自我解釋和樣例呈現類型對小學生數學學習的影響*

任金杰，李紹蕾

(通化師范學院教育科學學院，吉林通化134002)

自我解釋和樣例呈現類型對小學生數學學習的影響*

任金杰，李紹蕾

(通化師范學院教育科學學院，吉林通化134002)

本研究選取了小學五年級88名學生為被試，采用2×2區組實驗設計，以小數的四則運算為學習材料，探究自我解釋和樣例呈現類型對學習狀況不同的小學生數學學習的影響.結果表明:(1)自我解釋在績優組學生的概念掌握上有明顯的主效應;(2)樣例呈現類型在績困組和績優組均無主效應;(3)在績優組遠遷移問題的解決上，自我解釋和樣例呈現類型存在明顯的交互作用，即有自我解釋的情況下，基于過程呈現的效果要明顯好于基于結果呈現，而在無自我解釋的情況下，基于結果呈現的效果要明顯好于基于過程呈現.

自我解釋;樣例呈現類型;數學學習

1 引言

樣例學習是教育心理的重要研究領域，早期的樣例學習研究都假定:樣例加工方式不存在個體差異，不重視學習者在學習樣例時候可能使用有效的學習策略.1989年，Chi及其同事提出自我解釋效應［1］，從而引發了人們對樣例學習中個體差異的關注，大量學者投身到自我解釋的研究.

1.1 自我解釋及其研究發展

在教學情景中，自我解釋(self－explaining)被定義為任何學習者向其自身作出解釋，以此力圖理解新信息的活動.［2］Chi及其同事的實驗發現，在樣例學習中的自我解釋與測驗成績呈顯著正相關，并將這種現象稱為自我解釋效應［3］.Chi認為自我解釋是一種具有建構性的推理活動，具有連續性、片段性的特點，自我解釋的重點在于理解學習材料和搞清學習材料的意思，它有較多的思考和精加工活動，它不僅有助于改善不完整的文本，還有助于修補心理模型，因此自我解釋能提高學習效果.

經過二十幾年的發展，自我解釋研究的重點由驗證自我解釋效應，探究自我解釋效應的認知機制及自我解釋的特點，逐步轉向自我解釋的應用研究，并取得了可喜的成果.如:Conati和VanLehn(1999)比較了使用自我解釋輔導系統組和對照組的被試成績，兩組之間沒有統計上的差異.Crippen等在基于網絡的樣例學習研究中發現，采用樣例和自我解釋干預有助于提高學生成績.我國學者柏宏權通過實驗也證實，在網絡學習環境中使用自我解釋支持工具有助于學生知識的的建構和知識的整合.［4］Rittle －Johnson(2006)結果發現自我解釋有助于學生學習正確的方法，能促進學習遷移，不能有效地促進概念的掌握，自我解釋與有效的認知過程緊密相聯.［5］Rittle－Johnson的研究與Klahr等人的研究結論一致，但與Chi(2000)某些觀點相悖.由于自我解釋本身的復雜性和研究設計的差異性，以往研究成果存在一定的分歧和矛盾，需要后續的研究進一步驗證.

1.2 樣例學習及樣例呈現類型

樣例學習(learning－by－example)是指從詳細

Van(2004)在研究樣例對學習遷移的影響中，提出了基于過程的樣例(process－oriented worked example)和基于結果的樣例(product－oriented worked example).基于過程的樣例就是提供有專家在問題解決過程中運用的規則和策略知識的實例.而基于結果的樣例則是提供有專家有效解決問題結果的樣例.Tamara van Gog(2004)的實驗研究發現，雖然基于過程的樣例學習可以促進問題解決的遷移，但是這種影響僅存在于開始階段，隨著學習的深入，這些過程信息反而阻礙了問題的有效解決.［7］

1.3 問題提出

自Chi提出自我解釋效應以來，自我解釋研究經過十幾年的發展，取得了很多成果，研究工作已由最初探討自我解釋的內涵機制，驗證自我解釋效應的存在，發展到關注自我解釋在教學中應用和訓練問題.尤其是樣例呈現類型與自我解釋的結合已成為學習遷移研究的新熱點.國內外學者對此進行了大量的研究和探討，并提出許多能有效促進學習遷移和問題解決的樣例設計觀點和模型，但是關于樣例呈現類型與自我解釋關系的研究還較少，且研究對象多是中學生和大學生，針對小學生的很少.所以，本研究選擇用小學生作為研究對象，通過實驗，探究自我解釋和樣例呈現類型對學習優秀和學習不良小學生的數學學習的影響.

2 方法

2.1 實驗設計

本研究采用的是2×2區組實驗設計，根據被試的學習狀況，將被試分兩個區組，即績優組和績困組;自變量包括自我解釋、樣例呈現類型，A因素為自我解釋，分為有自我解釋和無自我解釋兩個水平; B因素為樣例呈現類型，分為基于結果呈現和基于過程呈現.因變量為學生學習的成績，將其分為三個指標，概念原理的掌握、近遷移和遠遷移的學習成績.

2.2 被試

選擇通鋼三小五年級的學生為被試，根據上學期期末考試成績排名，選擇前27%和后27%的學生，共92人.通過前測將不符合要求的學生剔除，選擇符合條件的被試88人，其中成績優秀的44人，成績困難的44人.

2.3 實驗材料

(1)前測材料.為了保證被試均沒有學習過新知識，且對小數計算的基礎知識掌握情況一致.我們根據人教版小學五年級教材中的小數混合運算，設計了前測材料.前測材料分為兩大部分，第一部分為填空題，即有關四則運算的概念填空題，第二部分為計算題，總共七道計算題，其中前四道是小數加減乘除題，用來檢驗學生對于基礎知識的掌握情況;后三道為小數四則混合運算題，用于檢驗學生是否學習過新知識.根據測試結果剔除前四道題不正確和后三道正確的學生，即剔除基礎知識掌握不好和學習過新內容的學習.

(2)干預期的學習材料.樣例材料是根據小學五年級教材進行編排的，分為四種，一種是有自我解釋加上有過程的樣例的練習，另一種是無自我解釋加上有過程的練習，第三種是有自我解釋加上只有結果的樣例的練習，第四種是無自我解釋加上只有結果的樣例練習.在試卷上呈現材料，先呈現指導語，然后是“樣例一”，接下來是“練習一”“樣例二”和“練習二”.

(3)后測材料.后測數學測試題分為兩個部分，一部分為描述性概念原理問題，用于考察實驗處理后學生對于概念原理知識的掌握情況.概念題總共三道，五個空，每個空1分，共5分.計算題總共6道，三道近遷移，三道遠遷移，每題3分，總共18分.

2.4 實驗程序

(1)前測分組.根據學生上學期期末學習成績和班主任意見選取44名學習優秀的學生和44名學習困難的學生，形成兩個區組，即績困組和績優組，之后讓兩個區組的被試分別接受四種條件的實驗處理，即“解釋+過程呈現”“解釋+結果呈現”“無解釋+過程呈現”和“無解釋+結果呈現”.

(2)樣例學習階段.所有的被試都參與學習樣例材料，不同的組使用不同的學習材料，樣例學習階段的材料均為樣例和練習交互呈現，指導語為:“你好!這是一份關于小數問題的問卷.其中例1和例2已經給出答案，請參照例1和例2的步驟，做出練習1和練習2，該問卷只做研究使用，不會記錄你的成績，請認真作答，謝謝合作!”

“解釋+過程”組，有詳細的解題步驟，提醒學生認真學習樣例解題步驟，思考解題思路，為什么這樣做，并要求在練習時進行自我解釋.

“解釋+結果”組，僅有簡單的解題步驟，提醒學生認真學習樣例解題步驟，思考解題思路，為什么這樣做，并要求在練習時進行自我解釋.

“無解釋+過程”組，有詳細的解題步驟，鼓勵學生根據樣例題目，認真學習解題步驟，但不要求進行自我解釋.

“無解釋+結果”組，僅有簡單的解題步驟，鼓勵學生根據樣例題目，認真學習解題步驟，但不要求進行自我解釋.

為了保證實驗條件的相同，提高實驗結果的效度，每組的學習材料和練習材料都是相同的，過程組比結果組步驟更為詳細，解釋組在練習材料上有提示必須進行自我解釋.本階段共有四道題，一道簡單的樣例加上簡單的練習，一道復雜的樣例加上復雜的練習.每個組的實驗均為25分鐘，在同一間教室嚴格按照實驗設計進行并完成.

2.5 編碼與數據處理

(1)內容分析、編碼.根據學生在后測卷子中的作答情況了解被試對于概念原理的掌握情況.概念原理題總共5分，每個空1分.計算題總分18分，每題3分.每題的計分規則依據解題步驟的正確性給分.

(2)數據處理.使用SPSS11.5對數據進行數據處理，采用方差分析研究自我解釋、樣例呈現類型對小學生數學學習的影響.

3 結果與分析

對績優組和績困組的學生進行數據處理，分別考察自我解釋與樣例呈現類型對績優生和績困生的概念原理的掌握、近遷移和遠遷移成績的影響.

3.1 自我解釋在各因變量上的主效應

對于被試在自我解釋的影響下的概念原理、近遷移、遠遷移成績進行方差分析，其結果統計(見表1和表2).

表1 自我解釋在績困組各因變量上的方差分析

通過方差分析結果可以看出，自我解釋對于績困組學生的概念原理掌握無主效應(F=0.81，p＞0.05)，即自我解釋在概念原理的掌握上無顯著性差異.近遷移成績上也無主效應(F=3.138，p＞0.05)即自我解釋在近遷移成績上沒有顯著性的差異.在遠遷移成績上也沒有主效應(F=1.865，p＞0.05).說明自我解釋在遠遷移成績上也沒有顯著性的差異，即自我解釋對遠遷移成績沒有促進作用.此外，自我解釋對概念原理的掌握和近遷移成績沒有明顯的影響.

表2 自我解釋在績優組各因變量上的方差分析

在績優組中，自我解釋在概念原理的掌握上有主效應(F=3.491，p＜0.05)，即在概念原理的掌握上，解釋組的成績顯著高于無解釋組的成績.在近遷移成績上無主效應(F=0.081，p＞0.05)，即自我解釋在近遷移成績上沒有顯著性差異.在遠遷移成績上也沒有主效應(F=0.551，p＞0.05)，即自我解釋在遠遷移成績上沒有顯著性差異.以上結果說明:對學習優秀的學生，自我解釋對概念原理的掌握有一定的促進作用，但對近遷移和遠遷移成績沒有影響.

3.2 樣例呈現類型在各因變量上的主效應

將被試在不同樣例呈現類型下的概念原理分數、近遷移、遠遷移成績進行方差分析(見表3和表4).

表3 樣例呈現類型在績困組各因變量上的方差分析

結果表明:無論是在績困組中還是績優組中，樣例呈現類型在概念原理的掌握(F困=0.001，F優= 3.084)、近遷移成績(F困=1.278，F優=0.171)和遠遷移成績(F困=1.342，F優=0.593)上都沒有主效應，這說明樣例呈現類型對小學生數學概念原理掌握和近遠遷移問題的解決均沒有明顯的影響作用.

表4 樣例呈現類型在績優組各因變量上的方差分析

3.3 自我解釋和樣例呈現類型在各因變量上的交互作用

結合方差分析結果，進一步分析績困組和績優組自我解釋和樣例呈現類型在各因變量上是否存在交互作用(見表5和表6).

結果顯示，在績困組中，自我解釋和樣例呈現類型在概念原理掌握(F=1.857，p＞0.05)、近遷移成績(F=1.859，p=＞0.05)和遠遷移成績(F= 0.057，p＞0.05)上均無明顯的的交互作用，即自我解釋和樣例呈現類型對績困組學生概念原理掌握和遷移問題解決的影響是相互獨立的.

表5 自我解釋和樣例呈現類型對績困組學習的交互作用分析

在績優組中，自我解釋和樣例呈現類型在遠遷移成績上有顯著性的交互作用(F=5.359，p＜0.05)，即自我解釋對績優組學生遠遷移問題學習的影響樣例呈現類型的影響.進一步簡單效應分析結果顯示，在學生進行自我解釋的情況下，基于過程呈現的效果要明顯好于基于結果呈現方式，而在學生無自我解釋的情況下，基于結果呈現的效果要明顯好于基于過程呈現.但在概念掌握(F=1.429，p ＞0.05)和近遷移成績上(F=2.922，p＞0.05)無明顯的交互作用，說明自我解釋和樣例呈現類型對績優組學生概念掌握和近遷移問題解決的影響是相互獨立的.

表6 自我解釋和樣例呈現類型對績優組學習的交互作用分析

4 討論

4.1 自我解釋對小學生數學學習的影響

本研究發現:對于學習優秀的小學生說，在概念原理的掌握方面，存在自我解釋的主效應，即進行自我解釋的學生概念原理掌握成績更好.但是對于績困組，自我解釋成為績困組學生的負擔，反而阻礙了他們對概念的記憶.這個研究與Rittle－Johnson在2006年的實驗結論存在一定的差異.Rittle－Johnson認為兒童概念知識的獲得是根據兒童解決問題經驗的不斷累加，與自我解釋無關［5］.我們認為導致結果出現差異的原因是Rittle－Johnson的實驗條件與教學條件之間的差異較大，而且被試也沒有相關的學習材料.本研究中的實驗條件和教學條件基本一致，都是在固定的教室中提供了相應的學習材料，這樣可以讓被試在自我解釋的過程中更有效地運用相關的概念和原理.另外，本實驗對于概念原理是采用書面的形式進行反饋的，很顯然書面回答更能反映學生的掌握情況.

本研究的結果顯示，無論是在績困組還是績優組中，自我解釋對近遷移和遠遷移的成績均無明顯的影響，該結論和Selger(2002)的研究結論相反，Selger認為自我解釋能夠促進更深層的思維探索［8］.導致這種差異的原因，他們選擇的被試是初中生或大學生，而本研究的被試是小學生，這個年齡階段的學生以具體形象思維為主，學生的舉一反三的能力有限，單純的自我解釋并不能有效地促進學習遷移.

4.2 樣例呈現類型對小學生數學學習的影響

該研究表明，無論是對于成績優秀還是成績不好的同學來說，樣例呈現類型對小學生數學概念原理的掌握、近遷移和遠遷移成績的影響作用都不明顯.這與Van在2006年的研究結論一致，即基于過程的樣例學習既沒有提高近遷移成績，也沒有提高遠遷移成績［9］.導致這一結果的原因可能是因為小學生的自學能力有限，學習更多地依賴教師的講解，所以樣例呈現類型并不能影響小學生的數學學習，

4.3 自我解釋和樣例呈現類型對小學生數學學習的影響

本研究發現，對于績困組的同學來說，自我解釋和樣例呈現類型對小學生數學學習影響是獨立的，這一研究結果與Rittle－Johnson的研究結論一致，即自我解釋對小學生概念原理的掌握與數學問題的解決影響，不受到樣例呈現類型的影響［5］.然而對于成績優秀組的同學來說，自我解釋和樣例呈現類型對小學生概念原理的掌握和近遷移成績的影響是獨立的，但是自我解釋和樣例呈現類型在遠遷移成績上有顯著性的交互作用，即在學生進行自我解釋的情況下，基于過程呈現的效果要明顯好于基于結果呈現方式，而在學生無自我解釋的情況下，基于結果呈現的效果要明顯好于基于過程呈現.這可能是因為詳細的樣例和積極的自我解釋能更有效地促進學生的理解和問題解決，而無自我解釋的情況下，詳細的樣例反而成為多余信息，阻礙了問題解決的遷移.

本研究結果說明自我解釋和樣例呈現對于績困生沒有影響，但自我解釋對促進績優生的概念原理掌握，自我解釋與基于過程呈現樣例的結合能促進績優生遠遷移問題的解決.因此，在小學數學學習中，教師要注意合理地應用自我解釋和樣例呈現.

5 結論

本研究采用2×2區組實驗設計，將績困組和績優組中的自我解釋(有自我解釋，無自我解釋)和樣例呈現類型(基于過程，基于結果)的影響效果進行比較分析，結果如下:

(1)對于績優組的同學來說，自我解釋在概念原理的掌握上有明顯主效應，即自我解釋能夠有效地促進學生數學概念原理的掌握.

(2)無論是績優組還是績困組，樣例的呈現類型在各因變量上均無主效應，即樣例呈現類型對概念原理的掌握和近遷移、遠遷移成績均沒有明顯的影響.

(3)對于績優組的同學來說，自我解釋和樣例呈現類型在遠遷移成績上是存在著交互作用的.即有自我解釋的情況下，基于過程呈現組的成績要明顯好于基于結果呈現組，而在無自我解釋的情況下，基于結果呈現組的成績要明顯好于基于過程呈現組.在其他方面，自我解釋和樣例呈現類型對小學生數學學習的影響是相互獨立的.

［1］邢強，莫雷.樣例學習的發展及問題［J］.心理科學進展，2003(3):165－170.

［2］吳慶麟，杜偉宇.自我解釋的研究［J］.心理科學，2003(11): 971－975.

［3］任金杰.樣例學習方式和自我解釋對大學生數學學習遷移的影響［J］.黑龍江高教研究，2009(9):188－190.

［4］柏宏權.自我解釋策略在網絡環境中的應用研究［J］.中國遠程教育，2005(1):37－39.

［5］Bethany Rittle－Johnson Promoting Transfer Effects of Self Explanation and Direct Instruction［J］.Child Delelopment，2006(77):1－15.

［6］許永勤，朱新明.關于樣例學習中樣例設計的若干研究［J］.心理學動態，2000(4):18－22.

［7］趙俊峰，丁艷云.不同樣例對初中生代數學習中問題解決遷移的影響［M］.河南:河南大學出版社，2009.

［8］Siegler R Microgenetic studies of self－explanation［G］//.In N Garnott＆J Parziale(Ed)，Microdevelopment:A process－oriented perspective for studying development and learning Cambridge MA:Cambridge University Press.2002:31－58.

［9］Van Merrienboer J J G，Kester L，Pass F.Teaching Complex Rather Than Simple Tasks:Balancing Intrinsic and Germane Load to Enhance Transter of learning［J］.Applied lognitive Phsychology，2006(20): 343－352.

(責任編輯:徐星華)

The Effects of Self－explaining and Worked －exam ples Presentation Form on Primary School Mathematics Learning

REN Jin－jie
(School of Education Science，Tonghua Normal University，Tonghua，Jilin 134001，China)

In this paper，88 fifth－grade students are used for subjects.At the same time，2×2×2 experiments are designed for studying the effects of self－explaining and worked－examples presentation form on primary school mathematics learning.The results showed that:firstly，self－explaining significant shows main effect on the concept acquisition of outstanding student group;secondly，worked－examples presentation form has no main effect on each dependent variable.In addition，self－explanation and workedexamples presentation form have interaction on the far transfer performance for outstanding student group.

self－explaining;worked－examples presentation form;mathematics learning

G633.6

A

1008－7974(2016)06－0108－05

10.13877/j.cnki.cn22－1284.2016.12.033解答步驟的事例中歸納出隱含的抽象知識來解決問題［6］.樣例學習能有效地促進學習遷移，提高學習效率.

2016－07－21

吉林省教育廳“十二五”科學技術研究項目(吉教科合字【2013】388號);吉林省基礎教育教學研究重點課題“自我解釋策略在小學數學課堂教學中的應用研究”(JLSJY2012Z086)

任金杰，女，吉林通化人，副教授.