專題式教學促進知識遷移的實證研究

何彥彬+付明杰+趙萬宇+楊盼

摘 要 從理論和實踐兩個方面對促進學生知識遷移進行探討，對如何運用專題式教學進行探索，并進行初步實踐。

關鍵詞 知識遷移；專題式教學；初中數學

中圖分類號：G642.0 文獻標識碼：A

文章編號：1671-489X（2017）05-0017-05

1 引言

社會對人才需求的轉變就要求教育的轉變，不再是填鴨式地灌輸學生知識，而是要把培養學生運用知識解決實際問題的能力作為首要教育目標。然而，傳統教學中經常出現學生有知識不會用，或者學生在解決問題過程中沒有效率的問題，具體表現在以下兩個方面。

1）知識的應用性缺失。有的學生課堂上聽得懂，就是不會用，不能把課本中高度抽象的場景應用于解決實際生活中的問題。

2）解決問題無效率。有的學生在解題過程中只是機械地把所有的公式、定理堆積起來，遇到綜合性較強的問題，這種方法會立即失效，無法合理地選擇解決方法。

2 基本概念

知識遷移 心理學上把已經獲得的知識、經驗和技能對后續新知識形成的影響，或者后續學習獲得的知識、情感和態度對先前知識學習的影響稱之為知識遷移。在學習的過程中，所有新知識的學習都是在學習者已經具有的知識經驗和動作技能、已形成的認知結構等基礎上進行的，這種原有的認知結構對新知識學習的影響就形成了知識的遷移[1]。

《論語·述而》中講道：“不憤不啟，不悱不發。舉一隅不以三隅反，則不復也。”[2]該古語名言明確地提出學習知識要“舉一反三”，明白知識的一般原理，在不同的情境應用知識解決實際問題。知識遷移理論強調知識的遷移要注重情境性，學生要在不同的情境之中發現事物的本質屬性；注重知識概念化的學習，構建自己的知識體系，在不同的領域體現知識的價值。

專題式教學 專題式教學指從橫向和縱向兩個方面將教學內容及學科知識點進行整合、歸納、總結與提煉。橫向方面以教學內容中的核心知識點與重點知識點為指向，培養學生良好的知識結構，提高學生的認知能力；縱向方面通過把教學內容中的知識點以螺旋上升的方式進行排列，讓學生以循序漸進的方式學習科學文化知識[3]。

國際教育技術協會主要從專題式教學的構成要素進行不同維度的研究。他們將專題式教學定義為在實際的教學環境中，教師與學生以合作學習的方式探究學習問題的過程，著重強調學生的主體性與學習方式的探究性、合作性，教師應是專題式教學的促進者，為學生提供學習資源和學習方法的建議。

國內許多學者也對專題式教學進行了研究。如南京師范大學的沈峰從專題教學思想的形成、教學目標的設計、教學原理的運用以及教學評價四個方面探討了專題式教學，并且在語文教學中進行了嘗試，分析專題式教學在實際教學中的作用，提高學生對知識的掌握程度[4]。

3 促進知識遷移的專題式教學設計

針對前文提出的問題，本文提出促進知識遷移的專題式教學。將專題式教學與知識遷移相結合，利用專題式教學具有的針對性與內容整合性的優勢，提高學生對知識的運用能力，促進學生知識有效地遷移。以數學教學為例，表1從三個方面分析專題式教學促進知識遷移的可行性。由表1可知，利用專題式教學可以促進學生知識遷移，通過具有針對性的教學內容，使學生學習聯系實際，強化學生對知識的應用能力。下面對專題式教學設計進行介紹。

教學目標

1）培養學生的數學思維。數學思維的形式是多種多樣的，不能僅僅停留在解決課本上的數學問題，而是將生活中的具體問題抽象化，進行模式化的研究，其最終目的在于促進知識與具體事例相結合，解決現實問題，培養學生的數學思維[5]。

2）促進知識正遷移。規律很大程度上是關于新舊知識的聯系，學生只有學習掌握先前的基礎知識和技能，才能實現遷移，領會基本的原理與觀念是實現遷移的基礎[6]。在教學過程中，學生能夠通過具有針對性學習材料的學習，使新知識進入原有的命題網絡形成關聯，提高同一命題網絡的知識關聯度，實現知識正遷移。

3）提升學生對情境的認知能力。知識遷移強調運用相同的知識解決本質相同但發生情境不同的問題。專題式教學創設了貼近學生生活情境的問題以及故事性問題，能夠讓學生置身在情境之中思考，在學習中找到各個情境之間的共性，提高對情境的認知能力，加深知識的運用與理解，實現舉一反三的效果。

4）提高學生解決問題的熟練度。知識遷移能力的一個重要指標是能否運用已有知識熟練地解決情境之中的問題。專題式教學將教學內容進行整理、歸并、提煉與升華，同時針對同一問題進行不同的情境設置，促使學生總結解題規律，迅速提高學生解決此類問題的熟練度。

促進知識遷移的專題設計原則

1）專題設計的情境性原則。知識遷移強調學生要在不同的情境之中運用知識解決遇到的問題，學生能否解決情境中遇到的問題，是學生知識是否得到遷移的重要表現。因此，專題的設計要以情境性教學內容為主，用情境化的方式包裝核心知識點為主的問題，使原有枯燥的教學內容更加形象化、生動化，貼近學生的生活。

2）符合學生認知水平的原則。知識結構理論表明在選擇學習內容時一定要有承上啟下的作用，聯結新舊知識并且要考慮學生本身的認知水平，這樣學生才能在學習的過程中順利地接受新知識[7]。專題的設計中教學內容的整合必須符合學生的認知水平，對學生知識結構的形成有積極促進作用。不能超出學生現有的認知水平，使學生不易理解，造成學習障礙。

3）系統性與循序漸進相結合的原則。建構主義強調構建知識網絡的系統性，知識網絡的構建不是一蹴而就的。專題的設計也應遵循這一原則，在學習內容整合中，知識要有系統性，同時具有系統性的學習內容使學生在學習的過程中能夠清楚地了解自身知識掌握程度，檢測學生出現的知識斷層，及時地進行查缺補漏，有利于學生對后續知識的學習。

4）知識與能力相結合的原則。所謂知識遷移的實質就是運用本質相同的知識解決不同情境的問題，所以既要求學生知識的擁有量，還要求運用知識的能力。專題的設計中要包含基本知識、基本原理，更要有一部分既需要知識又需要能力來解決的問題。

5）覆蓋面與重點知識相結合的原則。教學內容的整合與選擇要達到全面了解學生對知識的掌握情況這一目的，內容就必須有相當大的覆蓋面，宜寬不宜窄，即基本原理、基本概念和綜合性知識以及一些關鍵性的、有重要實際意義的內容，引導學生把學習的注意力放到需要下功夫的重點內容上來。

教學策略

1）創設合理的教學情境。興趣是學生學習知識最好的老師。在促進學生知識遷移時，要培養學生學習數學的興趣，這樣才能讓學生在學習數學時發揮主動性。可以考慮創設更加有趣的情境，如生活中常見的水杯、書包等不規則物體的體積計算應該運用何種方法？數學知識與生活是密切相關的，在生活中經常會遇到與數學相關的問題需要解決，在促進學生知識遷移時要善于抓住生活中的場景，這樣更利于引起學生的共鳴，也利于學生認知情境[8]。

2）加強基本概念原理的教學。布魯納曾說過：“讓學生領會基本原理和方法，實現學習的遷移，應該是教育過程的核心。”[9]知識遷移發生的實質是使知識之間產生關聯，以舊知識促進新知識的學習，以及運用在不同的情境之中，基本的概念以及原理的學習是后續學習所必須具備的要素，只有掌握好基礎的知識概念，才能拓寬自己的知識面，促進知識遷移。

3）加強知識的內在聯系。奧蘇貝爾強調在學習知識時要注重培養學生的認知結構，同時強調教師在教學過程中能夠指導學生建立知識之間的內在聯系，把知識看成一個整體、一個系統來進行培養，而不是讓學生把知識單一化。建立知識體系的程序是確定具體知識點及其認知層次，逐步形成點、線、面、體的知識體系[10]。

4）培養學生認知策略。學生不能有效地利用所學知識解決問題的關鍵，往往不是知識儲備量的問題，而是由于缺乏必要的認知策略，致使遷移受阻。認知策略包括學習方法、問題解決策略，以及其他一些促進有效學習和問題解決的手段、措施[11]。

4 專題式教學初步實踐

初中數學函數專題設計 依據上文促進知識遷移的專題式教學設計原則與策略，本文進行初中數學“函數知識”的兩個用于實際教學的專題設計，首先對兩個專題的關系進行簡要說明，如表2所示。

兩個專題都是關于函數內容的基本知識與抽象知識的結合，專題內容的知識點屬于同一函數知識命題網絡內，學生對“函數自變量求解專題”中知識掌握的程度將直接影響學習“函數自變量取值范圍專題”的知識，兩個專題的知識點都為函數自變量取值問題，屬于相同知識點在不同情境中的運用。“函數自變量求解”知識是解決函數自變量取值范圍問題的必備基礎，是提高學生運用知識解決函數問題的關鍵，是引發學生知識遷移的必要條件；能否順利解決函數自變量取值范圍問題，主要取決于學生對函數基礎知識的掌握程度、對“函數自變量求解專題”知識的運用能力。

實踐活動 為了驗證專題式教學能否有效地促進學生知識遷移，對兩個專題進行初步的教學實踐，過程如圖1所示。

實踐數據收集與分析 本文將教學實踐的數據進行收集和分析，檢驗本研究所提出的專題式教學是否能夠促進學生知識遷移。以兩個組別為基本單位，進行組與組之間的總體分析。主要從兩組學生完成專題變式的情況分析，以解決專題變式的正確率和耗時這兩個維度進行具體分析，以學生解決問題的效率為依據得出結論。

1）正確率分析。為保證教學實踐的科學性與客觀性，把30個教學對象以隨機分組的形式進行分配，分為對照組與實驗組，兩組各15人。根據兩組學生完成專題的情況，進行組與組之間的對比分析，表3為兩組學生完成專題變式的正確率。

從整體數據上可以看出，實驗組學生在專題測試中正確率明顯高于對照組，并平均正確率為79.39%，每個學生在11個專題變式的測試中基本能夠答對7個。可以認為實驗組學生能夠掌握基本的知識，并且運用知識解決此類問題，雖然在某些問題的處理上出現錯誤，但整體而言，學生能夠在此基礎上促進知識進行有效遷移。

為保證數據分析的全面性，對兩組學生完成專題變式的正確率數據進行差異性分析，進行t檢驗。所謂t檢驗，是用t分布理論來推論差異發生的概率，從而比較兩個平均數差異是否顯著。根據兩組學生正確率的數據，換算為具體的分數。根據t檢驗的原理，首先，把兩組學生正確率的數據進行整合，一共為30名學生的數據，總樣本數是30；其次，計算總樣本數據的標準差，抽取實驗組15名學生數據作為對比數據，計算其平均值；最后，通過t檢驗的公式計算t值，并與標準t（0.05）的數值進行比較。

首先，整合對照組與實驗組學生的兩組數據，如表4所示；其次，計算總體樣本的平均值與標準差值，抽取實驗組學生數據作為對比樣本，計算其平均值。總體樣本的平均值為u，總樣本數為n總（n總=30），對比樣本平均值為x，對比樣本數量為n對。

總體樣本平均值計算公式如下：

可以計算出兩組學生的平均正確率u=63.79。

抽取實驗組15名學生數據（n對=15），對比樣本的平均值計算公式如下：

計算出x=79.39。

標準差的計算公式如下：

計算出總體樣本的標準差?=19.17。

根據以上數值，總體樣本平均數u=63.79，對比樣本平均數x=79.39，總體樣本標準差?=19.17，n對=15，可以計算出t值，t值計算公式如下：

以上數值帶入公式可得t=2.63。因為n對=15，n對-1=14，根據t值表的標準數據可知t（140.05）=2.145，那么2.63>2.145，所以t>t（140.05）。

結論：由于對比樣本的t值明顯大于標準t值，對比樣本數據差異明顯，則實驗組學生通過專題式教學進步明顯，專題式教學有助于促進學生知識進行有效遷移。

2）耗時分析。同時本文根據兩組學生完成專題的情況，進行組與組之間的對比分析。主要包含對照組學生與實驗組學生在新的情境中解決問題所耗費的時間，如表5所示。

根據對照組和實驗組解決問題的用時數據可以看出，兩組學生在專題測試時耗時差距不大，說明兩組學生在專題測試時解決問題所用的時間相差不大，沒有過多的差距。進一步得出相對于傳統教學而言，專題式教學并不能單純地減少學生解決問題的時間。

5 實驗結論

通過對教學案例的深入探究和實踐，對對照組和實驗組進行對比實驗，進行數據的收集和分析，得出實驗結論：以情境認知理論為核心理論的專題式教學在促進學生知識遷移方面有重要意義，增強了學生對基礎知識的掌握，提高了解決問題的能力；能夠在一定程度上加強學生對知識體系的構建，提高知識的內在關聯度，為后續的學習打下良好的基礎。當然，要使學生具有良好的遷移能力，不是一朝一夕能夠完成的，還需要教師與學生的共同努力，促使學生在學習過程中發生有效的知識遷移。

參考文獻

[1]張大均.教育心理學[M].2版.北京：人民教育出版社，2011.

[2]劉甜甜.中學化學教學中知識遷移策略的研究[D].安徽：安徽師范大學，2014.

[3]羅貴欽.淺談新課程標準下的數學教學模式[J].福建教育學院學報，2004（6）：13-14.

[4]沈峰.試論中學語文專題教學模式[D].南京：南京師范大學，2007.

[5]李海玉.論如何培養初中生的數學思維能力[J].數學學習與研究：教研版，2012（2）：121.

[6]李新萍.遷移理論在高職數學教學中的應用研究[D].濟南：山東師范大學，2006.

[7]常鳳，周本偉.維果茨基“最近發展區”理論在新課程教學中的應用[J].新課程研究：基礎教育，2009（1）：25-27.

[8]葛元骎.課堂教學情境及其設計策略研究[J].教學與管理：理論版，2014（21）：126-128.

[9]張忠海.注重學生知識遷移提高數學教學效果[J].桂林師范高等專科學校學報，2005，19（2）：61-63.

[10]蔡友銀.淺談數學教學中的學習遷移[J].小學科學：教師版，2012（12）：35.

[11]羅小斌.從遷移理論看蘇教版《函數》教學[D].南京：南京師范大學，2008.