概念学习的心理学研究成果及新进展概念是任何一个学科知识体系最基本的构成元素。
若干概念及其相互关系构成规则(又称命题、定理或公式),概念和规则构成了学科的知识体系。
概念也是思维的基本单位,概念学习是意义学习中最基本的类型,掌握概念是个体学习规则、解决问题乃至进行创造的必要前提。
对概念的学习深化了人类对客观世界的认识,简化了人类认识的具体过程,因此,在心理学逐渐形成和发展的一百多年的时间里,概念的学习和教学一直是心理学研究的主要问题一。
在过去很长一段时期,我国的课堂教学在很大程度上忽视了概念教学的专门性和特殊性。
随着教育改革的深入,有关概念教学心理机制的研究在我国日益受到重视。
概念是如何获得和发展的、有哪些因素影响概念的学习和教学、学生已有的概念对学校里的概念教学有什么影响等日渐成为我国心理学界和教育学界关注的领域。
因此,梳理和利用教育心理学的已有研究成果十分有意义,也是进一步指导实际教学的基础。
下面,我们将依次介绍心理学研究对概念的界定与分类、概念学习机制的心理学理论、对概念教学具有实际指导意义的研究概念转变的相关成果,以及相关研究的新进展。
一、概念的定义及分类心理学认为概念(concept)是人脑对客观事物的本质特征的认识。
概念具有不同的等级和层次并用一定的词来记载和标志。
心理学者从四种不同角度对概念进行了划分。
1.根据概念学习的方式进行划分。
比如,维果斯基提出的日常概念和科学概念。
日常概念也叫前科学概念,指没经过专门的教学,由个体在日常生活中通过辨别学习、积累经验而掌握的概念。
科学概念则是指在教学过程中通过揭示概念的内涵而形成的概念[1]。
2.基于概念本身的复杂程度来区分。
比如,奥苏贝尔提出的初级概念和二级概念。
初级概念是指通过分析概念的正反例证可以概括其关键特征的概念。
二级概念比初级概念更复杂,不是经过观察正反例证而是直接通过同化定义获得。
例如“,三角形”是一个初级概念,观察比较不同的图形(三角形、六边形、矩形、圆形等)可以掌握其关键特征“;等边三角形”则是一个二级概念,是在初级概念“三角形”的基础上增加了“三条边相等”这一属性的概念。
再如,加涅所提出的具体概念和定义概念。
具体概念是指可以通过观察直接获得的概念;定义概念则是指只能通过下定义的方式来界定的概念。
又如赫尔斯提出的易下定义的概念与难下定义的概念。
其中,易下定义的概念关键特征明显,易用某种规则加以揭示;难下定义的概念则关键特征不明显,不易用某种规则揭示。
3.依据概念研究的方法划分。
比如将概念区分为自然概念(naturalconcept)和人工概念(artificialcon-cept)。
自然概念是指在人类历史发展过程中自然形成的概念,在自然界中存在相应的例证。
人工概念是指在实验室条件下,为模拟自然概念的形成过程而人为制造出的概念。
它起源于赫尔的研究(Hall1920)。
4.基于概念所揭示的关键属性的特点分类。
这样的概念分类体系既有心理学家提出的,也有约定俗成的。
比如:具体概念(concreteconcept)与抽象概念(abstractconcept)。
具体概念是按事物的指认属性形成的概念;抽象概念是按事物的内在、本质属性形成的概念。
布鲁纳根据概念的关键属性与概念定义之间的关系区分了三种类型的概念:合取概念、析取概念和关系概念。
合取概念(conjunctiveconcept)是根据同一类事物中单个或多个相同属性形成的概念。
这些属性在概念中必须同时存在,缺一不可。
合取概念是最为普遍的一种概念。
析取概念(disjunctiveconcept)是根据不同的标准,结合单个或多个属性所形成的概念。
关系概念(relationalconcept)则是根据事物之间的相互关系形成的概念。
另外,还有研究者将概念区分为物体概念、符号概念、事件概念,等等。
二、概念学习理论概念学习(concept learning)是指在学习环境中,对具有共同属性的多个刺激发生同一反应,亦即掌握同类事物共同的关键特征[2]。
关于概念学习的规律,行为主义和认知学派提出了不同的理论解释。
而且随着心理学自身的发展,还产生了一些超越了认知心理学的新型的概念学习理论。
(一)行为主义的联想理论(associationtheory)行为主义对概念学习过程的解释是将桑代克、斯金纳的效果律扩展到概念学习领域的产物。
行为主义者认为,概念是经过刺激(S)与反应(R)的联结式学习历程获得的。
在联结式学习中,个体对刺激的正确反应得到酬赏,产生后效强化作用,以后再经过抽象化、类化和辨别的历程,就逐渐形成了概念。
新行为主义者赫尔于1920年开创了人工概念的实验研究,他认为概念形成就是把某种反应(即概念反应)与一组具有一种或多种要素的刺激联结在一起。
对一个人而言,一种新的刺激尽管具有以往从未见过的特征,但如果这种刺激具有与某个已知概念共同的要素,就会唤起概念反应。
比如,初步掌握了“狗”这个概念的儿童,尽管只是接触过白毛和黄毛的狗,但看到一只黑毛狗,儿童也马上能够说出那是“狗”。
(二)认知心理学的概念学习理论20世纪50年代以来,认知心理学家布鲁纳、奥苏贝尔、加涅等人对概念学习过程的开创性研究使人们对概念学习的认识跨入了一个新的时代。
经典的认知学派的概念学习理论有以下两种。
1.假设验证理论(hypothesistesttheory)20世纪50年代,布鲁纳等人运用实验的方式考察了概念获得的过程,提出了假设验证理论。
他们认为,学习者通过对学习材料的分析、综合和一些反馈信息提出种种假设,当某种假设被证明是正确的,概念也就形成了。
研究还发现,学习者在进行假说验证时会采取某些策略以求加快概念的发现。
在实验中,被试使用最多的是整体策略,即被试的第一个假设包括了第一个刺激所涵盖的各种可能属性,然后随后来的刺激逐步修正,若收到的肯定刺激符合原先的假设就不予更正,否则就根据原假设和新刺激间的共同点来修正假设[3]。
2.典型例证理论(exemplar theory)假设验证理论主要是针对人工概念的学习,心理学家罗希(Roach1977)认为自然概念的学习通常采用另一种方法,即由典型例证学习。
每一个自然概念都有一些比较典型的例证比其他例证更能代表该概念,而最具代表性的例证就是其原型。
比如麻雀比企鹅更能代表鸟类,苹果比番茄更能代表水果等。
罗希的实验研究发现,人们对典型例证的反应比对非典型例证的反应快。
比如,人们回答“企鹅是鸟吗”比回答“鸽子是鸟吗”所用的时间更长。
而且,当人们听到一个范畴名称时,脑海里出现的是该概念的原型,而不是该概念所有例证都具有的特征表。
因此,人们对自然概念的学习,可能开始只包括对原型或典型例证的认知,再以其特征为基础,逐步认知较不典型的例证。
尽管自然概念的学习很多时候采用典型例证学习,但也有研究发现被试有时也采用假设验证进行学习[4]。
(三)新近的概念学习理论新近的概念学习理论突破了认知心理学将学习仅视为一种理性的认知加工过程的观点,开始关注概念学习过程中非理性的成分和特点。
下面介绍两个典型的代表。
1.内隐学习说(implicitlearningtheory)内隐学习说认为,概念学习并非总是一个有意识的理性学习过程,一些抽象概念的复杂结构是通过无意识的内隐学习获得。
在概念的形成中,学习者依赖于一些属性在无意识积累中的频次来区分概念中的相关属性和无关属性。
里伯等人用实验证实了这一观点,他们认为,当刺激结构高度复杂时,采用比较被动的、无意识的学习方式可能更有效。
2.学习的认知系统模型该理论认为概念学习有两个基本来源:外部来源和内部来源。
外源性概念是通过感官进入认知系统的概念,而内源性概念则是通过各系统成分之间的交换来建构。
认知系统模型有五个基本的构成成分:感觉接受器、执行控制、情感因素、工作记忆和长时记忆,是一个高度动态化的能够持续整合各个构成成分的互动系统。
概念学习就是学习者利用已有的知识和认知结构,积极主动地感知、整合、加工和记忆外部信息的过程。
该理论强调认知策略在概念学习中的整合作用,并且重视情感因素对概念学习的作用。
三、概念转变——前科学概念与错误概念向科学概念的转变维果斯基的概念分类理论,为概念教学的研究提供了重要的思路,它使人们认识到,概念学习不只是概念获得,也包含着概念转变,因此,在教学科学概念时不能将学生视为“白纸一张”,应当考虑学生接受教育前已有的前概念。
后继的研究者进一步将前概念细分为前科学概念和错误概念。
前科学概念指那些在日常生活中由于非正式的经验所导致的结果,即学习科学概念以前已有的概念。
错误概念指的是在正式学习中由于误解而形成的概念。
有的研究者认为前概念属于错误认识,应当消除并用科学概念来替代;有的则认为前概念是学生从自己的角度所理解的概念,在日常生活中通常是合理、有效的。
无论支持何种观点,在概念教学中关注学生的前概念都十分必要。
学生头脑里已有的知识对新概念的学习肯定会产生或积极或消极的影响,因此,教师的概念教学应该充分考虑学生已有的知识。
(一)关于前概念的研究成果研究表明,许多前概念非常牢固,很难改变。
在概念的形成过程中,教学通常只能使学生的已有概念发生非常有限的改变。
新获得概念的应用范围非常有限,比如学生在教室之外很少使用被教授的科学概念。
即使在教室中,也仅是当所面临的任务或问题与他们学习这些概念的情境相似或者任务、问题非常简单时才会用到这些概念。
对前概念的早期研究主要关注特定学科领域的前概念(比如,科学、数学等),随着建构主义的兴起,研究者开始关注到:还有许多其他学科领域之外的前概念在影响着学习。
比如,元认知知识(meta-knowledge),即对知识的本质特性的认识,就是一个重要但却经常被忽视的概念。
学生在理解科学和数学概念方面的困难,在一定程度上就是源于错误的元认知知识。
例如,大多数学生乃至教师把科学知识看作是对世界的忠实再现,而不是将它们视为人们对世界的暂时解释。
再有,教师和学生对于教学的一般性目标以及对特定教学事件目标的认识通常不一致,教师通常会将一个教学事件放在由一系列相关事件所组成的结构化过程中加以思考,而学生却缺少这种长远的眼光。
第三,从教师方面来说,有一个非常重要的概念——对概念的认识,即在认识学生的概念时教师是以自己的概念体系为参照的。
许多研究报告提到的前概念其实都是研究者按照自己的概念来认识学生的概念的结果。
(二)前概念向科学概念转变的研究无论是对学科领域还是学科领域之外的前概念研究,都提示我们应当发展相应的教学策略以指导学生摆脱前概念的不利影响,利用其中的有利成分,进而形成科学的概念。
具体的策略,我们介绍如下三种。
1.概念转变的模式这一模式(Posner等,1982)以信息加工理论和库恩的范式演变观点为基础,其核心是有关概念变化的四个条件:(1)对已有观点的不满;(2)新的概念必须是可以理解的;(3)新概念本身是能够自圆其说的;(4)新概念必须是富有成效的。
