教师策略性知识的成分与结构特征研究，本文主要内容关键词为：性知识论文,成分论文,特征论文,策略论文,结构论文，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。
中图分类号：B842.1
文献标识码：A
文章编号：1002-0209(2002)04-0035-08
1987年梅耶(R.E.Mayer)从广义知识观的观点出发，在综合了加涅和安德森知识观和技能观的基础上，将专家的认知结构用陈述性知识、程序性知识、策略性知识来描述。策略性知识是专家认知结构中的最高层次，也是区别专家与新手的重要指标。策略性知识是指学习、记忆或解决问题的一般方法，包括应用策略进行自我监控（梅耶R.E.Mayer）[1]。在教育教学活动中，专家型教师面对复杂的情境，尤其是以前不曾遇到或很少遇到的情境，总会产生其特有的方法。用这种特有的方法解决教学问题，可以实现预期的教学目标，保证教学成功。因此，研究专家型教师的策略性知识库的成分和结构，对于从认知结构角度研究教师问题解决能力具有一定的理论意义，同时对于加快新手教师转变为专家型教师具有一定的现实意义。
一、问题提出
策略性知识库的成分和结构是区别专家型教师与新手教师的重要判据。根据近年国内外的研究，新手教师的策略性知识仅限于手段——目标分析法(Means-Ends)，这是一种反方向的解决问题的方法，是一种较为初级的策略，这也是新手广泛用于解决陌生问题基本策略（John.Sweler和Renee Elio等）[2][3]。而专家型教师不仅具有一定的教学经验，而且面对陌生问题将具备一套较为高级、较为复杂的策略性知识。专家型教师与前者最大的差异就是可以频繁地应用这些策略性知识，使陌生问题逐渐转变为自己熟悉的问题或可以控制的问题，以达到解决问题的目的。该策略性知识构成专家的策略性知识库。策略性知识库的成分与结构特征是专家型教师认知结构的重要内容。
尽管策略性知识这一概念的提法是梅耶于10多年前提出的，但国内外关于策略性知识的结构特征研究尚未见到。在本人前期的理论研究中，曾根据策略性知识在课堂教学活动中的表现，将策略性知识划分为5个维度，即：表述明确性、思维指向性、先决知识利用率、基本原理显著性和过程监控。但这种划分还未得到实证数据的支持，需要做进一步验证性研究。
二、研究方法
以往的研究手段通常是采用探索性研究，即对关于研究问题的诸有关变量做探索性因素分析(Exploratory Factor analysis)，这是一种通过数据本身特征来探索其支持的最佳模型。这种方法的优点是按照数据支持的最高程度来生成模型。但突出的问题是研究者对生成的模型中各因素可能很难解释，尤其是在建构变量本身的选择还处于尝试阶段时。这种方法的另一个重要缺陷就是对于高度相关的因素很难建立令人满意的模型，而因素间相关在心理学研究中是普遍存在的。现阶段一种较为先进的研究方法采用验证性研究，即对关于研究问题的诸有关变量做验证性因素分析(Confirmatory Factor analysis)，这是一种以研究者最初构建的模型为基础，通过对数据的叠代计算来验证数据对模型的支持程度。当数据对模型的支持程度不能达到可接受水平，可以在计算机软件系统的建议下，有选择地修改模型。这种方法的优点体现为整个分析过程是在研究者参与下进行的，模型的建构和修改都得到研究者的认可，成为一种有一定目的的决策过程。产生的模型必将能够由研究者解释，除非数据本身根本不能支持任何一种可解释的模型。本研究拟采用这种验证性研究方法。
1.被试选择
考虑样本来源应当具有一定的广泛性以控制不同经济条件和教育环境等影响因素，本研究的被试选自北京市西城区、东城区、丰台区、朝阳区、通州区和湖北天门等地区的教龄在5年左右的59名中青年高中物理教师。这些教师分别来自不同地区的重点中学、普通中学。
2.研究工具
以本人编制的《高中物理教师认知结构的模拟系统》软件为测试工具，该软件是一种基于人工智能的专家系统软件。软件提供了6节高中物理课程，被试用鼠标选择和拖曳相应的知识概念以进行课堂教学的规划决策。软件系统将被试的教学行为收集并编码，再与专家型教师的行为进行对照，产生评价数据。将收集到的各项数据利用SPSS for Windows (V6.0)统计软件包进行一般统计分析和LISREL for WINDOWS (V8.0)软件做验证性因素分析，以期检验被试策略性知识的维度划分，并经过修正构建数据能够支持的更为科学的子维度结构。
3.原模型结构
原模型设计主体思想主要依据林崇德教授的“思维心理结构”理论体系，结合学科教学论的原则思想以及认知结构理论，对策略性知识共分为5个亚维度，12个变量。结构如图1所示：
图1 策略性知识的五维度模型
这些变量涉及到专家型教师在6节高中物理课中运用策略性知识的共计123处教学环节的安排设计，反映被试教师在上述课程中有多少次运用了有关的策略性知识。实验将表现出专家与新手的差异是否明显。
(1)亚维度一：知识表征S1
专家型教师对行为能否正确、迅速地表征问题有很高的要求。其表述方式对于一般学习水平的学生和较高水平的学生都能够产生深刻的印象。问题表征的重点非常突出，逻辑关系显著。例如：在“牛顿第二定律”课的“课堂演示实验”环节中，专家型教师非常重视“表现加速运动”这一概念的表征。而新手教师就较为注重表征“测量位移”、“测量速度”、“测量拉力”和“测量物体质量”等概念（根据本实验统计结果，以下亦同）。新手教师在教材的理解方面尚未达到专家型教师的水平，更为关键的是新手教师还没能将“表述明确性”作为一项策略经常性地运用。这一方面作为一个亚维度，预先设定一个有关变量“表述明确性”C1。C1涉及到专家型教师在6节高中物理课中运用策略性知识的共计34处教学环节的安排设计。
(2)亚维度二：思维的指向性S2
思维指向性是依据林崇德教授关于“思维心理结构的组成因素”的思想建立的，重点体现了思维心理的静态结构。将这一方面作为一个亚维度，预先设定三个有关变量C21、C22、C23。即：
思维的目的C21：
专家型教师在教学过程中教学思想的目的性与教学行为的导向作用渗透于他的教学规划设计之中。在一些关键的教学环节中总是能够体现出教师在教学活动中的主导作用。在教学规划和设计方面主体思想十分明确。例如：在“单摆”课的“新课教学”环节中，专家型教师非常重视“是否简谐运动”这一概念的表征。而新手教师就较为注重“周期与振幅无关”、“周期与摆长有关”等概念的表征。这反映出新手教师在教学中经常性地陷入偏离主体思想或被动地就事论事地理解教材内容。该变量涉及到专家型教师在6节高中物理课中7处运用的教学环节的安排设计。
思维的过程C22：
专家型教师在教学过程中不仅能够积极使用综合分析、抽象概括、比较分类、教学内容系统化和具体化等手段，而且能够有意识地运用信息加工的观点对知识进行编码、重编码（即：进行知识重组）和概括。例如：在“牛顿第二定律”课上，专家型教师用到“综合实验结果”等教学规划决策，而新手教师就较少地进行这些分析概括。变量C22涉及到专家型教师在6节高中物理课中13处运用“思维过程信息加工理论”思想进行教学环节的安排设计。
思维的材料C23：
遵照学生思维发展的客观规律，逐渐将学生以具体形象思维为主的方式向理性抽象和逻辑思维等方式引导。从而使学生思维能力得到提高。教学过程中经常将思维的结果从感性上升为理性。例如：在“单摆”课的“新课教学”环节中，专家型教师非常重视“是否简谐运动”这一概念的表征，并以此为切入点引入简谐振动的实质。而新手教师就较为注重“周期与振幅无关”、“周期与摆长有关”等概念的表征。这说明新手教师此时是将注意力集中于简谐振动周期公式的推导上。变量C23涉及到专家型教师在6节高中物理课中7处运用的教学环节的安排设计。
(3)亚维度三：先决知识利用率S3
专家型教师在教学活动中，十分善于将新的学习材料与学生认知结构中已经建立的有关内容联系起来，即如奥苏伯尔所提倡的“接受教学”。新的概念与命题同学生认知结构中原有的相关概念形成三种不同的关系：下位关系、上位关系和并列关系。也就是类属关系、总括关系和平行关系。这是一种建立和扩充程序性知识的策略手段，从而有利于新知识、新概念和新命题在学生认知结构中的同化和顺应。新手教师则往往会将新的概念或命题当作孤立环节处理，因而放弃了一些“学习的意义”（奥苏伯尔关于“有意义的学习”理论）。本实验将把这一方面作为一个亚维度，预先设定三个有关变量C31、C32、C33。即：
下位关系C31：
该变量涉及到专家型教师在教学活动中有意识地将当前的新知识、新概念和新命题作为先前学习过的某一概念或命题的子概念或子命题来讲授。将一些教学新概念与学生先前学过的一些理论以及该理论在头脑中建立的认知结构联系起来，并成为该理论的扩展和应用。变量C31涉及到专家型教师6节高中物理课中运用的9个教学知识点的安排设计。
上位关系C32：
该变量涉及到专家型教师在教学活动中有意识地将当前讲授的新知识、新概念和新命题作为对先前学习过的某一概念或命题的理论总结和归纳，进一步提升，以达到建立新的研究高度。变量C32涉及到专家型教师在6节高中物理课上运用的5个教学知识点的安排设计。
并列关系C33：
该变量涉及到专家型教师在教学活动中有意识地用某一理论将当前讲授的新知识、新概念和新命题与先前学习过的某些概念或命题统一起来。专家型教师经常将不同模型的运动或不同对象的描述用同一理论进行解释。该变量涉及到专家型教师在6节高中物理课中运用的5个教学知识点的安排设计。
(4)亚维度四：基本原理定位S4
专家型教师在教学活动中经常使用基本原理作为知识网络的构建前提。在专家型教师的教学规划中，原理的指导作用突出，基本原理所在的网络节点层次高。而新手教师尽管也考虑到某些原理的地位和指导作用，但该原理的出现经常处于较低的层次，不再能起到指导推理逻辑的作用。这一方面作为一个亚维度，预先设定一个有关变量“原理显著性”C4。C4涉及到专家型教师在6节高中物理课中运用基本原理作为教学过程逻辑导向的安排设计共计17处教学环节。
(5)亚维度五：过程监控S5
过程监控是依据林崇德教授关于“思维心理结构的组成因素”的动态结构建立的。作为一个亚维度，过程监控包含四个有关变量，即：计划性和准备性、评价性与反馈性、调节性与校正性以及反省性。专家型教师在教学过程中依靠过程监控策略把握课堂教学，使自己的每一项课堂教学活动都自始至终地处于有目的的控制之下。
计划性和准备性C51
教学的计划性和准备性是指教师对自己教学活动的预先计划和安排以及计划和安排的合理性。在许多教学过程中，教学引导和教材处理是专家型教师非常关注的。实验中，发现新手教师使用该项策略的水平通常不超过专家型教师的1/4-1/3。C51该变量涉及到专家型教师在6节高中物理课中运用的6个教学知识点的安排设计。
评价性与反馈性C52
教学的评价性与反馈性是指教师对自己教学活动的监察、评价和反馈。课堂讨论是专家型教师经常采用的方法之一。例如：以学生为主体地进行课堂讨论，让学生自己设计实验以及总结讨论实验结果等。这些教学行为在新手教师的课程设计中很少见到。新手教师通常担心教学活动的失控，从而不敢大胆放手让学生进行自主活动。C52该变量涉及到专家型教师在6节高中物理课中运用的8个教学知识点的安排设计。
调节性与校正性C53
教学的调节性与校正性是指教师对自己教学活动所进行的调节、校正和有意识的自我控制。通过一些特殊问题的讨论和例题的练习来调节校正教学活动中的偏差是专家型教师常用策略之一。该变量涉及到专家型教师在6节高中物理课的运用的6个教学知识点的安排设计。
反省性C54
教师对自己教学活动的反省性经常是通过课后的反思和通过学生课后作业练习进行的。专家型教师除了通过课后思考来进行反省外，还经常通过布置课后作业的形式来了解学生课堂掌握的情况，并以此为依据实现课堂教学的改善。因此，课后作业的布置就是一项非常重要的环节了。课后作业的布置决不只就教科书上布置的几道习题进行安排，专家型教师往往抓住这一环节进行课堂教学的考察。而这些方面，新手教师是不太容易注意到的。该变量涉及到专家型教师在6节高中物理课中运用的6个教学知识点的安排设计。
三、实验结果
按照上述的理论构想，对物理教师策略性知识的结构采用LISREL for Windows(V8.0)软件的验证性因素分析(Confirmatory Factor Analysis)手段对此模型做检验。原5维度模型关于策略性知识的5个亚维度假设分析结果不够理想，这表明数据对这种5维度模型的支持程度不够。进一步根据检验过程所提供的参考修改意见(modification indices and expected change)对模型进行反复修正，经过约20次对模型的修正，模型对数据的拟合达到最佳。得到修正的教师策略性知识结构的3维度模型。模型的教学表达式为：
Ci=λiCEj+δi
式中的Ci为各个观测变量(Observed Variables共计12个），CEj为潜因素(Latent factors)λi是观测变量Ci对潜因素CEj的载荷(factor loadings)，δi为观测变量的测量残差。
利用该模型可以对教师的策略性知识结构成分进行定量化分析解释。详见下图2：
图2 修正后的策略性知识的三维度模型
拟合模型图2产生于LISREL for Windows(V8.0)。模型中各个参数的意义如下：
该模型将教师的策略性知识分为3个亚模型。由椭圆型框表达，即策略性知识的3个亚维度。以这3个亚模型作为潜因素(Latent factors)CE1、CE2和CE3。结构模型中涉及到12个观测变量(Observed Variables)，长方型框表达的是关于策略性知识亚模型的有关观测变量。每个长方型框有线段与潜因素相连，线段表示路径(Path)，并标出载荷因子。载荷因子的数值都很大（可接受值应大于0.2，越大越好）。观测变量之后的数据为拟合残差，数值都很小。
修正模型的拟合优度分析的具体数据如下：
GOODNESS OF FIT STATISTICS
CHI-SQUARE WITH 51 DEGREES OF FREEDOM=85.98(P=0.0016)
GOODNESS OF FIT INDEX(GFI)=0.81
ADJUSTED GOODNESS OF FIT INDEX(AGFI)=0.70
PARSIMONY GOODNESS OF FIT INDEX(PGFI)=0.53
NORMED FIT INDEX(NFI)=0.88
NON-NORMED FIT INDEX(NNFI)=0.93
PARSIMONY NORMED FIT INDEX(PNFI)=0.68
COMPARATIVE FIT INDEX(CFI)=0.95
INCREMENTAL FIT INDEX(IFI)=0.95
RELATIVE FIT INDEX(RFI)=0.84
其中第1项中的卡方比自由度可得1.68588（理想值应小于5，越小越好），后面的4项重要指标如：第2项拟合优度指数GFI=0.81、第3项调整拟合优度指数AGFI=0.70、第8项比较拟合度指数CFI=0.95和第9项增长拟合度指数IFI=0.95等，均超过0.5（理想值应大于0.5，越大越好）。上述修正后的模型可以说是十分理想的。
总体来看，上述结果表明数据对3维度模型的支持程度相当高。
四、实验结论
修正后的模型将“知识表征S1”并入“思维指向性S2”后，重新定义为：“思维导向策略CE1”。将“基本原理定位S4”并入“先决知识利用率S3”后，重新定义为：“知识同化策略CE2”。而“过程监控”仍然维持原定义不变，称为：“过程监控策略CE3”。3维度模型克服了原5维度模型中的部分成分冗余，使模型的结构更加合理和便于理解。“表述明确性”作为一种策略成分是“思维指向性”基本保证，思维是一种内隐的心理活动，而表述是一种思维的外部行为。二者共同构成教师在教学活动中思维导向策略。“原理显著性”是先决知识与当前讲授知识进行关联的原则。因为二者是通过基本原理来建立不同的关联关系的。“过程监控”作为策略中的高层次结构成分仍维持原有地位不动，形成思维结构的动态成分。重新定义后的3个维度模型解释如下：
1.思维导向策略
从认知结构观点出发的思维导向策略的概念同布鲁纳学习理论和皮亚杰认知发展理论在很大程度上是相对应的。布鲁纳主张：为了使学生在学习时所知觉的内容更有意义，教师应当把教学内容加以组织，使学生尽快地得到该学科的基本内容。在这里，教师的思维导向作用是显而易见的。布鲁纳的观点还可以理解为：教学过程应当帮助学生掌握某学科的基本结构。结构本身既是一种思维的产物，又是一种思维的过程。既包含了学科的基本内容，又包含了理解这些内容之间逻辑关系的思维方式。因此，教师教学策略的制定必须符合林崇德教授提出的“思维心理结构的组成因素”的客观规律，即思维的静态结构——思维的目的、思维的过程和思维的结果。
思维导向策略是专家型教师在教学活动中发挥教师主导作用的基本策略。教师在教学过程中各种教学行为要明确表现出其教学思想的目的性与定向作用，克服盲目性和被动性。这体现出专家型教师特有的心理素质。每节课的主导思想明确之后，就要运用各种措施来确保主导思想的实现。教学过程中运用综合分析、抽象概括、比较分类、系统化和具体化等方法，以及由感性上升为理性的手段来充分发挥思维导向策略的效果。而所有这些手段方法的实施都需要有表述明确性作为基础。系统规范“语言”的设计，以及使问题表征简明、准确，使教学重点突出，逻辑关系显著，记忆与推导有机结合。可以有效地引导学生将注意力聚焦于问题的关键部位，使逻辑思路紧凑。
2.知识同化策略
知识同化策略的理论是源于奥苏伯尔的认知同化理论。奥苏伯尔对认知结构理论具体化地提出有意义的学习过程应是原有知识同化新知识的过程。并提出接受教学，即教师要把新材料与学生认知结构中已经建立的有关内容联系起来。新概念或命题同认知结构中原有的有关概念建立起一定的关系（即所谓下位关系、上位关系、并列关系），把学生已有的概念放到这三种关系的背景中，使学习和理解新材料更为容易。
知识同化策略是专家型教师在教学活动中将彼此间有关联的陈述性知识整合为程序性知识的关键策略。新手教师在教学活动中还不能有意识地把陈述性知识建立起组织，以形成程序性知识。将当前讲授的知识与先决性知识建立起关联，而建立关联的原则是以突出基本原理的地位为目标的。当前讲授内容与先决性知识的关联从基本原理的角度衡量可以是下位关系、上位关系、并列关系，教师在教学过程中能够从基本原理的高度来分析这种关联。这种关联的实质就是对陈述性知识的整合，使其尽快形成组织，从而在教学过程中充分体现出专家型教师建构程序性知识的指导思想。这就可以完备地解释为什么专家型教师程序性知识的建立无论是在速度方面还是质量方面不但优于新手教师，而且优于有一定教学经验的教师。
3.过程监控策略
过程监控策略可以在元认知理论中找到依据，这就是元认知监控。按照Flavell提出的观点，过程监控是主体在认知的全过程中，将自己正在进行的认知活动作为意识的对象，不断地对其进行积极地、自觉地监察和控制的过程。Flavell还曾经对元认知监控进行过四因素的划分，即：制定计划、实际控制、检查结果和采取补救措施。这与我们所用的四个变量基本相同。可以说我们当前所运用的概念是元认知理论在教师认知结构研究中的深化。
过程监控策略是专家型教师对自己教学原则执行的检查监督以及行为调整的重要策略。专家型教师对自己教学活动的计划和安排包括对教材的准备、对学生的准备以及对教学过程中可能发生的问题的准备，是教学过程监控的前提。教师对自己教学活动的监察、评价和反馈，反映了教师对教学活动中所出现问题的敏感性和批判性，是教师教学过程监控能力的基础。本研究实验的测量得分结果表明专家型教师善于发现教学过程中的各种问题，其敏感程度远远超过新手教师和有一定教学经验的教师。教师对自己教学活动进行的调节、校正和有意识的自我控制，是教师对教学过程监控的具体实施。本研究实验反映出专家型教师进行调节、校正和自我控制的水平以及方式手段都是新手教师无法相比的。另外，他们除了进行课后反思总结经验以外，还可以通过各种辅助手段，如：讨论、练习和作业对自己教学活动的效果进行反省，并采取补救措施。在这些方面，新手教师则往往想不到。
本研究表明：教师认知结构中的策略性知识存在一定的心理结构。这种结构是专家型教师经过长期的工作实践、理论学习和归纳总结建立起来的。一名教师从新手到专家的发展历程必不可少地要经历策略性知识结构的建构过程。从本研究中被试的情况可以看出，专家型教师的策略性知识结构远比新手教师来得完善和复杂，这表明教师的策略性知识是后天习得的，这就为青年教师的培养提供了一条可以参照的科学途径，使青年教师的成长目标进一步明确，操作性进一步加强，时间上进一步缩短，质量上进一步提高。