产生式系统是由产生式组成的。上述产生式系统是由3个产生式(用P表示)组成的。所谓产生式指一条“条件———行动”规则,即一个产生式总是对某一或某些特定的条件满足时才发生的某种行为的一种程序。每个产生式均可表述为“如果———则”的形式。当一个产生式的活动结果成为另一个产生式的条件时,这2个产生式便建立了相互的联系,若一组产生式有这种相互联系,便形成一个产生式系统。如由表1可见,第一个产生式的活动结果(“激活”鉴别酸的知识)已成为第二个产生式的条件之一,第二个产生式的活动结果(推断NaHCO3在水溶液中电离出的阳离子)又称为第三个产生式的条件之一。

产生式系统的形成是以相应的知识为基础的。例如在表1的产生式P1中,行为是的“激活”鉴别酸的知识。

其实,鉴别酸的知识在人脑中的表征也是一个简单的产生式:

如果　已知一个物质是化合物且该物质在水溶液中能电离且电离出的阳离子全都是H+则该物质归类为酸如果学生不知道这些,那么它就不能完成表1中产生式系统的其它产生式(P2和P3)。

从上述分析可以看出,概念的例子和非例子的判断所用到的知识,概念应用的条件化知识是以产生式(系统)表征的。此外,从具体例子概括形成的化学概念,由原有概念同化形式获得的化学概念,也是一个产生式(系统)形成的过程。[4]下面以盐类水解的概括学习为例,说明这一产生式是如何形成的。通俗地说,当教师讲授盐类水解时,先呈现CH3COONa和H2O作用的例子。通过对该反应能得以发生原因的分析,学生可能会构成一个该反应能得以发生的产生式P01,它有4个条件:①醋酸钠是可溶性盐;②醋酸钠溶于水;③电离出的醋酸根离子和水电离出的H+反应生成弱酸———醋酸;④醋酸难电离。然后教师呈现Na2S、Na2CO3也能与水发生上述类似的反应,这样学生就可能形成类似于P01的产生式P02、P03。最后仅教师启发,学生就会注意到这3个产生式的共同因素,并简约成适应强碱弱酸盐和水反应的产生式P1,它有3个条件:①强碱弱酸盐的水溶液中;②盐电离出的酸根离子和水电离出的H+反应生成难电离的弱酸;③弱酸难电离。用同样过程和方法,学生可以形成适应于强酸弱碱盐与水反应的产生式P2。在上述基础上,教师指出这些反应都是盐类水解(反应),并提出什么是盐类水解?这时学生就会概括形成一个新的产生式P0,它包括了将某些反应归类为盐类水解的条件和行为,即“如果反应发生在盐的水溶液中,且盐电离出的离子能和水电离出的H+OH-作用生成弱电解质的反应,则将此反应归类到盐类水解。”[4]由此看来,正如J.R.安德森认为的,概括学习就是形成一个产生式以使它的行为适用于更多的情况。[3]化学概念的产生式(系统)的内容,既可以借助于命题网络组成,也可以由命题网络和表象共同组成。如对于见过或操作过“过滤”的学生,让他们判断某一实验装置图是否属于“过滤”装置图,此时他们用到的产生式系统中有“过滤”的表象。

四、图式表征

当我们看到或听到“燃烧”两字,或者看到“燃烧”的一个实例时,就会构成了对人脑记忆的一种刺激,处于长时记忆之中的某些东西便因此而得到了“激活”。那么这些“激活”的东西究竟是什么呢?

仔细想来,这些“激活”的东西主要是“燃烧”概念的表象、产生式系统、命题网络和其他有关信息的表征(如概念的习得过程、性质以及相关的知识经验),如头脑中闪现的蜡烛燃烧的表象,想起“燃烧”是什么的命题网络,判断某一现象是否归属燃烧的产生式系统,再现概念习得过程的情景表象或命题网络……

上述有关以“燃烧”为主题的表象、产生式系统、命题网络表征和各表征间关系的集合,就是“燃烧”概念的图式。显然,图式是概念各种表征的一种有组织的整合。Gagne[5]认为图式有以下特征:①图式含有变量;②图式可按层级组织起来,也可以嵌入另一图式之中;③图式能促进推论。例如“酸”概念的图式,含有物理性质、元素组成、化学性质等属性变量,而酸是含氧的或非含氧的,则是元素组成这一属性的其中一个值。同时,这个图式按层级组织(如酸→弱酸→一元弱酸→醋酸),并镶嵌在“化合物”的图式之中,而且能促进推论(如水具有极弱的酸性等)。

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