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(首都師范大學(xué),北京 100037)
●姜秋羽
(遼寧省實驗中學(xué)陽光小學(xué),遼寧 沈陽 110148)
學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中,需要掌握多種學(xué)科的知識、技能與方法,而各個學(xué)科知識之間、學(xué)科知識內(nèi)部成分之間都存在或多或少的聯(lián)系,因此在學(xué)習(xí)過程中存在某種程度上的相互影響的現(xiàn)象,即學(xué)習(xí)遷移現(xiàn)象.所謂學(xué)習(xí)遷移現(xiàn)象可以科學(xué)地解釋為學(xué)習(xí)者在學(xué)習(xí)過程中的先行學(xué)習(xí)與后繼學(xué)習(xí)之間的相互影響,具體包括先行獲得的知識經(jīng)驗、動作技能、學(xué)習(xí)方法與新知識、新技能、新方法的學(xué)習(xí)之間的互相影響.
學(xué)習(xí)遷移現(xiàn)象在結(jié)合數(shù)學(xué)學(xué)科特點之后,就形成了獨特的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)遷移現(xiàn)象.數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)遷移現(xiàn)象在本文中可以定義為在數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)過程中,學(xué)生先后學(xué)習(xí)的數(shù)學(xué)知識、邏輯思維、解題技能、學(xué)習(xí)態(tài)度、思考方法之間相互影響、相互制約.繼學(xué)習(xí)遷移理論提出后,隨著研究的不斷深入,不同的心理學(xué)家針對不同的觀點進(jìn)行了全面深入的探究,最終提出以下5個理論:
該理論重視訓(xùn)練形式而輕視學(xué)習(xí)內(nèi)容,認(rèn)為學(xué)習(xí)遷移是無條件的、自發(fā)產(chǎn)生的,在數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)過程中,將概念方法作為訓(xùn)練解題的材料,學(xué)習(xí)理解知識概念遠(yuǎn)不如通過題海戰(zhàn)術(shù)訓(xùn)練解題能力來得重要.這種理論缺乏足夠的科學(xué)依據(jù).
該理論否定學(xué)習(xí)遷移是無條件自發(fā)產(chǎn)生的,認(rèn)為產(chǎn)生學(xué)習(xí)遷移的原因是兩種學(xué)習(xí)具有共同要素,數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)過程中的遷移現(xiàn)象可以被簡單的定義為以數(shù)學(xué)知識之間共同要素為紐帶進(jìn)行的學(xué)習(xí)遷移,而忽視了學(xué)習(xí)者數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)方式、邏輯思維等認(rèn)知結(jié)構(gòu)的遷移.這種理論是片面總結(jié)學(xué)習(xí)遷移理論的觀點.
該理論在共同要素理論的基礎(chǔ)上強(qiáng)調(diào)學(xué)習(xí)者經(jīng)驗的類化,認(rèn)為學(xué)習(xí)遷移產(chǎn)生的必要條件是兩種學(xué)習(xí)存在相同要素,關(guān)鍵因素是學(xué)習(xí)者能準(zhǔn)確地概括出兩種學(xué)習(xí)之間的共同原理,該理論對學(xué)習(xí)者的發(fā)現(xiàn)能力和概括能力有一定要求.
該理論認(rèn)為學(xué)習(xí)遷移產(chǎn)生的條件是學(xué)習(xí)者對兩種學(xué)習(xí)之間關(guān)系的理解和掌握,數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)遷移最重要的是取決于學(xué)習(xí)者能否理解各個學(xué)習(xí)過程之間形成的整體關(guān)系、能否理解所學(xué)習(xí)的數(shù)學(xué)原理與實際事物之間的關(guān)系,即對一切數(shù)學(xué)知識、數(shù)學(xué)情景的理解能力越強(qiáng)、頓悟能力越高、概括能力越全面,發(fā)生數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)遷移現(xiàn)象的概率就越大.
該理論認(rèn)為學(xué)習(xí)者原有認(rèn)知結(jié)構(gòu)是學(xué)習(xí)遷移現(xiàn)象產(chǎn)生的因素,一切有意義的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)都是在學(xué)習(xí)者原有數(shù)學(xué)認(rèn)知結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上進(jìn)行的.所謂數(shù)學(xué)認(rèn)知結(jié)構(gòu)即學(xué)習(xí)者頭腦中對概念知識、解題技能、學(xué)習(xí)態(tài)度等全部觀念的組織結(jié)構(gòu),是在數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)過程中影響遷移效果的重要原因.
數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)遷移現(xiàn)象根據(jù)不同的標(biāo)準(zhǔn)可以劃分為不同的類型,本文結(jié)合數(shù)學(xué)學(xué)科自身的特點,大致概括為以下5類:
數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)過程中不同的學(xué)習(xí)階段具有不同的學(xué)習(xí)目標(biāo)、學(xué)習(xí)重點和學(xué)習(xí)特征.后一階段的學(xué)習(xí)往往是建立在前一階段學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上的,會受到來自前一階段學(xué)習(xí)的知識、技能、方法的影響,同樣后一階段的學(xué)習(xí)會對前一階段的學(xué)習(xí)產(chǎn)生一定的影響.這些影響可能是積極的,稱為正向遷移即正遷移;也可能是消極的,稱為負(fù)向遷移即負(fù)遷移.
正遷移即先行獲得的知識、技能、方法對新知識、技能、方法的學(xué)習(xí)起到促進(jìn)的影響.學(xué)生在學(xué)習(xí)新知識時可以利用已有的知識水平、技能方法加快其掌握速度、加深其理解程度、增強(qiáng)其運用熟練度.例如,以三角形的內(nèi)角和知識為基礎(chǔ),通過組織學(xué)生觀察、類比、推理得到多邊形內(nèi)角和的公式;依據(jù)點到直線的位置關(guān)系公式可以類比判斷直線與圓的位置關(guān)系.
與此相反,負(fù)遷移即先行獲得的知識、技能、方法對后繼學(xué)習(xí)造成干擾,影響學(xué)生對新知識的理解.比如,小學(xué)生在學(xué)習(xí)除盡的問題時就會受到整除知識的干擾,將兩者混為一談;初中生在利用平方差公式處理習(xí)題時,往往會忽略公式的逆用,將題目復(fù)雜化;高中生在類比方程的實數(shù)根學(xué)習(xí)函數(shù)零點存在定理時經(jīng)?;煜齼烧叩牟顒e,造成錯誤的結(jié)果.
如果兩個學(xué)習(xí)階段沒有對彼此造成影響,也就沒有發(fā)生遷移現(xiàn)象,我們則稱這種情況為零遷移.因此根據(jù)基礎(chǔ)教育課程改革標(biāo)準(zhǔn),教育工作者要努力激發(fā)正遷移的產(chǎn)生,阻礙負(fù)遷移的干擾,促進(jìn)零遷移和負(fù)遷移轉(zhuǎn)化為正遷移.
數(shù)學(xué)課程是一門博大精深的學(xué)科,包含很多錯綜復(fù)雜、瑣碎的知識內(nèi)容,同時該學(xué)科本身就具有理解的抽象性、思維的邏輯性、應(yīng)用的廣泛性等特點.因此,學(xué)習(xí)者對已學(xué)的知識概念、方法技能等內(nèi)容的概括水平對后續(xù)新知識的學(xué)習(xí)效果會產(chǎn)生一定的影響.這些影響可能是同一概括水平的影響,稱為水平遷移或橫向遷移;也可能是不同概括水平的影響,稱為垂直遷移即縱向遷移.
水平遷移又稱橫向遷移,即學(xué)習(xí)內(nèi)容之間內(nèi)容難度、抽象程度、思維方法、邏輯關(guān)系等都是在同一水平上并列存在的,這些知識概念之間相互影響,從而降低學(xué)習(xí)者對同一概括水平的學(xué)習(xí)內(nèi)容的學(xué)習(xí)難度.例如,根據(jù)長方形的面積公式類比推導(dǎo)得出平行四邊形的面積公式;根據(jù)橢圓的定義及方程幫助理解雙曲線的定義及方程.
與此相對應(yīng),垂直遷移又稱縱向遷移,即在抽象性、概括性、邏輯關(guān)系等學(xué)習(xí)起來具有較大難度的內(nèi)容之間的相互影響.這種影響可表現(xiàn)為難度較高的影響難度較低的,即自上而下的遷移;或者是難度較低的影響難度較高的,即自下而上的遷移.比如任意角和平角、周角等概念的學(xué)習(xí);長方體、圓柱體等幾何概念和空間幾何體概念之間的相互影響.
在教育教學(xué)工作中,教師要區(qū)分水平遷移和垂直遷移,合理地安排知識結(jié)構(gòu),并利用學(xué)習(xí)遷移更好地完成教學(xué)任務(wù),從而幫助學(xué)生更好地掌握數(shù)學(xué)知識.
數(shù)學(xué)課程作為一門工具類型的學(xué)科,無論在日常生活中還是學(xué)術(shù)研究中都是必不可少的.針對數(shù)學(xué)課程中不同的學(xué)習(xí)單元、學(xué)習(xí)內(nèi)容、學(xué)習(xí)階段,學(xué)習(xí)者都會收獲不同的知識技能、思維方法、科學(xué)態(tài)度,并把這些收獲遷移應(yīng)用到今后的學(xué)習(xí)中.根據(jù)學(xué)習(xí)者遷移應(yīng)用到的不同范圍以及范圍的大小,我們將其分為一般遷移和具體遷移.
一般遷移又稱非特殊遷移或普遍遷移,即將在數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)過程中獲得的知識技能、思維方法、學(xué)習(xí)態(tài)度應(yīng)用到今后學(xué)習(xí)的各個領(lǐng)域,遷移的范圍十分廣泛,有利于促進(jìn)學(xué)習(xí)者的全面發(fā)展.例如,數(shù)學(xué)微積分的學(xué)習(xí)應(yīng)用到物理中解決計算問題;計算機(jī)程序員將數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的邏輯思維能力應(yīng)用于編寫程序的過程中.
具體遷移又稱特殊遷移,即將學(xué)習(xí)者在具體學(xué)習(xí)某些數(shù)學(xué)問題時獲得的某種具體的、特殊的、針對性較強(qiáng)的經(jīng)驗方法經(jīng)過整合加工遷移到類似的學(xué)習(xí)情境中,幫助學(xué)習(xí)者更迅速地掌握類似的知識概念.比如,在學(xué)習(xí)反證法后,針對題目條件不足或無從下手的情境,學(xué)習(xí)者可以結(jié)合題目自身特點,利用反證法來證明.
因此,在進(jìn)行教育教學(xué)研究時,針對不同的學(xué)習(xí)內(nèi)容,教師可對學(xué)生進(jìn)行正確的遷移引導(dǎo),使學(xué)習(xí)遷移在學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)過程中起到積極的促進(jìn)作用.
數(shù)學(xué)課程知識體系繁雜冗亂,需要日積月累才能真正掌握知識體系與結(jié)構(gòu).因此學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)知識是一個由淺入深、由易到難、由簡到繁的過程.學(xué)習(xí)者已有的知識經(jīng)驗、解題技能、邏輯思維與新知識、新技能、新方法之間存在相互影響的現(xiàn)象.根據(jù)學(xué)習(xí)遷移影響的方向來區(qū)分,可分為順向遷移和逆向遷移.順向遷移即先行學(xué)習(xí)對后繼學(xué)習(xí)的影響,學(xué)習(xí)者將已有的知識技能、經(jīng)驗方法作為基礎(chǔ)來學(xué)習(xí)新的知識經(jīng)驗,加快學(xué)習(xí)速度、理解程度,更好地掌握新知識.比如,“子曰:舉一隅不以三隅反,則不復(fù)也”就是順向遷移的最好例子.與此相反,逆向遷移即后繼學(xué)習(xí)的知識經(jīng)驗、方法技能可以使原有的知識結(jié)構(gòu)、經(jīng)驗方法得到鞏固、修正、重組整合,使學(xué)習(xí)者更加系統(tǒng)地掌握數(shù)學(xué)知識體系、認(rèn)知結(jié)構(gòu),對所學(xué)知識有更加深刻的理解.例如,初中課程的負(fù)數(shù)知識補(bǔ)充了小學(xué)課程中整數(shù)知識體系的不足;指數(shù)函數(shù)、冪函數(shù)等函數(shù)的學(xué)習(xí)使學(xué)習(xí)者對初等函數(shù)體系有了更深刻的認(rèn)知.
數(shù)學(xué)課程作為一門基礎(chǔ)性工具學(xué)科,在其他學(xué)科中也有著廣泛的用途.因此,數(shù)學(xué)教學(xué)過程不僅要注重知識概念體系的掌握還要關(guān)注邏輯思維能力的培養(yǎng).根據(jù)學(xué)習(xí)者遷移內(nèi)容的不同,將學(xué)習(xí)遷移分為知識概念遷移和思維方法遷移.
知識概念遷移,即學(xué)習(xí)者利用已知的知識概念去理解類似的未知概念、簡化未知概念的學(xué)習(xí)過程,從而對新概念的理解更加深刻、更加徹底.例如,三角形的概念對直角三角形、鈍角三角形、銳角三角形等特殊三角形概念的遷移;數(shù)列的概念對等差數(shù)列、等比數(shù)列等特殊數(shù)列的影響.
與此對應(yīng),思維方法遷移即是學(xué)習(xí)者將數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)過程中訓(xùn)練形成的邏輯思維能力、數(shù)學(xué)思想方法應(yīng)用到其他學(xué)科或日常生活中,用數(shù)學(xué)的眼光去看待世界,用數(shù)學(xué)的方法去研究世界.比如,利用微積分學(xué)去研究物理問題;利用線性規(guī)劃知識解決產(chǎn)品收入最大化問題.
學(xué)習(xí)遷移現(xiàn)象的實質(zhì)就是學(xué)習(xí)者對先后所學(xué)知識的概括總結(jié),也就是我們通常所說的聞一知十、融會貫通.凡是學(xué)習(xí)過程幾乎都會發(fā)生學(xué)習(xí)遷移現(xiàn)象,因此從事教育工作的學(xué)者們都應(yīng)該將教育視為“為遷移而教”,這樣才能更好地完成教學(xué)任務(wù),幫助學(xué)生系統(tǒng)地掌握科學(xué)文化知識,使學(xué)習(xí)者成為德、智、體、美全面發(fā)展的具有獨立個性的社會主義建設(shè)者和接班人.因此,研究數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)中的遷移現(xiàn)象及其規(guī)律對實現(xiàn)數(shù)學(xué)教學(xué)目標(biāo)具有非常重要的現(xiàn)實意義.
一切有意義的學(xué)習(xí)都有遷移,數(shù)學(xué)學(xué)科尤其明顯,數(shù)學(xué)知識的系統(tǒng)性、邏輯性、概括性決定了這一切,當(dāng)代教育心理學(xué)家研究指出:每一種新知識的學(xué)習(xí)無不是舊知識向新知識的遷移過程,各種知識對人的大腦皮層的刺激與反應(yīng)的影響相似因素越多,越容易引起遷移[1].因此,教育者在教學(xué)工作中,要加強(qiáng)學(xué)習(xí)者對已學(xué)知識的掌握程度,并合理安排課程結(jié)構(gòu),引導(dǎo)學(xué)生充分利用已有的知識技能去研究和掌握類似內(nèi)容的知識,利用已知探究未知.
例如,在講橢圓的定義及方程時,教師往往利用圓的定義與方程來進(jìn)行類比教學(xué),這樣既可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,又可以將課程講解得更為透徹,同時利用數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)中的學(xué)習(xí)遷移無形之中降低了學(xué)生學(xué)習(xí)的難度,豐富了學(xué)生的知識體系,讓學(xué)生充分感受到知識產(chǎn)生的過程,從而促進(jìn)正遷移、順向遷移的發(fā)生,最大限度地提高了課堂教學(xué)效率.
數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)過程猶如一項浩大繁瑣的建筑工程,需要時刻考慮它的整體性.數(shù)學(xué)課程的分支課程有很多,初等教育涉及代數(shù)、幾何、分析、概率、統(tǒng)計等,高等教育又將其分門細(xì)化包括分析學(xué)、高等代數(shù)、高等幾何、微分方程、拓?fù)鋵W(xué)、泛函分析等等,這眾多的分支緊密相聯(lián)、互相銜接構(gòu)成邏輯縝密、概括性強(qiáng)的數(shù)學(xué)學(xué)科體系.這就需要學(xué)習(xí)者在學(xué)習(xí)新知識后對已有知識做到溫故知新、及時鞏固,將新學(xué)習(xí)的知識技能、思想方法、邏輯思維與已經(jīng)學(xué)習(xí)的內(nèi)容聯(lián)系起來,這樣既可以將新的知識整合歸納到已有的數(shù)學(xué)認(rèn)知體系中,又可以對先行學(xué)習(xí)的知識內(nèi)容起到促進(jìn)作用,利用新知鞏固舊知,完善學(xué)習(xí)者的數(shù)學(xué)認(rèn)知結(jié)構(gòu),有助于提高學(xué)習(xí)者的思維靈活程度和擴(kuò)大遷移能力的應(yīng)用范圍.
在數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)中,基礎(chǔ)知識的掌握和基本技能的訓(xùn)練是思維聯(lián)想的基石,也是數(shù)學(xué)解題的重要條件[2].基礎(chǔ)知識和基本技能的遷移對學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)效率、解題速度、理解能力都有促進(jìn)作用.依據(jù)已經(jīng)形成的邏輯思維,學(xué)生在解題時會迅速聯(lián)想到與題目有關(guān)的基礎(chǔ)知識和基本技能,從而加速對問題的解決.
例如在處理方程32x-3x+1-4=0時,學(xué)生會很快聯(lián)想到指數(shù)函數(shù)、對數(shù)函數(shù)的運算性質(zhì)以及一元二次方程的解題方法,從而快速得出結(jié)果.因此在數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)中,應(yīng)當(dāng)強(qiáng)調(diào)基礎(chǔ)知識的掌握和基本技能的訓(xùn)練,即要理解抽象程度強(qiáng)的、概括水平高的數(shù)學(xué)基本概念、公式、法則、原理等以及把握相應(yīng)內(nèi)容所表現(xiàn)的數(shù)學(xué)思想方法,并通過基礎(chǔ)知識強(qiáng)化基礎(chǔ)技能.在數(shù)學(xué)課堂上重視雙基并反復(fù)強(qiáng)化,為思維聯(lián)想創(chuàng)造條件,提高學(xué)生的聯(lián)想能力.以聯(lián)想思維為紐帶,利用基礎(chǔ)知識、基本技能的遷移提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率和解題能力.
奧蘇泊爾認(rèn)為,學(xué)生的原有認(rèn)知結(jié)構(gòu)是實現(xiàn)遷移的“最關(guān)鍵因素”[3].建立良好的認(rèn)知結(jié)構(gòu)是實現(xiàn)知識遷移的關(guān)鍵.在數(shù)學(xué)教學(xué)中,教師要緊密結(jié)合最近發(fā)展區(qū)理念,按照學(xué)生現(xiàn)有的思維發(fā)展和認(rèn)知水平進(jìn)行教學(xué),以舊知識引入新知識,引導(dǎo)學(xué)生在分析新知識時要時刻聯(lián)想相應(yīng)的舊知識,在學(xué)生已有的認(rèn)知結(jié)構(gòu)中實現(xiàn)對知識的理解與內(nèi)化,賦予該知識點更多的信息,使它與其他知識建立外顯或內(nèi)隱的聯(lián)系,從而完善學(xué)生的認(rèn)知結(jié)構(gòu)[2],從而幫助學(xué)生準(zhǔn)確深入地理解數(shù)學(xué)概念、原理、公式、法則,理清其內(nèi)在邏輯順序,找到知識間的內(nèi)在聯(lián)系,有效地分析并解決數(shù)學(xué)問題,提高數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的質(zhì)量.
簡單來說,數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)中遷移現(xiàn)象的實質(zhì)就是概括,越具有概括性的知識其遷移的范圍越廣.正如布魯納所指出的一樣,概括性在數(shù)學(xué)思維中有著重要的作用.在數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)中,重視基本概念、基本原理的理解,重視數(shù)學(xué)方法的掌握,其意義就在于對這些知識的概括水平越高,就越容易實現(xiàn)廣泛的、效果良好的遷移[4].許多研究表明,影響學(xué)生學(xué)習(xí)遷移效果的困難不是來自學(xué)習(xí)本身,而是由于學(xué)生缺乏對問題間共同原理的概括意識和概括能力.為解決此類問題,教育工作者要倡導(dǎo)“主動”的學(xué)習(xí)方式,實現(xiàn)有意義的學(xué)習(xí),改變學(xué)生的“接受式學(xué)習(xí)方式”,將其轉(zhuǎn)變?yōu)椤爸鲃訁⑴c學(xué)習(xí)和意義建構(gòu)”.
例如,針對課外作業(yè)中的難題、錯題、一題多解等進(jìn)行研究,組織學(xué)生進(jìn)行分組討論,充分調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和創(chuàng)造力,完善思維,開闊視野,提升概括能力,完成知識間的互相遷移,從而提高遷移效率,改善學(xué)習(xí)質(zhì)量.
古人云:“授人以魚,不如授人以漁”.一名從事數(shù)學(xué)教育的工作者,有義務(wù)在教學(xué)過程中熟練掌握學(xué)習(xí)遷移規(guī)律,主動利用學(xué)習(xí)遷移現(xiàn)象,提高課堂教學(xué)效率,培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)遷移能力,引導(dǎo)學(xué)生掌握正確的學(xué)習(xí)方法,幫助學(xué)生構(gòu)建數(shù)學(xué)知識體系、形成邏輯認(rèn)知結(jié)構(gòu).“數(shù)學(xué)王子”高斯曾說“給我最大快樂的,不是已懂的知識,而是不斷地學(xué)習(xí);不是已有的東西,而是不斷地獲??;不是已達(dá)到的高度,而是不斷地攀登.”徜徉在數(shù)學(xué)知識的海洋里,追求理想的彼岸,是每位數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)者共同的追求.數(shù)學(xué)教師是教學(xué)活動中的指導(dǎo)者,要時刻牢記“為遷移而教”的活動主題,指導(dǎo)學(xué)生“為遷移而學(xué)”的活動目的,豐富數(shù)學(xué)課堂內(nèi)容,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的積極情感,多進(jìn)行有意義的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)與探索研究.
學(xué)習(xí)遷移現(xiàn)象只是數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)過程中的影響因素之一.要想提高學(xué)生的數(shù)學(xué)水平,教師還要結(jié)合學(xué)習(xí)的內(nèi)部原因、情境條件等因素,合理地運用數(shù)學(xué)教學(xué)規(guī)律,這樣才能獲得理想的教學(xué)效果.