張 奇 董成文 張慶翔

（遼寧師范大學(xué) 心理學(xué)院，遼寧 大連 116029）

一、樣例學(xué)習(xí)效應(yīng)的提出

隨著興起于20世紀(jì)80年代的樣例學(xué)習(xí)研究的逐步深入，在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)了樣例效應(yīng)、自我解釋效應(yīng)和冗余效應(yīng)等實(shí)驗(yàn)結(jié)果。Sweller等人用當(dāng)時(shí)提出的認(rèn)知負(fù)荷理論解釋了自由目標(biāo)效應(yīng)、樣例效應(yīng)、不完整樣例學(xué)習(xí)效應(yīng)、注意分散效應(yīng)、通道效應(yīng)、冗余效應(yīng)和變式效應(yīng)。［1］2010年，Sweller用修改后的認(rèn)知負(fù)荷理論，除了重新解釋了上述7個(gè)認(rèn)知負(fù)荷效應(yīng)之外，還增加了對專長逆轉(zhuǎn)效應(yīng)、指導(dǎo)漸減效應(yīng)、分離元素交互性效應(yīng)、模塊與模塊化效應(yīng)、元素交互性效應(yīng)、想象效應(yīng)和自我解釋效應(yīng)，共14個(gè)認(rèn)知負(fù)荷效應(yīng)的解釋。［2］

2011年，Renkl對樣例學(xué)習(xí)研究所取得的研究結(jié)果進(jìn)行了歸納和總結(jié)，提出了自我解釋指導(dǎo)、幫助性指導(dǎo)、樣例集指導(dǎo)、易化映射指導(dǎo)、意義組塊指導(dǎo)、錯(cuò)中學(xué)指導(dǎo)、相似性指導(dǎo)、插入漸減的指導(dǎo)和想象指導(dǎo)，共9條教學(xué)設(shè)計(jì)指導(dǎo)方針。［3］其中，有些指導(dǎo)方針是根據(jù)相應(yīng)的認(rèn)知負(fù)荷效應(yīng)提出的（盡管Renkl與Sweller對它們做出的解釋不盡一致），例如，自我解釋指導(dǎo)是根據(jù)自我解釋效應(yīng)提出的；易化映射指導(dǎo)是根據(jù)分散注意效應(yīng)和通道效應(yīng)提出的；插入漸減的指導(dǎo)是根據(jù)系列漸減效應(yīng)提出的；想象指導(dǎo)是根據(jù)想象效應(yīng)提出的。有些指導(dǎo)方針卻是根據(jù)認(rèn)知負(fù)荷效應(yīng)以外的實(shí)驗(yàn)結(jié)果提出的，例如，幫助性指導(dǎo)是根據(jù)“指導(dǎo)性解釋的樣例學(xué)習(xí)效應(yīng)”提出的；“錯(cuò)中學(xué)”指導(dǎo)是根據(jù)“錯(cuò)誤樣例的學(xué)習(xí)效應(yīng)”和“正誤樣例對比的學(xué)習(xí)效應(yīng)”提出的；相似性指導(dǎo)是根據(jù)范例學(xué)習(xí)研究中示范者與學(xué)習(xí)者的“相似性學(xué)習(xí)效應(yīng)”提出的。Renkl提出的樣例集指導(dǎo)與變式效應(yīng)既有重疊也有不同。樣例集指導(dǎo)中既包括表面特征變異的樣例集，也包括結(jié)構(gòu)特征變異的樣例集，而變式效應(yīng)只涉及結(jié)構(gòu)特征變異的樣例集。如果把“樣例集”看成廣義的概念，系列漸減樣例也是樣例集，也應(yīng)該列入樣例集指導(dǎo)中的子類別。Renkl提出的建構(gòu)意義模塊指導(dǎo)也與“模塊與模塊化效應(yīng)”相重疊。但Renkl提出建構(gòu)意義模塊指導(dǎo)的出發(fā)點(diǎn)與模塊與模塊化效應(yīng)不同。Renkl提出建構(gòu)意義模塊指導(dǎo)的出發(fā)點(diǎn)是：當(dāng)學(xué)生已經(jīng)熟練地掌握了某類問題的解題方案之后，在遇到新的不同類型的問題時(shí)，如何指導(dǎo)學(xué)生打開學(xué)生的已知解題方案與固定問題類型之間的聯(lián)結(jié)之鎖，從而修改原解題方案，解決新的不同類型的問題。而模塊與模塊化效應(yīng)只考慮如何將復(fù)雜的解題方法分解為幾個(gè)模塊分別進(jìn)行學(xué)習(xí)，從而解決同時(shí)學(xué)習(xí)復(fù)雜解題方法時(shí)超出學(xué)生有限工作記憶容量的問題。

見于Renkl提出的9條教學(xué)指導(dǎo)方針中，既有根據(jù)認(rèn)知負(fù)荷效應(yīng)提出的，也有與認(rèn)知負(fù)荷效應(yīng)交叉而不同的，還有根據(jù)認(rèn)知負(fù)荷效應(yīng)以外的樣例學(xué)習(xí)實(shí)驗(yàn)結(jié)果提出的。因此，作者在此將14個(gè)認(rèn)知負(fù)荷效應(yīng)與Renkl在教學(xué)指導(dǎo)方針中所根據(jù)的另外3個(gè)樣例“學(xué)習(xí)效應(yīng)”（指導(dǎo)性解釋的學(xué)習(xí)效應(yīng)、錯(cuò)誤樣例及正誤樣例對比的學(xué)習(xí)效應(yīng)和相似性學(xué)習(xí)效應(yīng)）統(tǒng)稱為“樣例學(xué)習(xí)效應(yīng)”，并概括出17個(gè)樣例學(xué)習(xí)效應(yīng)，理由是它們都是在樣例學(xué)習(xí)實(shí)驗(yàn)研究中出現(xiàn)的學(xué)習(xí)效應(yīng)。其中的認(rèn)知負(fù)荷效應(yīng)也是樣例學(xué)習(xí)效應(yīng)，只不過它們已經(jīng)被Sweller用修改后的認(rèn)知負(fù)荷理論解釋過罷了。

二、樣例學(xué)習(xí)效應(yīng)

樣例學(xué)習(xí)效應(yīng)不僅是樣例學(xué)習(xí)實(shí)驗(yàn)和理論研究的重要成果，也是樣例教學(xué)設(shè)計(jì)乃至一般課堂教學(xué)設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)和理論依據(jù)。準(zhǔn)確理解17個(gè)樣例學(xué)習(xí)效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)依據(jù)和理論解釋，對于指導(dǎo)課堂教學(xué)設(shè)計(jì)具有重要意義。因此，筆者對17個(gè)樣例學(xué)習(xí)效應(yīng)產(chǎn)生的實(shí)驗(yàn)背景和理論解釋做概要的介紹。其中，前14個(gè)效應(yīng)是Sweller解釋過的認(rèn)知負(fù)荷效應(yīng)；后3個(gè)效應(yīng)是Renkl在提出9條教學(xué)指導(dǎo)方針中涉及的。

（一）自由目標(biāo)效應(yīng)

早在1983年，Sweller就開發(fā)出“自由目標(biāo)問題”（goal-free problems），并用實(shí)驗(yàn)證明，與解決固定目標(biāo)的問題（例如，求出圖1中CB的值）相比，讓學(xué)生解決自由目標(biāo)問題（例如，盡可能更多地求出圖1中的未知量）可以學(xué)到更多的知識，這就是“自由目標(biāo)效應(yīng)”。［4］

圖1 三角函數(shù)問題

如圖1所示，如果固定目標(biāo)問題是求出CB的長，則答案是CA=sine 35/4.4；CB=CA/cosine 49。［5］如果是自由目標(biāo)問題，即要求學(xué)生盡可能多地求出圖中的未知量，那么，除了可以求出上述答案之外，還可以求出 AB=CB sine49；DA=4.4 cosine35；DB=DA+AB=4.4 cosine35+CB sine49；sine∠DCA=DA/4.4；sine∠CBA=CA/CB；等等。由此可見，學(xué)生解決自由目標(biāo)問題比解決固定目標(biāo)問題求出的答案更多，解決問題的思維活動更發(fā)散，對三角函數(shù)關(guān)系的理解、運(yùn)用和鞏固更充分。

其實(shí)，Sweller所說的自由目標(biāo)問題就是開放問題。學(xué)生可以根據(jù)問題中給出的已知條件，并運(yùn)用已知的三角函數(shù)知識，盡可能多地求出圖1中的未知量。Sweller用元素交互作用的觀點(diǎn)對自由目標(biāo)效應(yīng)產(chǎn)生的原因做出解釋：“出現(xiàn)該效應(yīng)是因?yàn)?，在解決傳統(tǒng)的固定目標(biāo)問題時(shí)，學(xué)生用‘手段-目標(biāo)’分析策略?！保?］“這種解題思考過程需要學(xué)生同時(shí)考慮問題的當(dāng)前狀態(tài)、目標(biāo)狀態(tài)、兩種狀態(tài)之間的差異、可能被用來減小這些差異的算子和已經(jīng)建立起來的若干個(gè)子目標(biāo)。在考慮這些元素中的每個(gè)元素時(shí)，都要頻繁地涉及其他幾個(gè)元素，這可能會使相互作用元素的數(shù)量多得不得了。與之相比，解決自由目標(biāo)問題時(shí)，學(xué)生只需要考慮問題的當(dāng)前狀態(tài)和用來改變狀態(tài)的若干個(gè)算子（問題解決圖式），結(jié)果使思考相互作用元素的數(shù)量大大減少。正因?yàn)椴捎檬侄?目標(biāo)策略解決固定目標(biāo)問題所涉及的元素交互性比解決自由目標(biāo)問題的元素交互性高很多，所以，可以用元素交互性的差異來解釋該效應(yīng)?！保?］

（二）樣例效應(yīng)

樣例效應(yīng)是指當(dāng)學(xué)習(xí)過一般解題原理的學(xué)生最初運(yùn)用原理解決具體問題時(shí)，學(xué)習(xí)具體解題樣例的學(xué)生比沒有學(xué)習(xí)解題樣例而直接解決問題的學(xué)生學(xué)習(xí)效果更好。正如Sweller所說：“當(dāng)學(xué)生從解決問題的過程中所學(xué)到的比從樣例中所學(xué)到更少時(shí)，便發(fā)生了樣例效應(yīng)。”［7］在樣例學(xué)習(xí)的實(shí)驗(yàn)研究中，實(shí)驗(yàn)組（樣例組）被試學(xué)習(xí)解題樣例之后，練習(xí)解決同構(gòu)問題；而對照組（問題解決組）被試沒有學(xué)習(xí)解題樣例，而是直接練習(xí)解決問題。結(jié)果在后測成績上，實(shí)驗(yàn)組被試的成績明顯優(yōu)于對照組被試。這就是樣例效應(yīng)產(chǎn)生的實(shí)驗(yàn)背景。

Sweller對樣例效應(yīng)產(chǎn)生的原因做出如下解釋：“問題解決組被試采用手段-目標(biāo)分析策略嘗試解決問題，必須同時(shí)考慮大量交互作用的元素。而樣例組被試學(xué)習(xí)問題解決的樣例，只需要考慮每個(gè)問題的狀態(tài)是如何變成下一個(gè)狀態(tài)的。對問題狀態(tài)的變化和對變化的搜索減少了相互作用元素的數(shù)量，即通過減少元素交互性來減少外在認(rèn)知負(fù)荷。在學(xué)習(xí)樣例時(shí)，與每個(gè)問題狀態(tài)和狀態(tài)變化相關(guān)聯(lián)的相互作用元素仍然存在，但是，它們構(gòu)成了內(nèi)在認(rèn)知負(fù)荷，從而沒有使其成為外在元素添加到樣例中導(dǎo)致注意分散效應(yīng)和冗余效應(yīng)的產(chǎn)生（這兩個(gè)效應(yīng)見下文）。如果工作記憶資源只用于考慮每個(gè)問題狀態(tài)和與狀態(tài)相關(guān)聯(lián)的變化，而且不是大范圍的變化，那么，與問題解決組的被試把認(rèn)知資源用于搜索可能卻不相關(guān)的許多相互作用的元素相比，樣例組被試的相關(guān)認(rèn)知負(fù)荷增加?！保?］

（三）不完整樣例學(xué)習(xí)效應(yīng)

不完整樣例就是刪除了部分解題步驟的樣例。學(xué)習(xí)這種樣例時(shí)，學(xué)生必須根據(jù)自己對解題原理的理解補(bǔ)全缺失的解題步驟。這種效應(yīng)與樣例效應(yīng)密切相關(guān)。［8］Sweller對該效應(yīng)的解釋是：給學(xué)生呈現(xiàn)部分解題步驟的樣例等于在一定程度上給學(xué)生提供了解題方案。學(xué)生不必使用手段-目標(biāo)策略嘗試解決問題，從而降低了因使用該策略所產(chǎn)生的較高認(rèn)知負(fù)荷。正是這種恰當(dāng)?shù)恼J(rèn)知負(fù)荷促進(jìn)了不完整樣例的學(xué)習(xí)，其學(xué)習(xí)效果很容易得到實(shí)驗(yàn)的證明。與學(xué)習(xí)完整的解題樣例相比，學(xué)習(xí)不完整樣例使得學(xué)生在一定程度上加深了對解題步驟的理解和掌握。因此，在學(xué)生能夠補(bǔ)全缺失步驟并做出正確解釋的情況下，不完整樣例的學(xué)習(xí)效果比學(xué)習(xí)完整樣例的效果好。［9］

（四）分散注意效應(yīng)

我們在閱讀教材時(shí)經(jīng)常會遇到下列情況：圖形印在紙的一面上；解釋圖形的文字卻印在紙的另一面上。學(xué)生閱讀到此，必須翻頁對照兩個(gè)頁面上的圖形和文字。這無疑分散了學(xué)生的注意力，花費(fèi)了來回翻頁查找對應(yīng)內(nèi)容的時(shí)間，因而降低了學(xué)習(xí)效率。再如，教材上證明幾何定理的例題往往將幾何圖形和證明的文字符號分開呈現(xiàn)。學(xué)生閱讀和理解這樣的證明例題時(shí)，必須在幾何圖形與證明的文字符號之間交替轉(zhuǎn)移目光，既分散注意力，又耗費(fèi)時(shí)間，降低了學(xué)習(xí)效率。凡此種種，出現(xiàn)的這些分散學(xué)生注意力的消極效應(yīng)就是“分散注意效應(yīng)”。

Sweller認(rèn)為，教材如果以分散學(xué)生注意力的形式呈現(xiàn)圖形和文字，就等于增加了學(xué)生的外在認(rèn)知負(fù)荷。如果將圖形和文字有效地整合在一起，例如，將文字和符號寫在或印在幾何圖形對應(yīng)的位置上，就會避免分散注意效應(yīng)。這種做法在樣例學(xué)習(xí)研究中稱為“圖-文信息整合”。實(shí)驗(yàn)證明，有效的圖-文信息整合可以減少外在認(rèn)知負(fù)荷，消除分散注意效應(yīng)。［10，11］

（五）冗余效應(yīng)

如果課堂教學(xué)設(shè)計(jì)不當(dāng)就會出現(xiàn)冗余效應(yīng)。例如，在多媒體教學(xué)中，如果學(xué)生通過閱讀屏幕上呈現(xiàn)的圖文信息就可以理解其中的知識內(nèi)容，那么，再聽教師的講解就是多余的。相反，如果只憑聆聽教師講解就能聽懂知識內(nèi)容，那么，再讓學(xué)生閱讀圖文信息就是多余的。所以，當(dāng)教學(xué)中給學(xué)生呈現(xiàn)了不必要的或多余的附加信息時(shí)便產(chǎn)生了冗余效應(yīng)。

Sweller用修改后的認(rèn)知負(fù)荷理論揭示了產(chǎn)生冗余效應(yīng)的原因［2］：教師給學(xué)生呈現(xiàn)了圖解文本和口頭講解兩種信息。如果學(xué)生只通過閱讀圖解文本就可以理解知識，他們就不需要兩種信息的相互作用了?？墒?，如果教師給學(xué)生提供了兩種形式的信息，學(xué)生就不得不進(jìn)行兩種信息的互相作用了。在呈現(xiàn)兩種信息的情況下，學(xué)生可能會搜索圖文信息與口頭講解語句之間的對應(yīng)關(guān)系，而確定這些關(guān)系需要學(xué)生從圖解信息和教師講授的信息中提取相關(guān)的知識元素。協(xié)調(diào)多個(gè)相互作用元素的認(rèn)知活動無疑額外增加了工作記憶的認(rèn)知負(fù)荷。這就使得工作記憶的認(rèn)知資源不能用于學(xué)習(xí)知識內(nèi)容本身，導(dǎo)致學(xué)習(xí)知識的相關(guān)認(rèn)知負(fù)荷下降。所以，提供多余的口頭講解信息不但沒有促進(jìn)學(xué)習(xí)，反而妨礙了學(xué)習(xí)。教學(xué)中很容易消除冗余效應(yīng)的消極影響：如果學(xué)生自己就能夠讀懂圖文信息，教師就不用講解了；如果學(xué)生只聽教師講解就能聽懂所講的知識，就不用給學(xué)生提供圖文信息了。

（六）專長逆轉(zhuǎn)效應(yīng)

專長逆轉(zhuǎn)效應(yīng)描述如下：“對于新手來說，一種比另一種教學(xué)程序（乙）更有效的教學(xué)程序（甲），隨著學(xué)生專長水平的增長，其有效性變??；而且隨著學(xué)生專長水平的進(jìn)一步增長，原來的教學(xué)程序（乙）變得比教學(xué)程序（甲）更有效，這便出現(xiàn)了專長逆轉(zhuǎn)效應(yīng)。專長逆轉(zhuǎn)效應(yīng)有多種版本，所有這些專長逆轉(zhuǎn)效應(yīng)歸根結(jié)底都是冗余效應(yīng)的結(jié)果?！保?］

例如，在Kalyuga等人2001年的研究中［12］，與練習(xí)解決同樣問題的對照組被試相比，新手在問題解決的樣例學(xué)習(xí)中獲得了樣例效應(yīng)。可是，隨著新手們解決問題能力的增強(qiáng)，這種樣例效應(yīng)首先是消失，接著出現(xiàn)樣例學(xué)習(xí)效應(yīng)的逆轉(zhuǎn)，對于專長水平更高的學(xué)生來說，問題解決的學(xué)習(xí)反而比樣例學(xué)習(xí)的效果更好。這就出現(xiàn)了專長逆轉(zhuǎn)效應(yīng)。為什么會出現(xiàn)這種專長逆轉(zhuǎn)效應(yīng)呢？Sweller的解釋是：在學(xué)習(xí)之初，學(xué)習(xí)解題樣例對新手來說很有效?？墒请S著學(xué)生解題能力水平的提高（即專長水平的提高），學(xué)習(xí)過的解題樣例已經(jīng)變成學(xué)生長時(shí)記憶中已有的解題圖式了。再學(xué)習(xí)這些解題樣例，對于這些只需通過問題解決的練習(xí)就能進(jìn)一步增強(qiáng)問題解決能力的學(xué)生來說，已經(jīng)是多余的了。［2］

（七）指導(dǎo)漸減效應(yīng)

專長逆轉(zhuǎn)效應(yīng)說明，隨著學(xué)生解決問題能力或?qū)ｉL水平的增強(qiáng)，樣例效應(yīng)消失，甚至出現(xiàn)逆轉(zhuǎn)。為了避免專長逆轉(zhuǎn)效應(yīng)的發(fā)生，隨著學(xué)生專長水平的逐步提高，應(yīng)該像系列漸減樣例學(xué)習(xí)程序那樣，逐步減少樣例中的解題步驟，也就是減少給學(xué)生提供的指導(dǎo)，這樣才能適應(yīng)學(xué)生解題能力水平的發(fā)展。所以，指導(dǎo)漸減效應(yīng)既是為了避免專長逆轉(zhuǎn)效應(yīng)而提出的，也是被系列漸減樣例學(xué)習(xí)效果所證明的。［13，14］

在樣例學(xué)習(xí)中，實(shí)現(xiàn)指導(dǎo)漸減比較容易。正如下文將要談到的，可以讓初學(xué)問題解決的新手學(xué)習(xí)完整的解題樣例；隨著他們解題專長水平的逐步提高，讓他們學(xué)習(xí)解題步驟系列漸減的不完整樣例；待他們成長為解題專家時(shí)，就讓他們直接解決問題。

（八）分離交互元素效應(yīng)

這種學(xué)習(xí)效果是由Pollock等人于2002年在實(shí)驗(yàn)研究中得出的。［15］有時(shí)，由于學(xué)習(xí)的內(nèi)容過于龐雜或?qū)W習(xí)材料中存在著多種復(fù)雜的元素交互作用，以至于學(xué)習(xí)這些材料所需要的認(rèn)知資源超出了工作記憶的有限資源。在這種情況下，要學(xué)習(xí)這種知識內(nèi)容或材料只能將學(xué)習(xí)內(nèi)容分解為幾個(gè)部分分別進(jìn)行學(xué)習(xí)，從而降低每部分內(nèi)容的交互作用元素，進(jìn)而減低學(xué)習(xí)每部分知識的內(nèi)在認(rèn)知負(fù)荷，最后達(dá)到學(xué)習(xí)全部知識的目的。所以，分離交互元素效應(yīng)就是將高交互作用元素的學(xué)習(xí)材料分解成幾個(gè)低交互作用元素的材料而分別進(jìn)行學(xué)習(xí)，最后掌握總體知識。該效應(yīng)依賴于內(nèi)在認(rèn)知負(fù)荷而不是外在認(rèn)知負(fù)荷的變化。正如Sweller所說：“在有些情況下，一些學(xué)習(xí)材料的元素互動性過高，由于學(xué)習(xí)它們時(shí)超出了工作記憶容量，因而不能被有限的工作記憶資源同時(shí)加工。因此，只有對這些材料進(jìn)行分離處理，即將其分割成互不聯(lián)系且沒有相互作用的分離元素才能被學(xué)習(xí)。因?yàn)橹挥袑W(xué)習(xí)了分離的元素后，才有可能在不超過工作記憶負(fù)荷的情況下學(xué)習(xí)這些元素的交互作用。如果這些交互作用的元素最初被分割成孤立的元素進(jìn)行學(xué)習(xí)，然后再對其進(jìn)行整體學(xué)習(xí)，其學(xué)習(xí)的促進(jìn)作用就會比在相同的時(shí)間總量內(nèi)同時(shí)學(xué)習(xí)所有交互作用元素的作用更大?！保?］

（九）模塊與模塊化效應(yīng)

該效應(yīng)源自Gerjets等人在2006年的實(shí)驗(yàn)研究。［16］該效應(yīng)的基本原理與分離交互作用元素效應(yīng)極為相似。在模塊（molar）樣例學(xué)習(xí)中，學(xué)生學(xué)習(xí)用一種完整的方法解決某類具體問題。學(xué)習(xí)時(shí)需要同時(shí)加工模塊內(nèi)的交互作用元素。模塊化（modular）方法卻是把一個(gè)完整的問題解決方案依據(jù)元素的交互性劃分為幾個(gè)模塊（modules），使學(xué)習(xí)它們的內(nèi)在認(rèn)知負(fù)荷實(shí)質(zhì)性地減少。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，模塊化學(xué)習(xí)程序比模塊學(xué)習(xí)程序的學(xué)習(xí)效果更好。

Sweller指出了該效應(yīng)與分離元素交互性效應(yīng)的兩點(diǎn)不同：第一點(diǎn)不同是，在證明該效應(yīng)的幾個(gè)實(shí)驗(yàn)中，模塊組的學(xué)習(xí)材料與模塊化組的學(xué)習(xí)材料大相徑庭。例如，在Gerjets等人的實(shí)驗(yàn)中，模塊組被試學(xué)習(xí)如何運(yùn)用一個(gè)等式解決概率問題；模塊化組的被試學(xué)習(xí)如何運(yùn)用模塊化步驟的邏輯系列來解決概率問題。［17］這與分離元素交互性效應(yīng)的學(xué)習(xí)條件有許多不同。在分離元素交互性學(xué)習(xí)條件下，改變的只是元素的交互性，但包含了所有的分離信息，還有與元素間關(guān)系相關(guān)的附加信息。

第二點(diǎn)不同是，在模塊化學(xué)習(xí)條件下證明模塊與模塊化效應(yīng)時(shí)，沒有涉及模塊學(xué)習(xí)條件。與之相比，在證明分離交互性元素效應(yīng)時(shí)，在分離元素交互性條件下，是先學(xué)習(xí)分離的元素，接著學(xué)習(xí)交互作用的元素；而在交互性元素學(xué)習(xí)條件下，學(xué)習(xí)的是與分離條件下同樣多的元素，只是由交互作用的元素構(gòu)成?？墒窃谧C明模塊與模塊化效應(yīng)時(shí)，沒有在學(xué)習(xí)模塊后接著學(xué)習(xí)模塊化的條件。除了這些方法的不同之外，兩個(gè)效應(yīng)的基本原理是一致的，即兩個(gè)效應(yīng)都假設(shè)減少元素交互性，從而降低內(nèi)在認(rèn)知負(fù)荷，能夠有效地促進(jìn)元素交互性非常高的學(xué)習(xí)材料的學(xué)習(xí)，否則，這些高元互動材料是很難被加工的。［2］

（十）變異性效應(yīng)

所謂變異性效應(yīng)是指，學(xué)習(xí)一組問題結(jié)構(gòu)特征有較大變異的解題樣例比學(xué)習(xí)一組問題結(jié)構(gòu)特征變異較小解題樣例的遷移效果好。早在20世紀(jì)80年代末就有研究證明，學(xué)習(xí)結(jié)構(gòu)特征變異的解題樣例能促進(jìn)問題解決的遷移。［18-20］我們的研究也證明：二年級小學(xué)生學(xué)習(xí)了一個(gè)根據(jù)已知交通工具行駛的時(shí)間和路程求其行駛速度的解題樣例后，就可以解決與之結(jié)構(gòu)特征相同、表面特征不同的任何問題?？墒牵瑢W(xué)習(xí)了一個(gè)具有某種結(jié)構(gòu)特征的解題樣例后，不能在解決結(jié)構(gòu)特征不同的問題上產(chǎn)生遷移效果。要想促進(jìn)不同結(jié)構(gòu)特征問題的解決，必須學(xué)習(xí)兩個(gè)、三個(gè)或多個(gè)結(jié)構(gòu)特征不同的解題樣例。［21］

早期的認(rèn)知負(fù)荷理論似乎與變異性效應(yīng)相矛盾。［1］因?yàn)?，解決與解題樣例有高變異的問題無疑是增加了認(rèn)知負(fù)荷，為什么還會提高解決遷移問題的成績呢？如果增加的認(rèn)知負(fù)荷與學(xué)習(xí)直接相關(guān)，那么，增加的應(yīng)該是相關(guān)認(rèn)知負(fù)荷，而不是外在認(rèn)知負(fù)荷。上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，關(guān)注解題樣例的結(jié)構(gòu)特征分明是促進(jìn)了高變異問題的解決，也就是有助于學(xué)生擴(kuò)展習(xí)得圖式的適用范圍。這似乎需要學(xué)生思維活動的積極參與，因而增加的應(yīng)該是相關(guān)認(rèn)知負(fù)荷。

后來，Paas和Van Merrienboer采用學(xué)習(xí)結(jié)構(gòu)特征相似的樣例與學(xué)習(xí)結(jié)構(gòu)特征有較大變異的樣例做對比的實(shí)驗(yàn)程序驗(yàn)證過該效應(yīng)。［8］結(jié)果表明，學(xué)習(xí)結(jié)構(gòu)特征有較大變異的樣例提高了遷移成績。增加樣例學(xué)習(xí)的變異性也與認(rèn)知負(fù)荷的增高有關(guān)。在Quilici和Mayer的實(shí)驗(yàn)研究中，變異性效應(yīng)是通過分別關(guān)注解題樣例結(jié)構(gòu)特征的變異和表面特征的變異實(shí)現(xiàn)的。在學(xué)習(xí)高變異的解題樣例時(shí)要求學(xué)生關(guān)注結(jié)構(gòu)特征的變異；在學(xué)習(xí)低變異的解題樣例時(shí)要求學(xué)生關(guān)注表面特征的變異。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，關(guān)注結(jié)構(gòu)特征變異的學(xué)生解決遷移問題的成績明顯優(yōu)于關(guān)注表面特征變異學(xué)生的遷移成績。［22］

Sweller認(rèn)為：“雖然，以前只根據(jù)相關(guān)認(rèn)知負(fù)荷的變化解釋過該效應(yīng)。但是，根據(jù)當(dāng)前的理論構(gòu)想，該效應(yīng)也是由改變元素之間的交互性、從而改變內(nèi)在認(rèn)知負(fù)荷引起的?！薄皩W(xué)生不僅要學(xué)習(xí)如何解決某種類型的問題，也要思考使用相似的解題方案還能解決哪些類型的問題。在低變異學(xué)習(xí)條件下，學(xué)生簡單地學(xué)習(xí)怎樣解決某一種類型的問題；而在高變異條件下，學(xué)生不僅學(xué)習(xí)如何解決某一種類型的問題，還要學(xué)習(xí)運(yùn)用合適的解題方案去解決一些不同類型的問題。因此，他們必須比較和學(xué)習(xí)造成不同類型問題之間差異的元素。高變異條件下的元素交互性可能比低變異條件下的元素交互性有大幅度的增高。因?yàn)樵诘妥儺悧l件下，學(xué)生學(xué)習(xí)了一系列表面相似的元素后，解決同構(gòu)問題所需要加工的元素?cái)?shù)量就減少了?！保?］

（十一）元素交互性效應(yīng)

按照Sweller的認(rèn)知負(fù)荷理論，教學(xué)設(shè)計(jì)的總原則是降低學(xué)習(xí)材料的元素交互性水平。［2］可是，如果學(xué)習(xí)材料產(chǎn)生內(nèi)在認(rèn)知負(fù)荷的元素互動性水平較低，例如，當(dāng)學(xué)生不依賴其他內(nèi)容就可以獨(dú)立地學(xué)習(xí)5個(gè)英文單詞時(shí)，學(xué)習(xí)材料的呈現(xiàn)方式與元素的數(shù)量就沒有關(guān)系。即使由呈現(xiàn)方式造成的產(chǎn)生外在認(rèn)知負(fù)荷的元素交互性相當(dāng)高，而固有元素的交互性水平仍然非常低，也可能出現(xiàn)認(rèn)知負(fù)荷沒有超出工作記憶容量的情況。在這種情況下，如果再通過改變教學(xué)程序來降低外在認(rèn)知負(fù)荷，在學(xué)習(xí)效果上就可能出現(xiàn)最低的效應(yīng)，因?yàn)榭偟恼J(rèn)知負(fù)荷還遠(yuǎn)低于工作記憶的容量。中學(xué)生學(xué)習(xí)和記憶上述5個(gè)英文單詞組成的句子的效果優(yōu)于單獨(dú)學(xué)習(xí)和記憶5個(gè)單詞的效果。這就是元素交互性效應(yīng)。

另一種情況是，如果歸結(jié)為內(nèi)外綜合因素的元素互動性高，那么，降低歸因于外在因素的元素互動性水平可能是重要的。如果教學(xué)方式中包含了許多交互作用的元素，如同發(fā)生分散注意效應(yīng)和冗余效應(yīng)的條件一樣，而且假如這些互動元素加入與學(xué)習(xí)相關(guān)的固有互動元素中，比如求解一個(gè)方程，互動元素的總量和由此而產(chǎn)生的認(rèn)知負(fù)荷總量就可能會大大超出工作記憶的容量。降低與外在認(rèn)知負(fù)荷有關(guān)的互動元素的數(shù)量，就可以將工作記憶負(fù)荷降低到易于加工的范圍之內(nèi)。因此，如果產(chǎn)生內(nèi)在認(rèn)知負(fù)荷的元素交互性水平高，那么，降低產(chǎn)生外在認(rèn)知負(fù)荷的元素交互性水平就十分重要了。如果內(nèi)在認(rèn)知負(fù)荷低，降低外在認(rèn)知負(fù)荷的作用就很小。因?yàn)?，歸因于元素交互性的總認(rèn)知負(fù)荷可能低于工作記憶容量。

（十二）通道效應(yīng)

通道效應(yīng)源自圖文信息“視-聽”整合的實(shí)驗(yàn)研究。在這些實(shí)驗(yàn)中，給控制組被試呈現(xiàn)可視的圖形信息和解釋圖形的書面文本信息；給實(shí)驗(yàn)組被試呈現(xiàn)可視的圖形信息和可聽的口頭講解圖形的言語信息。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，視-聽組合圖文信息（邊看圖形，邊聽講解）的教學(xué)效果明顯優(yōu)于視—視組合圖文信息（既看圖形又看文本）的教學(xué)效果。按照上述實(shí)驗(yàn)慣例，該效應(yīng)只能在使用具有上述特征的任何兩種或多種感覺信息來源的典型范例中獲得。當(dāng)來自視覺通道的圖形信息不能被單獨(dú)理解時(shí)，必須同時(shí)呈現(xiàn)口頭言語信息而不是書面文本信息時(shí)才能發(fā)生該效應(yīng)。［23］

Sweller認(rèn)為，通道效應(yīng)不同于前文討論過的其他所有認(rèn)知負(fù)荷效應(yīng)，它不能歸咎于學(xué)習(xí)材料元素交互性的改變。與其說該效應(yīng)不能歸因于元素交互性之間的差異，不如說是由人類認(rèn)知系統(tǒng)的基本特性引起的。工作記憶系統(tǒng)在使用聽覺和視覺兩個(gè)信息處理器的條件下開展工作。該效應(yīng)是利用雙通道信息，從而使工作記憶容量得到擴(kuò)充所帶來的收益，而不是通過降低元素交互性所帶來的收益。［2］

（十三）想象效應(yīng)

如果要求學(xué)生想象出一個(gè)解題步驟或概念，而不是學(xué)習(xí)該解題步驟或概念的已有材料，在某些情況下，這種想象可能會得到提高學(xué)習(xí)效果。［24］這種由學(xué)生自己獨(dú)立想象出解題步驟或概念，而不是學(xué)習(xí)現(xiàn)成的材料而獲得的收益就是想象效應(yīng)。Sweller和同事已對樣例學(xué)習(xí)中的想象作用進(jìn)行了大量實(shí)驗(yàn)研究。想象過程的第一步是閱讀樣例中的解題方案；第二步是離開顯示樣例內(nèi)容的屏幕；第三步是想象出問題的具體解法。Scheiter等讓一些學(xué)生想象樣例中描述的事件。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，想象可以促進(jìn)學(xué)習(xí)。［25］另一些知覺和運(yùn)動技能方面的范例學(xué)習(xí)研究也表明，與實(shí)際的動作和操作練習(xí)相比，心理想象可以發(fā)揮積極作用。［26］

Sweller認(rèn)為，該效應(yīng)是用想象解題步驟或者概念的假設(shè)進(jìn)行自我解釋的。學(xué)生的工作記憶資源直接用于加工與內(nèi)在認(rèn)知負(fù)荷相聯(lián)系的交互性元素，而不是加工與學(xué)習(xí)無關(guān)的其他元素。［2］換言之，由于專門用于內(nèi)在認(rèn)知負(fù)荷的工作記憶資源被最大化，因此使相關(guān)認(rèn)知負(fù)荷增高。與此同時(shí)，用于加工其他的、與任務(wù)不相關(guān)方面的工作記憶資源減少了。

（十四）自我解釋效應(yīng)

在樣例學(xué)習(xí)研究的初期就發(fā)現(xiàn)了自我解釋效應(yīng)。［9］在自我解釋效應(yīng)的最初研究中，Chi等人發(fā)現(xiàn)了學(xué)生對物理樣例解題步驟進(jìn)行自我解釋存在著個(gè)體差異，成功的學(xué)生學(xué)習(xí)樣例的時(shí)間較長，并能夠靈活地解釋這些樣例。也就是說，他們嘗試著理解解題步驟背后的基本原理。［27］Renkl等人的進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，即使在樣例學(xué)習(xí)時(shí)間相同的條件下，自我解釋也與學(xué)習(xí)效果相關(guān)。Sweller認(rèn)為，自我解釋效應(yīng)與想象效應(yīng)可以用同樣的方法進(jìn)行解釋，它們應(yīng)該是密切相關(guān)的。自我解釋活動需要認(rèn)知資源（相關(guān)認(rèn)知負(fù)荷）處理有關(guān)的交互作用元素（內(nèi)在認(rèn)知負(fù)荷），而從事與交互作用元素?zé)o關(guān)的其他活動構(gòu)成了妨礙學(xué)習(xí)的外在認(rèn)知負(fù)荷。［2］

（十五）幫助性解釋效應(yīng)或指導(dǎo)性解釋效應(yīng)

僅僅依賴學(xué)生的自我解釋是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。當(dāng)學(xué)生不能對解決步驟做出自我解釋或者做出錯(cuò)誤的自我解釋時(shí)都可能會阻礙學(xué)習(xí)。［28］因此，提供指導(dǎo)性解釋來“幫助”學(xué)生進(jìn)行自我解釋是十分必要的。幫助性指導(dǎo)就是給學(xué)生提供指導(dǎo)性解釋來補(bǔ)充他們自我解釋的不足。

有許多其他的研究也發(fā)現(xiàn)了在樣例學(xué)習(xí)中提供指導(dǎo)性解釋的積極效應(yīng)。可是，在較多的實(shí)驗(yàn)研究中，這種幫助是強(qiáng)制提供的；而在另一些研究中，這種幫助是被試自己請求或選擇的。［29-32］

幫助性指導(dǎo)的提供也有一些邊界條件，除了那些發(fā)現(xiàn)了幫助性指導(dǎo)積極效應(yīng)的研究之外，也有很多研究沒有發(fā)現(xiàn)幫助性指導(dǎo)的積極效應(yīng)，甚至還發(fā)現(xiàn)了許多不利效應(yīng)。［33-35］

（十六）錯(cuò)誤樣例和正誤樣例對比的學(xué)習(xí)效應(yīng)

樣例學(xué)習(xí)的實(shí)驗(yàn)研究表明，正確樣例與錯(cuò)誤樣例組合在一起學(xué)習(xí)的效果明顯優(yōu)于單獨(dú)學(xué)習(xí)正確樣例的效果。［36，37］而且，如果學(xué)生在學(xué)習(xí)錯(cuò)誤樣例時(shí)能夠?qū)﹀e(cuò)誤進(jìn)行識別、分析和矯正，對正確規(guī)則的學(xué)習(xí)效果則更好，即出現(xiàn)錯(cuò)誤樣例學(xué)習(xí)的深加工效應(yīng)。［38］有人早就指出，在樣例教學(xué)中包含錯(cuò)誤樣例可能是更富有成效的。［39］Siegler也發(fā)現(xiàn)，對正確和錯(cuò)誤解法的自我解釋要比僅對正確解法進(jìn)行自我解釋更有利。［40］Siegler認(rèn)為，讓學(xué)生解釋錯(cuò)誤的解題方法（即“糾正性自我解釋”）有助于避免他們之后犯類似的錯(cuò)誤。Gro?e和Renkl的研究表明，運(yùn)用該指導(dǎo)原則存在邊界條件。在他們的兩個(gè)實(shí)驗(yàn)研究中，相比于正確樣例的學(xué)習(xí)效果，正誤樣例學(xué)習(xí)只有助于有高先備知識的學(xué)生，但不利于先備知識較差的學(xué)生。［41］

（十七）范例學(xué)習(xí)中的相似性效應(yīng)

在范例（modelling examples）學(xué)習(xí)研究中，一個(gè)經(jīng)典的調(diào)節(jié)變量就是示范者和觀察者的相似性。如果示范者或榜樣的水平過高，觀察者可能會降低學(xué)習(xí)的自我效能感，因此降低學(xué)習(xí)效果。例如，Ryalls等人發(fā)現(xiàn)，年齡在14個(gè)月至18個(gè)月的幼兒跟同齡示范者學(xué)習(xí)“三步序列”比跟成人示范者學(xué)習(xí)的效果更好。［42］Braaksma等人為學(xué)生觀察學(xué)習(xí)議論文寫作提供了兩個(gè)榜樣：一個(gè)是有足夠?qū)懽髂芰Φ陌駱樱╝ competent model）；另一個(gè)是沒有足夠?qū)懽髂芰Φ陌駱樱╪on-competent model）。在一種觀察學(xué)習(xí)條件下，要求學(xué)生特別關(guān)注有足夠?qū)懽髂芰Φ陌駱?；在另一種觀察學(xué)習(xí)條件下，要求學(xué)生特別關(guān)注沒有足夠?qū)懽髂芰Φ陌駱?。?shí)驗(yàn)結(jié)果表明，較差的學(xué)生從沒有足夠?qū)懽髂芰Π駱拥挠^察學(xué)習(xí)中獲益更多；較好的學(xué)生從有足夠?qū)懽髂芰Φ陌駱又蝎@益更多。這種實(shí)驗(yàn)結(jié)果被解讀為觀察學(xué)習(xí)中的相似性效應(yīng)（similarity effect）。［43］此外，在范例學(xué)習(xí)研究的文獻(xiàn)中，有另一種實(shí)驗(yàn)結(jié)果也應(yīng)該視為相似性效應(yīng)。Schunk和Hanson的研究發(fā)現(xiàn)，與向成年的教師學(xué)習(xí)相比，小學(xué)生向同年齡和同性別的同伴學(xué)習(xí)減法技能獲益更多。而且，相似性效應(yīng)的作用超過了錯(cuò)中學(xué)效應(yīng)。［44］

Renkl認(rèn)為，相似性效應(yīng)的邊界條件究竟是什么還很難確定。上述實(shí)驗(yàn)研究只能確定，在范例學(xué)習(xí)中，學(xué)習(xí)者與示范者的相似性是一個(gè)重要變量；實(shí)驗(yàn)結(jié)果還得出，如果示范者的能力水平遠(yuǎn)高于學(xué)習(xí)者，就可以預(yù)料學(xué)習(xí)的較少。除此之外，到目前為止，還不清楚哪種相似性類型和相似性特征（諸如年齡、性別、口音、種族等等）與學(xué)習(xí)效果有關(guān)或無關(guān)，以及關(guān)系的大小。［3］此外，不同的相似性特征可能是通過不同的心理機(jī)制影響學(xué)習(xí)的。例如，種族相似性可能是主要提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)動機(jī)；而能力相似性也可能促進(jìn)了同化示范行為的可能性。總之，實(shí)驗(yàn)證據(jù)表明，示范者與觀察者的相似性特征對范例學(xué)習(xí)效果來說是一個(gè)關(guān)鍵因素。但是，必須用進(jìn)一步的研究確定，哪些具體方面的相似性是關(guān)鍵的。

三、教學(xué)設(shè)計(jì)原則

Sweller等人在1998年用當(dāng)時(shí)提出的認(rèn)知負(fù)荷理論解釋過上述7個(gè)認(rèn)知負(fù)荷效應(yīng)，并對應(yīng)地提出了7個(gè)樣例設(shè)計(jì)原則。2010年，Sweller修改了認(rèn)知負(fù)荷理論，并解釋了14個(gè)認(rèn)知負(fù)荷效應(yīng)。可是，對后7個(gè)認(rèn)知負(fù)荷效應(yīng)卻沒有明確地提出對應(yīng)的樣例設(shè)計(jì)原則。筆者認(rèn)為，完全可以根據(jù)后7個(gè)認(rèn)知負(fù)荷效應(yīng)明確地提出相應(yīng)的樣例設(shè)計(jì)或指導(dǎo)原則。因?yàn)?，Renkl在2011年提出的9個(gè)教學(xué)指導(dǎo)方針中，有的就是根據(jù)其中的認(rèn)知負(fù)荷效應(yīng)提出的（如前文所述的自我解釋效應(yīng)、系列漸減效應(yīng)和想象效應(yīng)）。所以，根據(jù)后7個(gè)認(rèn)知負(fù)荷效應(yīng)提出相應(yīng)的教學(xué)設(shè)計(jì)原則是合理且可行的。筆者認(rèn)為，Renkl在2011年提出的9個(gè)教學(xué)指導(dǎo)方針是教學(xué)設(shè)計(jì)的指導(dǎo)方針，而且也是根據(jù)上述樣例學(xué)習(xí)效應(yīng)提出的，所以，有必要將其整合到教學(xué)設(shè)計(jì)原則中。由此，我們根據(jù)上述樣例學(xué)習(xí)效應(yīng)，對應(yīng)地提出如下教學(xué)設(shè)計(jì)原則。

（一）開放問題設(shè)計(jì)原則

根據(jù)自由目標(biāo)效應(yīng)，設(shè)計(jì)并讓學(xué)生解決開放問題（即自由目標(biāo)問題）比讓學(xué)生解決固定目標(biāo)問題學(xué)到的更多、學(xué)習(xí)效果更好。該效應(yīng)啟示廣大教師們，在給學(xué)生設(shè)計(jì)和布置練習(xí)題、思考題等作業(yè)時(shí)，不僅要設(shè)計(jì)一些有固定解題目標(biāo)的問題，還要設(shè)計(jì)一些開放性問題。學(xué)生在解決自由目標(biāo)問題的過程中，思維將得到發(fā)散，學(xué)過的知識也會得到充分的聯(lián)想和整合。所以，合理運(yùn)用該原則既有助于訓(xùn)練學(xué)生的發(fā)散思維，又有助于促進(jìn)學(xué)生的知識聯(lián)想、融會貫通和知識的合理建構(gòu)。同時(shí)，Sweller已經(jīng)明確指出了運(yùn)用該原則應(yīng)該注意的設(shè)計(jì)要領(lǐng)：應(yīng)該選擇那些知識點(diǎn)之間存在相互聯(lián)系、運(yùn)用知識點(diǎn)的已知條件具備、可以求出的未知量數(shù)量有限的具體知識內(nèi)容設(shè)計(jì)開放問題?！翱梢郧蟪龃罅康幕驘o限數(shù)量的未知變量的問題不能使用該設(shè)計(jì)方法”［2］，否則，學(xué)生會在解決這種問題時(shí)陷入無休止的思考或認(rèn)知加工。

（二）樣例學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)原則

根據(jù)樣例效應(yīng)提出的樣例學(xué)習(xí)指導(dǎo)原則不僅是樣例學(xué)習(xí)的基本原則，也是一般原理應(yīng)用教學(xué)的通用原則。幾乎所有的教材在實(shí)驗(yàn)證明、邏輯論證和概括提出一般原理或規(guī)則后，都要列舉應(yīng)用一般原理或規(guī)則解決具體問題的解題樣例（即教材中的例題和解題方案）。這種做法在以前是沒有文獻(xiàn)依據(jù)的經(jīng)驗(yàn)性通用做法。這種做法的教學(xué)效果已經(jīng)說明，解題樣例是架設(shè)在原理與原理應(yīng)用之間的橋梁。教師在課堂教學(xué)中給學(xué)生講解解題樣例（相當(dāng)于應(yīng)用原理解決問題的示范），其目的就是通過樣例教學(xué)幫助和指導(dǎo)學(xué)生學(xué)會應(yīng)用一般原理解決具體問題的方法。在樣例學(xué)習(xí)的實(shí)驗(yàn)研究中，實(shí)驗(yàn)研究者給初學(xué)者提供解題樣例，其目的也是讓學(xué)生通過自主的樣例學(xué)習(xí)，學(xué)會應(yīng)用一般原理解決具體問題的方法。兩者殊途同歸。當(dāng)然，在教師的樣例教學(xué)之下，學(xué)生學(xué)習(xí)一般原理的應(yīng)用要比自主樣例學(xué)習(xí)容易得多。所以，教材編寫和教師們在課堂教學(xué)中主要采用樣例教學(xué)的方法，而忽略了學(xué)生自主樣例學(xué)習(xí)的方法。因此，樣例學(xué)習(xí)指導(dǎo)（即指導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)解題樣例）可以作為一般原理應(yīng)用的通用教學(xué)原則，推廣到所有的原理應(yīng)用或解題能力培養(yǎng)和訓(xùn)練的教學(xué)中。

樣例教學(xué)更適用于演示教學(xué)和示范教學(xué)。只不過數(shù)學(xué)、物理學(xué)等學(xué)科的樣例教學(xué)提供的是文本、圖形和口頭言語信息。而演示和示范教學(xué)提供的是教師運(yùn)動和操作的真實(shí)動作及講解的口頭言語信息?，F(xiàn)在很容易將教師的演示和示范教學(xué)過程拍攝、錄制并編輯成精巧的視頻，讓學(xué)生自己單獨(dú)反復(fù)觀看學(xué)習(xí)。這就是范例學(xué)習(xí)。所以，樣例學(xué)習(xí)指導(dǎo)同樣適用于體育、表演、實(shí)驗(yàn)操作等一般原理的應(yīng)用教學(xué)中。

（三）完形問題設(shè)計(jì)原則

根據(jù)不完整樣例的學(xué)習(xí)效應(yīng)，讓學(xué)生學(xué)習(xí)不完整的解題樣例可以促進(jìn)學(xué)生對解題原理和具體解題步驟做出自我解釋，并促進(jìn)學(xué)生對解題原理和解題步驟之間的邏輯關(guān)系的整體理解和運(yùn)用。根據(jù)該效應(yīng)，筆者借用格式塔心理學(xué)的“完形”概念，將這種教學(xué)設(shè)計(jì)原則稱之為“完形”原則。該原則也可以推廣到一般教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)和測題設(shè)計(jì)中去。填空題就是運(yùn)用該原則設(shè)計(jì)的測題類型之一。其實(shí)，該原則的運(yùn)用并不局限于測題的設(shè)計(jì)，更應(yīng)該運(yùn)用在學(xué)習(xí)材料、練習(xí)材料或作業(yè)材料的設(shè)計(jì)上。實(shí)驗(yàn)研究結(jié)果已經(jīng)證明，讓初學(xué)記敘文寫作的三年級學(xué)生閱讀并補(bǔ)寫文章開頭、結(jié)尾或中間內(nèi)容的不完整范文，比閱讀完整范文更有利于學(xué)生掌握記敘文寫作的結(jié)構(gòu)性規(guī)則。［45］所以，該原則可以推廣到其他學(xué)科知識學(xué)習(xí)材料和作業(yè)材料的設(shè)計(jì)上，諸如給學(xué)生設(shè)計(jì)和呈現(xiàn)缺失某個(gè)運(yùn)算符號或字符的計(jì)算公式、缺失某個(gè)關(guān)鍵詞的句子、缺失某個(gè)題目的文章等，讓學(xué)生在學(xué)習(xí)或閱讀的過程中補(bǔ)寫缺失的項(xiàng)目和內(nèi)容，這樣也會收到類似的學(xué)習(xí)效果。

（四）圖-文信息整合原則

為了避免和減少分散注意效應(yīng)，防止不當(dāng)?shù)慕虒W(xué)設(shè)計(jì)分散學(xué)生學(xué)習(xí)時(shí)的注意力，在樣例設(shè)計(jì)上，心理學(xué)家們已經(jīng)開發(fā)出一些整合圖-文信息的有效方法。筆者認(rèn)為有必要將這些有效的圖-文整合樣例的設(shè)計(jì)方法推廣到教材頁面設(shè)計(jì)、板書設(shè)計(jì)和PPT屏面設(shè)計(jì)上。在教材中出現(xiàn)的結(jié)構(gòu)示意圖、原理解釋圖、因果關(guān)系圖（實(shí)驗(yàn)曲線）等，應(yīng)該將解釋和說明這些圖形的文本信息盡可能有效地整合到圖形中。不能整合的文本信息至少應(yīng)該與圖形排版印刷在一個(gè)頁面上或書本展開的兩個(gè)頁面上。這樣設(shè)計(jì)會避免學(xué)生翻頁閱讀圖形和文本，減少閱讀時(shí)的翻頁時(shí)間，提高閱讀效率。在板書設(shè)計(jì)上應(yīng)該以圖形為中心，在圖形的對應(yīng)位置上標(biāo)注文字和講解文本信息。在PPT屏面設(shè)計(jì)上，盡量將圖形和解釋圖形的文字設(shè)計(jì)在一個(gè)屏面上，而不要設(shè)計(jì)在前后兩個(gè)屏面上。這樣有助于教師對圖形的講解和學(xué)生對文本信息的理解。避免分散注意效應(yīng)的另一種教學(xué)設(shè)計(jì)方法是，在呈現(xiàn)給學(xué)生的學(xué)習(xí)材料上要盡可能排除無關(guān)刺激（如與知識內(nèi)容無關(guān)的裝飾圖案、人物圖像等）的誘惑或干擾。

（五）減少冗余信息原則

為了避免冗余效應(yīng)的發(fā)生，在教學(xué)內(nèi)容和學(xué)習(xí)方式的設(shè)計(jì)上，教師要根據(jù)學(xué)生的實(shí)際學(xué)習(xí)能力和學(xué)習(xí)內(nèi)容的難易程度，恰當(dāng)?shù)剡x擇學(xué)習(xí)材料的視聽呈現(xiàn)方式。對于預(yù)計(jì)學(xué)生憑借自己的閱讀和觀察就可以學(xué)懂的知識內(nèi)容，就可以給學(xué)生呈現(xiàn)視覺文本和圖形，引導(dǎo)學(xué)生自己進(jìn)行閱讀和觀察學(xué)習(xí)；對于預(yù)計(jì)學(xué)生自己讀不懂或看不懂的文本或圖形，教師則要進(jìn)行口頭講解，并運(yùn)用口頭演講技巧使學(xué)生聽懂所講的知識內(nèi)容。在設(shè)計(jì)課堂教學(xué)PPT幻燈片時(shí)，預(yù)計(jì)學(xué)生能夠看懂的圖形就不要附加文本信息了；預(yù)計(jì)學(xué)生聽不懂的內(nèi)容，尤其是抽象的不易想象的知識內(nèi)容，最好附加圖形進(jìn)行講解，用圖形輔助學(xué)生理解教師講解的內(nèi)容。PPT幻燈片上呈現(xiàn)的內(nèi)容一般是知識要點(diǎn)和綱要，不是大量的具體文本信息。否則，就等同于把教材內(nèi)容搬到了屏幕上。

（六）系列漸減樣例設(shè)計(jì)原則

許多實(shí)驗(yàn)表明，學(xué)習(xí)解題步驟漸減的系列樣例比學(xué)習(xí)一對兒“樣例-問題”的效果更佳，也就是說，漸減的指導(dǎo)方案比學(xué)習(xí)樣例-問題對兒有更好的學(xué)習(xí)效果。［46-48］這就是在前文提到的指導(dǎo)漸減效應(yīng)。在樣例學(xué)習(xí)研究中，解題步驟漸減的系列樣例設(shè)計(jì)有兩種。一種是正向漸減系列：首先讓被試學(xué)習(xí)完整的解題樣例；再學(xué)習(xí)刪除了第一個(gè)解題步驟的同構(gòu)樣例；待被試在學(xué)習(xí)中嘗試補(bǔ)充了這個(gè)刪除的步驟后，會得到這個(gè)步驟的正確反饋。接著，在隨后學(xué)習(xí)的樣例中，刪除的解題步驟的數(shù)量依次逐漸增多，最后直至只有問題為止，也就是一個(gè)需要解決的問題。另一種是逆向漸減系列：第一個(gè)不完整樣例刪除了完整樣例的最后一個(gè)解題步驟；第二個(gè)不完整樣例刪除了最后兩個(gè)解題步驟，以此類推，直到給被試呈現(xiàn)沒有任何解題步驟的問題。實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)：不論是學(xué)習(xí)正向漸減還是逆向漸減的系列樣例，至少在近遷移成績上，漸減程序可以促進(jìn)學(xué)習(xí)；與正向漸減系列不完整樣的學(xué)習(xí)效果相比，逆向漸減系列不完整樣的學(xué)習(xí)更有優(yōu)勢。［49］

Renkl更關(guān)注的是如何優(yōu)化漸減的指導(dǎo)。因?yàn)楦鶕?jù)系列漸減樣例的設(shè)計(jì)原則和方法，在系列樣例的每個(gè)樣例中刪除的解題步驟是固定的。這種逐步減少解題步驟的固定樣例設(shè)計(jì)是否與學(xué)生解題能力的發(fā)展同步，是一個(gè)很重要的技術(shù)問題。設(shè)計(jì)系列漸減樣例的目的是為了消除專長逆轉(zhuǎn)效應(yīng)。［49］同樣重要的是如何使學(xué)生從完整樣例的學(xué)習(xí)階段順利而有效地過渡到獨(dú)立的問題解決階段。更重要的是，系列漸減的樣例可能會與學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中的實(shí)際需要不同步。例如，如果學(xué)生在完整樣例的學(xué)習(xí)中恰恰是沒有弄懂第一步運(yùn)算，而在接下來的樣例學(xué)習(xí)中恰恰又是缺少第一步運(yùn)算的不完整樣例。這種樣例設(shè)計(jì)的固化模式與學(xué)生學(xué)習(xí)中實(shí)際需要之間的矛盾不解決，系列漸減樣例的學(xué)習(xí)效果就不能得到有效的發(fā)揮。因此，必須考慮在什么時(shí)機(jī)給學(xué)生插入什么樣的漸減指導(dǎo)，即如何優(yōu)化漸減的指導(dǎo)并充分發(fā)揮漸減指導(dǎo)的積極作用。

為了優(yōu)化漸減的指導(dǎo)，需要根據(jù)學(xué)生學(xué)習(xí)的實(shí)際需要插入有針對性的漸減指導(dǎo)，才能真正發(fā)揮其指導(dǎo)作用。所以，有效的或優(yōu)化的漸減指導(dǎo)應(yīng)該是有調(diào)節(jié)的可變的指導(dǎo)，而不是一個(gè)固定的漸減指導(dǎo)過程。Salden等人認(rèn)為，當(dāng)學(xué)生還沒有理解解題的原理及其如何應(yīng)用時(shí)，不應(yīng)該給他們提出自我解釋解題步驟的原理及其應(yīng)用等問題和要求。一旦學(xué)生表現(xiàn)出了對解題步驟原理的理解，或者嘗試著在問題解決中運(yùn)用自己理解的知識時(shí)，才能提出這樣的問題和要求。［50］Koedinger等人運(yùn)用認(rèn)知導(dǎo)師智能系統(tǒng)的教學(xué)指導(dǎo)技術(shù)對學(xué)生學(xué)習(xí)幾何題證明樣例實(shí)施了自適應(yīng)的漸減性指導(dǎo)。［51］簡言之，該種漸減指導(dǎo)的具體方法是，如果學(xué)生能夠?qū)δ撤N類型的解題步驟做出正確的自我解釋，那么，在下一個(gè)要學(xué)習(xí)的解題樣例中就減少這個(gè)解題步驟。兩個(gè)實(shí)驗(yàn)（實(shí)驗(yàn)室和自然）結(jié)果均表明，接受自適應(yīng)漸減指導(dǎo)的學(xué)生在延遲的后測中表現(xiàn)最好。

按理說，這種自適應(yīng)的漸減指導(dǎo)也應(yīng)該適用于視頻范例這樣復(fù)雜樣例的學(xué)習(xí)。然而，幾乎沒有相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)證據(jù)說明在復(fù)雜范例的學(xué)習(xí)過程中如何實(shí)現(xiàn)最好的漸減指導(dǎo)。

（七）分離元素交互性原則

根據(jù)分離交互性效應(yīng)，可以指導(dǎo)學(xué)生將交互性水平較高的、同時(shí)學(xué)習(xí)超出工作記憶容量的知識內(nèi)容分解成幾個(gè)元素來學(xué)習(xí)，然后再將分離的元素組合起來學(xué)習(xí)。這種教學(xué)指導(dǎo)原則就是分離元素交互性原則。著名記憶心理學(xué)家艾賓浩斯在記憶無意義音節(jié)實(shí)驗(yàn)中采用的部分識記與整體識記相結(jié)合的學(xué)習(xí)方法就是該原則的早期范例。該原則與前面的模塊化原則有些類似，卻有根本的不同。類似的是，都是將學(xué)習(xí)材料分解開來分別進(jìn)行學(xué)習(xí)。不同的是，按照模塊化原則，在分解學(xué)習(xí)材料時(shí)，必須按照知識模塊進(jìn)行分解?？墒牵凑辗蛛x元素交互性原則，學(xué)習(xí)材料可以不必按照知識模塊分解，而可以按照知識元素來分解。拿一個(gè)英文句子的分解來說，按照模塊化原則，可以將句子分解為主語、謂語和賓語等幾個(gè)模塊；可是，按照分離元素交互性原則，可以將句子分解為一個(gè)個(gè)的單詞。

（八）模塊與模塊化設(shè)計(jì)原則

根據(jù)模塊與模塊化效應(yīng)，有些知識內(nèi)容必須作為一個(gè)整體（即模塊）來學(xué)習(xí)；可有些結(jié)構(gòu)復(fù)雜的知識內(nèi)容（例如，多因素方差分析的計(jì)算公式等），由于元素的互動水平過高，同時(shí)加工會超出許多初學(xué)者的有限工作記憶容量，不能作為一個(gè)整體知識來學(xué)習(xí)。這時(shí)在教學(xué)設(shè)計(jì)上就應(yīng)該根據(jù)所學(xué)知識內(nèi)容的模塊化結(jié)構(gòu)，將其分解為幾個(gè)模塊分別進(jìn)行講解和學(xué)習(xí)，然后再將這些模塊整合在一起進(jìn)行講解和學(xué)習(xí)。這樣才能實(shí)現(xiàn)復(fù)雜性整體知識的有效學(xué)習(xí)。該教學(xué)設(shè)計(jì)原則也可以推廣到許多學(xué)科的復(fù)雜知識內(nèi)容的教學(xué)設(shè)計(jì)上。諸如，復(fù)雜電路的設(shè)計(jì)與分析、復(fù)雜機(jī)械傳導(dǎo)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與分析、大規(guī)模集成電路的設(shè)計(jì)與功能分析，長篇論述文章和文學(xué)巨著的解讀、多內(nèi)容復(fù)雜畫作的分析（如清明上河圖）和大規(guī)模交響樂創(chuàng)作意圖的領(lǐng)會等。

與模塊與模塊化設(shè)計(jì)原則有關(guān)聯(lián)但又不同的是，Renkl根據(jù)樣例學(xué)習(xí)的有關(guān)實(shí)驗(yàn)研究提出的建構(gòu)意義模塊指導(dǎo)原則。

Renkl認(rèn)為，當(dāng)學(xué)生遇到用已知的解題方案不能解決新問題時(shí)，就不得不修改解題方案?？墒?，有時(shí)候?qū)W生把解題方案與固定的問題類型牢固地“鎖在”了一起，使原來的解題方案難以得到修改。［3］

Catrambone所做的系列實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，重組新的解題步驟的能力可以通過設(shè)定子目標(biāo)來培養(yǎng)，例如視覺隔離（如畫圈）或標(biāo)簽。［52］Catrambone還發(fā)現(xiàn)，突出子目標(biāo)可引出對解題步驟的自我解釋，學(xué)習(xí)效果得以增強(qiáng)。設(shè)置問題解決順序的子目標(biāo)可能是一種循序漸進(jìn)的繼時(shí)表征方法。Atkinson等的研究也發(fā)現(xiàn)，解題步驟的繼時(shí)表征要比同時(shí)表征更有效。［53］Schmidt-Weigand也發(fā)現(xiàn)了逐步表征的積極作用，尤其是在表征之前，提示學(xué)生考慮下一解題步驟。［54］

在某些情況下，初學(xué)者很難識別復(fù)雜解題方法的整體意義，因?yàn)榻忸}樣例中使用了數(shù)不清的公式。因此，指導(dǎo)初學(xué)者根據(jù)復(fù)雜解題規(guī)則的意義結(jié)構(gòu)將其分解為幾個(gè)模塊來分別學(xué)習(xí)，然后再學(xué)習(xí)復(fù)雜解題規(guī)則的整體意義，這種學(xué)習(xí)方法效果更好。實(shí)驗(yàn)結(jié)果已經(jīng)表明，把復(fù)雜解題規(guī)則分解成幾個(gè)模塊化單元，會在解決同構(gòu)問題和新問題時(shí)取得更好的表現(xiàn)。因此，模塊化學(xué)習(xí)指導(dǎo)更適合初學(xué)者。當(dāng)然，把復(fù)雜規(guī)則作為一個(gè)整體的大模塊來學(xué)習(xí)對于高能力學(xué)生來說更方便。這種樣例設(shè)計(jì)方法和教學(xué)指導(dǎo)方法在數(shù)學(xué)領(lǐng)域的效果是明顯的。但是，在其他學(xué)科領(lǐng)域的學(xué)習(xí)效果還缺少直接的證據(jù)，尤其是修改原有解題方案，解決異構(gòu)問題的“開鎖”鑰匙還沒有真正找到。

（九）變異性樣例設(shè)計(jì)原則

學(xué)習(xí)運(yùn)用原理和法則解決具體問題，必須給學(xué)生呈現(xiàn)或講解例題和解題方案（即樣例）。樣例學(xué)習(xí)的實(shí)驗(yàn)研究結(jié)果證明，學(xué)生學(xué)習(xí)了一個(gè)應(yīng)用一般原理解決一個(gè)具體問題的樣例后，可以解決表面特征變異，但結(jié)構(gòu)特征不變的任何具體問題，即產(chǎn)生廣泛的近遷移效果。可是，學(xué)生學(xué)習(xí)了一種結(jié)構(gòu)特征的解題樣例后，卻很難或不能解決結(jié)構(gòu)特征變異的其他類型的問題。［46］針對如何幫助學(xué)生解決結(jié)構(gòu)特征變異的問題，要根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)能力、一般原理和解題規(guī)則的變式類型，為學(xué)生設(shè)計(jì)一系列結(jié)構(gòu)特征變異的解題樣例，這樣才能促進(jìn)學(xué)生對一般原理及各種變式的理解和應(yīng)用，并促進(jìn)他們解決遠(yuǎn)遷移問題能力的增強(qiáng)。

（十）增加元素交互性設(shè)計(jì)原則

根據(jù)元素交互性效應(yīng)，當(dāng)學(xué)生學(xué)習(xí)元素交互性水平低的分離性材料時(shí)，在工作記憶容量允許的前提下，可以指導(dǎo)學(xué)生采用將分離性學(xué)習(xí)材料有機(jī)整合起來的學(xué)習(xí)或記憶方法進(jìn)行有效的學(xué)習(xí)。將分離的或離散的學(xué)習(xí)內(nèi)容有機(jī)地組織在一起的學(xué)習(xí)方法有很多。以往記憶術(shù)中采用的一些識記方法，諸如口訣法、諧音記憶法、表格法、概念圖法和奇異聯(lián)想法等都屬于應(yīng)用該原則的方法。

（十一）視-聽信息整合原則

通道效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果已經(jīng)證明，視-聽信息組合材料的學(xué)習(xí)效果明顯優(yōu)于視-視組合材料的學(xué)習(xí)效果。根據(jù)通道效應(yīng)，教學(xué)中應(yīng)該給學(xué)生呈現(xiàn)視-聽整合的教學(xué)材料和學(xué)習(xí)內(nèi)容。諸如一些教師們常用的教學(xué)方式，即給學(xué)生呈現(xiàn)幾何或原理圖形，針對幾何或原理圖形口頭講解幾何定理或原理以及幾何題的證明過程。這種教學(xué)設(shè)計(jì)原則還可以推廣到示范和演示教學(xué)中。在諸如實(shí)驗(yàn)操作、體育運(yùn)動和操作表演等動作和操作示范教學(xué)中，教師最好一邊示范動作，一邊口頭講解動作要領(lǐng)。在諸如實(shí)驗(yàn)演示和模擬演示等演示教學(xué)中，一邊演示實(shí)驗(yàn)和模擬過程，一邊口頭講解實(shí)驗(yàn)和模擬原理。視-聽信息整合教學(xué)設(shè)計(jì)或教學(xué)方式有兩個(gè)關(guān)鍵的要領(lǐng)：一是視-聽信息同步整合，即教師將學(xué)生的目光吸引到哪里，教師就講到哪里；或者教師講到哪里就寫（畫）到哪里。例如，教師在黑板上推導(dǎo)公式或定理，就是講到哪兒寫（畫）到哪兒。二是視-聽信息異步整合。所謂視-聽信息的異步整合，一般是先給學(xué)生呈現(xiàn)圖表等視覺信息，然后指引學(xué)生觀察圖表，教師指引到哪里就講解到哪里。在設(shè)計(jì)PPT幻燈片時(shí)，最好像前一原則那樣設(shè)計(jì)圖文整合的屏面，然后教師指點(diǎn)圖形講解文本內(nèi)容。

需要指出的是，在Renkl提出的樣例學(xué)習(xí)指導(dǎo)原則中，上述兩種信息整合方法被合稱為“易化映射指導(dǎo)”（Easy-Mapping Guideline）。［3］其含義是，通過兩種信息整合的方法設(shè)計(jì)問題解決樣例，可以幫助學(xué)生匹配不同信息來源的信息，使不同來源之間相關(guān)信息的相互映射（或匹配）更加容易，從而提高學(xué)習(xí)效率。

（十二）樣例集設(shè)計(jì)原則

為讓學(xué)生直接注意解題樣例中某一方面的特征（比如問題的結(jié)構(gòu)特征），一種可能的辦法就是用某種特定的方式集合一系列解題樣例。Quilici等在1996年的研究中就使用了強(qiáng)調(diào)問題結(jié)構(gòu)特征的樣例集，這種樣例集的設(shè)計(jì)如下：（1）每種類型的問題都被一系列不同的表面故事樣例集所證明；（2）在不同類型的問題中使用相同的表面故事樣例集。［55］這種設(shè)計(jì)或安排，會使學(xué)生清楚地看到問題的表面特征和結(jié)構(gòu)特征并不都是同時(shí)變化的。而且依賴問題表面特征尋找正確解題方案是不可靠的。兩個(gè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果都表明，與控制組被試（只對所有給定類型的解題樣例做非常簡單的表面故事比較）相比，根據(jù)解題樣例的結(jié)構(gòu)特征給問題分類的實(shí)驗(yàn)組被試在解決遷移問題中表現(xiàn)出積極效應(yīng)。Quilici和Mayer于2002年重復(fù)驗(yàn)證了這種樣例集學(xué)習(xí)的積極效應(yīng)。

Paas等給被試提供六個(gè)幾何證明解題樣例，這些樣例屬于三種問題類型，隨著決定的價(jià)值類別而變化，在問題順序低變化的條件中，呈現(xiàn)多對不同構(gòu)的樣例，每一對里的數(shù)字值是不同的；在問題順序高變化條件下，每個(gè)樣例的價(jià)值都是不同的。高變化條件被假設(shè)有利于比較一系列包含相關(guān)和不相關(guān)的特征的樣例的加工，結(jié)果正如預(yù)期的那樣，高變化條件下遷移成績更高。［8］

有許多實(shí)驗(yàn)證據(jù)表明，樣例集效應(yīng)也有邊界條件。如果指向樣例比較的自我解釋沒有效果，則積極效應(yīng)就是不穩(wěn)定的。Scheiter等人發(fā)現(xiàn)強(qiáng)調(diào)結(jié)構(gòu)樣例的積極效應(yīng)只在要求被試比較樣例之間的相似點(diǎn)和不同點(diǎn)時(shí)出現(xiàn)。［25］在相似性推理研究中也有大量的證據(jù)證明，僅僅呈現(xiàn)一系列的多個(gè)樣例并不足以產(chǎn)生遷移。相反，只有提示被試必須比較樣例才會產(chǎn)生遷移效果。［36-37］另外，在樣例比較中，較多的支持條件比較少的支持條件效果更好。［36］

總之，樣例集設(shè)計(jì)，即通過典型的系列樣例設(shè)計(jì)來凸顯問題的結(jié)構(gòu)特征，對學(xué)習(xí)效果有積極的促進(jìn)作用。但是這種情況并不是必須出現(xiàn)的，為了保證樣例集的積極學(xué)習(xí)效應(yīng)，提示和訓(xùn)練都可以用來幫助學(xué)生進(jìn)行樣例的比較加工。

（十三）想象設(shè)計(jì)原則

筆者認(rèn)為，Sweller等人在實(shí)驗(yàn)中運(yùn)用的想象和Renkl提出的想象指導(dǎo)中的“想象”有兩種含義：其一，如果是對學(xué)習(xí)過的樣例內(nèi)容（包括問題、解題步驟和答案）進(jìn)行想象，其實(shí)就是對樣例內(nèi)容的回憶和再現(xiàn)；如果是對當(dāng)前所面臨的新問題（尤其是近遷移問題）的解題方案或解題步驟進(jìn)行想象，其實(shí)也是回憶或再現(xiàn)出樣例中的解題方案或解題步驟，并運(yùn)用到新問題的解決上。所以，與其說是“想象效應(yīng)”，不如說是“回憶效應(yīng)”或“再現(xiàn)效應(yīng)”。除此之外，在樣例學(xué)習(xí)與問題解決之間插入的想象，其作用是否與插入的作用緊密相關(guān)，還需要進(jìn)一步的研究證實(shí)。不過依筆者看來，主要還是回憶或再現(xiàn)的作用，與測試效應(yīng)關(guān)系密切。

按照上述分析結(jié)果，以往記憶研究中提出的“嘗試回憶”或“再現(xiàn)”復(fù)習(xí)或鞏固策略都是該原則的歷史性范例。因此，該指導(dǎo)原則可以推廣到一般教學(xué)中。

Sweller及同事的研究顯示，想象作用有邊界條件。［55-58］當(dāng)學(xué)習(xí)者不熟悉學(xué)習(xí)內(nèi)容時(shí)，不會產(chǎn)生想象作用。先備知識的缺乏也會阻礙學(xué)生執(zhí)行想象的指令，即當(dāng)學(xué)生不看樣例時(shí)，他們根本無法想象出問題的解法。因此，在問題解決技能習(xí)得的初期教學(xué)中，不應(yīng)該過早地提出想象指導(dǎo)。比較適宜的教學(xué)方案指導(dǎo)應(yīng)該是，首先讓學(xué)生學(xué)習(xí)解題樣例，然后再提出想象的要求。［56］

（十四）自我解釋的樣例設(shè)計(jì)原則

根據(jù)自我解釋效應(yīng)，在樣例中可以設(shè)計(jì)自我解釋的提示。提示分為兩類：第一類是提示被試闡釋樣例，即促進(jìn)學(xué)生對解題步驟和原理的理解；第二類是提示被試比較樣例，幫助學(xué)生形成或區(qū)分抽象的問題類別。

學(xué)生可以根據(jù)第一類提示進(jìn)行兩種自我解釋：基于原理的解釋和對目標(biāo)算符的闡釋?；谠淼慕忉屩赶蚪忸}方案背后的抽象原理，例如數(shù)學(xué)定理和物理學(xué)定律等。這種解釋促進(jìn)了學(xué)生對解題方案中基本原理的理解，其中還包括自主建構(gòu)有意義模塊的原理。Atkinson等在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)了基于原理的自我解釋效應(yīng)。［46］實(shí)驗(yàn)比較了要求學(xué)生根據(jù)潛在的概率學(xué)原理證明解題步驟合理性的各種情況。實(shí)驗(yàn)得出了自我解釋指導(dǎo)會提高學(xué)生解決近遷移問題（近遷移問題的結(jié)構(gòu)特征與樣例題相同，只是表面特征不一致，諸如數(shù)字或物體等）效果的結(jié)論。

目標(biāo)算符闡釋是學(xué)生通過辨識樣例中解題步驟所達(dá)到的子目標(biāo)，賦予算子意義的一種解釋方式。這種解釋顯示出學(xué)生對解題目標(biāo)和達(dá)到目標(biāo)所進(jìn)行的運(yùn)算的自我理解。這種自我解釋也能夠幫助學(xué)生有效解決遷移問題。［9］

使學(xué)生做出基于原理的自我解釋和目標(biāo)算符的自我解釋的主要指導(dǎo)方式有“訓(xùn)練”和“提示”兩種。例如，Renkl等人開發(fā)出一種在樣例學(xué)習(xí)中訓(xùn)練被試進(jìn)行自我解釋的方法。其中包括告知被試自我解釋的重要性、要求被試通過樣例學(xué)習(xí)自我建構(gòu)解題模型和與其他樣例進(jìn)行比較的自我訓(xùn)練方法。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，在目標(biāo)算符自我解釋的短暫訓(xùn)練（10~15分鐘）中顯現(xiàn)出訓(xùn)練的效果。這種訓(xùn)練對學(xué)生的自我解釋活動、遷移問題和相似問題的解決都有很大的促進(jìn)作用。［59］

在大多數(shù)自我解釋的樣例學(xué)習(xí)研究中采用的是提示的方法。該方法可以在實(shí)驗(yàn)中測量自我解釋效應(yīng)的大小。在許多采用電腦進(jìn)行樣例學(xué)習(xí)的實(shí)驗(yàn)中，有時(shí)需要被試在電腦屏幕呈現(xiàn)的文本框里輸入自我解釋的內(nèi)容；有時(shí)需要被試在列有解題目標(biāo)或解題原理的選項(xiàng)中選擇其中的一個(gè)作為自我解釋的選項(xiàng)。［59］

第二類自我解釋提示是提示被試做樣例比較的自我解釋。在類比推理的問題解決研究中強(qiáng)調(diào)了樣例比較的可能性。［60］通過解題樣例之間的相互比較可以使學(xué)生產(chǎn)生包含一般解題原理在內(nèi)的抽象問題解決圖式，這種圖式可以用來解決樣例學(xué)習(xí)之后的遷移問題。這里需要指出的是，闡釋樣例和樣例比較這兩種類型的自我解釋，其功能是相同的。基于原理的自我解釋是將解題樣例或解決步驟與抽象的解題原理聯(lián)系起來；比較兩個(gè)或更多個(gè)解題樣例或解題步驟，并告訴學(xué)生它們是應(yīng)用同一個(gè)解題原理的不同解題實(shí)例，也會產(chǎn)生相同的學(xué)習(xí)效果。

這種樣例比較是典型的問題類型內(nèi)比較，即一系列同類型的問題可以用相同系列的原理來解決。比如，學(xué)生通過比較某種類型概率問題的解題樣例后，他們就會發(fā)現(xiàn)題目中使用的數(shù)字和物體名稱與選擇合適的解決步驟無關(guān)，而與相同類型問題之間的結(jié)構(gòu)特征有關(guān)。在理想的學(xué)習(xí)狀態(tài)下，學(xué)生的注意力會直接朝向問題中恒定不變的結(jié)構(gòu)特征。因此，當(dāng)學(xué)生進(jìn)行樣例比較時(shí)，他們可以理解同類型問題中恒定的結(jié)構(gòu)特征，進(jìn)而辨別出適當(dāng)?shù)慕鉀Q步驟。當(dāng)然，在比較和辨別的過程中也存在大量的表面特征（諸如表面的故事等），但它們與學(xué)生選擇的解決步驟無關(guān)。

除了同構(gòu)樣例的比較之外，還有一些稱為“關(guān)鍵特征”的樣例比較，即幾個(gè)樣例中某些具體特征之間的差異更明顯，而且關(guān)注這些特征更為重要。這種樣例比較模型是由Bransford和Schwartz建立的。［61］比如，不同卻非常容易混淆在一起的概率問題的解題樣例，一種是“與命令相關(guān)”的，一種是“與命令無關(guān)”的。學(xué)生可以注意到當(dāng)解決概率問題時(shí)，檢查命令是否是相關(guān)的是非常重要的，而這里面的關(guān)鍵特征就是“與命令的相關(guān)性”。

有時(shí)類別內(nèi)比較和類別外比較是可以結(jié)合在一起的。所以，學(xué)生能夠發(fā)現(xiàn)看起來相似的問題（比如相同的故事表面結(jié)構(gòu)）也會需要不同的解決步驟；而看起來不相似的問題（比如不同的故事表面結(jié)構(gòu)）也可能會有相同的解決步驟。［55］Scheiter等發(fā)現(xiàn)，指導(dǎo)學(xué)生比較這些相似和不相似的樣例是很重要的。因?yàn)闆]有這種指導(dǎo)，他們就不能發(fā)現(xiàn)這種關(guān)注特征結(jié)構(gòu)的樣例集所帶來的積極效果。［62］

（十五）指導(dǎo)性解釋的樣例設(shè)計(jì)原則

如果學(xué)生不能對樣例做出自我解釋，就需要在樣例中呈現(xiàn)指導(dǎo)性解釋或“幫助性”解釋。在Renkl提供幫助性解釋的實(shí)驗(yàn)中，被試學(xué)習(xí)概率問題的解題樣例，在學(xué)習(xí)過程中他們有機(jī)會點(diǎn)擊“解釋”按鈕，這會最低限度地給被試提供包含解題原理在內(nèi)的有關(guān)解題步驟的解釋。當(dāng)被試認(rèn)為這種幫助能夠使自己繼續(xù)進(jìn)行自我解釋的時(shí)候，他們可以按“返回”按鈕回到原樣例的學(xué)習(xí)上來。如果被試需要更多的幫助性指導(dǎo)，他們可以按“更多幫助”的按鈕，這樣會幫助被試將樣例中的要素與解題公式中的要素進(jìn)行比較，并指導(dǎo)他們?nèi)绾未_定事物的概率。實(shí)驗(yàn)的控制組被試沒有機(jī)會請求這種幫助性指導(dǎo)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，有機(jī)會請求幫助的被試比沒機(jī)會請求幫助的被試在隨后進(jìn)行的遷移測驗(yàn)中表現(xiàn)得更好。［63］

Renkl還發(fā)現(xiàn)了三種能夠調(diào)節(jié)幫助效果的因素，在以下三種情況下可以發(fā)現(xiàn)幫助性解釋的積極作用：（1）當(dāng)以概念的理解作為學(xué)習(xí)結(jié)果的測量指標(biāo)時(shí)，幫助性解釋起積極作用；相反，如果幫助性解釋提供的是概念性解釋，則在問題解決上沒有產(chǎn)生積極的作用。（2）當(dāng)被試在樣例學(xué)習(xí)中沒有自我解釋（最典型的情況是被試的自我解釋是由“提示”引起的）時(shí)，幫助性解釋才有助于學(xué)習(xí)；而在被試能夠做出自我解釋時(shí)，兩種類型的幫助，即提示和指導(dǎo)性解釋就都是多余的。（3）幫助性解釋在數(shù)學(xué)內(nèi)容的樣例學(xué)習(xí)中是有效的。對此的一個(gè)有待驗(yàn)證的假設(shè)性解釋是，學(xué)生認(rèn)為學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)是非常難的，所以他們不能確定什么時(shí)候才能離開實(shí)驗(yàn)儀器。

（十六）錯(cuò)誤樣例和正誤樣例組合的設(shè)計(jì)原則

根據(jù)錯(cuò)誤樣例和正誤樣例對比的特有學(xué)習(xí)功能，在學(xué)習(xí)與教學(xué)中，給學(xué)生呈現(xiàn)一定的錯(cuò)誤樣例和正誤樣例的對比，可以幫助學(xué)生認(rèn)識到什么是錯(cuò)誤的，進(jìn)而澄清錯(cuò)誤的原因，并形成正確的認(rèn)識。

在樣例學(xué)習(xí)和樣例教學(xué)中，應(yīng)該根據(jù)學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中容易犯錯(cuò)誤的類型，恰當(dāng)?shù)厍矣嗅槍π缘亟o這些學(xué)生設(shè)計(jì)正確與錯(cuò)誤的樣例組合，使其在正誤樣例組合學(xué)習(xí)的過程中清楚地認(rèn)識到什么是正確的、什么是錯(cuò)誤的，以及進(jìn)一步識別錯(cuò)誤的類型、分析錯(cuò)誤的原因并掌握糾正錯(cuò)誤的方法。如此會使學(xué)生更準(zhǔn)確地理解和運(yùn)用正確的知識，并避免犯類似的錯(cuò)誤。

根據(jù)Gro?e等的研究結(jié)果，不宜過早地給學(xué)生提供錯(cuò)誤樣例。因?yàn)檫^早提供錯(cuò)誤樣例可能對基礎(chǔ)知識較差的學(xué)生不利。因此，在樣例學(xué)習(xí)和教學(xué)中，對初學(xué)者應(yīng)該先提供正確的樣例；在解決問題的過程中提供錯(cuò)誤樣例；在糾正學(xué)生的錯(cuò)誤時(shí)提供正誤樣例的對比。在Renkl提出的樣例學(xué)習(xí)指導(dǎo)原則中，將該種樣例設(shè)計(jì)原則稱為“錯(cuò)中學(xué)的指導(dǎo)”（Learning by Errors Guideline）。［3］

（十七）范例中示范者與學(xué)習(xí)者的相似性設(shè)計(jì)原則

鑒于范例學(xué)習(xí)的相似性效應(yīng)多是在幼兒和小學(xué)生的范例學(xué)習(xí)中發(fā)現(xiàn)的，所以，可以在幼兒和小學(xué)生動畫和視頻的范例設(shè)計(jì)中采用同齡人（同伴或同學(xué)）為教師代理人。又鑒于學(xué)生從能力相似或接近者的范例學(xué)習(xí)中獲益較多，因此，在動畫和視頻的范例設(shè)計(jì)中采用同齡人、而且能力相似或接近者為教師代理人，可能會有更好的學(xué)習(xí)效果。至于動畫和視頻中教師代理人性別、種族和口音等特征的設(shè)計(jì)，可以在教學(xué)實(shí)踐中不斷探索，以求得更好的教學(xué)效果。

上述教學(xué)設(shè)計(jì)原則是根據(jù)問題解決樣例學(xué)習(xí)實(shí)驗(yàn)研究的結(jié)果和認(rèn)知負(fù)荷理論的解釋提出的。它們適用于問題解決樣例學(xué)習(xí)的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和教學(xué)設(shè)計(jì)。當(dāng)把它們推廣到一般教學(xué)設(shè)計(jì)時(shí)要謹(jǐn)慎，既不能照搬和套用，更不能不考慮它們適用的邊界條件。樣例學(xué)習(xí)的研究正在深入，還會出現(xiàn)對教學(xué)設(shè)計(jì)有益的新研究結(jié)果。尤其是隨著規(guī)則樣例學(xué)習(xí)研究的深入開展，適用于規(guī)則學(xué)習(xí)的樣例設(shè)計(jì)原則會不斷涌現(xiàn)。所以，本文總結(jié)的只是樣例學(xué)習(xí)研究對教學(xué)貢獻(xiàn)的一部分。期待將來有更多有益于教學(xué)設(shè)計(jì)的研究成果問世。

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