现代认知心理学视野中的学习迁移观_邢强
2003年11月第5卷 第6期河北师范大学学报(教育科学版)
JournalofHebeiNormalUniversity(EducationalScienceEdition)Nov12003Vol15No16
现代认知心理学视野中的学习迁移观
邢 强
(广州大学心理系,广东广州 510405)
摘 要:关于学习迁移的探讨历史长达约一个世纪,但是关于学习迁移的实质、学习迁移范围等的探讨至今还没有一个较为统一的观点。从现代认知心理学的视角重新审视学习迁移的基本理论,在三种认知理论的指导下,提出发现学习迁移的基本原则,这不仅有助于学习迁移的研究,而且对树立/为迁移而教0的教育理念亦有益处。
关键词:现代认知心理学;学习迁移;迁移的成分观;迁移的知识表征观;迁移的技能观中图分类号:G65813 文献标识码:A 文章编号:1009-413X(2003)06-0082-05
所谓学习迁移就是先前学习对后来学习的影响,学
习者在学习或解决一新的任务时,能够运用在其他领域所获得的知识或技能解决这一问题或进行更快学习,因而迁移包括对新知识的学习和对旧知识的运用。例如,由于解决化学问题使得解决物理问题较为容易就是正迁移;如果学习化学和学习物理一样就是说没有迁移发生,称为零迁移;如果学习物理比没有学习化学时更困难了,这就是负迁移或干扰。
迁移在学习研究上的重要性虽然不能过高估计,但是,我们的教育体系是基于在课堂中获得的知识、技能,能用于将来所从事的有意义的工作或其他智力任务这样一个基本假设之上,课堂教学、职业和军事训练等都是按照学习迁移的/普遍真理0设计的。然而,纵观学习迁移的研究历史,关于学习迁移还没有一个统一的认识,直到现在关于迁移的研究仍是仁者见仁、智者见智。
素,指学习内容中元素间的一一对应。随着迁移研究的不断发展,现代认知心理学对不同类型不同方面的共同元素在学习迁移中的作用问题的探讨越来越深入,随之出现了现代认知派关于共同要素说的现代翻版。Singley,Anderson在思维的适应性控制理论(ACT)基础上提出了共同元素说(commonelements)
[1]
。这里的共同元素指的
是共有的认知元素,本质上是条件)))动作对表征的产生式规则。由于产生式规则与特定的情境相关,因而现代认知派认为学习迁移具有特殊性和有限性。在20世纪初,桑代克和吴德沃斯就证明了这一观点,更近一点,研究者在学习知觉动作序列的实验中几乎没有发现迁移(Willingham,Nissen,Bullemer,1989年)
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。一简单算术
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反应时间的加快并不能迁移到运用不同算子的另一个不同的简单算术上(Rickard,Bourne,1995年)
,等等,有许
多的研究证明迁移的难以发生性。有些研究发现,甚至当同形问题比先前样例具有较多的概念性内容时,情境之间的相似性和学习策略的迁移也有许多失败(Bassok,Holyoak,1993年)相似性程度
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一、引言
(一)关于迁移的争论
关于迁移的争论点主要在于:在一个情境学习的知识能否比较灵活地用于其他的情境。桑代克和其他联结主义者的共同元素说认为迁移是非常有限的,迁移的数量与前后两种情境共同元素的多少相同。桑代克的共同要素说指的是两次学习在刺激)))反应联结上的共同要
。Detterman(1993年)说:迁移是很
少发生的,迁移发生的可能性直接取决于两情境之间的
。
学习和迁移特殊性的另一个特征是:知识使用的特殊性。认为,知识的获得不是在训练和练习过程中,而是在知识的运用过程。这一原则认为:在复杂的技能领域
X收稿日期:2002-07-16
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邢 强 现代认知心理学视野中的学习迁移观
内,当知识在不同方面使用时,即使亚技能共享一系列共同的元素,它们之间很少或不能迁移。这是因为不同使用所要求的知识形式不同。基于此,对学习和迁移得出的一般结论是:学习是特殊的,超越最初学习的迁移是罕见的。
另一种迁移观认为:概括和迁移普遍存在,被称为是一种/过剩迁移0(surplustransfer)。在这一观点中存在两种基本的认识,有些人认为:存在不同领域问题间迁移的一般思维技能。如形式训练说,认为人脑是由一系列诸如一般推理、记忆、注意等许多一般官能构成的,学习和练习就是对要求一般官能的两种任务间产生广泛迁移的途径。虽然形式训练说遭到了其他心理学家的反对,但是关于存在人类一般推理技能的思想却以其他形式仍旧存在。如皮亚杰的认知发展理论就是基于人类拥有诸如归类和逻辑推理的一般能力的理念之上,而且这种理念在后来的心理学研究中得到不同程度的证实(Kuhn,1994年)
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间的联结,而是把它看作是较灵活的知识组块。那么什么是知识组块呢?现代认知派的思维的适应性控制理论(adaptivecontrolofthought,简称ACT)对认知任务的元素作了详细的论述。在后来发展了的ACT
*
理论中认
为,技能的获得开始于问题解决,经由领域独立启发到陈述性知识,陈述性知识就是关于领域的事实或命题的语义网络。在问题解决初期,运用一般的策略运算特定领域的陈述性知识,这种操作就是产生式规则,其形式就是条件)))动作对。不像S-R联结和具体环境刺激联结在一起,而产生式规则是灵活的计算单元(flexiblecompu-tationentities)
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,它可能被储存在工作记忆中由当前问
题的抽象表征所激起。同桑代克的共同要素说相比,现代认知心理学的共同要素是任务间共有的产生式规则。不管怎样,迁移发生的程度取决于习得的产生式规则的本质。当产生式是基于对问题的深层结构表征时,迁移就会发生在拥有共同结构表征的情境中,但是当产生式和无关的表面内容相连时,相同表面特征问题间的迁移发生是很有限的。
关于迁移的现代认知理论的共同要素观已有很多实验的支持。在ACT
*
。另外,在学校中教学生计算机程序的一般理由就
是学生可以学会一些概括化的技能:计划、问题解决等。还有/学会学习0、元认知技能的广泛迁移等都得到了实验的支持,迁移可能是普遍存在的。另一些人认为:思维的灵活性(因此迁移的可能性很大)与是不是有一般的思维能力没有关系,而是和迁移如何发生有很大的关系,思维的灵活性取决于第一次所学的东西。格式塔心理学家如Judd、Weitheimer认为:如果两个问题拥有/深层的结构关系0,那么训练迁移可以发生。这一观点也引起了现代认知心理学家的极大兴趣,如Gentner(1983年)Brown(1990年)
[4]
[4]
理论中,产生式规则的存在范围是
从具体到抽象,这样就可以预期迁移是否发生。有时候抽象的产生规则的迁移受到表征特定知识运用的限制,并且抽象的产生式规则不能迁移到要求不同使用的相同知识的问题上。其次,在ACT
*
理论中,迁移的另一个源
泉是有些迁移不和特定问题解决应用相联系,可能潜在的形成更是一般知识迁移的基础,如陈述性)))陈述性知识之间的迁移。然而,在现代认知派看来这种效应只发生在技能获得的初期阶段。在ACT
*
、
、Chi(1994年)
[4]
进行的一系列研究,
Gentner提出了著名的/结构映射0理论,认为事件间的内在联系、关系是否匹配决定了迁移,而事件的具体特征并不影响迁移。Chi等人的研究发现学生在学习的过程中能够对样例的解法形成一个概括性的解释,能够获得对教学目标任务原则的精细理解,因此,学生能够进行较好的问题解决和迁移。Brown在评价迁移时则说/对因果关系的解释是全面理解、概括灵活迁移和创造性推理的基础,这种学习是一种有意义学习0。现代认知心理学的这一系列研究一致发现:因果关系、推理和元认知对学习和迁移有很大影响。这一结论和格式塔心理学家的观点相近,认为知识是非常灵活的、可以通达的。在他们看来,迁移的程度取决于学习者对问题间结构性关系的再认识和理解的深度。
(二)共同要素说的现代认知理论
理论中对陈述性
知识的迁移还没有足够的重视,大多数关于迁移的研究都是探讨程序)))程序性知识之间的迁移问题,因此现代认知心理学的共同要素说并不完美。
(三)发现迁移的三个分析原则
学习迁移到底能否发生,怎样去识别学习迁移的发生给我们研究学习迁移问题提出了严峻的挑战。现代认知心理学家在进行迁移研究的基础上,提出了分析迁移发生的一些原则框架,了解这些原则或运用这些原则去分析学习迁移,对树立正确的迁移研究理念大有裨益。
第一个原则:即使最简单的任务也有许多的任务成分,它们在学习过程的作用因不同的学习而表现出差异,因此迁移效应即促进或干扰取决于学习的不同阶段。这一原则首先是由安吉尔(1908年)提出的,在后来关于迁,)
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虽然配对联想学习可能是一种最简单的技能学习的例子,但是它仍是有多种成分构成的。Hull(1943年)对动物学习的研究揭示了刺激辨别和反应学习是配对联想学习任务的本质特征,刺激辨别指的是要求被试分配刺激词,目的是能可靠地产生正确反应。在这种辨别成熟之前,刺激之间的混淆,使得一个刺激词引出别的极其相似的配对词;反应学习指的是被试需要整合单个的反应元素与一单元或组块中;刺激辨别和反应学习的难度取决于特定系列的内容,如果刺激词的相似性低,那么刺激辨别就相对容易一点,如果反应词是个相对熟悉的单词,那么就无需把反应进行整合。在配对联想学习中是不是刺激辨别、反应学习和联想学习在第一系列的配对联想中就发生,并影响第二系列的学习取决于系列各自的内容。配对联想学习中存在四个迁移的标准范式,这四个范式是:A-B/A-D,A-B/C-B,A-B/A-Br,A-B/C-D。在A-B/A-D范式中,两个系列中的刺激相同,配对的反应词不同,结果当学习第二系列时,期望被试能够适用他先前的能力去辨别相同刺激A的不同反应词,使他能够较快地获得第二系列。在这种范式中,被试也能够获得两个反应词和同一个刺激词相联的反应。在这种情境中也会出现干扰,因为在试图回忆第二系列的反应时,第一系列的反应是一个竞争源,影响第二系列的回忆。在A-B/C-B迁移范式中,被试可以获得正迁移或零迁移。在A-B/A-Br范式中,第一系列的刺激反应由构成第二系列的联想,因此期望被试从刺激辨别和反应学习中获得正迁移的经验,这时的负迁移可以归因于竞争联想。在A-B/C-D范式中,期望获得零迁移,即既没有正迁移也没有负迁移。因此迁移的成分观认为分析迁移的发生和进行迁移研究时应该看到学习任务的不同成分,而不应该从一个整体上去断定有无迁移的出现。
(二)迁移的知识表征观
现代认知心理学把知识分为陈述性知识和程序性知识,前者以世界事实为特征,后者以技能为特征。认知心理学的研究表明,不同的知识类型存储在不同的记忆系统中。首先,陈述性知识是对事件关系的陈述,是一系列有真值的命题(如苹果是红的);程序性知识由一系列习得的刺激反应的联结组成,刺激就是事件的模式,反应就是心理或动作的反应。其次,程序性知识译码单一的事件,陈述性知识译码事件内及事件间的关系。再次,程序性知识是一系列的产生式规则,陈述性知识信息组块间的网络联结。最后,产生式规则是独立的单元,陈述性知任务中,运用这一原则分析迁移可以发现学习迁移的存在。迁移的成分观就是这一原则的体现。
第二个原则:单一任务成分可能包括多重的知识表征,对迁移的影响方式是不同的。现代认知心理学把知识分为陈述性知识和程序性知识,在ACT理论中,知识的陈述性和程序性表征有着明显的区别:通达的非对称性。认为从陈述性知识到程序性知识在本质上发生了转变,一旦知识程序化,就表现出了通达的非对称性。如Anderson(1987年)ich(1991年)
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的研究曾得出了:包含相同知识的
不同程序之间没有发生迁移这一结论。但是近来Nico-l
研究发现:在这样的不同任务之间出现了
部分迁移。所以陈述性知识的迁移也是存在的,因而ACT理论的新版本ACT-R理论中承认陈述性迁移的存在,认为知识的陈述性表征的运用有助于在另一方向上编辑产生式。然而,这种新的产生式对其他产生式不能带来任何益处,产生式只能通过自身的练习来加强。因此ACT-R假定:程序知识有其特定的用途,不能概括到其他情境。相反陈述性知识的使用是比较灵活的,可以在任何方向使用,这一原则具体体现在迁移的知识表征观中。
第三个原则:把评价技能模型的价值看作是识别潜在迁移的手段。在迁移的共同元素说中,没有告诉我们元素表征的抽象水平。识别这种潜在迁移的策略是形成一个技能的任务模型,使每一个知识元素达到自己的最高抽象水平。迁移既不是/高路的(highroad)0即抽象水平的迁移,也不是/低路的(lowroad)0即具体水平的迁移,而是中路迁移(middle-o-fthe-road),这样就可以识别向一般领域迁移的潜在可能性。迁移的技能观反映了这一原则。
二、现代认知心理学的迁移观
(一)迁移的成分观
Rehder(1995年)认为:迁移研究任务之所以是复杂的,是因为训练迁移的任务是由许多的操作成分构成的,每一成分对迁移任务独立地起作用(不管是正迁移还是负迁移)。训练是否有用,取决于每一成分各自的贡献
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。这一观点称之为迁移的成分观,语词学习研究者
所用的配对联想任务能对此有一个较好的描述。在配对学习任务中,要求被试学习刺激和反应间的一系列联结,如无意义音节或单词,例如刺激词为:QFH,QHF,FQH,反应词为:214,421,432,要求被试记住QFH-214,QHF-
邢 强 现代认知心理学视野中的学习迁移观
程序性知识是通过操作而获得的,通常认为是重复和练习的结果。因此,程序性知识的获得是比较慢的。相反,陈述性知识的获得借助观察和教学,并通过精加工、连贯和组块化得以强化。陈述性知识的获得速度很快,但是程序性知识的保持比陈述性知识长。程序性知识的提取是通过操作,而陈述性知识的提取可以直接报告出来。正是由于此,陈述性知识被看作是再认和回忆的指标,程序性知识被认为是技能操作或重复启动效应等内隐记忆的指标。陈述性知识和程序性知识与不同的意识形式相联系。一般情况下,程序性知识是不能以有意识的形式提供,而陈述性知识可以以有意识的形式提供并监测。程序性知识的提取是非对称的,因为程序性知识具有方向非对称性,只能从模式到行动,而陈述性知识的提取是对称的。
就理解和预测迁移来说,陈述性知识和程序性知识的区别是至关重要的。程序性知识可以通过相同或相似的S-R对的重复和练习得以强化,因此,除非问题含有一个/操作0成分,在获得较强联结的程序时有充分的练习,目标迁移任务与靶问题有相同的产生式,否则就看不到程序性知识的迁移。与之相比,陈述性知识通过精加工和相互联结获得和强化。因此除非问题有一个精加工事实或概念性成分,在学习的过程中有充足的精加工机会和联结机会,否则陈述性迁移也很难看到。从定义上讲,程序性知识的使用条件和产生式规则紧密相连,因此知识是高效的但使用是特殊的,程序性迁移要超越实践是不可能的。陈述性知识是相互联结的网络,因此获得途径较多。因而认为虽然获得速度较慢但是使用比较灵活多变,具有广泛迁移的潜在性。
但是在迁移的现代共同元素说理论中,陈述性知识对认知技能迁移的贡献却被忽略了。相反程序性迁移强调:交叠产生式规则的认同和知识使用的特殊性。正如chi所言:/在安德森的理论中,认为努力的加工过程存在于陈述性知识向程序性知识的转化过程中,而陈述性知识的译码被看作是一个简单的储存过程0。
然而,现代认知心理学的研究发现,问题解决技能的成功程序化可能依靠先前全面的陈述性教学,格式塔的主题回忆强调的就是意义和理解,因此,强调特殊性是不对的或至少是一种夸大。因此迁移的知识表征观指出:陈述性知识精加工的重要性与在贫乏的学习环境中语词学习研究的结论相一致。前面强调的成分诸如辨别刺激、反应与联想刺激与反应是迁移的重要方面。研究结,85
理解非常重要。其实,Judd和Wertheimer以及其他格式塔心理学家早就指出:死记硬背的学习只能迁移到相似问题上,而/理解0学习可以迁移到不太相似或新的问题上。现代认知心理学也坚持把/理解0引进学习的迁移。
(三)迁移的技能观
陈述性知识和程序性知识表征的区别不仅仅是与迁移相关的知识表征的区别,而且认为除非在一情境中有相似或相关的译码知识否则迁移不能发生。当知识在特定的、具体的水平上被译码时,它与较少的情境相连,当知识在较抽象的水平上被译码时,它与较多的情境相连,因而迁移在后者发生的较多。
迁移的现代共同元素理论认为不论是产生式规则还是陈述性知识组块都可能在不同的抽象水平上表征。例如,产生式规则可能是非常具体的(例如:如果目标是给万老师打电话,那么就去拨他的电话号码)也可能是非常抽象的(例如:如果某甲是某乙的儿子,某乙是某丁的儿子,那么某甲是某丁的孙子)。但是,现代认知心理学的共同元素说对在模仿学习和迁移是在何种水平上表征不同的元素,没有理论说明和指导。技能的迁移观认为知识技能是非常特殊的,因此提出了预测迁移的较为独特的技能模型。第一种认知技能模型是用形式数学或逻辑来描述思维的/规则0。皮亚杰的认知发展理论就是一例。该模型在一系列逻辑操作的基础上提出这一逻辑体系。由于由许多逻辑体系所表征的策略之间是不相关联的,所以如果有一个整合的规则集驱动了策略的形成,那么就可以预测出学习的迁移。第二种认知模型是通过实证研究的结果来分析特殊问题的学习迁移,然后用特定方式的表征来描述一般思维技能。著名的例子是:通用问题解决者(GPS)。用计算机程序使用启发式策略,诸如手段目标分析法解决从数学领域到象棋领域的迁移问题。这一模型在问题解决研究的那个年代是非常典型的
[9]
,专家问题解决被看作是依赖于一般推理策略和问
题解决启发式的储存(运用在较为广泛的领域)。虽然要求领域特定的知识,但是认为它们发挥的作用很少。
专家技能作为一般技能的这一模型受到了专家系统技能和发展研究的否证,专家系统被认为是包含许多特定领域的模型,在推理的时候,专家再认其中的一个模型并直接指向问题。/技能0这一概念得到了人工智能专家系统成功研究的支持,在这一系统中,技能由一些非常小的一般推理成分和非常大的基于数据的领域特定模型动作规则(domain-specificpattern-actionrule)表征。
,的:一,
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难使得人们对学习迁移的信心很不一致,悲观论者与积极论者各持己见。我们认为学习迁移是人类学习的普遍现象,之所以会出现学习迁移的失败,或者是由于学习者学习的不当,教学策略的不当,也可能是人们对学习迁移的分析模式基于不同的理论观点之上,对实际发生的学习迁移不能正确的发现。通过分析现代认知心理学关于学习迁移的研究,特别是较有代表性的几种新颖的学习迁移观点对学习迁移的描述,使得我们不得不相信:学习迁移存在/高路0的迁移和/低路0的迁移,但更多的迁移应该是一种中路迁移,为了恰当发现迁移就得运用正确的分析原则和理论观点。应该坚信有学习的地方就存在学习的迁移,否则动摇的不仅是学习迁移的理论和研究,而更重要的是我们的教育理念。
策略的任务本身是不重要的,它被界定在较高的抽象水平,运用于所有的实际任务。第二,策略是任务特定的,根本不存在抽象的策略。我们认为,并不存在最高抽象水平的一般策略,而是存在中间水平抽象的用于有限任务的策略。换言之,根据皮亚杰、Newell、Simon的观点,迁移研究的目的应该是试图形成一种专家技能的技能观点,而不是寻求描述一般思维的技能,我们应该寻求描述相同抽象类型的任务操作的技能。
三、小结
学习迁移研究一直是教育心理学的核心课题,对深入揭示学习的本质及规律,指导教学过程,提高教学质量,促进学生学习效率都有重要意义。但是由于学习迁移研究领域的复杂性,学习理论对学习迁移的探讨之艰参考文献:
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Viewsoflearningtransferinthemoderncognitivepsychology
XINGQiang
(DepartmentofPsychology,GuangzhouUniversity,Guangzhou,Guangdong,510405,China)
Abstract:Learningtransferisapermanentthemeineducationalpsychologyandintheresearchingfieldoflearningtheories.Sinceacenturyago,psychologistsdevotedthemselvestothelearningtransferre-search,buttheycouldnotreachaconclusion.Therefore,moderncognitivepsychologyproposesthreelearningtransfertheories:componentviewoftransfer,knowledgerepresentationoftransfer,andcompe-tenceviewoftransfer.Andaccordinglythreeprincipleswereputforward.Itisbelievedthattherecentre-searchesdonotonlyencouragethetransferlearningresearchbutalsostrengthenthebeliefofteachingfortransfer.
Keywords:moderncognitivepsychology;learningtransfer;componentviewoftransfer;knowledgerepresentationviewoftransfer;competenceviewoftransfer
[ 宗健梅]