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物理知识程序化的认知技能研究

谢琳  
【摘要】: 知识程序化是技能获得的重要环节,也是认知心理学在问题解决领域研究的重点内容。陈述性知识向程序性知识的转化就是知识程序化的过程,也即学生将学习到的概念、定理用于解决具体问题的过程。而程序性知识的表征形式为产生式规则和产生式系统,那么这个过程就是学生获得产生式规则、形成产生式系统的过程。心理学家们已经承认知识程序化的实质就是产生式规则和产生式系统建立的过程,但是就产生式规则和产生式系统建立的具体过程却存在分歧。这种分歧表现在两种不同的观点上:一种观点认为,获取产生式规则要经过陈述性知识的阶段,即学生要首先学会陈述性知识,再通过知识的编辑转化为程序性知识;第二种观点认为,产生式规则可以不通过陈述性知识的学习而直接形成。 本论文设计了三个实验,旨在验证和比较这两种关于产生式建立的主要观点。首先根据两种不同的观点,将初中物理电学部分的电压知识自编成两种不同的学习材料。根据观点“获取产生式规则要经过陈述性知识的阶段”编制学习材料A,根据观点“产生式规则可以不通过陈述性知识的学习而直接形成”编制学习材料B,并将这两种学习材料用于课堂教学。 实验一将两种建立产生式的方法分别与一般的课堂教学方法进行比较。选取一个普通中学初三年级的四个班级,一个班级按照编制的学习材料A进行学习,一个班级按照编制的学习材料B进行学习,另外两个班级分别作为对照组。结果表明,两种方法比一般的课堂教学更能促进学生形成物理解题的产生式规则,从而使两个实验组的成绩明显高于两个对照组的成绩。 实验二将两种方法进行比较。将按照学习材料A和学习材料B建立产生式规则的被试分别按照原有知识水平分为好、中、差三组,比较两种方法在不同类型题目上的差异以及原有知识水平对产生式规则获得的影响。结果表明,在近迁移的题目上,学习材料A优于学习材料B;但在远迁移题目和陈述性知识考察题目上,两种学习材料的效果没有明显差异;原有知识水平对产生式规则的获得具有明显的影响。 实验三是实验二的后续研究。实验二结束后,从被试中抽取好、中、差学生共16名进行追述的口语报告,从被试的口语报告中进一步分析比较两种产生式的建立方法。口语报告结果显示,无论是好学生,还是差学生,学习学习材料A的被试解题思路比学习学习材料B的学生更为清晰,建立起来的产生式规则的数量也更多。


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