科学学习:斯坦福黄金学习法则
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Ⅲ.运用类比能产生什么效果

类比推理可以帮助学习者透过现象看本质。这就好比从麸皮中筛出麦粒(请允许我们在此用了个略显夸张的类比)。然而,很多时候人们还是会过度依赖表面特征来做判断,却忽略了事物中蕴含的深层结构。下面这项研究充分体现了这一点(Ross,1984),参与实验的大学生学习计算概率的公式,如排列和组合的计算公式等为了理解排列数和组合数的概念,你可以想象一个装有红色卡片和蓝色卡片的袋子。从中拿出两张卡片,可能出现的组合有如下三种:2个红色、2个蓝色、1红1蓝。计算可能出现的排列数则需进一步考虑取出卡片的顺序,所以会出现如下四种情况:红-红,蓝-蓝,红-蓝,蓝-红。——译者注。作为研究的一部分,学生们会结合一种物品来学习组合数的计算(例如借助小汽车模型),学习排列数的计算时则会借助另一种物品(例如骰子)。在实验后测中,如果测试题目讨论的物品与学习案例中的一致(即学的时候计算小汽车的组合排列,后测题目也围绕小汽车来讨论),学生们的表现就都还基本令人满意。至此,一切顺利。

然而当测试题目中的物品互换时,问题出现了(见图A.4)。例如当组合数题目用的不再是小汽车而是骰子时,测试结果就会很糟糕,甚至还不如用一个在讲解时没出现过的全新物品(既不用小汽车也不用骰子,比如用小星星)。或许我们可以这样理解这一现象:由于学生并没有透彻理解排列和组合计算中的深层原理,于是在选择要用哪个计算公式时,判断依据是题目所涉及的物品这一表面现象,而非问题的本质。比如说,学生们会错误地认为,“与骰子相关的计算都是要算排列数,这道题和骰子有关,所以是排列问题。”我们把这类错误称为负迁移负迁移(negative transfer):一种学习对另一种学习产生的干扰或阻碍作用。:人们把学到的东西用在了错误的地方。这种情况之所以出现,主要是因为人们尚未辨识出问题的深层结构,所以只能借助显而易见的表面特征作为线索来处理问题。

类比则可以帮助学习者进行正迁移正迁移(positive transfer):一种学习对另一种学习产生的促进作用。。在放射治疗的问题中,参考过两个类比例子的学生就成功实现了正迁移,他们能够在新情境中合理地运用所学知识。如果我们希望帮助上述研究中那些没学好排列组合的学生的话,就应该在讲解排列和组合的时候,同时用上小汽车和骰子的例子,并让他们思考题目之间的共通之处,随后再讲解公式与原理。

图A.4 组合数和排列数计算中的正迁移和负迁移

读到这里你可能不禁会问,“那么我们该如何判断通过类比的学习是有效的呢?”这是个好问题。比方说,一种思路是给学习者布置一个深层结构相同,但表面特征不同的“迁移任务”。这个任务最好是设定在全新的情境下,而且不要提示它与之前所学的哪部分内容相关。如果学习者能自主使用之前从类比例子中学到的知识点,那就说明他们确实掌握了问题的深层结构。例如,在一项研究中,一群高二学生需要探究密度与速度之间的类比关系(Schwartz, Chase, Oppezzo, & Chin,2011)(可能你也会想,密度和速度之间能有什么类比关系呢?其实二者的共通点是它们都运用到了比例:密度 =质量/体积,速度=距离/时间)。随后,学生们要解答一个与弹簧弹性系数有关的问题(也是一个用比例计算的物理量,弹性系数=质量/距离)。结果这些学生还真的倾向于主动借助比例的概念来解题。

通过类比学习所获得的关键成果在于,学习者将核心概念应用于新情境的能力。这个结果意味深远,因为我们希望学习者在独立解决问题的时候,能够依靠自己的力量判断问题的本质,从而选择正确的应对方式。