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人们的知识并不是杂乱无章地储存于大脑,而是一个彼此联系、按层次组织起来的的知识网络。具体知识成份之间的有些连接较强,有些连接则较弱。也就是说,有些知识之间很容易联想到对方,而有些知识不易联想到对方。当我们知觉某个知识点时,首先激活与之联系最紧密的知识,其次激活与之联系较远的知识,这就是“激活扩散”。问题表征可以看成是知识网络的一种激活模式。如果一个表征不恰当,就会导致知识网络中的一些联系被暂时性加强,而另一些联系被削弱,从而阻碍正确的表征。认知心理学家的研究还发现人们的知识网络不仅由知识点连接而成,还存在各种各样的知识模块,即图式。图式是由不同种类的知识归纳和概括而来,是从日常经验中提取出来的,并且具有不同的抽象水平。表1是一个质量守恒原理应用的图式示例。当对问题的表征所激活的知识点达到足够多时,这些知识点所处部位的组织要素- 图式将被激活。而图式一旦被激活,就可能引导问题解决者以特定的方式搜索和推理出当前呈现的信息中一些未知的情况,并且指出适当的问题解决程序。

学生如果运用以往的知识成功解决新的问题,则称为正迁移。反之,先前的学习影响了新问题的解决,则称为负迁移。思维定势就是负迁移的一个例证。当然,教师是以促进学生正迁移为己任。那么,知识的迁移又是怎样发生的呢?有关迁移理论的研究已经证实,对问题(靶问题)的表征使得问题解决者回忆起以往解决类似问题(源问题)的知识和经验、并用于解决当前的问题情境,才能产生迁移。靶问题和源问题之间的相似性有三种不同抽象水平的类型:表面相似性、关系相似性和结构相似性。表2列出了问题2(源问题)和问题3(靶问题)之间三种不同抽象水平的相似性比较。从表中可以看出:如果学生只提取到两个问题的表面相似性,通常说明这个学生对靶问题的表征是支离破碎和不完整的。他提取到的表面相似性过于具体,常常包含大量详细、很可能没有必要的信息(如问题表述中都有 (亚) 硫酸盐、混合物),而且不容易转换。这种问题间的表面匹配无法对靶问题情境进行精细的推理,从而不能引导对靶问题的解决。虽然通过源问题与靶问题的关系相似可以知道靶问题能够用解决源问题相似的方法(都是一类已知混合物中一个元素的质量分数来求另一个元素的质量分数问题)解决,但混合物由三种元素组成,现在只知其中一种元素的质量分数,学生搜索不到解决问题的具体途径因而对问题3仍然无从下手。关系相似性过于宽泛,因此不具有可操作性。结构相似是中等抽象水平的概括,是以问题解决程序或者方法而不是以问题的表面特征为基础的分类,因而可以很好地将解决源问题的知识和经验顺利迁移到靶问题解决当中。如果学生能分析出问题2和问题3都是根据各物质具有相同的元素组成,分析各元素原子个数比来求解元素质量分数问题,则不难得到问题3的解题思路:Na2SO4与Na2SO3不论以怎样的比例混合,Na原子和S原子的个数比皆为2:1;既然氧元素的质量分数为a,则混合物中“Na2S”质量分数为1- a;最后根据Na元素与S元素质量比求得钠元素的质量分数为(1- a)(2×23/(2×23+32)。问题的表面相似通常暗示了它们背后需要挖掘的本质,问题的关系相似对于借助源问题解决靶问题有一定的启发性;鼓励学生对问题的表面相似进行概括和归纳、对关系相似进行细化和精致就可能转化成结构相似,从而使学生能在新的问题情境中顺利地将问题解决。
问题2. 在硫酸铁和硫酸亚铁的混合物中, 如果硫元素的质量分数为a%,则铁元素的质量分数为()
A. 1.31a% B. 2.25a% C. (100- 3a)% D. (100- 4a)%
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