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认知结构迁移理论

简述原有认知结构对迁移的作用。

【答案】原有认知结构对迁移的作用主要有：

（1）学习者是否拥有相应的背景知识，这是迁移产生的基本前提条件。

已有的背景知识越丰富，越有利于新的学习，即迁移越容易。

（2）原有的认知结构的概括水平对迁移起到至关重要的作用。

一般而言，经验的概括水平越高，迁移的可能性越大，效果越好；经验的概括水平越低，迁移的围越小，效果也越差。

（3）学习者是否具有相应的认知技能或策略以及对认知活动进行调节、控制的元认知策略，这也影响着迁移的产生。

掌握必要的认知策略和元认知策略，是提高迁移发生可能性的有效途径。

认知结构迁移理论

认知结构迁移理论是戴维·奥贝尔在1977年提出，已被许多教育、教学工作者证实是比较成功的学习心理学理论。

认知心理学告诉我们：

学科的基本原理和结构是通向“训练迁移”的大道。

换句话说，教学要实现迁移，必须训练学生准确牢固地掌握学科基本原理，塑造良好的认知结构，这是实现积极迁移的基础和保证。

合理的认知结构对知识的迁移功能主要体现在迅速吸收新知识和有效运用知识等方面。

一、奥贝尔认知结构迁移理论

1、对认知结构的再认识

奥贝尔认为，当学生把教学容与自己认知结构联系起来时，意义学习便产生了。

所以，影响课堂教学意义接受学习的最重要的因素是学生的认知结构。

所谓认知结构，就是指学生现有知识的数量、清晰度和组织方式，它是由学生眼下能回想出的事实、概念、命题、理论等构成的。

简言之，即学生头脑里的知识结构。

从广义上看，它是某一学习者的观念的全部容和组织；从狭义上看，它是学习者在某一特殊知识领域的观念的全部容和组织。

2、对认知结构变量的再认识

认知结构变量是指单一学生的认知结构各有特点，个人认知结构在容和组织方面的特征。

因此，要促进新知的学习，首先要增强学生认知结构中与新知识有关的观念。

奥贝尔指出良好的认知结构变量将促进新的学习。

单从安排学习容这个角度看，要注意三个方面：

⑴要尽可能先传授学科中具有最大包摄性、概括性和最具说服力的概念和原理，以便学生能对学习容加以组织和综合。

总之，相关概念和原理的概括程度越高，包容围越大，迁移的能力就越强。

⑵要注意渐进性，也就是说，要使用安排学习容顺序最有效的方法；构成学习容的在逻辑；组织和安排训练活动。

⑶新知识的学习与同化它的相关知识的可分辨程度越高、巩固程度越高，越有利于迁移并能避免因混淆而带来的干扰。

3、对“迁移”涵义的再认识

“迁移”一词最初是由皮亚杰提出的。

奥贝尔在《意义言语学习心理学》一书中提出了迁移理论，并认为迁移是意义学习的心理机制，是主体（学生）把客体（知识）纳入已有的图式（认知准备）之中，引起原有图式变化的过程。

众所周知，与先前学习没有任何联系的学习是一种机械的、毫无意义的学习，这好像是让小学生去理解微积分计算一样。

任何新的学习都是建立在原有的知识经验之上的。

这种学习对另一种学习的影响即迁移。

先前的学习对后继的学习的影响称为顺向迁移，后继的学习对先前的学习的影响称为逆向迁移。

当然，从对学习的有效性层面上看又可分为正迁移和负迁移。

4、对奥贝尔迁移理论基本容的认识

迁移理论的核心是学生能否习得新信息，主要取决于他们认知结构中已有的有关概念等；意义学习是通过新信息与学生认知结构中已有的有关概念的相互作用才得以发生的；由于这种相互作用的结果，导致了新旧知识的意义的迁移。

奥贝尔认知结构迁移理论可以用下面的示意图表示：

学校学习中的迁移涵是比较广泛的。

凡是已形成认知结构影响新的认知功能时就存在着迁移。

举例来说：

⑴在以班级授课制为主的今天，一般的课堂学习中，并不存在孤立的学习材料A和学习材料B的学习，先前学习A是后继学习B的基础和前提（顺向迁移a）；反之，后继学习B不是孤立的，而是在同A的联系中学习的（逆向迁移b）。

我们知道，根据遗忘规律的机理，如果要使知识习得后能保持下去，就要有一个连续迁移的过程，使新知识逐渐分化，从而使其意义越来越精确。

也就是说，只有连续不断地把新知识作为后继的意义学习的固定点，才能使新习得知识保持下去。

⑵学生认知结构中能与新教材建立联系的有关概念是否可利用。

如果可以利用这些概念，就为学习和记忆新教材提供必要的固定点（anchorage），从而使它成为认知结构中高度稳定的、比较精确的概念。

同时，又使新知识也可以分享这种稳定性，获得新的意义。

奥贝尔认为，已有概念的特征是指学生在一定知识领域中的认知结构组织特征，包括清晰性、稳定性、概括性、包容性等。

在学习材料A时所得到最佳经验，但不直接影响学习B，只是影响原有认识结构的有关特征（逆向迁移c），从而又间接地影响学习B（顺向迁移d）。

⑶一般说来，新知识是贮存在与认知结构中相应的有关概念的相互关系之中的，对最新学习B的影响不仅是先前学习A，还应包括原有的认知概念，即不论是新习得的还是已有的概念势必是另一个概念的上位概念，而且这个上位概念必然比另一个概念更稳定。

简言之是累积获得的，是指一定层次组织的、适合最新学习任务的认知体系（顺向迁移d）。

⑷可操纵认知结构变量足以影响新的学习和保持，迁移同化是以不同的方式增强知识的学习和保持的。

认知结构中起固定点作用的概念是否稳定、清晰，这将既影响作为新知识固定点的强度，也影响学生能否对新旧概念作出区别。

同时，这些概念与要学习的新概念之间区别的稳定如何，要防止新旧概念的混淆，使新概念能够作为独立的实体保持下来。

学习A通过原有知识结构有关特征直接影响学习B，即通过学习A改变学习者认知结构变量，即学习A相当于“先行组织者”，它是先于学习任务本身呈现的一种引导性材料。

它比原学习任务本身有更高的抽象、概括和包容水平，且能清晰地与认知结构中原有的观念和新的学习任务相互关联。

可以理解为给学习者“已经知道的”和“需要知道的”知识之间架起一座知识之桥，使学习者更有效地学习。

“先行组织者”是促进学习和防止干扰的最有效的策略，它同样有助于学生认识到，只有把新的学习容的要素与已有认知结构中特别有关的部分联系起来，才能使有意义地习得新知识。

该策略为新的学习任务提供观念上的固定点，增加新旧知识的可辨性。

二、奥贝尔认知结构迁移理论为我们在自然科学教学中提供了“为迁移而教”的新思路

“为迁移而教”是信息时代对教学的要求。

学生能把所学的知识应用到新学习中或以后的生活和工作中是教育、教学的根本目的之一。

积极迁移使主体在学习过程过积极思索，发现将要学习的新知识与已有的经验、知识在容、形式、思维方法等方面的共同点和联系，从而利用这些共同因素提高学习效率。

教师的技巧在于：

以其所知，喻其不知，使其知之。

一切有意义的学习必然包含着这种迁移功能，这不但是知识应用的表现，而且是技能熟、能力高、智力强的反映。

学生在学习中产生的有效迁移量越大，说明学生的原有认知结构建得越好，产生适应新的学习情境或解决问题的能力越强。

因而，“为迁移而教”应成为自然科学教师的一种教学思路和教学观念，在每项教学活动中都应注意创设和利用有利于积极迁移的条件和教学契机，促进有意义迁移的发生。

1、教学中要帮助学生努力塑造良好的认知结构，促进迁移

⑴科学地处理好教材，为学生提供科学的教材结构，促进迁移

奥贝尔指出，学生的认知结构是从教材和知识结构转化而来的。

教师很好地处理了教材可以简化知识，可以产生新的知识，有利于知识的运用。

认知结构的形成不是死记硬背、零散堆积知识所能奏效的，而要整体把握，不但要牢固掌握知识要素，还要弄清相互间的联系，合理组装，通过认知结构的迁移，调节进行。

霍姆林斯基有句名言，“在我看来，教给学生能借助已有的教材去获取知识，这是最高的教学技巧之所在。

”在实际教学中，为学生提供良好的自然科学教材结构，努力处理好教材，使之适合学生的学习能力，促进学生学习迁移是十分重要的。

如在进行酸碱盐教学时，为了教材思路的单一性和学生思路的多样性的统一，我们联系学生的实际和农村初中的特点，打破原有教材的知识框架，适当调整了教材的先后顺序，对教材容重新进行组合。

在电解质容后，首先根据离子的分类学习酸、碱、盐的定义和利用酸碱指示剂区别它们，然后才学习常见的具体的酸、碱、盐及其通性，最后以酸、碱、盐之间的相互变化规律总结整章容。

又如对光的传播行为进行教学时，我们通过大量的演示实验和实际事例，充分尊重学生的认知水平，集中介绍光的直线传播现象、光的反射现象、光的折射现象，然后以现象为基点，分别介绍三种现象各自所遵循的规律以及它们的应用（光学器件）。

⑵注重培养学生分析各知识点之间联系的意识与能力，促进迁移

良好的认知结构是按一定的阶段顺序，不断积累知识，掌握学科知识结构，逐渐形成的心智能力。

学科知识通过一定的教学手段被主体掌握就可形成认知结构。

知识之间的在联系是非常紧密的，每一部分不是孤立存在的，它既是前面旧知识的继承和延展，又是后面新知识的基础和铺垫。

讲前面的知识要注意联系后面的知识，为后面的知识传播做好铺垫，学习后面的知识，又要联系前面已学过的知识，充分利用迁移作用，帮助学生掌握新知识，使前后知识形成一个系统有序的整体。

在教学的各个阶段，有意识地培养学生分析知识之间纵向和横向联系，充分利用图表、图解、习题等形式，让学生操作、观察、类比，通过知识经验的迁移功能开拓知识面和思路，使学生对知识之间有稳定联系和关系的部认知系统。

如在教学贯穿整个自然科学容的物质特性时，培养学生基本具有这样的能力：

以物质特性的涵为基点，以寻找物质新的特性为线索，以区别物质为目的来进行学习。

即：

⑶注重对自然科学的基本概念、原理、规律、定律的教学，夯实基础，促进迁移

记得布鲁姆也曾指出：

学到的观念越是基本的，掌握的程度越牢固，则它对新问题的适用性就越宽广。

自然科学教学中要抓住知识的基本点，促使学生知识迁移能力的形成。

因为基本概念和原理不仅是构成认知结构的重要框架，而且清晰、稳固、概括性强的概念和原理为新的学习提供了适当的起固定作用的观念。

如在讲授电路与电功率的基本计算时，可由基本关系量引申，在原有认知结构“P=U·I和I=U/R”的基础上，构建如下的认知过程：

a、灯L标有“220V40W”字样，表示什么含义？

b、灯L的额定电流和灯丝的电阻是多少？

C、灯L接在220V的照明电路上时，灯L的实际功率和实际电流是多少？

d、灯L接在110V的电路上，灯L的实际功率和实际电流是多少？

e、灯L要接在380V的动力电路上，为了使灯L能正常发光应怎么办？

f、灯L和另一标有“110V100W”字样的灯串联后接在380V的动力电路上，会发生什么现象？

g、把上述两灯串联接在某一电路上，并逐渐升高电路两端的电压，为了使其中一灯能正常工作，电路的电压为多少？

此时电路中两灯的总功率为多少？

h、把上述两灯并联接在某一电路上，并逐渐升高电路两端的电压，为了使其中一灯能正常工作，电路的电压为多少？

此时电路中两灯的总功率为多少？

2、有意识循序渐进地善于设计“先行组织者”，促进迁移

在认知结构迁移理论的贯彻原则中，奥贝尔提出的“先行组织者”实质上是用来激发适当的认知结构来促进当前的新学习。

这里的“组织者”可以分为两类：

⑴设计述性“组织者”，为新的学习提供上位固定点，促进学习和保持

述性“组织者”，它与新的学习产生一种上位关系，目的在于为新的学习提供最适当的类属者。

因此在教学中遇到下位学习要先复现原有的上位概念，找到相关点同要素，以便使新知快速被纳入认知结构。

如在学习“能的转化和守恒定律”时，要先利用多种手段，使学生确认下表中的实例及完成能的转化：

实例

能的转化

滚摆实验

势能与动能间转化

弓箭上弦发射

势能转化成动能

发电机

机械能转化为电能

电动机

电能转化为机械能

热机

热能转化为机械能

蓄电池充电放电

化学能转化为电能

……

……

这为学生理解能的转化和守恒提供了上位固定点，促进了学生有意义学习的心向，避免了不必要的机械记忆。

同样，在上位学习时，若学生还缺乏感性认识，思维还不具备抽象水平时，就不能过早地出现总结概念和术语，须先创造条件，设计好“先行组织者”，否则就会好心办坏事。

⑵设计比较性“组织者”，操纵新旧知识的可辨性，促进学习和迁移

自然科学教材中的物理学、化学、生物学及环保学等方面的容均是按学科知识的在逻辑性，以及初中学生认知未知世界的思维程序趋势来编排的，同一学科知识之间往往存在着概念和规律的众多可比性，因而在教学中设计比较性“组织者”，将有助于学生对自然科学知识的掌握。

如在学习并联电路规律时，提供一个比较性“组织者”即串联电路与并联电路的比较，学生就会很快地理解并联电路的规律，并能从比较中发现串、并联电路的实质等有关电路的在涵义。

串联电路

并联电路

基本电路图

电流的路径

电流的路径只有一条

电流的路径不止一条

电流大小特点

I=I1=I2

I=I1+I2

电压大小特点

U=U1+U2

U=U1=U2

电阻大小特点

R=R1+R2

1/R=1/R1+1/R2

电压（流）分配

U1/U2=R1/R2

I1/I2=R2/R1

主要应用

分压电路

分流电路

同样，在学习有关原子涵义时，可以设计分子与原子的基本特点这样一个比较性“组织者”，以促进学生对原子知识的学习。

分子

原子

概念

保持物质化学性质的一种微粒

化学变化中的最小微粒

性质差异

在化学变化中可分，保持物质的化学性质

在化学变化中不可分

构成

由原子构成

由质子、中子、电子构成

共同点

是具有一定质量和大小、相互间有一定间隙、不停运动着的微粒，是构成物质的基本粒子。

当然，对于生物学的学习也同样具有许多类似的“组织者”，如在单子叶植物纲的教学中：

双子叶植物纲

单子叶植物纲

种子有两枚子叶

种子仅一枚子叶

主根发达，多直根系

主根不发达，多须根系

茎有形成层，能逐年加粗，易剥皮

茎无形成层，长成后不再加粗，不易剥皮

具网状叶脉

具平行叶脉

花基数为5或4

花基数为3

3、提高认知结构的巩固性、可辨性，克服负迁移，促进迁移

要自觉地运用迁移规律进行教与学，一般说来利用已有的知识去学习新知识会遇到三种情况，即纳入、扩充、调整。

及时利用纠正、反馈和过渡学习（即练习）等形式，可以增强原有的起固定作用观念的稳定性和可辨性，而原有知识的稳定性、可辨性有助于新的学习和保持。

所谓纳入，就是新知识完全被吸纳到已有的知识体系中去了。

所谓扩充，就是对已有的知识体系加以扩充围，从而能包括新的知识进来。

此时主要是量的变化，也有一定的新质加入。

所谓调整，就是对已有认知体系要进行部分改组，才能适应新知学习的需要。

此时主要是新质的增加。

所以要加强基础知识的教学，才能适应纳入、扩充、调整这三种学习情况，才能提高学生的分析概括能力，扩大学生的知识面，从而不断提高教与学的效率，以促进学生的可持续发展。

如在进行测定液体密度的实验前二天，教师把按课本步骤做该实验时存在的缺点告诉学生，请学生想办法解决：

⑴当烧杯的液体倒入量筒时，总会有些液体残留；⑵被测液体的体积不太可能是整十或整百毫升，而一般量筒的最小刻度是2毫升，这样增加了误差。

要求学生经过思考，独立设计改进方案。

这样使学生更深入地了解测定物质密度的原理、器材、步骤、减小误差、实验数据处理等，及时纠正错误的认知，增强了知识的巩固性，为以后学习其它的物质特性和分组定量实验的完成提供了一个正确、可靠而又坚实的认知结构。

避免“负迁移”是事前“打预防针”还是事后“纠正错误”没有一定的模式，需要教师的亲自实践。

尽管如此，有一点可以肯定，在合理安排教材，狠抓双基的教学中，在合理安排练习，加强知识技能的运用中，教师都应努力自觉地运用迁移规律，正确解决旧知识技能与新知识技能的矛盾，实现“正迁移”，避免“负迁移”。

旧知识对新知识产生的负迁移，是在学习过程中由于旧知识和新知识的相近或相似，而在学生的头脑中不时闪现出旧知识概念而产生的。

运用分析、比较等手段会使两者的界限变得清晰。

如果教师在教学中，具有正迁移的水平和克服负迁移的经验，学生学习中的一些规律性错误也将得到克服。

这是教学技术中的一个重要部分，也是衡量教学效能的一项重要指标。

以上提供的一些“为迁移而教”的思路，旨在强调初中自然科学教师树立在自然科学教学中，注意促进学生学习的积极迁移观点的积极作用。

自然科学教师应结合自然科学的学科特点和具体教学对象的特点，灵活地创设和利用教学契机去促进迁移的发生，从而

构建起学生良好的认知结构，并大面积提高教学质量，促进学生的发展。