样例表面内容对问题解决类比迁移过程的影响，本文主要内容关键词为：表面论文,过程论文,样例论文,内容论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
分类号：B849；G44
1 问题与目的
样例在原理学习与迁移过程中的作用，是当前研究学习迁移问题的热点。不少研究结果表明，样例不仅有利于说明原理，而且对运用原理去解决同类问题也起作用。人们常常要通过新问题与先前学习例子的类比而找到解决新问题的方法，这个过程是一个类比迁移过程[1—3] 。 Genrner提出的类比结构映射理论认为， 学习例子为学习者解决新问题提供了一个类比源，类比主要是对两种情境所蕴含的结构和等级关系进行映射，只映射共同的内在关系而不包括具体事物的属性[4]。Holyoak等人进一步指出，类比迁移过程有两个主要环节，第一是类比源的选取，即搜索记忆中可供参考的解决方法或可资利用的例子，以确定新问题应该用哪个原理去解决，称为问题的类化；第二是关系匹配或一一映射，即把目标问题与源问题的各个部分进行匹配，根据匹配产生解决目标问题的方法，这是原理的运用[5]。
有关研究进一步指出，样例所包含的信息可以分为内在原理信息与表面内容信息两方面，内在原理是问题所包含的内在结构或关系，是解决问题的关键；表面内容是指问题所涉及的事物、形式、情节等具体内容，样例的表面内容对于新手解决问题解决有着重要的影响[6]。 Gick，Reed以及Holyoak和Koh等人的研究均指出，样例的表面内容只影响到提取，尤其是自发提取，一旦提取或者找到合适的类比源后，接下来的应用或一一映射过程将不再受表面内容的影响，而只是对问题所包含的结构性信息敏感[7—9]。而Ross经过一系列构思巧妙的实验发现，样例的具体内容不仅在类比源的选取上起作用，而且在后面的匹配过程中也起作用。在他的研究中，被试要解决与样例对应相反的新问题。所谓“对应相反”，是指新问题与样例涉及到相似的事物，但这些事物所对应的数量关系刚好相反。例如，样例是教师如何配给工作用的计算机，新问题则是汽车如何分配给学生修理，样例与问题涉及的是对象的相似（教师与学生相似，计算机与汽车相似），但是新问题的学生人数却与样例的计算机数对应了公式中相同的变量，而新问题的汽车数则与样例中教师人数对应相同的变量，这就称为对应相反。Ross的研究表明，在这种对应相反的情况下，被试可能选对了原理（公式），但不能用新问题中的学生去匹配样例的计算机、用新问题中的汽车去匹配样例中的教师，因而将数字代入公式时发生错误。据此，他认为，样例不仅影响了新问题的类化（公式的选择），而且影响了关系的匹配（公式的运用）[ 10，11]。
我们认为，Ross对于样例如何影响类比迁移过程的研究是有价值的，然而，他的有关研究（包括最近的研究）都只限于探讨内在原理相同的情况下，样例与新问题在表面内容方面不同的相似关系对于解决新问题过程的类比源的选择与关系匹配的影响作用，还没有探讨在内部原理不同的情况下，样例与新问题在表面内容方面不同的相似关系对这个类比迁移过程的具体影响[12]。迄今为止还没见到有关这方面的研究，而这个问题的探讨对于系统把握原理学习的迁移的本质与规律有重要意义。因此本研究准备探讨这个问题。
本研究根据Ross的样例设计思想与技术，进一步将表面内容分解为表面概貌与表面对应两个方面。表面概貌指问题的情节、具体对象、表述形式等，如果两个问题涉及的是类似的情节、对象等，就可以说它们外部概貌相似，例如两个排列原理的题目，一个是教师分配计算机问题，另一个是学生分配小汽车问题，都涉及了人分配物这样的主要情节与对象，因此可以称它们的表面概貌相似，反之则是表面概貌不同。表面对应是指问题的具体对象与原理各个变量的对应，如果两个问题有相似的对象，而这些对象所对应的是相同的原理变量，就可以说两者表面对应相似，如上例，教师人数与学生人数所对应的是公式中同一个变量，而计算机数与小汽车数所对应的是同一个变量，因此可以说它们是表面对应相似，反之就是表面对应相反。这样，先前的样例与后来的新问题之间就会有表面概貌相似与否、表面对应相似与否等相似关系。同时，根据本研究的目的，我们增加了表面概貌相似而原理相反的问题，以系统探讨样例与新问题在内在原理相同与否情况下，表面内容不同的相似关系对类比迁移过程的影响。
我们的基本研究设想是，对于初学者来说，在内在原理相同的情况下，样例与新问题的表面内容相似对新问题的解决有促进作用，其中表面概貌是否相似会影响类比源的选择，而表面对应是否相似主要影响目标问题与源问题各个部分的匹配从而影响原理（公式）的运用。在内在原理不同的情况下，样例与新问题表面内容相似对新问题的解决会产生负迁移。根据研究目的，本研究设计两个实验，实验1 主要考察在内在原理相同与否的情况下，样例与新问题的表面内容的相似性对类比迁移的影响；实验2主要考察在提示被试注意内在类比的情况下， 样例与新问题的表面内容相似性对类比过程影响作用的变化。
2 实验1
2.1 目的
探讨在内在原理相同与否的情况下，先前学习的样例与后来新问题之间表面内容的各种相似关系对于新问题解决过程的影响。
2.2 方法
2.2.1 被试
根据上学期期末考试平均成绩将某普通中学高一级学生分为优生、中等生与差生，从中等生中随机选取40名作为被试。
2.2.2 材料
包括学习材料和测验材料。学习材料由三个概率原理（简称P[,1] 、P[,2]与P[,3]）组成，每个原理都包括公式、有关解释及一个说明公式怎样被应用的样例。测试材料由四类题目组成，只考察原理P[,1]、 原理P[,2]的应用。四类测试题目是：T[,1]类，测题与相应的样例表面概貌相似，表面对应相似，内在原理相同；T[,2]类， 测题与相应的样例表面概貌不同，表面对应不相似，内在原理相同；T[,3]类， 测题与相应的样例内部原理相同，表面概貌相似，但表面对应相反；T[,4] 类，测题与相应的样例表面概貌相似，表面对应相似，但内在原理相反，即与原理P[,1]的样例表面内容相似的测题，实际上要运用原理P[,2]的公式才能正确解答，而与原理P[,2]的样例表面内容相似的测题， 要运用原理P[,1]的公式才能正确解答。共有10个题目，其中正式题目8题，原理P[,1]与原理P[,2]每类型题目各1题，另外还有2个干扰题，它们表面内容与内在原理均与样例不同，不能用这次所学的原理来解答，干扰题不计成绩。测试卷上列出所学原理的3个公式。
2.2.3 程序与方法
本实验采用单因素的被试内设计，将被试随机分为4个小组， 每小组10人，实验分小组进行。先让被试用15分钟时间阅读学习材料，要求他们理解好材料上的三个概率原理，主试按规定的方式统一对原理作概括的解释。学习材料收回后，主试再发给被试测试材料，然后说：“现在要考察你们对刚才学习的原理的掌握程度。这张卷上有10个题目，对可以应用刚才学习的原理来解答的题目，请你们选出正确的公式，并将题目的数字代入公式中去，但不需要计算。如果不能应用刚才所学的原理来解答的题目，可以不做。测试时间一共是25分钟，请抓紧。”为了消除题目顺序的影响，我们采用了拉丁方设计，第1 小组正式测试题目类型的顺序是T[,1]，T[,2]，T[,3]，T[,4]；第2小组是：T[,2]，T[,3]，T[,4]，T[,1]；第3小组是：T[,3]，T[,4]，T[,1]，T[,2]；第4小组是：T[,4]，T[,1]，T[,2]，T[,3]。干扰题目都在首尾。
2.3 结果分析
每类型均有两道测试题目，每道题满分为2分， 选对公式并正确代入数字记2分，仅选对公式但不能正确代入数字记1分，未选公式或选错公式记0分。表1列出各类型题目得分情况。
表1 不同类型题目的解答成绩比较（N＝40）
_
问题类别 平均得分(X) F检验
T[,1]类问题3.425±0.675
T[,2]类问题1.925±1.439F=101.97***
T[,3]类问题1.625±0.705
T[,4]类问题0.4000±1.007
注：***表示P〈0.001。下同。
从表1可见， 新问题与样例表面内容不同的相似关系对于被试解决新问题的成绩有不同的影响，四类问题的成绩经F检验， 差异非常显著。进一步作N—K检验，对四类问题的平均分进行两两比较，结果表明，T[,1]的平均分显著高于其他三类题目，而T[,4]的平均分则显著低于其他三类题目，T[,2]与T[,3]的成绩差异不显著。以上结果表明，当样例与新问题内在原理相同的情况下，其表面内容越相似，就越容易发生正迁移；而在两者原理不同的情况下，其表面内容相似对问题解决会产生干扰。T[,1]类测验题目与样例表面概貌相似，表面对应也相似， 因此，样例表面内容对类比源的选择或关系的匹配都会有促进作用，因此T[,1]的成绩最好。而T[,2]类题目与样例表面概貌不同，这样，样例对正确选择类比源的促进作用会减少，新问题类化的难度增大，因此，T[,2]的成绩低于T[,1]。T[,3]类题目与样例表面概貌相似，但表面对应相反，这样，样例对其类比源的正确选择会有促进作用而对其公式的正确运用则会产生干扰，因此T[,3]的成绩也应该低于T[,1]。第四类T[,4] 题目则与表面内容相似的样例所运用原理相反，这类题目的解答在类比源的确定方面会受到样例表面内容的干扰，因此，T[,4] 题目的成绩比上面三类题目都要低。
为了进一步检验研究设想，我们将被试解答新问题的情况分为四种水平，水平1：完全正确， 选对公式并正确将新问题的数字代入公式：水平2：正确类化，只选对公式， 但不能正确将新问题的数字代入公式；水平3：错误否定，没有选任何公式， 即错误地将该问题排除出所属类型；水平4；错误类化，选错公式， 对问题类型作了错误的判断或理解。表2列出了解答各类型题目不同水平的人数。
表2 不同类型题目的解答情况比较
水平T[,1]类问题
T[,2]类问题
水平1(完全正确)57(71.3%)31(38.8%)
水平2(正确类化)23(28.7%) 16(20%)
水平3(错误排除)
0 30(37.5%)
水平4(错误类化)
0 3(3.7%)
水平 T[,3]类问题 T[,4]类问题
水平1(完全正确) 4(5%)6(7.5%)
水平2(正确类化)75(71.3%) 4(5%)
水平3(错误排除)19(23.7%)26(32.5%)
水平4(错误类化)
0(0)
44(55%)
注：每种条件有80人次。
表2的数据进一步验证了我们的研究假设。从表2可见，对T[,1] 类题目的解答，全部被试都达到正确类化（水平2）以上， 其中完全正确（水平1）的人数达71.3%。对T[,2]类题目的解答，58.8%的被试达到水平2以上，其中达到水平1的人数达到38.8%，但还有41.2%被试无法正确类化，其中绝大多数（37.5%）属于水平3；由此可见， 被试解答T[,2]题目的难点在于问题类化， 尽管这类题目与样例的表面对应不相似，但一旦能将它正确类化，就会有相当多的人能够将它的对应与样例匹配，正确地将数字代入公式。T[,3]类题目刚好相反， 达到正确类化水平以上的人数大大超过T[,2]类题目的人数（76.3%）， 但其中达到水平1的人数很少（5%），这表明，当样例与新问题表面概貌相似而表面对应相反时，大多数被试都能正确地进行课题类化，选择出正确的公式，但极少人能正确地将样例与新问题中对应相同变量的事物进行匹配，因此绝大多数人将数字代入公式时出了问题。对于T[,4]类题目， 正确类化水平以下的人数达到87%，其中错误类化人数即误用另外一个原理的公式（水平4）的被试达到55%，已经大大超过了机率（33.3 %），由此可见，问题表面内容相似对新问题解决过程类比源的选择产生了负迁移。
根据本实验结果，我们认为，初学者在自发的情况下主要采用外在的表层类比，而不是内部结构的映射，问题与样例表面内容的相似对类比迁移有非常重要的影响。因此，一个值得探讨的问题是，如果提示被试注重问题的内部结构，增强其进行内在类比的意向，那么，表面内容相似性的影响作用是否会发生变化呢？实验2准备探讨这个问题。
3 实验2
3.1 目的
本实验主要考察在提示被试注意内在原理的情况下，新问题与样例表面概貌相似性对问题解决的影响。
3.2 方法
3.2.1 被试
据上学期期末考试平均成绩将某普通中学高一级学生分为优生、中等生与差生，从中等生中随机选取60名被试，然后将他们随机分为两组，一组为提示组，另一组为无提示组，每组30名。
3.2.2 材料
本实验的材料与实验1基本相同，但测试材料只包括T[,1]、T[,2] 、T[,4]三类型题目，原理P[,1]、原理P[,2]每类型1题，干扰题2题， 共8题。提示组与无提示组的测试题目完全相同， 只不过前者的测试卷上每个题目后面都增加一段提示语：“请注意这个问题是属于前面所学的哪一类型的问题，不要只看它的表面，关键要看清它实质上跟前面所学的哪一个例子属于同一类型。”
3.2.3 方法与程序
本实验是2（提示）×3（测题类型）的混合设计，其中提示与否是组间设计，题目类型是组内设计。实施程序与指导语同实验1。 为了消除题目顺序的影响，提示组与非提示组各随机分成3个小组， 采用拉丁方设计，做法同实验1。
3.3 结果分析
对被试的测试卷进行评定，评分标准与实验1相同， 分别统计出提示组与无提示组各类型题目的平均得分，见表3。
表3 提示组与无提示组解答不同类型题目成绩（N＝30）
___
组别 T[,1]类问题(X)
T[,2]类问题(X)
T[,4]类问题(X)
提示组 3.533±0.55
3.233±1.006 2.176±1.315
非提示组
3.400±0.622 1.733±1.311 0.533±0.973
表4 提示组与无提示组解答不同类型题目的成绩方差分析表
变异来源平方和 自由度 均方 F值
A(题目类型)134.633267.31790.776***
B(提示与否) 53.356153.35634.572***
A×B 16.875116.87523.746***
据表3与表4可见，提示与否因素的主效应达到非常显著水平；同时提示与题目类型两个因素之间也有非常显著的交互作用，进一步对这两个因素的交互作用作简单效应检验，结果表明，对T[,1]类题目来说， 提示与否差异不显著（F＝0.829，P〉0.05），而对于T[,2] 类题目与T[,4]类题目，提示与否的差异非常显著（F＝24.706，P〈0.001；F＝29.897，P〈0.001）。上述数据表明，提示被试注意新问题与样例的内部关系，可以明显地促进样例向新问题情境迁移，然而对不同类型题目来说，提示所产生的促进效果不相同。
进一步，我们按照实验1 的做法将被试解答问题的情况分为四种水平，然后分别统计在提示与否的情况下被试完成各类型题目各级水平的人次，见表5。
表5 提示与否条件下三类题目解答情况比较（人次）
水平 T[,1]类问题T[,2]类问题
有提示 无提示 有提示 无提示
水平1(完全正确)46(77%)42(70%)41(68%)16(27%)
水平2(正确类化)14(23%)18(30%)15(25%)18(30%)
水平3(错误排除)
0 04(7%) 26(43%)
水平4(错误类化)
0 0 0 0
水平T[,4]类问题
有提示 无提示
水平1(完全正确) 25(42%) 4(7%)
水平2(正确类化) 17(28%) 8(13%)
水平3(错误排除) 14(23%) 22(37%)
水平4(错误类化) 4(7%) 26(43%)
注：每种条件有60人次。
据表5可见，T[,1]类题目由于与样例表面内容相似，被试进行外在类比也能正确进行解答，因此提示与否对成绩影响不大。而T[,2]、 T[,4]两类题目在提示情况下正确类化的人数大大增加，T[,2] 类题水平2以上的人数由57%增加到93%，T[,4]类题由20%增加到70%， 由此可见，提示可以促使被试在问题的类化时减少对表面内容的依赖性，注重根据问题内在结构进行类比。值得注意的是，提示对公式的正确运用也有较大的促进作用：T[,2]类题目在无提示的条件下达到水平2以上的总人次为34，其中完全正确的人次只占47%（16／34），而在提示情况下这个比例达到73%（41／56），差异达显著性水平（Z＝2.907，P 〈 0.05）：T[,4]类题目在无提示情况下达水平2以上的总人次为12， 其中完全正确的人次只占33%（4／12），而在提示条件下达到了60 %（25／42），差异也非常显著（Z＝2.965，P〈0.01）。可见， 提示同样可以促使被试在进行关系的匹配时注重问题的内在结构，因而对公式的正确运用也产生积极的促进作用。
4 讨论
本研究在Ross的研究的基础上进一步探讨问题与样例在内在原理相同与否的情况下，其表面内容相似情况对类比迁移的影响。根据本研究结果，有两方面问题值得讨论。
第一方面是初学者问题解决过程的类比迁移的性质、过程与特点。Gentner的结构映射理论认为，类比是对两种情境所蕴含的结构和等级组织关系进行映射的过程， 只映射共同的内在关系。 而根据本研究结果，我们认为，Gentner的结构映射的类比，是一种内在的类比， 它可能比较符合熟练的学习者的类比特点，而对于初学者来说，其利用样例来解决问题的类比过程，主要是一种依据新问题与先前所学的样例的表面内容来进行的表层类比。本研究结果表明，表层类比也是分为类比源选择与结构匹配两个环节，在内在原理相同的情况下，新问题与样例表面内容相似对被试解答新问题有显著的促进作用，其中表面概貌的相似有利于被试对类比源的正确选择，表面对应相似则促进被试对结构的正确匹配；而在新问题的内在原理与样例不相同时，表面内容相似会对问题的解答产生负迁移，主要是干扰了类比源的正确选择。同时，与内在类比相比较，表层类比过程较多表现出一种笼统的、综合的、自上而下的整体比较的特点，而不是由分析到综合的、一一对应的匹配。这个特点主要表现在，被试在笼统地依据表面概貌将某样例确定为新问题的类比源后，并没有注意考虑新问题与样例的表面对应是否匹配，就直接将类比源的表面对应机械地套在新问题之上，按照样例的方式将数字代入公式，表现出一种自上而下的倾向。例如，被试在解答T[,3]类题目时，多数人是根据类比源的表面对应照套新问题的对应关系；解答T[,4]类题目时， 他们也是按照误导样例的公式将新问题的数字代入。表层类比这个特点值得我们注意。
第二方面是如何提高学习者的类比迁移水平问题。我们认为，在解决问题的类比过程中，学习者是否能采用内在类比，主要取决于两个因素：第一是主体把握问题内在原理的概括水平。初学者由于掌握原理的概括水平较低，对原理的适用条件和应用情境的知识不可避免要和说明原理的具体样例联系在一起，因此在类比过程中容易受样例表面内容的制约而停留在表层类比的水平。如果提高学习者掌握原理的概括水平，就会促进其采用内在类比而提高解决问题的成绩。以往的研究对此已达成共识。第二个因素是主体上是否具有按照问题的内在结构进行类比的意向，这是本研究提出的元认知因素影响类比迁移的设想。我们认为，在类比迁移过程中，如果主体能有意识地监控自己将注意点放在从内在结构上寻求源问题与目标问题的对应，就可以使他们减少对表面内容的依赖性，而能更多地根据问题的内在原理进行类比。实验2 的结果表明，如果给予被试提示，提高他们进行内在类比的意向，就会促进他们从表面类比转向内在类比，从而提高其解决问题的成绩。这个结果初步证实了我们的研究设想。当然，这个问题还需要进一步进行系统的探讨。
5 结论
本研究结果表明：（1 ）先前学习的样例与新问题在内在原理相同的情况下，两者表面内容相似对被试解答新问题有显著的促进作用，其中表面概貌相似有利于被试对新问题的类化，表面对应相似则促进被试对公式的正确运用；而当两者内在原理不同时，表面内容相似会对新问题的类化产生负迁移作用。（2 ）在提示被试注重问题内在结构的情况下，会促进被试进行内在类比从而提高其解答问题的成绩。