（发展与教育心理学专业论文）学科问题类比迁移中源问题呈现方式的影响.pdf

学科问题类比迁移中源问题呈现方式的影响笫i 页 学科问题类比迁移中源问题呈现方式的影响 学科专业：发展与教育心理学研究方向：学习与发展 指导教师：张庆林教授研究生：师保国( 2 0 0 1 1 3 2 ) 中文摘要 角度出发，以同型学科问题为材料，探讨了类比迁移中的源问题呈现方式对解题的 影响，同时考察了被试在此过程中的时间控制和思维策略。研究结论一方面有利于 深化类比迁移的有关理论观点，另一方面有利于用来指导实际教学。 本研究包括两个实验。实验1 考察在控制源问题( 所有被试学习同样的源问题) 的前提下，表面特性对学科问题迁移成绩的影响，以及个体在类比迁移过程中的时 间控制、解题策略等。实验2 考察在控制靶问题( 所有被试解决同样的靶问题) 的 前提下，两个表面相似( 或不相似) 的源问题，在归纳思路与不归纳思路的情况下 对类比问题解决的影响。妊本研究条件下获得以下结果： 1 类比迁移过程中源靶问题表面内容相似性对迁移成绩有显著影响，在结构相 似前提下，表面越相似，成绩越好。同一领域的学科问题之间更容易发生迁移。表 面相似性不仅影响类比源的选取，而且影响之后的解答过程。 2 在结构相似前提下，依据表面和依据结构来激活源问题都是有效的策略。分 析源问题的解决方法、比较源靶问题联系与区别、对靶问题自动归类是被试在解答 类比问题时常用的思维策略。类比迁移过程中，源问题学习时间与迁移效果之间不 存在显著关系。 3 两个源问题条件下，思路归纳对迁移成绩有显著影响。源问题表面之间的不 同相似关系对迁移成绩影响不显著，思路归纳与源问题表面关系交互作用也不显著。 4 不归纳思路的情况下，学习两个源问题所产生的迁移效果与学习单个源问题 所产生的迁移效果无显著差异。只有在归纳思路的情况下，学习两个源问题的迁移 效果才会显著好于学习单个源闯题的迁移效果。y i，一 关键词：类比连彩学科1 可惫，问题呈琉l ；! 度，表面相莜锰，结构卡而性， 源问题，靶问题，思路归纳 、_ 、 学科问题类比迁移中源附避呈现方式的影响第“页 e f f e c t so fp r e s e n t a t i o nm o d e so fs o u r c ep r o b l e m s0 1 1a n a l o g i c a i t r a n s f e ri nd i s c i p l i n a r yp r o b l e m s o l v i n g m a j o r ：d e v e l o p m e n t a l e d u c a t i o n a lp s y c h o l o g y s p e c i a l t y ：l 砧a m i n g d e v e l o p m e n t t u t o r ：p r o f e s s o rz h a n gq i n g l i n a u t h o r ：s h i b a o g u o a b s t r a c t a n f l o # e a lt r a n s f e rp l a y s a ni r r e p l a c e a b l er o l ei nh u m a n l e a r n i n ga c t i v i t i e s d e s p i t e t h i sa c k n o w l e d g e m e n t , o n l y r e c e n t l y h a si tb e c o m ea p r o m i n e n tt o p i c i nt h e p s y c h o l o g y o f t h i n k i n g h o w e v r e s e a r c ho ft h ep a s t d e c a d ei sn o te n o u g ha b o u tt h ee f f e c t so f p r e s e n t a t i o nm o d e so f s o u r o j ea n a l o gi nd i s c i p l i n a r y 舭l d s a n dl i t t l ea t t e n t i o nh a sb e e n p a i dt os u b j e c t s r e s p o n s e sa n ds t m 把g i e sd u r i n ga n a l o s i 蹴t r a n s f e r f r o mt h ev i e wo f e ) c t e r n a l p r e s e n t a t i o n o fp r o b l e m s ，t h i s s t u d y ，b yu s m gs a m e s t r u c t u r a l d i s c i p l t n a r y p r o b l e m s ，e x a m i n e dt h ee f f e c t so fp r e s e n t a t i o nm o d e s o fs o l l ep r o b l e mo np r o b l e m s o l v i n ga n dt i m ec o n t r o l l i n ga n dt h i n k i n gs t r a t e g i e sd u r i n ga n a l o g i c a lt r a n s f e rp l x 圮e s s t h er e s u l t sp r o v i d eb o t ht h e o r e t i c a la n di n s t r u c t i o n a li m p l i c a t i o n s 。 t w oe x p e r i m e n t sh a v eb e e nd e s i g n e dt os u p p o r tt h i sr e s e a r c h t h ef i r s to n e ，u n d e r t h i sc o n d i t i o na l lp a r t i c i p a n t sw e r ep r o v i d e dw i t ht h es a m es d l l f c ep r o b l e m s , f o c u s e do i l t h ee f f e c t so f s u r f a c ef e a t u mo f s o u r c ea n a l o go n p r o b l e ms o l v i n ga n ds u b j e c t s 犯s 弦n s e s s u c ha st i m ec o n t r o l l i n ga n dt h i n k i n gs t r a t e g i e s t h es e c o n do n e i nt h i sc o n d i t i o na l l p a r t i c i p a n t sw e r er e q u e s t e dt os o l v eo n es a n l et a r g e tp r o b l e m , f o c u s e do n t h ee f f e c t so f d i f f e r e n ts u r f a c er e l a t i o n s h i p sb e t w e e nt w os o u r c ep r o b l e m so na l l a l o g i c a lt r a n s f e r t h e r e s e t so b t a i n e df r o mt h e s ee x p o r i m e m sa r e ： 1 s u r f a c es i m i l a r i t yb e t w c c , ns o l f f _ c ea n dt a r g e th a sas i g n i f i c a n ti m p a c to f ta n a l o g i c a l t z r n s f e lu n d e rs t r u c t u r a ls i m i l a rc o n d i t i o n , t h ed e e p e rt h ee x t e n to f s u r f a c es i m i l a r i t y ，t h e h i g h e ri st h es c o r eo b t a i n e df r o ma n a l o g i c a lt r a n s f e r t r a n s f e rw a so c c u r r e dm o r ee a s i l y l ：) c l t w e e l l p r o b l e m si nt h es a m ed i s c i p l i n ef i e l d s s u r f a c es i m i l a r i t ya f f e c t sn o to n l yt h e r e t r i e v a lo fs o u r c e a n a l o gb u t a l s ot h e s o l v i n gp r o c e s s 学科问题类比迁移中源目题呈现方式的影响第i 订页 2 e f f e c t i v es t r a t e g i e su s e dt oa c t i v a t es o u r c ea n a l o gc a r t _ b eb a s e do ns u r f a c ea sw e l l a so i l s t r u c t u r e a n a l y s i st h es o l u t i o no f s o u r c ep r o b l e m ，c o m p a r et h ed i f f e r e n c e sa n d r e l a t i o n s b e t w e e ns o u r c ea n d t a r g e tp r o b l e m s ，a n dc a t e g o r i z et a r g e tp r o b l e m s a u t o m a t i c a l l y a l et h r e e k i n d s o fu s e f u l t h i n k i n gs t r a t e g i e s t h e r e i sn o s i g n i f i c a n t r e l a t i o n s h i pb e t w e e nl e a r n i n gt i m ea n d t r a n s f e re f f e c t s d u r i n ga n a l o g i c a l t r a n s f e r 3 i nt h et w os o u r e ep r o b l e m sc o n d i t i o n , s o l u t i o nm e t h o di n d u c t i o nh a sas i g n i f i c a n t i m p a c t o nt r a n s f e r n os i g n i f i c a n td i f f e r e n c e sw e r ef o u n db e t w e e nt h et w os u r f a c es i m i l a r s o u l c ep r o b l e m sa n dt h et w os u r f a c ed i s s i m i l a ro n e s i n t e r a c t i o nb e t w e e ns o l u t i o nm e t h o d i n d u c t i o na n ds u r f a c er e l a t i o n s h i po fs o u r c ep r o b l e m sw a sn o tf o u n d 4 w i t h o u ts o l u t i o nm e t h o di n d u c t i o n , t h ee f f e c to fl e a r n i n gt w os o u r c ep r o b l e m sw a s n o tb e t t e rt h a nt h a to fl e a m i n go n es o u i c cp r o b l e m o n l yu n d e rs o l u t i o nm e t h o di n d u c t i o n c o n d i t i o n , s i g n i f i c a n t d i f f e r e n c ec a r lb ef o u n db e t w e e nl e a r n i n go n ea n dt w os o u r c e p r o b l e m s k e yw o r d s ：a n a l o g i c a lt r a n s f e r , d i s c i p l i n a r yp r o b l e m ，p r e s e n t a t i o n m o d e so f p r o b l e m ， s u r f a c es i m i l a r i t y , s t r u c t u r a l s i m i l a r i t y , s o u r c ep r o b l e m ， t a r g e tp r o b l e m ，s o l u t i o n m e t h o di n d u c t i o n 学科问题类比迁移中源问题呈现方式的影响第1 页 学科问题类比迁移中源问题呈现方式的影响 1 引言 遇到一个新问题( 靶问题) 时，人们往往想起一个过去已经解决的相似的问题 ( 源问题) ，并运用源问题的解决方法和程序去解决靶问题。这一问题解决的策略就 是类比迁移( a n a l o g i c a lt r a n s f e r ) 1 1 1 。类比思维是智力的标志 2 1 ，它在人类的认 知活动中扮演着重要的角色。科学史上的许多伟大的发现就是通过类比才得到的， 各种形式的创造性思维训练大都以搜寻和应用类比的过程为基础，而学校教学也着 力于通过强调不同领域间的相似性，发展学生的迁移能力以使他们能成功应对新的 情境 3 1 。在许多学科领域的教学中，教与学的目标是使学生掌握有关学科的抽象规则 的知识。但是，在这种学习前，学生首先理解和使用的是具体的规则而不是抽象的 规则。学生在完成课后作业时，他们的一般方法是回头去查看从课堂上习得的例题， 从而发现一个与课后作业有相似结构的例题，并且根据这个例题确定解题方法去解 答新问题。总之，类比迁移在人类的学习中有着不可替代的地位，目前它是心理学 思维研究领域中的一个重要主题 3 1 。 1 1 类比迁移中的源问题呈现方式 问题呈现方式实际上属于问题的外部表征。通常，认知心理学研究者认为，问题 表征就是理解问题，是问题解决者构建的关于问题的认知结构，是对觉察到的问题 的初始条件、约束条件的解释。长期以来，这一概念被普遍认同，原因是这里隐含 着一个普遍被接受的假设前提，即不管问题的呈现或输入方式如何，问题解决行为 都是由对问题理解决定的，即对问题的内部表征决定的【4 l 。问题的外部表征概念的提 出者z h a n g 5 1 使用t t t ( t i c - t a c - t o e ) 同型游戏问题作为实验材料，发现问题的外部 结构与情景不只是对内部意识的输入和刺激，它具有独立于内部表征的作用。对于 许多问题来说，外部表征是其必不可少的构成要素，没有它问题就无法成立或问题 的性质就会发生根本的变化。问题内部表征的建立，要受到外部表征( 如问题呈现 方式、问题结构) 的影响。 与内部表征相比，人们对外部表征的特性研究还很少，但实际上在许多认知任 学科问题类比迁移中源问腰呈现方式的_ 影响第2 页 务中都有外部表征。现在，整个认知心理学研究中的生态学趋向越来越明显，而研 究现实的问题情景对问题解决行为的影响也具有生态学意义，它在揭示现实中人解 决实际问题的机制和影响因素方面可能会更有成效h 。基于此，本文试图在已有研究 的基础上，讨论类比迁移中的源问题呈现方式对解题的影响。这里，源问题的呈现 方式，包括有多少个源问题被呈现出来以及如何呈现这些源问题等内容。前者涉及 到源问题的数目，不同数目的源问题，对迁移成绩影响是有所不同的。后者涉及到 源问题与靶问题的相似关系以及源问题之间的关系，如源问题与靶问题表面和结构 是否相似，源问题之间是否比较归纳等。我们将重点考察在结构相似的前提下，源 问题与靶问题的表面相似性，以及两个源问题之间的不同关系对类比迁移的影响。 1 1 1表面相似性和结构相似性的含义 在类比迁移中，问题所包含的信息涉及到内在的原理信息与表面的内容信息两 方面。内在原理是问题所包含的内在结构或关系，是解决问题的关键；表面内容是 指问题所涉及的事物、形式、情节等具体内容嘲。根据问题的这些特征，就可以把不 同问题之间的相似性区分为表面相似性( s u r f a c es i m i l a r i t y ，也称s u p e r f i c i a l s i m i l a r i t y ) 和结构相似性( s t r u c t u r a ls i m i l a r i t y ) t o o 虽然关于表面相似和结构相似的具体定义，不同的研究者说法不尽一致，但却 大同小异。结构映射理论( s t r u c t u r e m a p p i n gt h e o r y ) 的提出者g e n t n e r ( 1 9 8 9 ) 惮 认为，表面相似就是指源问题和靶问题有相似的问题内容，如条目( e n t i t i e s ) 和 属性( a t t r i b u t e s ) 。条目在这里是指问题中出现的个体或事物，而属性则是条目的 特性。结构相似是指一个问题中对象间的关系能够对应于另一个问题中对象间的关 系，即具备了有因果特点的高级关系( h i g h e r o r d e rr e l a t i o n ) 。实用图式理论 ( p r a g m a t i cs c h e m at h e o r y ) 的提出者h o l y o a k 等人认为，表面相似是表面特征的 重叠，而结构相似则是“实用图式”的匹配，表面相似或结构相似主要取决于问题 特征是否与目标达成有因果联系同。后来，以故事类比为实验内容的研究者( 如 r o s s b h 等，1 9 9 7 ) 9 】进一步提出，源靶问题表面相似是指，除了包含相似的目标 对象和特点以外，还有相似的上下文关系或共同的情节。结构相似则是指两个问题 之间有相同的抽象原则( a b s t r a c tp r i n c i p l e ) 。 综合已有的观点，可以这样认为，两个问题表面相似，是指这两个问题有相似 的对象、特点或条目、属性等，以及共同的情节和上下文关系。两个问题结构相似， 学科问题类比迁移中源问题呈现方式的影响第3 页 是指这两个问题有共同的数( 变) 量因果关系，在本研究中是指具有与解题相关 的共同的思维加工的步骤和策略。 1 1 2 表面相似和结构相似对类比迁移各阶段的影响 关于表面特征相似和结构特征相似对类比迁移的影响，前人已经进行了大量的 研究并得出了许多结论 1 0 , 1 t , 1 2 l 。g e n t n e r 认为，表面相似性在源问题的提取阶段起作 用，但在选择源问题和应用于靶问题的解决阶段，结构相似性起着主要作用。实用 图式理论的坚持者则认为，同一领域的类比迁移中，表面特征对提取相关源问题很 重要，而不同领域的类比迁移中，实用图式即相似的结构更重要。g i c k ，r e e d 以及 h o l y o a k 和k o h 等人的研究均指出，源问题的表面内容只影响到提取，尤其是自发提 取，一旦提取或者找到合适的类比源后，接下来的应用或一一映射过程将不再受表 面内容的影响，而只是对问题所包含的结构信息敏感 1 3 a 4 , 7 1 。对以上观点，示例理论 持相反意见，它认为表面相似性是一贯重要的。r o s s 经过一系列构思巧妙的实验发 现【1 5 , 1 6 , 1 7 ，源问题的具体内容不仅在类比源的选取上起作用，而且在后面的匹配过程 中也起作用：在他的“对应相反”的类比问题研究中，r o s s 发现样例表面内容不仅 影响了新问题的类化( 公式的选择) ，而且影响了关系的匹配( 公式的运用) 。 莫雷等人( 1 9 9 9 ) 隅j 在r o s s 研究的基础上，探讨了在内部原理不同( 即结构不 相似) 的情况下，样例与新问题在表面内容方面不同的相似关系对类比迁移过程的 具体影响。他们把问题的表面内容分解为表面概貌与表面对应两个方面，认为在源 靶问题结构相似的前提下，表面概貌相似有利于靶问题的类化，表面对应相似则有 利于公式的正确运用。而当源靶问题结构不相似时，两者表面相似会对靶问题的解 决产生负迁移作用。在另一个研究中( 刘丽虹莫雷，2 0 0 1 ) 1 1 川，他们探讨了问题 数量类型在由物理到数学、由金融学到数学跨学科迁移中的作用，发现数量类型匹 配有利于从具有特殊内容的学科( 如物理) 到内容相对自由的学科( 代数) 的发生。 以上的研究，分别从问题表述所涉及到的对象、问题概貌及问题对象的对应关 系、数量类型等方面详细地探讨了它们对类比源的选取和匹配过程的影响作用。但 是，实际上，表面相似和结构相似对类比迁移的影响是非常复杂的，其作用大小还 取决于进行类比时的具体情况。一项关于专家和新手的研究【19 】发现，当两个问题结 构相同而表面不同时，专家更容易产生自然的积极迁移；当两个问题表面相同但结 构不同时，专家和新手都会产生负迁移，并以后者为重。而当两个问题表面和结构 学科问题类比迁移中源问腰呈现方式的影响第4 页 都相同时，专家和新手都有自然的正迁移。类似的结果也出现在其它研究中。c h i 等 人( 1 9 8 2 ) 1 2 0 j 在一个实验中让8 名专家和8 名新手对2 4 个物理应用题进行分类，结 果发现新手是根据问题的表面特征( 如根据问题中提到的物体：斜面和弹簧) 来分 类，而专家则是根据物理学原理和定律来判断类别。在另一个实验中，c h i ( 1 9 8 2 ) 田】发现，解决问题能力强的人，善于识别题的类型，善于辨认同型问题( 解答步骤 完全相同而文字题材不同的应用题) ，而解题能力弱的人则难以做到这一步。c l e m e n t ( 1 9 8 2 ) 1 2 2 1 也报告说在解决困难问题时，物理学专家常常能够提取出结构的类比。 近来关于专家和新手的比较研究进一步发现，专家因为具有良好组织的图式知识和 高度联结的知识单元，以及其中包含的大量的陈述性知识，所以能够在问题解决中 形成基于结构相似性的复杂的问题表征。而新手的图式中的知识很少被组织、知识 单元联结松散、包含较少相关领域的陈述性知识，往往只能形成基于表面相似性的 简单的问题表征口川。 总之，表面相似性和结构相似性对不同的人解决问题的影响是不同的。对于具 有“专家知识”( e x p e r t i s e ) 的人来说，结构相似作用更大，而对于新手来说则可 能表面相似的作用更大。由此可以推论，不同的人在解决类比问题的过程中，在源 问题、靶问题表征与映射的各阶段，受两个问题之间的表面相似性和结构相似性的 影响并不相同。并且，这种影响可能不仅仅涉及到被试的迁移成绩，同时，它也会 对被试在迁移中的反应和策略产生作用。以前的研究考察类比迁移过程中不同被试 在反应和策略方面的表现上做得并不充分，本研究决心在考察源问题表面相似性对 类比迁移成绩影响的同时，探索被试( 主要是成功被试) 类比迁移过程中在时间控 制、解题策略等方面的表现。以弥补已有研究的不足。 1 1 3 两个以上的源闯题及其关系对类比迁移的影响 类比迁移过程中呈现的源问题还可以是两个以上的。g i c k 和h o l y o a k ( 1 9 8 3 ) 【1 硼 在故事问题类比研究中让被试学习两个源故事( 一个是“将军”问题一个是“灭 火”问题) 并要求他们比较这两个问题，列举出它们之间的相似性。结果发现，学 习两个源问题的被试迁移成绩显著好于使用一个源故事的被试。c a t r a m b o n e 和 h 0 1 y o a k ( 1 9 8 9 ) 2 4 1 用类似的“肿瘤”问题作靶问题，但他们使用了三个源问题，要 求被试比较这些例子，并提醒他们“注意目标和方法”，于是被试可以更好地形成解 答图式。同样使用三个故事源问题，g i c k 和p a t e r s o n ( 1 9 9 2 ) i 2 5 1 使用了与前不同的 学科问题类比迁移中源问题呈现方式的影响第5 页 材料，他们的源问题中有一个是相反的例子，结果表明，这同样有利于类比迁移。 另一方面，c l e m e n t ( 1 9 9 4 ) 】让被试学习三个源故事问题，不同的被试所学习 的源故事又不完全一样。一组是隐含( 1 a t e n t ) 结构组，一组是外显( m a n i f e s t ) 结构 组，第三组是图式说明组。结果发现，后两组被试在类比迁移的各个方面都好于隐 含组。r o s s 等人( 1 9 9 7 ) 狰悛现，在给被试呈现源问题时，不同的教学方法一先 解释原理，再举例说明( t h ea b s t r a c tp r i n c i p l em e t h o d ) 和举例伴以原理( t h e e m b e d d e dp r i n c i p l em e t h o d ) 导致对问题原理的表征不同，因此影响对靶问题 的解决。 张庆林等人( 1 9 9 9 ) 【2 7 】以故事类比为内容考察了类比迁移中图式归纳的发生机 制。他们的研究发现，增加源问题的数目促进了自动的图式归纳。具体来说，在良 好的指导条件下，仅呈现两个源问题就能较成功的迁移，这时增加源问题数对提高 学生的迁移能力作用不大，反而会增加其认知负担：在学生自发状态下，需呈现3 到4 个源问题才能对其迁移有明显的促进。另外，要求被试比较不同源问题的原理 也可以提高迁移成绩。 总之，多个源问题数目以及要求被试进行比较对类比迁移有积极的影响。但是， 已有的研究要么使用的是以经典“射线”问题或故事为原型的类比材料，要么并未 考察( 或较少考察) 多个源问题之间的关系( 如两个源问题表面相似和不相似) 对 类比迁移的影响，以及呈现结构图式( 或原理) 与不呈现结构( 或原理) 对类比迁 移的影响。本研究试图克服前人研究的这些不足，考察学科问题类比迁移中两个源 问题之间的关系对迁移成绩的影响。 1 2 问题的提出 如前所述已有的研究在考察表面特性对被试的反应和策略影响方面、源问题 呈现方式对迁移成绩影响方面存在不足。而且，在问题解决的类比迁移研究中，以 故事为实验材料的研究居t 2 8 , 2 9 , a o 】，以定义良好的学科问题尤其是跨学科问题为材 料进行的研究则为数很少。显然，在实际的教学过程当中，学生们要面对的正是这 些定义良好的学科问题，他们的重要任务之一就是如何去学习教师或教材提供的 “解答好的例题”( w o r k e de x a m p l e ) 以促进自己的解题效率。在这一过程中，学 生如何学，教师或者教材如何教就深刻地影响着由源问题到靶问题的迁移。正是立 足于这一实际现象，我们试图在采用同型的跨学科问题的情况下对类比迁移进行研 学科问题娄比迁移中源问题呈现方式的影响第6 页 究。这里，同型跨学科问题是指结构相似的不同学科领域问题，如一道代数题和一 道化学题，它们具有相同的解答步骤和过程即同型，但因为不属于同一学科领域， 所以是表面不相似的。而如果是两道原理相同的代数题，则被认为既是结构相似又 是表面相似的。本文尽力以问题是否跨学科来作为表面是否相似的标准，着重探讨 两方面的内容：第一，我们要考察在控制源问题( 所有被试学习同样的源问题) 的 前提下，表面特性对学科问题迁移成绩的影响，以及个体在类比迁移过程中的时间 控制、解题策略等，以深化已有的对类比迁移的研究，进一步了解单个源问韪对类 比迁移的影响。第二，我们要考察在控制靶问题( 所有被试解决同样的靶问题) 的 前提下，两个表面相似( 或不相似) 的源问题，在归纳思路与不归纳思路的情况下 对类比问题解决的影响，进一步了解两个源问题之间的关系对类比迁移的影响。 1 3 研究意义 研究的结论一方面可以用来验证、深化类比迁移的有关理论观点，拓展关于问 题外部表征尤其是呈现方式对问题解决影响的理论。另一方面可以用来全面考察学 生在示例学习中的反应，为实际的教与学提供指导。 2实验1 2 1 目的 考察单个源问题的表面特性( 表面相似不相似) 对类比迁移的影响，以及被试 的时间控制策略和完成迁移的思维策略。 2 2 方法 2 2 1 被试 西南师范大学心理学系一年级学生6 0 名，其中男、女生各3 0 名。所有被试随 机分为6 个组，每组1 0 人。 2 2 2 材料 实验材料包括3 个源问题及其详细解答过程( 为便于表述，我们暂且把它们分别 标识为a 、b 、c ) 和6 个靶问题( 分别标识为a l 和a 2 b l 和b 2 ，c 1 和c 2 ) ，以及 一张用于询问被试解题策略和源问题有用性的问卷。源问题和靶问题的选择要么是 学科问腰类比迁移中源问题呈现方式的影响第7 页 因为其具备一定的难度，要么是因为它们具备一题多解的特点，这样做的目的在于 尽量避免被试已有知识对类比迁移的影响。每一个源问题分别对应两个靶问题，这 两个靶问题与源问题结构是相同的( 同型) ，但一个是表面相似的( 本学科领域，如 源问题a 对靶问题a l ，b 对b 1 ，c 对c 1 ) ，一个是表面不相似的( 跨学科领域，如a 对a 2 ，b 对b 2 ，c 对c 2 ) 。这样，6 个靶问题可以分为两类：表面相似组和表面不相 似组。 源问题和靶问题题目，及问卷样式见附一。 2 2 3 设计 采用二级嵌套设计。所有被试都对3 个源问题进行示例学习，但每组被试只解 答6 道靶问题中的3 个。为了避免题目顺序的影响，被试在学习源问题时都按a 、b 、 c 顺序，而在解答靶问题时都按b 、a 、c 顺序。 2 2 4 程序 采用5 人一组的纸笔测试方式。先让被试进行示例学习，告诉他们：“这里有三 道典型的考试题目及其解答步骤，请你来学习。每一道例题的学习时间都是没有限 制的，你可以根据自己的掌握程度来学习。如果你感觉已经掌握了第一道题，请告 诉我们，并马上开始学习第二道题。如果第二道题也掌握了，就告诉我们并开始学 习第三道题。依此类推。”然后主试询问被试明白了没有，如果被试没有明白上述要 求，则主试要再作解释。主试对被试的学习不控制学习时间，但如果总时间超出了 3 0 分钟，则提示被试停止。主试记录下被试学习每一个源问题所用的时间及总学习 时间( 以秒为单位) 。 示例学习材料收回后，休息3 分钟。主试再发给被试含有三个靶问题的测试材 料，告诉被试：“现在请你来解答三道作业题。对于这些题目，请写出主要的解答步 骤和计算过程。每做完一道题后，请你报告给我们，并马上开始做第二道题目。每 一道题给你2 5 分钟，请抓紧时间。”被试开始解答靶问题，主试记录每一题的解答 时间及总时间( 对于被试放弃不解的题目，解答时间按最高时限2 j 分钟来记) 。 等被试把3 个测试题都解答完毕( 或时间结束时) ，主试请被试填写问卷，回答 他们是否激活( 想到) 、如何激活源i l l 题的，以及对源问题的帮助性( 有用性) 进行 评价。 最后，6 个被试组中每组选取2 3 名解题较为成功的被试，简要回顾自己的解 学科问题娄比迁移中源问题呈现方式的影响第8 页 题思路，总结自己的思维策略。主试用录音机把被试的口语报告内容录下来，以待 后来分析。 2 2 5 评分标准 参照莫雷等人的研究制定评分标准。每道题满分为2 分，解答过程正确并激活 源问题( 想起对应的例题) 的记2 分，解答过程正确但未激活源问题的记1 分，未 能正确解答的记0 分。随机抽取1 0 位被试的解答，由两名研究人员独自按照上述标 准打分，求出的一致性系数为0 8 3 9 ( 仄0 0 1 ) ，达到非常显著水平，表明本研究的 评分标准有较高的客观性和可操作性。 运用s p s s l o 0 进行统计。 2 3 结果与分析 2 3 1 表面相似与不相似两种类型题目的迁移成绩比较 表1 列出了表面相似与不相似两种类型题目的迁移成绩。 表1表面相似与不相似两种类型题目的迁移成绩比较 二级嵌套设计的方差分析结果如表2 所示。 表2 实验1 中披试迁移成绩的方差分析 注： + 十表示庳0 0 0 1 下同 方差分析结果表明，表面相似和不相似的题目成绩差异极显著“1 1 7 4 ) = 4 0 5 9 3 ，p ( o 0 0 1 。同时，a 、b 、c 三类靶问题迁移成绩之间的差异也极显著尺4 ，1 7 4 ) 兰型塑里茎堕垦堡! 篓塑垦呈翌查查箜墅堕 塑! 至 = 1 0 8 7 6 ，庆0o g i ) ，表明类比迁移中存在问题类别或难度的影响。 关于六个靶问题，其平均成绩可用下图直观地表示出来： 靶目厦 图1实验1 中六十靶问置平均迁移成绩比较 2 3 2 学习源问题与解答靶问题的反应时间的分析 考察示例学习类比迁移过程中被试的时问控制策略是本研究的一个重要目的。 袁3 列出了在各题上成功解答者和未成功解答者所用的学习时间和解答时间a 表3 成功解题者和来成功l g 题者的平均学习时间和解答时间( 秒) 平均学习时间j 检验 ! 塑坚董堕旦 l 检验 堕堕耋圭鏖垫耋 堕婴耋 一型董型耋一 a i1 0 0 - - + 4 7 8 10 0 4 1 2 8 1 1 0 51 4 61 2 7 3 ( n - - 2 9 ) f 1 21 1 9 4 2 ( n - 7 b 1 2 4 3 1 1 4 ( n = 2 8 ) b 22 3 7 1 0 4 ( n = 2 5 ) c 14 2 1 1 2 4 ( n = 1 8 ) c 24 7 2 1 6 4 ( ，f 1 ) 1 1 4 5 5 0 2 3 4 ( = 2 3 ) 2 1 0 4 2 0 4 0 4 ( f 2 ) 2 4 9 - _ 4 - _ 9 i- 0 2 3 ( f 5 ) 3 7 9 1 1 6 0 9 4 6 加= 1 2 ) 3 9 3 1 1 5 i5 0 5 ( n = 2 9 ) 6 0 5 3 3 6 ( n - 7 ) 7 0 0 _ 4 - 3 5 7 ( n = 2 8 ) 5 9 0 2 6 9 ( n - 2 5 ) 4 5 9 2 0 4 ( 月= 】8 ) 9 7 9 3 3 0 ( 月= 1 ) 1 0 8 5 4 5 3 ( r e - 2 3 ) 1 0 2 0 6 7 9 = 2 ) 7 7 1 4 3 7 c 珂- 5 ) 7 1 5 3 7 3 ( r m l 2 ) 9 4 6 3 3 5 1 型! 尘璺! ! ! 壁! 尘型l 一 注：表示，如0 5 ，下同 平均戍啧 肼 川 脚 蜥 之 0 0 o 吼 学科问题类比迁咎中源问愿呈现方式的影响第1 0 页 由表3 可以看出，大多数情况下，成功解题的被试对源问题的加工时间都较未 成功解题的被试长而解答时间却较短。但是，成功被试与未成功被试的时问差异 基本上都未达到显著水平。 我们又考察了被试在各题上的学习时间和解答时间之间的相关关系。结果如表4 所示。 表4 学习时间与解答时间的相关分析 注：”最不p o o l ，f 同 由表4 可知，从总体上看，被试的学习时间与其解题所用的时间是正相关的， 且达到非常显著的水平( ，= o 4 2 3 ，p o 0 1 ) ，表明学习时间越长的被试，解答时间 也越长。这一点在学习源问题b 的被试身上表现的非常明显( 源问题b 学习时问与 两道靶问题解答时间的相关分别是0 4 4 6 和o 6 2 5 ，都达到了显著或非常显著的水平) 。 不过，这种正相关关系并非存在于每一道题目。对于源问题c 对应的两个靶问 题来说，学习时间和解答时间之间没有显著的正相关( 分别是0 2 4 0 和o 2 4 7 ) ，而对 于源问题a 对应的表面不相似的靶问题来说，甚至出现了学习与解答时间的负相关 ( ，= 、0 0 4 0 ) 。 另外我们也对学习时间和迁移效果之间的关系进行了分析。根据在每个源问 题上所有被试的平均学习时间值，可以把学习时间区分为长、短两类，这样可与迁 移效果( 好，中，差) 组成2 3 的列联表因此可用卡方检验进行分析。表5 显示 了分析结果。 学科问题娄比迁移中源问题呈现方式的影响第1 i 页 表5 不同学习时间和迁移效果的人次卡方检验 表5 的结果显示a 、b 、c 三个源问题，其学习时间与接下来在靶问题上的迁 移效果之间没有显著差异也就是说，迁移效果不因学习时间长短而有所不同。 2 3 3 源问题对解答靶问题有用性的分析 每一个源问题对应两个靶问题，学习前者对解答后者的帮助性分数由被试按7 点评分制给出( 7 分帮助最大，1 分最小) 。表6 和表7 给出了各题上源问题有用性 的平均得分及其方差分析。 表6 实验1 中潭问题有用性平均得分 表7 实验1 中源问题有用性的方差分析 方差分析的结果表明，被试认为，源问题对表面相似靶问题的帮助比对表面不 相似靶问题的帮助更大，且这种差异达到非常显著的水平f ( 1 ，1 7 4 ) = 7 6 0 0 ，p o 0 5 ) ，它们对方差分析的结果贡献不大。这可能与源问题的特异性有关。 源问题b 是一个平面几何题，与之原理( 都是利用两组相似三角形) 相同的靶问题 b l 也是平面几何题，靶问题b 2 则是物理题。从表面上看，所呈现的源问题b 对b l 是相似的，对b 2 则是不相似的。但是，由于源问题b 在三个源问题中是唯一一个使 用了图形的，相比较a 、c 来说，b 是特异的，这样就使得被试的印象加深，在面对 靶问题( 尤其是靶问题b 1 ) 时能够迅速提取到正确的类比源。而且，还有一个重要 的原因能说明为什么b l 和b 2 的成绩差异不显著。这就是，被试在解b l 和b 2 时， 都需要首先画图来标明题目中的数量关系。由于原理上的相同，解b l 的被试所画的 图与解b 2 的被试所画的图基本是一样的。这样，在画图之后，原本表面不相似的b l 和b 2 此时具有了相同的表面内容，原本与源问题b 表面不相似的靶问题b 2 此时与 源问题表面更相似了。这一点可以从几个被试的解答策略回溯录音中得到证实。如， 有的被试认为，b 2 “初看是一道物理题，但依照题意画图之后，就变成了一道与前 面第二道例题( 源问题b ) 一样的几何问题”：有的被试认为，在画图之后发现b 2 和 源问题b “具有一样的特征，都是三角形内接四边形，都是求三角形的高”。可以看 出，正是由于画图，增加了靶问题b 2 与源问题b 的相似性，因此促进了b 2 迁移成 绩的上升，也导致了b 1 和b 2 成绩之间差异不大。当然尽管b 类问题这一结果并 不符合我们的实验假设，但它们也从一个侧面反映了源问题表面相似性的影响。 如前所述，对于表面内容在类比迁移的哪些阶段发挥作用，不同的理论是存在 争论的。我们在考察解答靶问题c 2 的被试的解答过程中发现，对于c 2 ，许多被试报 告说根据问题情境( 而不是结构) 能够发现它与源问韪c 有关系，即情境方面的相 同点使得被试顺利提取到了正确的类比源，在接下来的匹配、解答过程中，被试 开始都能够列出正确的数量关系，如根据源问题的提示和靶问题给定的数字设出未 知数k 表示定量差值，并求出k 值。但是就在最后求答案的一步中，不少被试不 是依据自己上面的解题步骤得出合乎逻辑的答案，而是直接把源问题中的答案写出 来作为靶问题的答案。这一情况表明，在类比迁移的结构映射或匹配阶段，源问题 的表面内容( 如数字) 一样会发生影响。因此，对于靶问题c 2 解题过程的考察，支 持了样例理论的观点即表面内容的作用是一贯的，对类比源的选择和接下来的匹 配，它都会产生影响。 需要说明的是，方差分析结果同时表明，a 、b 、c 三类靶问题迁移成绩之间的差 学科问题类比迁移中潭问题呈现方式的影响第1 5 页 异也是极显著的，f ( 4 ，1 7 4 ) = 1 0 8 7 6 ，p ( o 0 0 1 ，表明类比迁移中存在问题难度的 影响，以后的研究在设计实验材料时应注意这一点。 2 4 2 关于学习源问题与解答靶问题的反应时间的分析 类比迁移是一个学习过程在此过程中必然伴随有被试元认知的存在。我们的 设想是，被试依据自我监控策略在学习与解答时间上会区分开来。成功解题的被 试，在学习源问题时可能会花费更多的时间以保证自己的理解与掌握，而他们一旦 确实理解和掌握了源问题后，在解答阶段可能只需花较少的时间就能完成迁移。但 是，在实验1 中，这一基于日常观察所作出的设想并未实现。 事实上，我们确实得到了一组结果来支持上述设想。表3 的结果表明，大多数 情况下，成功被试对源问题的学习时间都较未成功者长，而解答时间则较短。也就 是说，成功的被试在学习源问题时进行了更为精细的加工，这也导致了他们在解答 靶问题时花费较少的时间。因此这似乎证实了“学习时间越长，解答时间越短”的 设想。但是，由于表3 的结果基本上都没有达到差异显著水平，因此难以下这个结 论。 表