专家与新手的差异ppt课件.ppt

1 人是如何学习的 大脑 心理 经验和学校 校级选修课 探索学习奥秘 2 2专家与新手的差异 所谓专家就是指在特定领域中具有专业知识的人 他们能够有效地思考该领域的问题 对专业知识的了解是十分重要的 它能够使人们洞察思维和问题解决的本质 研究表明 专家与新手的差异不仅仅表现在一般能力 如记忆力或智力 上 也不是一般策略应用的差别 相反 专家获得了宽厚的知识 这些知识会影响到他们所关注的事物 影响到他们在环境中如何组织 再现和理解信息 反过来 又会影响到他们记亿 推理和解决问题的能力 3 2专家与新手的差异 介绍重要科研成果 对国际象棋 物理 数学 电子和历史等领域已具备专业知识的专家们的研究 对这些例证的讨论并不是期望所有的学生将来都能成为这些或其他领域的专家 而是想通过对专业知识的研究 弄清成功的学习结果会是怎样的 4 有关专家知识的重要原则及其对学与教的潜在意义 1 专家能识别新手注意不到的信息特征和有意义的信息模式 2 专家获得大量的内容知识 这些知识的组织方式反映专家对学科的理解深度 3 专家的知识不能简化为一些孤立的事实或命题 而应反映应用的情境 也就是说 这些知识受一系列环境的制约 4 专家能够毫不费力地从自己的知识中灵活地提取重要内容 5 尽管专家谙熟自己的学科 但这不能保证他们会教导他人 6 专家应付新情景的方法灵活多样 5 2专家与新手的差异 2 1有意义的信息模式2 2知识的组织2 3情景与知识提取2 4顺畅提取2 5专家与教学2 6适应性的专门知识2 7小结 6 2 1有意义的信息模式 对专业知识的早期研究表明 对相同刺激的感知和理解因个人应用于情景的知识而异 相对非职业棋手而言 国际象棋大师更有可能 A 在走一步棋之前先认真思考各种各样的可能性 更广的搜索面 B 在决定下一步棋之前先考虑对手可能的应招 更深的搜索面 7 2 1有意义的信息模式 经过数万小时对弈而获得的知识使国际象棋大师能够击败对手 大师更有可能识别有意义的国际象棋布局 意识到这种情景的策略性启示 8 图2 1在记忆实验中使用的国际象棋棋盘布局 9 10 背景资料2 2专家与新手教师的关注 11 专家超常回忆能力的原因 专家的超常回忆能力 如背景资料所示 被解释为他们把一个结构中的不同成分组合成模块的能力 而这些成分是通过基本功能和策略相连接的 由于人的短时记忆信息容量有限 只有通过把信息组合到相似的模式中才能提高短时记忆的能力 Miller 1956 国际象棋大师能够知觉有意义的信息模块 这会影响到他们所目睹事物的记忆 人们不必非要成为世界级专家 也能从他们对有意义的信息模块的编码能力中受益 12 2 1有意义的信息模式 专业知识促进有意义的信息模式的敏感度 在每个案例中 某一领域的专业知识有助于增加人们对有意义的信息模式的敏感度 而这些模式对新手来说是陌生的 专家知识促进概念结构或图式 发展作为构成识别问题类型能力的基础 专家知识涉及到有组织的概念结构或图式的发展 这些结构或图式说明问题的表征和理解的方式 如GlaserandChi 1998 13 专家知识对新教师与学生的影响 专家能识别新手没有注意到的特征和模式的观点 对改进教学具有重要的潜在意义 对专业知识的研究表明 为学生提供尤其能提高他们识别有意义的信息模式的学习经验的重要性 如Simon 1980 Bransfordetal 1989 14 2 2知识的组织 专家的知识不仅仅是对相关领域的事实和公式的罗列 相反它是围绕核心概念或 大观点 bigideas 组织的 这些概念和观点引导他们去思考自己的领域 15 专家与新手在组织知识上的差异 在一个物理学的例子中 要求专家和具有潜能的初学者 大学生 口头描述他们用以解决物理可题的方法 专家常常提到能够用来解决问题的主要原理或定律 连同为什么这些定律用在这个问题上和如何应用这些定律的理据 反之 具有潜能的初学者极少用到物理学上的主要原理和定律 而是非常典型地描述他们所应用的等式和等式运算的方法 16 17 2 2知识的组织 专家似乎围绕物理学上的大观点思考问题 如牛顿的第二定律及其应用 而新手则倾向于把物理问题的解决转化为记忆 回忆和求解的公式来进行运算 在解决问题时 物理专家往往先画一张简明的定性表 而不仅仅是把数字代入公式 为了寻找有效的解决问题的途径 该表常常需要精心设计 18 2 2知识的组织 让物理专家和新手根据所采用的解决问题方法去梳理索引卡上的问题 他们在解题方法上的差异是显而易见的 专家根据解决问题的原理对问题进行分类 新手则根据表面特征对问题进行归类 例如 在物理学的分支学科力学方面 专家的分类是按照能量守恒原理进行的 而新手则是按斜面来分类的 参见图2 4 依照问题的表面特征做出反应不太管用 因为解决具有相同物体和相似特征的两个问题的途径实际上可能大相径庭 19 2 2知识的组织 一些对物理专家和新手的研究指向个体不同组别的知识结构组织 参见图2 5 在表征斜面图式方面 新手的图式主要涵盖斜面的表面特征 相反 专家的图式直接把斜面的概念与物理法则和法则应用的条件联系起来 20 21 专家与新手在理解和解决问题方面的差异 停顿次数也被用来推断诸如在国际象棋和物理领域的专家的知识结构 物理专家似乎能够忆起一系列相关的方程式 一个方程式的回忆能立即激活其他需要提取的相关方程式 相反 新手用大致相同的时间提取每个方程式 这说明他们应用了记忆的系列搜索 专家在加工有效的知识组织时 采用意义的联系方式把相关成分组合成相关的单元 这些单元受基本概念和原理所支配 参见背景资料2 3 在专业知识的图例中 知道得越多 意味着在记忆中拥有的概念模块就越多 界定模块的关系或特征也越多 模块间的联系以及有效提取相关模块的方法和在问题解决情景中应用这些信息单位的步骤也越多 22 在做数学题时 专家比新手更倾向于首先去理解题目 而非仅仅把数字代入公式 在一项研究中 要求专家与新手解决代数应用题 如 把一块木板锯成两块 一块的长度是整块的三分之二 但比第二块短四英尺 问木板在锯开前的长度是多少 专家立刻意识到所述问题在逻辑上是不可能的 尽管有些学生也能意识到这一点 但是其他学生只能运用公式计算 结果得出一个负长度的答案 负数 另一个相似的例子来自一项对成人和儿童的研究 他们被问到 船上有26只羊 10只山羊 船长年纪多大 23 理解和解决问题 大部分成年人具备足够的专业知识 能意识到这个问题是无法解答的 但是许多学龄儿童没有意识到这一点 在研究中 有四分之三以上的儿童试图用数字来解答这些问题 他们反问自己 这到底是加法 减法 乘法还是除法问题 而不是问这个问题是否有意义 正如一个五年级学生在给出答案 36 之后 解释说 噢 你需要使用加法或减法或乘法 而这个问题用加法来算最好 24 2 3情景与知识提取 1 专家具有 条件化 知识 2 条件化知识的概念 对教学的启示 3 条件化知识的概念对教学的启示 4 对有效学习评估的实施的启示 25 1 专家具有 条件化 知识 专家具备与其领域或学科相关的巨大知识库 但是只有子集知识才与具体问题关联 专家为了找到相关知识 并非把所有知识都搜寻一遍 专家不但获得知识 而且能熟练提取与具体任务相关的知识 专家的知识是 条件化的 它包括对有用的情景的具体要求 非条件化的知识常常指 惰性 知识 尽管关联 因为它是未被激活的 26 2 条件化知识的概念 对教学的启示 许多课程和教学无助于让学生的知识条件化 教科书在阐明数学或自然法则方面要比说明这些法则何时会有利于解决问题更加直接明了 要生成解决新问题所需的条件 活动规则的任务主要地落在学生的身上 27 3 条件化知识的概念对教学的启示 帮助学生掌握适用条件的方法之一 就是让学生去解决应用题 这需要用到恰当的概念和规则 如果设计恰当 这些问题有助于学生学会何时 何地和为什么使用他们所学过的知识 使习题固化于作业本上也会有问题 28 4 对有效学习评估的实施的启示 条件化知识的概念对设置能提供学习反馈的评估实施有着十分重要的意义 评价学习结果 如 能解释每个谚语的含义并不能说明学生知道每个谚语的使用条件 为了有效地使用谚语 人们需要了解应用这些格言 厨子多打烂锅 与 人多力量大 或 稍纵即逝 与 欲速不达 的时间和原因 29 2 4顺畅提取 人们提取相关知识的能力差异表现为 费力 相对不费力 顺畅 和 自动化 三个层面 自动化和顺畅提取是专业知识的重要特征 30 顺畅提取的内涵 顺畅提取并不是意味着专家总是比新手更快地完成一项任务 在问题解决的整个过程中 对专家来说 还包含一些子过程 即从顺畅到自动化的过程 由于人一次所关注的信息容量有限 要是在处理任务的某些方面能够驾轻就熟 那么他便能腾出更多的精力来关注任务的其他方面 31 案例解读 初学开车时新手阅读 许多教学环境无助于培养学生的顺畅能力 而这是成功地完成认知任务必不可少的 32 顺畅识别特定领域的问题类型是学习的重要方面 学习的一个重要方面是顺畅地识别特定领域的问题类型 牛顿第二定律或效率与功能概念的问题 这样人们便能轻而易举地从记忆中提取合适的解决办法 加快模式识别速度的教学步骤 其应用前景十分诱人 33 2 5专家与教学 专家不一定能教别人学习专家教师必须同时拥有专业知识和教育教学知识 34 2 6适应性的专门知识 适应性专门知识 的作用 创造 探究和拓展工匠与艺术大师在具体实例中的差异两位历史专家与一组未来教师对历史事件解读的比较 第二位历史学家进行了适应性学习 元认知对学习有很大的促进作用 专家 也需要学习 以便获得更多的适应性专业知识适应性专家能够弹性处理新情境并成为终身学习者 35 2 7小结 专家的推理和解决问题能力取决于良好组织的知识 这些知识影响他们所关注的事物和问题再现的方式专家比新手更有可能识别有意义的信息模式 这在所有领域都适用模式识别是帮助学生增强信心及能力的重要策略 这些模式为提取与任务有关的知识提供起动条件 36 2 7小结 专家首先寻求提高对问题的理解力 这常常涉及到核心概念或大观点 如物理上的牛顿第二定律 的思维方式强调知识广度的课程会妨碍知识的有效组织教学能使学生了解专家组织和解决问题的模式 这也许会有用 然而 模式的复杂程度必须符合学习者目前知识和技能的掌握程度 37 2 7小结 虽然专家拥有巨大的知识库 但是只有知识库的子集与特定问题相关 因此 与任务有关的信息是有选择性地提取的相关信息的提取问题为了解可用知识的本质提供了线索 为了能在需要时提取 知识必须 条件化 否则它便是惰性的 38 2 7小结 专业知识的另一个重要的特征是 以相对 不费力 的方式提取相关知识的能力这种顺畅的提取并不意味着专家完成任务时所花的时间总比新手少 反而为了充分了解问题 他们常常多用时间专家毫不费力地提取信息的能力极其重要把教学重点局限于准确性方面无助于培养学生的顺畅性 39 2 7小结 某一领域的专业知识不能保证一个人能传授他人这方面的知识适应性专业知识的概念使人质疑 某些知识组织的方法在解决问题时是否比其他方法更加灵活艺术大师不仅应用专业知识去解决给出的问题 而且还要考虑新呈现的问题是否以最佳方式启动 40 2 7小结 监控解决问题方式的能力 元认知 是专家创造力的重要表现专家无所不知的模式有别于优秀新手的模式 新手为自己的学业成绩而自豪 但又能意识到学习之不足 41 2 7小结 作为整个体系的组成部分 必须同时考虑专业知识的六条原则尽管对专家的研究为学与教提供了重要的信息 但是如果应用不当会误导人认为仅仅让新手接触专家的模式 他们就会有效地学习 这是误解 新手已知的决定他们所要学的 后面的授课内容表明 有效的教学始于学生原有的知识和技能 42 专业知识的6大原