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    自我解釋和樣例呈現(xiàn)類型對小學(xué)生數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的影響*

    2017-01-06 01:50:21任金杰李紹蕾
    通化師范學(xué)院學(xué)報 2016年12期
    關(guān)鍵詞:樣例原理概念

    任金杰,李紹蕾

    (通化師范學(xué)院教育科學(xué)學(xué)院,吉林通化134002)

    自我解釋和樣例呈現(xiàn)類型對小學(xué)生數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的影響*

    任金杰,李紹蕾

    (通化師范學(xué)院教育科學(xué)學(xué)院,吉林通化134002)

    本研究選取了小學(xué)五年級88名學(xué)生為被試,采用2×2區(qū)組實驗設(shè)計,以小數(shù)的四則運算為學(xué)習(xí)材料,探究自我解釋和樣例呈現(xiàn)類型對學(xué)習(xí)狀況不同的小學(xué)生數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的影響.結(jié)果表明:(1)自我解釋在績優(yōu)組學(xué)生的概念掌握上有明顯的主效應(yīng);(2)樣例呈現(xiàn)類型在績困組和績優(yōu)組均無主效應(yīng);(3)在績優(yōu)組遠遷移問題的解決上,自我解釋和樣例呈現(xiàn)類型存在明顯的交互作用,即有自我解釋的情況下,基于過程呈現(xiàn)的效果要明顯好于基于結(jié)果呈現(xiàn),而在無自我解釋的情況下,基于結(jié)果呈現(xiàn)的效果要明顯好于基于過程呈現(xiàn).

    自我解釋;樣例呈現(xiàn)類型;數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)

    1 引言

    樣例學(xué)習(xí)是教育心理的重要研究領(lǐng)域,早期的樣例學(xué)習(xí)研究都假定:樣例加工方式不存在個體差異,不重視學(xué)習(xí)者在學(xué)習(xí)樣例時候可能使用有效的學(xué)習(xí)策略.1989年,Chi及其同事提出自我解釋效應(yīng)[1],從而引發(fā)了人們對樣例學(xué)習(xí)中個體差異的關(guān)注,大量學(xué)者投身到自我解釋的研究.

    1.1 自我解釋及其研究發(fā)展

    在教學(xué)情景中,自我解釋(self-explaining)被定義為任何學(xué)習(xí)者向其自身作出解釋,以此力圖理解新信息的活動.[2]Chi及其同事的實驗發(fā)現(xiàn),在樣例學(xué)習(xí)中的自我解釋與測驗成績呈顯著正相關(guān),并將這種現(xiàn)象稱為自我解釋效應(yīng)[3].Chi認為自我解釋是一種具有建構(gòu)性的推理活動,具有連續(xù)性、片段性的特點,自我解釋的重點在于理解學(xué)習(xí)材料和搞清學(xué)習(xí)材料的意思,它有較多的思考和精加工活動,它不僅有助于改善不完整的文本,還有助于修補心理模型,因此自我解釋能提高學(xué)習(xí)效果.

    經(jīng)過二十幾年的發(fā)展,自我解釋研究的重點由驗證自我解釋效應(yīng),探究自我解釋效應(yīng)的認知機制及自我解釋的特點,逐步轉(zhuǎn)向自我解釋的應(yīng)用研究,并取得了可喜的成果.如:Conati和VanLehn(1999)比較了使用自我解釋輔導(dǎo)系統(tǒng)組和對照組的被試成績,兩組之間沒有統(tǒng)計上的差異.Crippen等在基于網(wǎng)絡(luò)的樣例學(xué)習(xí)研究中發(fā)現(xiàn),采用樣例和自我解釋干預(yù)有助于提高學(xué)生成績.我國學(xué)者柏宏權(quán)通過實驗也證實,在網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)環(huán)境中使用自我解釋支持工具有助于學(xué)生知識的的建構(gòu)和知識的整合.[4]Rittle -Johnson(2006)結(jié)果發(fā)現(xiàn)自我解釋有助于學(xué)生學(xué)習(xí)正確的方法,能促進學(xué)習(xí)遷移,不能有效地促進概念的掌握,自我解釋與有效的認知過程緊密相聯(lián).[5]Rittle-Johnson的研究與Klahr等人的研究結(jié)論一致,但與Chi(2000)某些觀點相悖.由于自我解釋本身的復(fù)雜性和研究設(shè)計的差異性,以往研究成果存在一定的分歧和矛盾,需要后續(xù)的研究進一步驗證.

    1.2 樣例學(xué)習(xí)及樣例呈現(xiàn)類型

    樣例學(xué)習(xí)(learning-by-example)是指從詳細

    Van(2004)在研究樣例對學(xué)習(xí)遷移的影響中,提出了基于過程的樣例(process-oriented worked example)和基于結(jié)果的樣例(product-oriented worked example).基于過程的樣例就是提供有專家在問題解決過程中運用的規(guī)則和策略知識的實例.而基于結(jié)果的樣例則是提供有專家有效解決問題結(jié)果的樣例.Tamara van Gog(2004)的實驗研究發(fā)現(xiàn),雖然基于過程的樣例學(xué)習(xí)可以促進問題解決的遷移,但是這種影響僅存在于開始階段,隨著學(xué)習(xí)的深入,這些過程信息反而阻礙了問題的有效解決.[7]

    1.3 問題提出

    自Chi提出自我解釋效應(yīng)以來,自我解釋研究經(jīng)過十幾年的發(fā)展,取得了很多成果,研究工作已由最初探討自我解釋的內(nèi)涵機制,驗證自我解釋效應(yīng)的存在,發(fā)展到關(guān)注自我解釋在教學(xué)中應(yīng)用和訓(xùn)練問題.尤其是樣例呈現(xiàn)類型與自我解釋的結(jié)合已成為學(xué)習(xí)遷移研究的新熱點.國內(nèi)外學(xué)者對此進行了大量的研究和探討,并提出許多能有效促進學(xué)習(xí)遷移和問題解決的樣例設(shè)計觀點和模型,但是關(guān)于樣例呈現(xiàn)類型與自我解釋關(guān)系的研究還較少,且研究對象多是中學(xué)生和大學(xué)生,針對小學(xué)生的很少.所以,本研究選擇用小學(xué)生作為研究對象,通過實驗,探究自我解釋和樣例呈現(xiàn)類型對學(xué)習(xí)優(yōu)秀和學(xué)習(xí)不良小學(xué)生的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的影響.

    2 方法

    2.1 實驗設(shè)計

    本研究采用的是2×2區(qū)組實驗設(shè)計,根據(jù)被試的學(xué)習(xí)狀況,將被試分兩個區(qū)組,即績優(yōu)組和績困組;自變量包括自我解釋、樣例呈現(xiàn)類型,A因素為自我解釋,分為有自我解釋和無自我解釋兩個水平; B因素為樣例呈現(xiàn)類型,分為基于結(jié)果呈現(xiàn)和基于過程呈現(xiàn).因變量為學(xué)生學(xué)習(xí)的成績,將其分為三個指標(biāo),概念原理的掌握、近遷移和遠遷移的學(xué)習(xí)成績.

    2.2 被試

    選擇通鋼三小五年級的學(xué)生為被試,根據(jù)上學(xué)期期末考試成績排名,選擇前27%和后27%的學(xué)生,共92人.通過前測將不符合要求的學(xué)生剔除,選擇符合條件的被試88人,其中成績優(yōu)秀的44人,成績困難的44人.

    2.3 實驗材料

    (1)前測材料.為了保證被試均沒有學(xué)習(xí)過新知識,且對小數(shù)計算的基礎(chǔ)知識掌握情況一致.我們根據(jù)人教版小學(xué)五年級教材中的小數(shù)混合運算,設(shè)計了前測材料.前測材料分為兩大部分,第一部分為填空題,即有關(guān)四則運算的概念填空題,第二部分為計算題,總共七道計算題,其中前四道是小數(shù)加減乘除題,用來檢驗學(xué)生對于基礎(chǔ)知識的掌握情況;后三道為小數(shù)四則混合運算題,用于檢驗學(xué)生是否學(xué)習(xí)過新知識.根據(jù)測試結(jié)果剔除前四道題不正確和后三道正確的學(xué)生,即剔除基礎(chǔ)知識掌握不好和學(xué)習(xí)過新內(nèi)容的學(xué)習(xí).

    (2)干預(yù)期的學(xué)習(xí)材料.樣例材料是根據(jù)小學(xué)五年級教材進行編排的,分為四種,一種是有自我解釋加上有過程的樣例的練習(xí),另一種是無自我解釋加上有過程的練習(xí),第三種是有自我解釋加上只有結(jié)果的樣例的練習(xí),第四種是無自我解釋加上只有結(jié)果的樣例練習(xí).在試卷上呈現(xiàn)材料,先呈現(xiàn)指導(dǎo)語,然后是“樣例一”,接下來是“練習(xí)一”“樣例二”和“練習(xí)二”.

    (3)后測材料.后測數(shù)學(xué)測試題分為兩個部分,一部分為描述性概念原理問題,用于考察實驗處理后學(xué)生對于概念原理知識的掌握情況.概念題總共三道,五個空,每個空1分,共5分.計算題總共6道,三道近遷移,三道遠遷移,每題3分,總共18分.

    2.4 實驗程序

    (1)前測分組.根據(jù)學(xué)生上學(xué)期期末學(xué)習(xí)成績和班主任意見選取44名學(xué)習(xí)優(yōu)秀的學(xué)生和44名學(xué)習(xí)困難的學(xué)生,形成兩個區(qū)組,即績困組和績優(yōu)組,之后讓兩個區(qū)組的被試分別接受四種條件的實驗處理,即“解釋+過程呈現(xiàn)”“解釋+結(jié)果呈現(xiàn)”“無解釋+過程呈現(xiàn)”和“無解釋+結(jié)果呈現(xiàn)”.

    (2)樣例學(xué)習(xí)階段.所有的被試都參與學(xué)習(xí)樣例材料,不同的組使用不同的學(xué)習(xí)材料,樣例學(xué)習(xí)階段的材料均為樣例和練習(xí)交互呈現(xiàn),指導(dǎo)語為:“你好!這是一份關(guān)于小數(shù)問題的問卷.其中例1和例2已經(jīng)給出答案,請參照例1和例2的步驟,做出練習(xí)1和練習(xí)2,該問卷只做研究使用,不會記錄你的成績,請認真作答,謝謝合作!”

    “解釋+過程”組,有詳細的解題步驟,提醒學(xué)生認真學(xué)習(xí)樣例解題步驟,思考解題思路,為什么這樣做,并要求在練習(xí)時進行自我解釋.

    “解釋+結(jié)果”組,僅有簡單的解題步驟,提醒學(xué)生認真學(xué)習(xí)樣例解題步驟,思考解題思路,為什么這樣做,并要求在練習(xí)時進行自我解釋.

    “無解釋+過程”組,有詳細的解題步驟,鼓勵學(xué)生根據(jù)樣例題目,認真學(xué)習(xí)解題步驟,但不要求進行自我解釋.

    “無解釋+結(jié)果”組,僅有簡單的解題步驟,鼓勵學(xué)生根據(jù)樣例題目,認真學(xué)習(xí)解題步驟,但不要求進行自我解釋.

    為了保證實驗條件的相同,提高實驗結(jié)果的效度,每組的學(xué)習(xí)材料和練習(xí)材料都是相同的,過程組比結(jié)果組步驟更為詳細,解釋組在練習(xí)材料上有提示必須進行自我解釋.本階段共有四道題,一道簡單的樣例加上簡單的練習(xí),一道復(fù)雜的樣例加上復(fù)雜的練習(xí).每個組的實驗均為25分鐘,在同一間教室嚴格按照實驗設(shè)計進行并完成.

    2.5 編碼與數(shù)據(jù)處理

    (1)內(nèi)容分析、編碼.根據(jù)學(xué)生在后測卷子中的作答情況了解被試對于概念原理的掌握情況.概念原理題總共5分,每個空1分.計算題總分18分,每題3分.每題的計分規(guī)則依據(jù)解題步驟的正確性給分.

    (2)數(shù)據(jù)處理.使用SPSS11.5對數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)處理,采用方差分析研究自我解釋、樣例呈現(xiàn)類型對小學(xué)生數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的影響.

    3 結(jié)果與分析

    對績優(yōu)組和績困組的學(xué)生進行數(shù)據(jù)處理,分別考察自我解釋與樣例呈現(xiàn)類型對績優(yōu)生和績困生的概念原理的掌握、近遷移和遠遷移成績的影響.

    3.1 自我解釋在各因變量上的主效應(yīng)

    對于被試在自我解釋的影響下的概念原理、近遷移、遠遷移成績進行方差分析,其結(jié)果統(tǒng)計(見表1和表2).

    表1 自我解釋在績困組各因變量上的方差分析

    通過方差分析結(jié)果可以看出,自我解釋對于績困組學(xué)生的概念原理掌握無主效應(yīng)(F=0.81,p>0.05),即自我解釋在概念原理的掌握上無顯著性差異.近遷移成績上也無主效應(yīng)(F=3.138,p>0.05)即自我解釋在近遷移成績上沒有顯著性的差異.在遠遷移成績上也沒有主效應(yīng)(F=1.865,p>0.05).說明自我解釋在遠遷移成績上也沒有顯著性的差異,即自我解釋對遠遷移成績沒有促進作用.此外,自我解釋對概念原理的掌握和近遷移成績沒有明顯的影響.

    表2 自我解釋在績優(yōu)組各因變量上的方差分析

    在績優(yōu)組中,自我解釋在概念原理的掌握上有主效應(yīng)(F=3.491,p<0.05),即在概念原理的掌握上,解釋組的成績顯著高于無解釋組的成績.在近遷移成績上無主效應(yīng)(F=0.081,p>0.05),即自我解釋在近遷移成績上沒有顯著性差異.在遠遷移成績上也沒有主效應(yīng)(F=0.551,p>0.05),即自我解釋在遠遷移成績上沒有顯著性差異.以上結(jié)果說明:對學(xué)習(xí)優(yōu)秀的學(xué)生,自我解釋對概念原理的掌握有一定的促進作用,但對近遷移和遠遷移成績沒有影響.

    3.2 樣例呈現(xiàn)類型在各因變量上的主效應(yīng)

    將被試在不同樣例呈現(xiàn)類型下的概念原理分數(shù)、近遷移、遠遷移成績進行方差分析(見表3和表4).

    表3 樣例呈現(xiàn)類型在績困組各因變量上的方差分析

    結(jié)果表明:無論是在績困組中還是績優(yōu)組中,樣例呈現(xiàn)類型在概念原理的掌握(F困=0.001,F(xiàn)優(yōu)= 3.084)、近遷移成績(F困=1.278,F(xiàn)優(yōu)=0.171)和遠遷移成績(F困=1.342,F(xiàn)優(yōu)=0.593)上都沒有主效應(yīng),這說明樣例呈現(xiàn)類型對小學(xué)生數(shù)學(xué)概念原理掌握和近遠遷移問題的解決均沒有明顯的影響作用.

    表4 樣例呈現(xiàn)類型在績優(yōu)組各因變量上的方差分析

    3.3 自我解釋和樣例呈現(xiàn)類型在各因變量上的交互作用

    結(jié)合方差分析結(jié)果,進一步分析績困組和績優(yōu)組自我解釋和樣例呈現(xiàn)類型在各因變量上是否存在交互作用(見表5和表6).

    結(jié)果顯示,在績困組中,自我解釋和樣例呈現(xiàn)類型在概念原理掌握(F=1.857,p>0.05)、近遷移成績(F=1.859,p=>0.05)和遠遷移成績(F= 0.057,p>0.05)上均無明顯的的交互作用,即自我解釋和樣例呈現(xiàn)類型對績困組學(xué)生概念原理掌握和遷移問題解決的影響是相互獨立的.

    表5 自我解釋和樣例呈現(xiàn)類型對績困組學(xué)習(xí)的交互作用分析

    在績優(yōu)組中,自我解釋和樣例呈現(xiàn)類型在遠遷移成績上有顯著性的交互作用(F=5.359,p<0.05),即自我解釋對績優(yōu)組學(xué)生遠遷移問題學(xué)習(xí)的影響樣例呈現(xiàn)類型的影響.進一步簡單效應(yīng)分析結(jié)果顯示,在學(xué)生進行自我解釋的情況下,基于過程呈現(xiàn)的效果要明顯好于基于結(jié)果呈現(xiàn)方式,而在學(xué)生無自我解釋的情況下,基于結(jié)果呈現(xiàn)的效果要明顯好于基于過程呈現(xiàn).但在概念掌握(F=1.429,p >0.05)和近遷移成績上(F=2.922,p>0.05)無明顯的交互作用,說明自我解釋和樣例呈現(xiàn)類型對績優(yōu)組學(xué)生概念掌握和近遷移問題解決的影響是相互獨立的.

    表6 自我解釋和樣例呈現(xiàn)類型對績優(yōu)組學(xué)習(xí)的交互作用分析

    4 討論

    4.1 自我解釋對小學(xué)生數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的影響

    本研究發(fā)現(xiàn):對于學(xué)習(xí)優(yōu)秀的小學(xué)生說,在概念原理的掌握方面,存在自我解釋的主效應(yīng),即進行自我解釋的學(xué)生概念原理掌握成績更好.但是對于績困組,自我解釋成為績困組學(xué)生的負擔(dān),反而阻礙了他們對概念的記憶.這個研究與Rittle-Johnson在2006年的實驗結(jié)論存在一定的差異.Rittle-Johnson認為兒童概念知識的獲得是根據(jù)兒童解決問題經(jīng)驗的不斷累加,與自我解釋無關(guān)[5].我們認為導(dǎo)致結(jié)果出現(xiàn)差異的原因是Rittle-Johnson的實驗條件與教學(xué)條件之間的差異較大,而且被試也沒有相關(guān)的學(xué)習(xí)材料.本研究中的實驗條件和教學(xué)條件基本一致,都是在固定的教室中提供了相應(yīng)的學(xué)習(xí)材料,這樣可以讓被試在自我解釋的過程中更有效地運用相關(guān)的概念和原理.另外,本實驗對于概念原理是采用書面的形式進行反饋的,很顯然書面回答更能反映學(xué)生的掌握情況.

    本研究的結(jié)果顯示,無論是在績困組還是績優(yōu)組中,自我解釋對近遷移和遠遷移的成績均無明顯的影響,該結(jié)論和Selger(2002)的研究結(jié)論相反,Selger認為自我解釋能夠促進更深層的思維探索[8].導(dǎo)致這種差異的原因,他們選擇的被試是初中生或大學(xué)生,而本研究的被試是小學(xué)生,這個年齡階段的學(xué)生以具體形象思維為主,學(xué)生的舉一反三的能力有限,單純的自我解釋并不能有效地促進學(xué)習(xí)遷移.

    4.2 樣例呈現(xiàn)類型對小學(xué)生數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的影響

    該研究表明,無論是對于成績優(yōu)秀還是成績不好的同學(xué)來說,樣例呈現(xiàn)類型對小學(xué)生數(shù)學(xué)概念原理的掌握、近遷移和遠遷移成績的影響作用都不明顯.這與Van在2006年的研究結(jié)論一致,即基于過程的樣例學(xué)習(xí)既沒有提高近遷移成績,也沒有提高遠遷移成績[9].導(dǎo)致這一結(jié)果的原因可能是因為小學(xué)生的自學(xué)能力有限,學(xué)習(xí)更多地依賴教師的講解,所以樣例呈現(xiàn)類型并不能影響小學(xué)生的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí),

    4.3 自我解釋和樣例呈現(xiàn)類型對小學(xué)生數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的影響

    本研究發(fā)現(xiàn),對于績困組的同學(xué)來說,自我解釋和樣例呈現(xiàn)類型對小學(xué)生數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)影響是獨立的,這一研究結(jié)果與Rittle-Johnson的研究結(jié)論一致,即自我解釋對小學(xué)生概念原理的掌握與數(shù)學(xué)問題的解決影響,不受到樣例呈現(xiàn)類型的影響[5].然而對于成績優(yōu)秀組的同學(xué)來說,自我解釋和樣例呈現(xiàn)類型對小學(xué)生概念原理的掌握和近遷移成績的影響是獨立的,但是自我解釋和樣例呈現(xiàn)類型在遠遷移成績上有顯著性的交互作用,即在學(xué)生進行自我解釋的情況下,基于過程呈現(xiàn)的效果要明顯好于基于結(jié)果呈現(xiàn)方式,而在學(xué)生無自我解釋的情況下,基于結(jié)果呈現(xiàn)的效果要明顯好于基于過程呈現(xiàn).這可能是因為詳細的樣例和積極的自我解釋能更有效地促進學(xué)生的理解和問題解決,而無自我解釋的情況下,詳細的樣例反而成為多余信息,阻礙了問題解決的遷移.

    本研究結(jié)果說明自我解釋和樣例呈現(xiàn)對于績困生沒有影響,但自我解釋對促進績優(yōu)生的概念原理掌握,自我解釋與基于過程呈現(xiàn)樣例的結(jié)合能促進績優(yōu)生遠遷移問題的解決.因此,在小學(xué)數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)中,教師要注意合理地應(yīng)用自我解釋和樣例呈現(xiàn).

    5 結(jié)論

    本研究采用2×2區(qū)組實驗設(shè)計,將績困組和績優(yōu)組中的自我解釋(有自我解釋,無自我解釋)和樣例呈現(xiàn)類型(基于過程,基于結(jié)果)的影響效果進行比較分析,結(jié)果如下:

    (1)對于績優(yōu)組的同學(xué)來說,自我解釋在概念原理的掌握上有明顯主效應(yīng),即自我解釋能夠有效地促進學(xué)生數(shù)學(xué)概念原理的掌握.

    (2)無論是績優(yōu)組還是績困組,樣例的呈現(xiàn)類型在各因變量上均無主效應(yīng),即樣例呈現(xiàn)類型對概念原理的掌握和近遷移、遠遷移成績均沒有明顯的影響.

    (3)對于績優(yōu)組的同學(xué)來說,自我解釋和樣例呈現(xiàn)類型在遠遷移成績上是存在著交互作用的.即有自我解釋的情況下,基于過程呈現(xiàn)組的成績要明顯好于基于結(jié)果呈現(xiàn)組,而在無自我解釋的情況下,基于結(jié)果呈現(xiàn)組的成績要明顯好于基于過程呈現(xiàn)組.在其他方面,自我解釋和樣例呈現(xiàn)類型對小學(xué)生數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的影響是相互獨立的.

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    (責(zé)任編輯:徐星華)

    The Effects of Self-explaining and Worked -exam ples Presentation Form on Primary School Mathematics Learning

    REN Jin-jie
    (School of Education Science,Tonghua Normal University,Tonghua,Jilin 134001,China)

    In this paper,88 fifth-grade students are used for subjects.At the same time,2×2×2 experiments are designed for studying the effects of self-explaining and worked-examples presentation form on primary school mathematics learning.The results showed that:firstly,self-explaining significant shows main effect on the concept acquisition of outstanding student group;secondly,worked-examples presentation form has no main effect on each dependent variable.In addition,self-explanation and workedexamples presentation form have interaction on the far transfer performance for outstanding student group.

    self-explaining;worked-examples presentation form;mathematics learning

    G633.6

    A

    1008-7974(2016)06-0108-05

    10.13877/j.cnki.cn22-1284.2016.12.033解答步驟的事例中歸納出隱含的抽象知識來解決問題[6].樣例學(xué)習(xí)能有效地促進學(xué)習(xí)遷移,提高學(xué)習(xí)效率.

    2016-07-21

    吉林省教育廳“十二五”科學(xué)技術(shù)研究項目(吉教科合字【2013】388號);吉林省基礎(chǔ)教育教學(xué)研究重點課題“自我解釋策略在小學(xué)數(shù)學(xué)課堂教學(xué)中的應(yīng)用研究”(JLSJY2012Z086)

    任金杰,女,吉林通化人,副教授.

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