学优生与学困生陈述性知识结构化程度差异的探讨，本文主要内容关键词为：性知识论文,结构化论文,差异论文,程度论文,学困生论文，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。
一、问题的提出
学科或专门领域内的问题解决涉及大量专门知识的应用，这些专门知识是问题解决的基础。离开这些知识，就无法解决相关领域的问题。现代认知心理学根据知识的不同表征方式和作用，将知识分为陈述性知识、程序性知识和策略性知识。陈述性知识又称为描述性知识，主要说明事物“是什么”。可以认为中学化学教材中的元素化合物知识都是陈述性知识。在化学学科教学中，陈述性知识多以化学概念的形式出现，化学概念结构化程度的高低直接反映了问题解决者化学学科陈述性知识结构化程度的高低。为了探讨学优生与学困生在陈述性知识结构化程度上的差异，我们利用概念图技术对被试陈述性知识的结构化程度进行了测查。
Joseph D.Novak（1984）认为概念图以科学命题的形式显示了概念之间的联系，它强调的是概念之间的层次结构和相互联系，因而能够反映被试陈述性知识的组织特征。在概念图中化学概念之间的横向连线越多，纵向连线越深，说明学生化学概念的掌握程度越好，头脑中的陈述性知识结构化程度越高。显然，概念图能够直观而清晰地反映被试的认知结构。
所谓“结构”，林传鼎认为“结构即指联系”“心理现象结构是指现实存在的心理现象之间的相互作用”。美国Arthur S.Reber对“结构”的解释是“有组织、有模式的相对稳定的完形”。这两种关于“结构”的表述，给出了“结构”所具有的三个特征：第一，一个相对稳定的结构中包含至少两个以上的成分；第二，“结构”中各成分之间有着或强或弱的关联；第三，作为一种“有组织、有模式的相对稳定的完形”“结构”中各成分之间的联系具有相对稳定的层次性。所以我们认为，在有机化学问题解决中，所谓“陈述性知识的结构化程度”，是指“问题解决者认知结构中有机化学概念之间的联系及其相互关系”。
基于此，我们从三个方面对“有机物概念图”进行了量化评定。
1.节点数
节点对应中学有机化学学习内容中代表各种概念的重要术语名词，节点数的多少反映了问题解决者认知结构中关于有机化学内容的陈述性知识的“量”的多少。
2.层级数
有机化学概念是按一定结构组织起来的，最高级的概念处在概念图的顶端，次高级的概念处在顶端的下部，再次高级的概念在距离顶端更远的地方与次高级概念产生有意义联结，所以概念图是具有层次性结构的，这种层次性结构体现了认知结构的渐进分化和整合（融会贯通）的特征。层级数反映了问题解决者认知结构中关于有机化学内容的陈述性知识相互之间关系的有序性、清晰性。
3.命题数
两个节点以一个带标注的联线连接起来，就构成了一个命题。联线代表一对概念（节点）之间的关系，而联线上的标注则说明了这是什么样的关系。命题数的多少反映了概念之间联系的紧密程度。
二、研究方法和被试
作者在本研究中采取让学生“独立画一个概念图”的测试方法，对被试做个别测试。参与研究的16名被试来自江苏省知名的省级重点高中的高三年级。根据其平时成绩：前期研究中有机化学测试成绩及其任课教师和班主任的综合评定，16名被试被分成了学优生组和学困生组。具体测试程序是：首先，主试以电解质概念为例，用大约5min～10min的时间，向被试介绍概念图的理论、要素及做法，然后要求被试用10min的时间，从有机物这个概念出发，画出与有机物相关的概念图，测试用秒表计时。由于被试的化学教师在课堂教学时，都曾以“知识网络图”这个名词（实质是“概念图”）的形式来描述过有关化学概念的层次结构及概念间的相互联系，所以，被试对概念图的要素和做法的理解和运用基本不存在问题。
三、概念图测试结果及分析
表1、表2中所列分别是学优生与学困生所画“有机物概念图”中节点数、层级数和命题数。
表1 学优生组“有机物概念图”中节点数、层级数和命题数
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│项目 │被试的测查结果│合计│均值 │
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│节点数│18│18│21│23│23│13│37│16│169 │21.13 │
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│层级数│4 │5 │5 │4 │4 │3 │6 │4 │35 │4.43 │
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│命题数│33│33│33│30│29│18│44│27│247 │30.88 │
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表2 学困生组“有机物概念图”中节点数、层级数和命题数
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│项目 │被试的测查结果│合计│均值 │
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│节点数│22│19│17│17│14│5 │11│21│126 │15.75 │
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│层级数│4 │3 │3 │4 │4 │2 │3 │4 │27 │3.38 │
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│命题数│20│22│8 │27│22│14│16│29│158 │19.75 │
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从表1、表2中，我们可以看出，在概念数量上，上位概念与下位概念之间的联系上，以及概念之间联系的紧密程度上，学优生组的测查结果都优于学困生组。
从节点数来看，学优生组总量为169，学困生组总量为126，前者与后者的比值是1.34。这说明学优生与学困生头脑中所存在的概念数量有着明显的差别。从命题数来看，学优生组是247，学困生组是158，前者与后者的比值是1.56。这表明，学优生组与学困生组在概念间联系的紧密程度上的差别，较概念数量上的差别更大。这一点，从两组组内数据的比值同样可以得出这个结论。我们认为，命题反映了概念之间的联系，在节点数相同的情况下，命题数越多，则反映出概念之间联系的紧密程度就越高，反之，则越低。命题数与节点数的比值（单位节点所产生的命题数）在一定程度上反映出某一个概念与其他概念之间平均联结的紧密程度。在学优生组中，总命题数与总节点数之间的比值是1.46，而学困生组中，总命题数与总节点数之间的比值是1.25，前者高于后者17％。以上说明学优生与学困生在头脑中所贮存的概念之间联系的紧密程度，即结构化程度的差别才是学优生与学困生之间在概念掌握方面最根本的差别。
层级数是反映学生认知结构中，上位概念与下位概念之间纵向联系程度的重要指标。在这个指标上，学优生组与学困生组同样也存在较大差别。学优生组层级数的总和为35，学困生组层级数的总和为27，前者与后者的比值为1.30。表3所列是学优生组与学困生组两组组内节点数与层级数之比，命题数与层级数之比。
表3 学优生组与学困生组节点数、命题数与层级数之比
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│ │学优生组│学困生组│差值│
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│节点数/层级数 │4.83│4.67│0.16│
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│命题数/层级数 │7.06│5.85│1.21│
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节点数与层级数之间的比值可以认为是每个层级上平均分布的节点数；命题数与层级数之比，可以认为是组内每个层级中平均分布的命题数。可以看出，学优生组与学困生组各自层级上的平均的节点数相差仅为0.16，两者之间的差异很小。所以，我们有理由推断：在层级数相同的情况下，学优生组与学困生组应该会有近似相同的节点数。同样可以看出，学优生组与学困生组各自层级上的平均的命题数相差为1.21，这个差异相对于层级上的平均的节点数的差异是非常显著的。这表明在层级数相同的情况下，如前推断，也即在节点数近似相同的情况下，学优生组在概念之间联结的程度上是显著高于学困生组概念之间联结的程度的。这一点为前述“概念之间联系的紧密程度，即结构化程度高低的差别才是学优生与学困生之间在概念掌握方面最根本的差别”的论点又一次提供了有力的佐证。现在我们关心的是，层级与命题之间会不会存在某种潜在的联系？层级对陈述性知识结构化程度的高低究竟有何种影响？
我们认为，概念层级反映的是学生认知结构中，某一领域内上位概念与下位概念之间联系的清晰程度及其垂直深度。根据Piaget认知发展理论，个体认知发展主要是通过“同化”“顺应”以达到“平衡”来实现的。一个新的概念要有效的被纳入主体已有的认知结构中，必须与主体已有认知结构中某一个或某几个节点形成有意义联结，从而与已有概念形成上位概念、下位概念或者是并列概念，这种联结的强度要视新概念与已有概念相互关系以及紧密程度而定。对于概念层级数较多的认知结构来说，由于具有较大的深度和较好的清晰度，所以可利用来同化新概念的上位概念与下位概念都较多，可辨别性较好，因此新概念能较容易的与一个适当的、概括性高和包摄性强的上位概念形成有意义联结，同时与一定的下位概念及并列概念产生联结，从而形成一个新的稳定的层级。对于概念层级数较少的认知结构来说，由于其深度较浅，清晰度较差，所以可利用来同化新概念的上位概念与下位概念都较少，甚至没有，其可辨别性也不甚明了，因此新概念在与一个适当的、概括性高和包摄性强的上位概念形成有意义联结的过程中会遇到困难。D.P.Ausubel认为，下位概念的学习一般比上位概念和并列概念的学习更容易发生。所以新概念一旦与其上位概念不能产生有意义联结时，新概念与其一定的下位概念及并联概念产生的联结也将会遇到困难，甚至可能产生错误的联结。下面通过学困生组三位被试的“有机概念图”（图1、2、3）来做进一步分析。
图1 学困生组被试DRM有机物概念图（部分）
图2 学困生组被试LJJ有机物概念图（部分）
图3 学困生组被试MJ有机物概念图（部分）
从学困生组被试的概念图中可以看出，各概念之间所形成的层级关系是比较模糊、混乱的，综合起来有这样五种典型的错误：
（1）并列概念当做上下位概念。“烃”与“烃的衍生物”是同属于“有机物”的并列概念，但在学困生被试DRM的概念图中，两者却以上下位概念相联结。同样，苯与苯酚也应是较远的并列概念，而在学困生被试MJ的概念图中，苯酚却是苯的下位概念。
（2）上下位概念当作并列概念。皂化反应是油脂在碱性条件下的水解反应，所以“皂化”与“油脂”应该是一个上下位概念的关系，而在学困生被试MJ的概念图中，“皂化”与“油脂”成了并列概念，同属于“酯”。
（3）上下位概念颠倒。“苯”是“苯的同系物”的下位概念，而在学困生被试LJJ概念图中，“苯”被认为是“苯的同系物”的上位概念。
（4）上位概念缺失，其下位概念与更上位的概念直接联结。“烃”是“烷烃”“烯烃”和“炔烃”“苯”的上位概念，但在学困生被试MJ的概念图中，上位概念“烃”没有出现，下位概念直接与更上位概念“有机物”产生了联结。
（5）概念之间形成无意义错误联结。所谓无意义错误联结是指两个联结的概念之间的关系既非上下位关系，亦非并列关系。这种错误在学困生被试LJJ的概念图中表现得尤为突出。如“苯”成了“直链烃”的下位概念，“酚醛树脂”成了“酯”的下位概念，“甘油”成了“高级脂肪酸”的下位概念。
由以上所列出的学困生组有机概念图的几种典型错误，我们可以发现学困生被试对概念的内涵理解得不深刻，外延把握得不准确是产生这些错误的最本质的原因。学困生认知结构中概念内涵与外延的不清又会进一步导致已有概念在同化新概念，加工新信息时的模糊、混乱甚至错误，从而影响概念结构中层级的质量。而层级的质量又会对概念结构中命题的建立产生重大影响。在学困生组被试DRM的有机概念图中，我们可以发现概念内涵与外延的不清对概念层级和命题的影响。
在学困生组被试DRM的概念图中，我们可以发现，“卤代物”这个概念是作为“饱和烃”这个概念的下位概念而存在的，这反映出被试对“饱和烃”这个概念的内涵与外延是不甚明了的，虽然饱和烃通过取代反应可以生成卤代物，但此时卤代物已是烃的衍生物。被试对“饱和烃”概念内涵与外延的理解不清晰，直接影响了其结构中概念之间命题的建立及其建立的质量。可以看出，在该被试的概念图中，“双烯烃”“炔烃”都没有直接与已存在的“饱和烃”概念建立命题，而“单烯烃”概念则完全没有与“饱和烃”概念发生联系。同样，正是由于对“饱和烃”概念内涵外延不清，所以“环烃”概念被作为“不饱和烃”概念的下位概念而存在，并且被试还认为“环烃”通过加氢，可以转化成饱和烃。
一叶知秋，通过对学困生组被试概念图的分析，我们可以发现，由于对概念内涵与外延的理解不清，直接影响了概念结构中层级的质量，使得原本应该建立的命题没有被建立，而不应该被建立的命题反而被建立起来。“学困生头脑中不是没有装什么东西，而是装了许多错误的东西”，我们认为，正是由于学困生概念结构中层级关系的“质”远远差于学优生概念结构中层级关系的“质”，所以才出现了前面所述的“虽然学优生组与学困生组各自层级上的平均节点数差别很小，但是学优生组与学困生组各自层级上的平均命题数差别却相对非常显著”的现象。学优生组与学困生组在层级“量”上的差异只是层级“质”的差异的外在表现，层级数本身与命题数之间没有必然的联系，较多的层级数并不必然导致有较多的命题数，但较多的命题数一般会有较多的层级数与之对应。与命题数之间有必然的、潜在的联系的是层级的“质”。因此层级数尽管可以在一定程度上反映出陈述性知识结构化程度的高低，但是层级对陈述性知识结构化程度的影响最终还是要通过命题来体现的。
四、结论
至此，通过以上对学优生组和学困生组被试有机概念图的分析，我们可以得出结论：学优生陈述性知识即概念的结构化程度大大高于学困生陈述性知识即概念的结构化程度。陈述性知识结构化程度的高低可以通过结构中的命题数来衡量，概念结构中层级质量的高低直接决定了命题数的多少，而影响概念结构中层级质量高低的最本质的因素是学生对概念内涵与外延的理解是否清晰。