（发展与教育心理学专业论文）先前知识和样例呈现方式对自我解释的影响.pdf

宁波大学硕士学位论文 i 先前知识与样例呈现方式对自我解释的影响先前知识与样例呈现方式对自我解释的影响 摘摘 要要 本研究旨在探讨学习者的先前知识（一般领域知识与具体领域知识）与样例呈现 方式在样例学习中对自我解释产生的影响。所探讨的问题包括： 1、 先前知识对自我解释是否有影响； 2、 先前知识的类型（一般领域知识或具体领域知识）对自我解释的是否产生 交互影响； 3、 样例的不同呈现方式对自我解释是否有影响。 本篇论文分为五部分。第一部分阐述自我解释的性质，详细论述了自我解释的历 史背景、涵义及效应。第二部分是样例学习与自我解释，对样例学习中的自我解释现 象以及如何在样例学习中培养自我解释进行了研究，而且注意到样例的不同结构特征 也会对自我解释产生影响，由此得出样例呈现方式（渐减方式）也会对自我解释产生 影响的设想。第三部分研究了先前知识的类型与自我解释的关系，并提出自己的设 想：样例学习中先前知识的类型对自我解释产生不同影响。 第四部分是实验研究，采用高中数学的概率运算来考察样例学习中先前知识与样 例呈现方式对自我解释的影响。将样例学习中搜集到的口语报告按五个类目编码。实 验采用 222 实验设计。自编排列组合测试题及概率学习材料，后经 spss11.5 统计 分析后结果如下： 先前知识中的具体领域知识对自我解释的影响不显著，而一般领域知识高的学 生能产生更多的自我解释，而且在对问题情境的精细化类目与自我解释总数量上达到 显著差异。而高水平（一般领域知识与具体领域知识均高）的学生能产生更多的自我 解释。 先前知识类型在“基于原理的解释”类目上存在交互作用； 样例的不同呈现方式对自我解释具有不同的影响。相对而言，样例的渐减方式 更有利于引发学习者的自我解释，尤其有利于引发目标驱动类目的自我解释。 第五部分为总结与展望。 关键词：自我解释，先前知识，知识类型, 渐减样例关键词：自我解释，先前知识，知识类型, 渐减样例 宁波大学硕士学位论文 ii the effect of prior knowledge and ways of presenting worked-example on self-explanation abstract the main purpose of this study intends to discuss the effects of prior knowledge (general domain knowledge and specific domain knowledge) and different ways of presenting worked- examples on self-explanation. the questions explored here are: 1. how does the prior knowledge influence self-explanation; 2. how does the the categories of prior knowledge influence self-explanation; 3. how does presenting worked-examples in different ways form different self-explanations. this thesis includes five parts. the first part is self-explanation, which is about self- explanations review, definition and effects. the second part is examples learning and self- explanation, which studies the self-explanation phenomena in examples learning and how to elicit self-explanations. it is noted that the construction of worked-example can affect self-explanation, and then one hypothesis is made: different ways of presenting worked-example can affect self- explanation. the third part studies the prior knowledge and self-explanation. on base of this, we propose our hypothesis: the types of prior knowledge affect the self-explanation. the fourth part is experiment. the problems of a senior high probability course was used to study the effect of prior knowledge on self-explanation, and the effect of presenting worked- examples in different ways on self-explanation. the think-aloud data was analyzed in five categories. the experiment adopted 2*2*2 experimental design, involving 24 students. self-made learning material of probability and testing material were used in this study, and the information acquired was dealt with spss11.5 for windows. the results indicated as followings: there is no significant difference on specific domain knowledge, but the higher general domain knowledge leads to more self-explanations, and more, there is significant difference on the category of the elaboration of the problem situation and the total self-explanations. the good students (with both higher general domain knowledge and specific domain knowledge) can elicit more self-explanations. there is interactive effect between the categories of the prior knowledge in the “based-on principle” categories of self-explanation. there are different effects in the study of different ways of presenting worked-example. comparatively speaking, the fading presentation style of worked-example is better than the 宁波大学硕士学位论文 iii completely effected style of worked-example to foster the learners self-explanation, especially for eliciting the self-explanation of the goal-driven category. the fifth part is about conclusion and prospect. key words：self-explanation, prior knowledge, knowledge type, fading worked- example 独独 创创 性性 声声 明明 本人郑重声明：所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工 作及取得研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方 外，论文中不包含其他人已经发表或撰写的研究成果，也不包含为获得 宁波大学或其他教育机构的学位或证书所使用过的材料。与我一同工作 的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了 谢意。 签名：_ 日期：_ 关于论文使用授权的声明关于论文使用授权的声明 本人完全了解宁波大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校 有权保留送交论文的复印件，允许论文被查阅和借阅；学校可以公布论 文的全部或部分内容，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。 （保密的论文在解密后应遵循此规定）（保密的论文在解密后应遵循此规定） 签名：_ 导师签名：_ 日期：_ 宁波大学硕士学位论文 - 1 - 引引 言言 知识经济时代，学习显得越来越重要，学习也被看作是一个终身的过程。 人们越来越普遍地进行自我学习。但是，这种学习环境与以往正式的课堂学习 有一个很大的不同，即它缺乏学习指导者，而更多地依赖于教学材料本身以及 学习者采取的学习策略。因此寻找一种更加有效地促进学习者学习的材料呈现 方式显得意义重大。样例作为一种适应这种学习环境的方式引起教育心理学家 的重视。 样例学习包括问题的简洁陈述、解决步骤以及最终的解决。研究已经表 明，在结构良好的领域如数学、物理及计算机程序中，样例学习对最初的认知 技巧的获得起着非常重大的作用（reimann,1997;vanlehn,1996）。而且这种学 习模型特别受到新手的青睐，研究也表明样例学习确实是有效的学习方式。与 传统的学习相比，样例学习的优越性主要表现在以下四个方面：(1) 学生在解决 问题时，更多地求助于样例而不是规则，因而，样例学习易化了认知技能的获 取；(2) 提供了问题解决的正确形式，将学生的注意力引向与学习有关的部分， 有效地防止了错误学习和“手段目的”分析策略的使用，从而减轻了学生的 认知负荷，提高了解题效率；(3) 样例学习中提供了大量的例题和问题，明确表 明了与学习有关的关键成分：规则的功能、适用条件及在具体情境中的操作， 从而有利于学生正确归纳所学规则，并根据问题的解决方法进行分类；(4)样例 学习改变了学生被动接受知识的地位, 极大地调动了他们的学习积极性。因而， 样例学习有助于培养学生的思维能力，提高他们的问题解决技能。随着样例学 习的有效性得到普遍证实，人们的研究转向样例学习如何促进问题解决和迁 移，即样例学习在认知技能获取中的作用。围绕这一方向，他们主要探讨了如 何设计样例和问题, 来促进认知技能的获取。总之，任何一种样例设计原则，如 改变学生的内在表征、减轻认知负荷以及建立新旧知识的联结等都是建立在对 样例学习机制进行深入分析之上的。 根据chi（1989）的研究，自我解释是学习者经常用来帮助自己解释以各种 形式呈现的外部信息的加工过程。而从样例学习研究的最新发展来看，试图通 过教学来培养自我解释是近几年来样例学习研究的热点，特别强调通过一定的 情境来培养学习者的自我解释。 自我解释效应的研究表明，自我解释作为一种有效的学习策略，在多个领 域能有效地提高学习者的学习效果或者问题解决的成效。而大多数学生在样例 学习过程中表现出的自我解释是消极、表面的。在一些成功的学习者中，他们 宁波大学硕士学位论文 - 2 - 的自我解释表现为：预期推理、基于原理的解释，而且研究认为这些解释可以 通过教学来培养。在自我解释研究领域，除了在不同的领域验证自我解释效 应，以后的研究发展趋势将更多的集中于揭示影响自我解释的不同因素，以及 如何提供更好的学习情境、利用更有效的促进手段来促进学习者产生数量更 多、质量更佳的自我解释，从而更好地获得知识技能或提高问题解决能力。 我们认为，如果在编码样例时就注意对自我解释的诱发，也不失为一种很好 的培养途径。在样例学习中，我们将关注样例的呈现方式对自我解释的影响， 以期能更好地引发自我解释，从而提高问题解决成效。而学习者个体的差异会 不会对自我解释有不同的影响，有怎样的影响？这都是本文将要关注的内容。 宁波大学硕士学位论文 - 3 - 1 自我解释的性质 1.1 自我解释研究的背景 心理学家和教育工作者一直梦想着寻求跨领域的技能和策略，20世纪70年 代的文献很大程度上体现了这一特点，在那时一般记忆和问题解决策略的研究 主导着心理学和人工智能模拟的实验研究，基本上沿袭了早期实验心理学的传 统，将主要精力集中于知识含量低的任务。这些研究得出了如下这样一类结 论：当人们利用某一策略时,可以促进记忆的提取。儿童随着年龄增长，更善于 使用记忆策略，所以记忆提取量随着年龄增长而有所提高；专家使用复杂的手 段目的分析策略，更善于问题解决。20世纪80 年代专长的研究挑战了人们对 一般领域策略的研究热情，研究表明如果人们在某一特定领域具有专长知识， 就不必获得更多的一般策略知识，专家的领域知识回避了对一般策略的需要。 例如chi(1978)和chi等人(1983)的研究表明在记忆提取的任务中儿童记忆和回 忆的项目数与成人一样多，只要这些项目选自于儿童熟悉的领域。同样chi等人 (1981)研究表明专家如此容易地解决问题,不是因为使用了手段目的的分析策 略，而是因为专家具有丰富而有组织的有关问题的知识(类似于问题图式)，表 征问题更加容易，于是人们如何表征问题有赖于一个人相关领域的知识，而不 是一般的策略技能。虽然专长研究对一般领域策略的使用构成了挑战，但在20 世纪90年代，研究者关注的焦点又发生了变化，从有效地执行某一任务的策略 (例如问题解决和记忆)转向一般领域的学习活动(chi,2000)。其实一般领域学 习活动的研究是对专长研究的继承，80年代专长的研究仅揭示出专家有怎样的 表现，但并没有阐明人们如何成为专家，为了要说明这一点，我们需要了解人 们是如何学习的，于是引申出一般领域的学习活动。这些学习活动在所有的领 域中都是有效的，从事这些学习活动,可以使人们成为专家。它们可广泛地适用 于陈述性和程序性知识领域，都能取得良好的学习效果，并且对所有能力的学 生都有帮助。这些学习活动包括自我提问、对他人提问、对他人解释、以及自 我解释等等。学习活动之所以如此有效，就是因为要求学生利用原有知识，积 极地建构新知识，可以说它是一种建构活动。正是在这种情况下，chi在1989年 首先揭示出学生的自我解释活动，本文论述的自我解释正是一种积极建构的学 习活动。 宁波大学硕士学位论文 - 4 - 1.2 自我解释的涵义 自我解释概念是chi等人在1989年的研究中提出来的，认为自我解释是学习 者经常用来帮助自己解释以各种形式呈现的外部信息的加工过程。认为它与谈 话、大声思维、通常讲的各种推理等有着一定的差异。chi等认为自我解释和谈 话（talking）行为是不同的，因为谈话行为可能没有产生任何与内容相关的推 理，自我解释是比谈话更为集中的活动；其焦点在于理解学习材料和搞清学习 材料的意思。而谈话只是向听众传达信息。自我解释和谈话之间的另一个区别 是：自我解释不一定需要完整和连贯的解释，而谈话必须保持连贯和完整性； 自我解释和大声思维相比，它有着较多的思考和精加工活动；自我解释推理与 其它类型的推理相比，自我解释或自我解释推理被认为是一种知识推理，首 先，它不同于过渡性推理（bridging inference）,因为过渡性推理提供了额外 的知识；第二，它不同于改写（paraphrase），因为改写通常并不增加新的知 识；第三，它不同于逻辑类型的推理，如：“所有的人是凡人，安妮是人，安 妮是凡人吗？”；第四，它不同于基于图式的推理，基于图式的推理建立在先 前知识的基础之上。chi等人认为推理应该是一个建构的过程而不是一个提取的 过程。因此与心理文献中经常研究的几种类型的推理相比，自我解释推理不像 这些类型的推理，自我解释推理是一种学生自己的建构过程，是一种产生新知 识的推理。那么自我解释的建构过程又是怎样的呢？推理生成观（inference- generating view）认为：样例文本是有空缺的，而且样例文本的空缺和心理模 型的空缺是相对应的，自我解释的目的就是产生推理填补这种空缺。也就是 说，样例学习就是直接编码样例材料，实质上就是编码与样例同形的心理模 型。但是这种推理生成观受到了不完全心理模型观（imperfect mental model view）的质疑，认为自我解释的目的是推理样例中缺失的信息，样例中信息应 该是自我解释的内容，而且由于学习者是带着不同完整程度的心理模型进入学 习情景的，所以自我解释是更新或矫正学习者样例学习之前所拥有的心理模型 的过程。针对这种争论，chi（2000）经过多方的引证和严格的口头报告分析， 认为样例学习中自我解释是产生推理和修补心理模型的双加工过程。 chi等人(1989)认为，自我解释是指学习者在阅读文章或演练样例的过程 中，为澄清或补充句子的叙述所提出的推论。不论这些推论正确或完整与否， 都算是自我解释的一部分。在进行自我解释的同时，学习者必须监控自我的理 解程度，然后根据先前知识以及外在知识进行自我推论以克服理解上的问题。 宁波大学硕士学位论文 - 5 - 作为推理新知识的言语活动，chi（1994）的操作定义跟以前自我解释的定 义是一致的。然而，这并不是自我解释最彻底的定义，因为自我解释建构也许 除了推理外还包括其他活动。例如，在 lisp 程序情境下，bielaczyec 等人 （1995）认为，决定 lisp 编程码的形式与意义也是自我解释活动。也许在不同 的内容领域中包含自我解释时，对自我解释有不同的定义是在所难免的。然 而，在解释自我解释研究那些基于经验的结果时，研究者应能辨别一般含意的 特定程度，以避免概念的混乱与理解的困难。所以根据 chi 等人（1989）和 neuman vanlehn,1996），而且这种学习模型特别受到新手的青睐。多个研究也表明样 例学习确实是有效的学习方式。然而，虽然样例学习非常有优势，但作为方法 来 运 用 并 不 能 保 证 导 向 有 效 的 学 习 。 首 先 ， 例 子 的 结 构 如 何 是 很 重 要 的 （atkinson, et al, 2000）。第二，学习者从样例中受益的程度极大的依赖于他们 如何对例子解决的步骤进行自我解释（chi,2000; chi, et al,1989）。从样例学习 研究的最新发展来看，试图通过教学来培养自我解释是近几年来样例学习研究 的热点，特别强调通过一定的情境来培养学习者的自我解释，这也是近年来认 宁波大学硕士学位论文 - 11 - 知主义、情境主义、建构主义学习理论趋于整合的新趋势在样例学习研究中的 折射。 2.1.2 样例学习中的自我解释 在样例学习的有效性得到多项研究的证实后，研究者又进一步对影响这一有 效性的各类因素作了深入细致的分析，纵观这些研究，可以粗略地将其分为两 大类，一类围绕样例本身展开，包括对样例内特征和样例间特征的研究；另一 类集中于学生加工样例的方式，主要是对自我解释的研究。我们这里来重点关 注第二类的内容。 chi 和她的同事在 1989 年最早对样例加工的个体差异进行了研究，他们发 现了“自我解释”现象，研究表明学习效果与自我解释的本质特征直接相关。 在此基础上，他们总结了成功的和不成功的样例学习者在自我解释现象上存在 的四点差异。成功的学习者：（1）在样例学习中产生更多的自我解释，包括更 多与问题深层结构有关的自我解释；（2）产生更正确的自我监控陈述；（3） 在解决问题时更少参考样例；（4）如果要参考样例则针对性更强。chi 等人的 这项研究至今仍是最具影响力的，而且促进了很多研究者对这一主题展开后续 的深入研究。 renkl在1997年考察了大学生自我解释在质上的差异，得到了类似的结果。 他认为有效的自我解释可以归因为个体试图自我解释问题深层结构的频率。他 还发现学习者在自我解释中表现出一种稳定的倾向，这与样例本身无关。在口 语报告的基础上，renkl归纳出四种特定的自我解释“风格”，成功的学习者多 为 预 期 推 理 者 （ anticipative reasons） 或 基 于 原 理 的 解 释 者 （ principal-based explainer）。预期的推理者通常先预测下一个解题步骤，然后与样例的解法对 照，检查预期是否正确；基于原理的解释者则通过自我解释问题的子目标以及 解题所依据的原理来总结归纳问题的概念结构。然而研究中仅有很少一部分学 生表现出这两种成功的风格，大部分学习者的自我解释风格是被动的或表面 的。 自从chi等人(1989)关于自我解释重要性的研究结果发表后，相继进行了许 多训练学生进行自我解释的研究。涉及有解样例学习的比较重要的研究是 bielaczyc等人(1995)的研究，因为有解样例是其研究材料中的很大一部分(关于 lisp编程的课文和样例)。在实验组中，被试在自我解释方面得到明确训练，这 些训练包括:介绍和激发自我解释，学习录像带中一个学生自我解释的方 式，检验这些被试能提供详细的自我解释的能力(bielaczyc, piroli&brown， 宁波大学硕士学位论文 - 12 - 1995, p231)。控制组的学生同样接受了一些训练，例如看其它学生的行为方式， 但这种方式是比较含蓄的，例如在应用自我解释技能方面并不包含明确的训 练。在学生学习样例和课文的过程中，明确的训练要比含蓄的训练在培养自我 解释方面更有效。因此，有明确训练的小组其学习效果(编程表现)更好一些。 训练学生进行自我解释方面的另外两个研究为与学习样例直接相关的研究 提供了依据。nathan, merta&rycn (1994)训练学生在学习有解样例和解相应题目 过程中提出自我解释。尽管没有提供这一训练的详细过程，但研究者发现在学 习一个代数文字题时训练自我解释能促进学习，然而，在呈现一个代数操作问 题 (解未知量即解方程)时就不行了。nathan等人认为，当学习概念型样例，并 且这些样例描述了领域原理时，那么自我解释就会很有效。当有解样例指导主 要集中于过程时，学习者没有多少东西好去解释，因而在这样的情况下，训练 学生做解释就没多大意义了。 renkl 等人(1998)的研究为自我解释的能力提供了现实依据。研究者做了一 个实验以检验短期的自我解释的训练效果，此实验特别强调的是说清楚目标和 操作的结合(goal-operator combinations)，也就是解释在解题中需要达到什么目 标，为了达到这个目标需要做什么工作。至于他所使用的教材是来自混合效益 和实际效益的计算领域的样例。有一半的被试接受了短期训练，这包括以下几 个方面:关于自我解释的重要性的知识，建构自我解释的模型(一个有解样 例 )， 用 于 训 练 的 练 习 (另 一 有 解 样 例 )。 另 一 半 被 试 接 受 的 是 出 声 思 维 (thinking-aloud)的训练。这些训练以后，所有被试都独立地学习有解样例。这个 明确训练干预对于自我解释行为有很大的影响，而且学习效果(在迁移题上的评 价)也显著提高。在近迁移的情况中，结果发现能力与获得之间有交互作用，即 对这个知识主题较少知识的被试从训练中的获取较多，这说明对主题较少知识 的学习者提供训练比较有效益。 2.2 样例学习中自我解释能力的培养 基于自我解释现象的发现以及对其重要性的认识，研究者提出了很多方法 鼓励学生在加工问题时做出自我解释，主要包括三类： 2.2.1 提示自我解释 在adrienne y. lee(1998)的实验中，将专家如何解决问题的详尽阐述信息加 入样例中，并在样例的最后提供反省问题，来引发学生的自我解释，以此加大 样例提供的信息量，从而促进学生的学习。然而, 由于优生在样例的学习中， 能够自发地产生大量的自我解释,无需提供额外的引导, 因而, 这种样例的设计 宁波大学硕士学位论文 - 13 - 更有利于差生的学习。以上的样例设计原则，采用加入学生的学习知识量的方 法, 所采用的方式包括详尽阐述(提供的解释) 和引发的解释, 结果发现: 此种 样例设计与学生类型存在交互作用, 差生更能从中受益；被试的先前知识水平 是影响学生学习效果的因素之一。 hausmann 和 chi （ 2002 ） 通 过 比 较 与 aleven&koedinger (aleven v.&koedinger.k,2002)的研究发现，当学生被提示的机会提高时，则产生自我解 释的数量也随着提高。也就是说，在学习文本时，学生在何时或何处得到提示 是无关紧要的，决定因素在于学生得到提示的绝对数量。在学习动力摩托车的 多媒体环境下(r.mayer,et al ,2003)，对学生的提问及收集学生的回答都是通 过专门的教学系统进行的。 纵观这些研究，我们发现，学生学习过程中，如果对其进行提前提问来引 导自我解释或者提供适当的方式来提示自我解释时，学生的自我解释数量及质 量都有提高。这是因为学生的自我解释活动往往是被动、消极的，通过对其提 示，可以恰当地引发他们的自我解释。而且因为差生对其自我监控比较弱，所 以自我解释提示对差生特别有用。 2.2.2 通过指导性的解释支持自我解释活动 最近的研究表明，即使当有效的自我解释被训练或被引发时，单纯的以自 我解释为基础的学习还是存在一些限制。这些限制可能是学习本身所固有的， 因为在这些安排中学习者完全靠他们自己的自我解释活动，特别是有时候学习 者得出了不正确的自我解释或者当他们理解重要的方面失败了却没有意识到， 此外，即使学习者已经注意到了理解的困难，他们有时也不能克服它。但renkl 针对这种情况，发展了一套连贯的使指导性解释整合到自我解释的学习中去的 原理，以形成被指导性的解释所支持的自我解释。其最重要的原理是：（1）只 有在学习者提出要求时，指导性的解释才提供；（2）它们以最低限度的方式被 提供；（3）如果最低限度的说明不够时，可以提供更进一步的（更广泛的）帮 助。特别是，在计算机环境下，使贯彻这样的指导性的说明成为可能。这种指 导性的解释进一步强化了前面所述stark(1999)所运用的学习程序。 renkl(2001)也研究了以下问题：自我解释活动在何种程度上得到指导性解 释的有效支持。他发现，这种指导性的解释只被中等程度地运用；而且主要被 低水平原有知识的学习者所需要。根据他的研究，似乎存在一些被试并不需要 指导性的解释。而对另一些被试，特别是那些没有高于平均水平的原有知识的 人，指导性解释的缺乏将明显导致他们的操作不良。 宁波大学硕士学位论文 - 14 - 2.2.3 社会激励的运用 renkl(1997)的研究结果表明大多数学习者是消极的或表面上的自我解释 者，改变这种境况的一个可能的方法是在合作学习环境中安排每个学生一个解 释者的角色。依据这一想法，renkl ( 1997)研究了“如果安排学生当老师片刻的 话”能否促进自我解释的进行和学习质量的提高。他预言某种教学期望能激发 学生彻底地解释有解样例以便为后面教学的需要做准备。实验组中的学生被告 知学习有解样例以便后面将这个相似问题的解法基本原理解释给合作学习者。 控制组中的被试被告知在学习完这些样例后要做相似的题目。在学生的任何教 学活动以及使用对有解样例的不同迁移距离的测验题之前，renkl立即评估了学 习效果，以便确定实验组为教学而进行的准备的指导价值。实验结果令人吃 惊，这个教学期望并不能明显的提高学生的成绩，相反，它看似阻碍了学习， 部分原因在于压力的增加和在一些学生身上内部动机的减弱。 renkl(1998)进一步调查了老练的合作研究者在解释和学习上的影响。renkl 认为响应问题(对问题作出回答)能帮助学习者建构对问题的概念性理解，因此能 促进迁移。为了证实这一点，实验组的被试向假定的合作研究者(同盟者)解释有 解样例的解法基本原理，合作研究者会问“如果，会怎么样”的问题。在 控制组中，这个合作研究者或多或少的有些被动(不怎么问)。renkl发现合作研 究者的问题有助于一种解释(详细说明情境)，但其它所有类型的解释，例如基于 原理的解释，减弱了。因而，这种方式看似阻碍了动机十足的学习者，这或许 是因为合作研究者的问题阻碍了其自发的且熟练的解释活动。但是内部动机不 强的学习者的表现提高了，这些学习者自发的解释活动较差。整体来说，renk1 发现合作研究者的问题将低动机学生的解释的质量提高到中间水平。 总之，尝试着通过“教别人”来促进解释的方式看起来产生了令人失望的 结果，而mwangi和sweler(1998)的一项研究得到了同样的结果，他们发现假装向 其它人解释样例的学生其学习效果并未有提高。但是，也有关于在合作学习中 解释的积极影响的经验证据(例如，webb, 1991)，所以，我们不能得出以下结 论：学习有解样例的过程中，向其它人解释对学习没有帮助。对renkl数据的再 次分析表明，至少有两个因素能调节通过“教”来学习的效果：先前的教学经 验以及先前的相关知识。不熟悉解释者的角色的学习者以及认为学习材料有难 度的学习者会被教和学的双重任务吓住，会感到有压力感。不过，我们目前对 于调节依靠教来学的效果的因素缺少详细的知识。短期训练对自我解释有好的 影响，但不可能对个体的解释风格产生影响，所以短期训练被看作是影响即时 宁波大学硕士学位论文 - 15 - 学习活动的因素。社会刺激，例如准备一种解释以便辅导其同伴的形式，同样 被看作是能促进自我解释的情境因素，但是，它们不一定能提高学习效果。社 会角色激励以提高自我解释和问题解决的研究没有得出理想的结论，这也为新 的研究进行深入的探讨提出了更大的挑战，但也将会孕育出一个非常有价值的 发现。 2.3 样例的结构特征对自我解释的影响 由前面直接训练自我解释可看出，直接的方式虽然能较好的引发学习者产 生自我解释，但直接的方式亦存在几个缺陷。首先，设计持续的和具有广泛迁 移的直接自我解释训练能有效地培养自我解释，但他们的短期训练仅仅倾向于 引发短时效应。第二，在学习者运用计算机以非正规方式进行自我学习的环境 中，在涉及具体内容的学习时，很难进行培训。 相比之下，通过学习材料的优化设计，间接培养自我解释，从而取得积极 的学习结果的方式在终身学习的背景下有极大的优势。首先，学习材料组织的 本身能可靠地引发自我解释，而不需要指导者的存在。其次，与直接方法不 同，通过优化学习材料设计指导性的内容本身能被直接融入到学习材料中，从 而能经常呈现，因此能保证在间接的方式中有长期的迁移效应。因此设计能培 养自我解释和提高学习效果的样例学习环境就成为教学设计者的一项任务。 至今只有对有解样例的样例内部特征的操纵被认为可以提高学生的自我解 释力度，研究工作集中于通过结构的操纵提高自我解释的四种方式上：(1)确认 子目标 (catrambone, 1996, 1998)，(2)使用不完整的样例(stark, 1999)，(3)样例 问题对(trafton&reiser,1993)，(4)使用整合的样例格式以避免“分散注意力” (mwangi&sweller,1998)。 2.3.1 确认子目标 catrambone (1994)的研究表明在有解样例中加入一些标志子目标的标识可以 提高学生的表现水平。至于自我解释，catrambone的子目标学习模式认为，标记 能引导学习者将一套步骤分组并试图解释这样分组的原因，在较乐观的情况 下，这种试探性的自我解释会导致一个目标的形成，即这一套步骤的目的意 图。尽管他的最初研究得到的是对上述看法的间接支持，例如在结果测量方面 提高表现，但catrambone (1996)后来的一项研究却获得了对标记的直接支持。研 究中，他通过对从被试学习样例过程中收集到的口语报告数据的分析，观察学 生对导致子目标的解题步骤代表一个单位的地方的认知以及他们的关于这些步 骤的解释，以确定标记子目标能否引起自我解释。结果发现，对子目标进行标 宁波大学硕士学位论文 - 16 - 记 确 实 可 以 促 进 自 我 解 释 ， 从 而 能 够 提 高 迁 移 成 绩 。 在 最 近 的 研 究 中 ， catrambone(1998)重申了这些结果，从而为标记子目标对自我解释起积极影响的 论断提供了清晰的依据。 2.3.2 使用不完整的样例 renkl（1997）提出了一种以例子为基础的学习环境，在这种环境中，例子 以一步一步的模式呈现。问题的详述和每个样例的解决步骤呈现在四页纸上。 在第一张纸上，呈现所给的问题。学习者可以阅读它，然后翻到第二页，在第 二页上除了问题的公式外还包括问题解决步骤的第一步。在察看了第二页上的 问题解决的第一步后，学习者继续查看在下一页纸上的第二步，以此类推。当 所有的解题步骤都呈现后，被试看下一页的新例又开始新的问题。在这种样例 设计中，解题的下一步没有直接呈现就是作为一种情景“动机”以促进学习者 预期下一步骤。结果，renkl实验中的一些被试因预期了问题解决的步骤而取得 了很好的结果。 可以设想，预期是有效的，因为问题解决的原理被整合到样例学习中。同 时，预期能减少经常出现“理解错误”，如在renkl实验程序中，当被试进行下 一步时，因为正确步骤的提供对被试前面的预期进行了反馈因而会修正学习者 在预期时产生的理解错误。另外，这种方法鼓励学习者去概化解题步骤。 一些研究者认为不完整样例（在学习中，学习者试图使之完整）能够有效 地支持认知技能的获得。继renkl关于期望型推理的研究工作之后，stark (1999) 认为尝试着去预测解题步骤的学生能有效地对其解题进行自我监控，防止了经 常出现的理解假象。因此，他设计了一个巧妙的实验对不完整样例的作用进行 了研究。在研究中，一半被试使用不完整的样例（实验组），一半被试使用完 整的样例（控制组）。在实验组，以问号代替renkl (1997)的有解样例中的部分 解题步骤，要求学习者发现缺失的解题步骤。在尝试填空以后，呈现完整的解 决步骤，以便给学习者以正确的反馈。结果表明，与学习完整样例组相比较， 不完整组培养了自我解释和减少了无效的学习活动，例如重复阅读或改写，提 高了问题解决方法的迁移。 2.3.3 样例问题对 在实际的教学课堂中，经常使用的是样例加上练习的形式进行原理教学和学 习。实际上，研究者发现：在问题解决过程中一些学生似乎更依赖样例。那么 样例与练习问题应该如何配对呢？trafton和reiser（1993）在对这一问题的研 究中，设计了两种呈现方式：交互式、分块式。在交互式的条件下，呈现给被 宁波大学硕士学位论文 - 17 - 试6个样例练习对（样例表面内容是不一样的，每个样例有不同的虚构故事） 样例1，练习1；样例6，练习6。在分块条件下，样例和问题的呈现方式 是：样例1样例6；练习1练习6。结果发现：在交互条件下被试比分块 式条件下的解题时间短、正确迁移的数量多。这一结果与学习的知识编辑模型 是一致的，其认为在问题解决的过程中，样例必须可以被利用。 stark等人(stark r,et.al,2001)的研究探讨了传统的样例问题配对的组织 方式是否存在其他的有效变式。他们研究了对医学学习策略的学习，结果发 现，练习问题最好在与之解题步骤相同的样例后呈现，这种呈现方式应该是一 种较好的教学模型。特别地，他们认为，若最初解决的问题较难，则可以促使 学习者较好地加工随后的问题。通过比较纯粹的样例学习和问题样例对的学习 后，发现用“样例问题”对的方式促进了学习者对样例的积极加工，得到了 较好的学习结果。总之，练习问题和样例的联结比任何一种纯粹的样例学习有 效。 2.3.4 使用整合的样例格式 研究者一致认为样例的设计和结构在样例学习中起着十分重要的作用， mwangi和sweller（1998）认为：“样例的结构对样例学习的效果产生实质性的 影响”，尤其是样例内部各个特征的有机结合显得特别关键。那么如何整合样 例呢？我们来看一下文本和图解的整合。 虽然样例在指导学习的过程中起着十分重要的作用，但是 sweller 及其同事 （1998）认为由于样例设计结构不同，有些样例增加了学生的工作记忆负荷， 增加工作记忆的负荷就减弱了样例学习的作用。他们以几何为学习材料，要求 学习者从表达相同概念的图表和文本解释中整合这些信息。根据研究的结果， 他们认为：要求学习者分散注意的教学材料可能会增加学生的认知负荷。 sweller 称这种现象为“分散注意效应”，也就是说，这种呈现方式干扰了学生 从样例获得表征该领域基本概念和原则的图式。tarmizi 和 sweller(1998)又进 一步的研究发现：如果要求学习者在样例教学的时候在多重信息源上分配注 意，即使给学习者提供学习样例，他们的学习成绩也会降低。因此他们更加肯 定的认为在教学的时候要求学习者整合多重信息源是一种低效的教学设计。根 据这种注意分散效应，tarmizi 和 sweller 建议：“在呈现多重样例时，整合多 种信息源有助于提高样例对学习的促进作用”。 shaaron 等人（2003）以实验探讨了材料的形式（如文本或图表）是否影 响自我解释效果。实验采用提示自我解释。实验一共20个被试，其中10个学生 宁波大学硕士学位论文 - 18 - 的被呈以文本，另10个呈给图表。出声口语报告的编码基于 renkl (1997)的编 码方法，在这里分为五类：基于原理的解释、目标驱动解释、问题精致的解 释、注意到的一致、监控的积极性/消极性。结果表明，图表组的学生比文本组 的学生产生更多的自我解释（而所花的时间更少，出声也更少），这反过来引 向更有效的学习。文本与图表之间有多方面的不同，而且这些区别存在许多层 面（例如认知、语义、情感的）。相应地，图表促进学习者产生更多的自我解 释也存在多方面的原因。aleven and koedinger (2002) 提出，当学习者综合了 文本和图表模式的表达时，自我解释就特别起作用。而且在文本与图表相结合 的情况下，文本若结合了强调重要结构关系的简单图表，则比结合了反映更精 确表征的详细图表更能支持信息整合（butcher，2006）。原因在于，首先，图 表降低了记忆量和认知负荷。由于自我解释是很具有挑战性的建构活动，许多 学习者并没有自发地进行自我解释。图表由于释放了学习者有限的资源，使得 他们能投入到有意义的活动中。工作记忆模型(baddeley & hitch, 1974)也暗 示，书写文本是以音位环处理的，而图表是以可视的空间便笺方式处理的。当 呈现的信息能以两种形态分布于多重系统时，学习便会更有效。因此，言语的 自我解释和符号化图表的结合能扩大化记忆资源。第二，图表能促进原因性的 自我解释。而学生也指出，彩色图表比文本更能引起学习的兴趣。当学习材料 制作得更有趣味时，学习选择更多的信息来主动参与活动(mayer, 1993)。总的 来说，产生自我解释数量与事后测验分数之间存在着正向关系。然而，在这个 研究中，却发现只有图表得益于自我解释，这是由于自我解释与文本情境下的 学习之间缺少联系。 2.4 样例呈现方式对自我解释影响的假设 由前面的研究中，样例学习无疑是一种优越的教学方式，特别是在结构严谨 的领域，如数学、物理等。同时，adrienne y. lee (1998) 也认为，尽管样例学 习的有效性已得到了普遍证实，但仍存在着一些不足之处，表现为：(1) 样例并 不能充分地提供专家如何思考问题的信息，它只展示了专家思考的结果；(2) 样 例不能把学生所需的大范围的技能都表示出来；(3) 设计合适的具有难度等级的 样例非常困难。当前，对样例的研究主要集中于如何设计有效的样例使之更符 合学生的学习规律，从而提高学生的迁移和问题解决成效。关于自我解释的研 究己表明：做自我解释的学生其表现要好于不能做自我解释的学生，而学生却 常常不能成功地进行自我解释。所以，如何诱导学习者进行自我解释成为样例 学习研究的一个焦点。 宁波大学硕士学位论文 - 19 - 以往的研究对学习者产生自我解释和指导者（设计者）对自我解释培养提 出了许多方法，并对之进行了一些相关的实验研究，取得了不少成果，甚至得 到了与常识相反的结论，同时也揭示了多种因素对自我解释产生的影响。如前 所述，使用不完整样例可以更有效地提高学习者的自我解释及学习成效。在不 完整样例中，由于某些步骤的省略，则这些地方就以问题的形式出现，所以不 完整样例可以说是另一种样例学习与问题的结合方式。显然前人的研究肯定了 合理组织样例和问题有助于学习和问题解决迁移，但是他们使用的样例和问题 的组织方式仍然存在有待进一步探讨的问题。我们知道，认知师徒教学模式提 出了从模仿到独立解决问题的较好的转变模型，但是这种过渡是一种静态的转 变，我们认为应该还存在比不完整样例或样例问题对更为有效的样例呈现途 径。根据anderson(1997)的认知技能获得的四阶段模型，在认知技能的获得过程 中样例也应该随之发生变化，因此，从这一角度来考虑样例学习中材料的设计 可能是一条有意义的思路。虽然样例有其优越性，但是作为一种学习方法，样 例并不能保证一定有效。其主要原因是，学习者受益于样例的程度不仅取决于 学习者对样例解决步骤的理解，而且学习材料（样例和问题）的结构组织，或 者如何呈现也非常重要。我们认为，在样例学习时可以把问题解决的成分整合 到样例学习之中，直到最后只剩下问题让学习者解决。首先呈现完整样例（认 知模型），其次，呈现的样例减少一步，接着逐渐减少步骤直到最后只剩下问 题去解决。通过这种方式可以流畅地实现从模仿（完整样例）到支架问题（不 完整样例）再到独立问题解决的转变。虽然前人关于不完整