迁移的促进作用( a t k i n s o n ，d e r r y , r e n l d ， & w o r t h a m ，2 0 0 0 ；s w e l l e re ta 1 ，1 9 9 8 ) 。而且得到细致设计的直接教授的学生表现出 更加牢固的迁移( k l a h r & c a r v e r , 1 9 8 8 ；k l a h r & n i g a m 。2 0 0 4 ) 。直接教授一个程序能 促进概念知识的提高( r i t t l e 。j o h n s o n ，s i e g l e r , & a l i b a l i ，2 0 0 1 ) 。当静的发现和大量 研究显示，当提供适合的问题经验，教授能够大大促进正确程序的使用( k l a h r & n i g a m ，2 0 0 4 ；s w e l l e re la 1 ，1 9 9 8 ) 。 1 3 2 不同教学条件下的自我解释 在发现条件下关于自我解释效果的研究很少，几个研究发现学习者在程序的 学习垦表现出即时的获得( c u r r y , 2 0 0 4 ；n e u m a n & s c h w a m ，1 9 9 8 ；s i e g l e l l 9 9 5 ) ，同 样在程序的迁移中( s i e g l e r ，2 0 0 2 ) 。在这些研究中学习者从5 岁到成人，学习者解 决问题并在自我解释之前获得j e 确结论的反馈，这些研究都没有评估概念知识， 评估的材料是与干预的材料非常相似的。在发现条件下，自我解释能够促进新的 解决问题途径的发现，更深的搜索思考更精致的途径( s i e g l e r , 2 0 0 2 ) 。 在直接教授条件下的自我解释的实验研究，例如在课文或样例上的研究，研 究发现促进自我解释的学生比没有促进的学生在程序的学习上有即时的提高 ( b i e l a c z y c ，p i r o l l i ，& b r o w n ，1 9 9 5 ；p i n e & m e s s e r , 2 0 0 0 ) ，在程序迁移上也有效 ( a l e w e n & k o e d i n g e r , 2 0 0 2 ；a t k i n s o n ，r e n k l ，& m e r r i l l ，2 0 0 3 ；r e n k l ，s t a r k ，g r u b e r ，& m a n d l ，1 9 9 8 ；w o n g ，l a w s o n ，& k e e v e s ，2 0 0 2 ) 。这些研究的被试从5 岁到成人，研究领域 从平衡原则到几何，这些研究中迁移的材料与干预的材料非常相似。 在以数学等价问题为材料的研究巾，通过一些输入的形式( 准确反馈或直接 教授) 学生能够学习解决问题的一种程序，但是往往不能把学到的程序迁移到新 的问题形式中( a l i b a l i ，1 9 9 9 ；r i t t l e j o h n s o n & a l i b a l i ，1 9 9 9 ) ，然而，在发现学习条 件下促进自我解释能提高问题程序的迁移( s i e g l e r ，2 0 0 2 ) 。发现过程和自然的自 我解释是与概念知识提高相伴随的( c a r p e n t e re la l ，1 9 9 8 ；c h ie la l ，1 9 8 9 ) 。 基于两种不同教学条件各有优缺点的情况下，人们开始试图将两者与自我解 释相结合进行比较，探讨什么样的教学条件下引导的自我解释更支持学生的学习 和迁移，b e t h a n yr i t t l e - j o h n s o n ( 2 0 0 6 ) 从另一个角度考虑不同教学条件对学 小学数学问题解决中的自我解释 习和迁移促进作用的潜在机制，认为发现学习潜在的有利作用可能是使学习者在 调整、连接、评估信息上更活跃，也就是自我解释，而不是程序的发现本身。有 可能促进迁移和概念理解的不是信息的来源( 直接教授或发现) ，而是被自我解 释促进的积极过程的建构。直接教授可能在时间上不利于积极的过程，但是促进 自我解释会减轻这种不利。促进深度学习，当学习者像自我解释一样积极的投入 到认知过程中，使用直接教授可能会更成功。他以小学生( 3 、4 、5 年级) 为被 试，在问题解决中比较了不同教学条件( 直接教授、发现学习) 与自我解释( 有 自我解释促进、无自我解释促进) 两两组合对程序的学习、程序的迁移、概念知 识的促进上的效果，结果发现：促进自我解释有利于新的解决问题程序的发现， 被促进自我解释的学生比没有被促进自我解释的学生，解决了更多的迁移问题， 但是在概念知识提高上效果不显著，而且没有任何一种组合导致概念知识上的进 步，直接教授个解决问题的程序大大提高了解决问题的准确度，直接教授一个 解决问题的程序与促进自我解释相结合，表现出对学习和迁移的最显著作用，但 是没有促进概念知识。接受教授的学生典型产生a 十和+ c 问题的正确程序，比发 现组的学生在干预过程中更善于解决+ c 问题，在延时后测中学生也保持使用这 些正确的程序，得出如果想让学生用正确的程序，通常先教他们一个有效的程序， 就会促进其余正确程序的发现。 2 问题的提出和研究假设 2 1 问题的提出 通常认为，自我解释是一个重要而有效的一般领域提高知识的方式，但是对 文献细致的回顾发现，很少发现自我解释在概念知识的提高上有因果作用，更加 没有远迁移的评估，在自我解释效果的稳定性检测上还很欠缺。促进学习者自我 解释，对概念知识、程序学习、程序迁移有促进作用吗? 如果有，在远迁移问题 上效果如何? b e t h a n y r i t t l e j o h n s o n 的研究中发现，促进学生自我解释与直接教授学生一 个解决问题的程序相结合表现出对程序学习和程序迁移的最显著的效果，但是在 概念知识上的促进不显著。b e t h a n yr i t t l e j o h n s o n 预言，在促进自我解释的情况 下，直接教授一个正确的解决问题的程序和这个程序的概念解释，会导致最大的 学习和迁移( b e t h a n yr i t t l e j o h n s o n ，2 0 0 6 ) 。在促进自我解释的情况下，直接教 9 浙江师范人学顾上学位论文 授一种解决问题的程序和相应的概念解释，会更有利于程序的学习、程序的迁移 和概念知识成绩的提高吗? 自我解释能够促进新的解决问题程序的发现，而且扩大了正确程序而减弱了 不正确程序( a n d e r s o n ，1 9 9 3 ；r i f l e j o h n s o n ，2 0 0 6 ) 。直接教授解决问题的一个程 序后促进学生自我解释在学习和迁移上表现出最显著的效果，但是对学生发现解 决问题新程序的多样性上受到限制。当给学习者直接教授解决问题的一个程序及 概念解释比只教一个程序，会更加有利于解决问题的其它程序的发现吗? 已有大部分自我解释的研究( 包括自我解释效果) 都是通过提示学习者出声 思维( m a y e r ，2 0 0 3 ；r e n k l ，2 0 0 2 ；a t k i n s o n ，2 0 0 3 ；r i t t l e - j o h n s o n ，2 0 0 6 ) ，从学习者外显 的言语行为来分析学习者自我解释的口语报告。但是自我解释本身不必是外显的 行为( 吴庆麟杜伟宇，2 0 0 3 ) 。自我解释应该足很集中的活动，可能足不完整的、 不连贯的、零碎的。出声可能会额外增加言语组织及传递信息的负荷，但是外部 言语的一个有利作用是可以使注意更集中，而内部言语是言语的高级阶段，儿章 言语的发展是从可听见的外部占语向较为内化的、不出声的言语转化，内部言语 可能效率更高。如果不出声的自我解释效果更好，那么在自我解释培训过程中就 要加入一个内化的过程，而现在已有的自我解释训练程序都还停留在学生大声的 状态( b i e l a e z y c ，p i r o l l i ，& b r o w n ，1 9 9 5 ；m c n 锄a r a & s c o t t ，1 9 9 9 ；m c n a m a r a ，2 0 0 4 ) 。 还没有研究考察出声的自我解释和不出声的自我解释效果的差异。不出声的自我 解释比出卢的自我解释效果更好吗? 有鉴于此，本研究拟对问题解决中不同教授条件下引导的自我解释和不同形 式的自我解释开展研究。 2 2 研究假设 ( 1 ) 在问题解决中促进学习者自我解释，对概念知识、程序学习、程序迁 移有促进作用，且这种作用在远迁移问题上也有效果。 ( 2 ) 在促进自我解释的情况下，教授一个程序及概念解释与只教授一个程 序相比，对学习和迁移的促进作用，前者比后者更显著。 ( 3 ) 在促进自我解释的情况下，教授一个程序及概念解释与只教授一个程 序相比，会更加有利于解决问题的其它程序的发现。 ( 4 ) 不出声的自我解释比出声的自我解释效果更显著。 0 小学数学问题解决中的自我解释 3 实验一：问题解决中不同教授条件下引导的自我解释对程 序学习、程序迁移和概念知识的影响 3 1 研究目的 本研究探察问题解决中不同教授条件下引导的自我解释，对程序学习、程序 近迁移、程序远迁移和概念知识的影响。其中教授条件分为教程序和教程序及原 因两个水平，自我解释分为无自我解释促进和有自我解释促进两个水平。评估是 否促进自我解释导致程序的知识、程序的近迁移、程序的远迁移和