陳秀潔,張道明
( 齊齊哈爾大學 土木與建筑工程學院,黑龍江 齊齊哈爾 161006)
誘導大學生主動學習,激發其產生學習動機、改善學習態度、提升學習效果一直是人才培養促進學生發展的重要工作之一。在教學中心理誘導通常以暗示性、激勵性、交流性、目的性、自主性、情趣性等幾個方面的表征所使用,目的是通過心理誘導引導學生向預定的教學目標發展、改善學生的自主學習能力、增強學生探索自然規律的興趣、提升教與學的效果。
在教育教學中,類似誘導行為都被多數教師有意識或無意識使用過。如學校評比“三好學生”、樹立學習標兵、弘揚模范帶頭作用等均是誘導行為。柳禮泉分析了模范的價值內涵和作用,利用誘導可以促進學生形成正確的人生觀[1]。心理誘導在商業策劃、人才培養、軍事訓練等多方面得到了運用,取得了極好的誘導效果[2-3]。為了在教學中更有效運用心理誘導,促進知識結構的完整性,系統研究學習動機產生的基礎,分析心理誘導效應形成機理,設計對比教學實踐說明認知結構不平衡性,驗證心理誘導能夠有效促進學生自主學習。在課堂教學中,利用教學資源創建情景、把教學任務融入到情境中,通過循循善誘,提升教與學的效果[4]。
心理誘導就是誘導者有效利用動機的誘因,按動機的內在需要確立目標方向,喚醒被誘導者的動機的行為。其中,動機是人在內在的需求條件和外在的誘因條件相互作用下,由內在需要而引起的驅動某種特定行為而產生指向性的思維途徑或想法。馬斯洛認為動機由需求與誘因構成,人的最基本的需要是由生理、安全、歸屬、愛、尊重、認知、審美、自我實現,由低級向高級逐次升高。動機內在需求層次越低,表征的內在驅動力就越強,越容易激發或喚醒,而且一旦它的內在需要獲得滿足將進入休眠狀態,不易被喚醒。
學生學習的動機是指引發與維持其學習的行為,并能驅動學生指向學業目標的思維活動。由學習的內在需要和激發學生學習的外在誘因所組成。學習動機的作用源于學生對知識的需求,通過獲得相關知識,平衡內在知識結構缺陷,使學生能獲得必要的生存和發展能力。其中,動機的激活性是動機的基本特征。早在1979年,奧佛邁耶和勞力通過刺激(S)→中介(M)→反應(R)實驗[4]證實誘因在激活喚醒方面的作用??傊?,誘因是與動機相關的信息載體,能夠激發被誘導者在情緒、預見性、思維的持續性等方面發生改變,起到增能器和發生器的作用。
喚醒學生學習動機的因素是多方面的,正如Herbert L. Petri和John M. Govern在《動機心理學》中指出:“誘因動機受多因素和多種機制的決定”表明了學習動機因其內在需要的多樣性決定了其動機多源性。在宏觀上,學習動機的內在需求表征為欲望、興趣、情感、目標、自我圖式等組成;在微觀上,動機表現為完善知識結構、加工外界信息、織布知識結構的缺陷,因此,學習者追求知識結構的完整形成其學習內在的驅動力。
認知心理學認為學習者的認知結構是由概念、命題和圖式構成的。任意一個命題都是由兩個相關概念聯結所構成的具有導向性的單元;命題網絡是由多個命題相聯結構成的;圖式是學習者對一組命題網絡進行概括,歸納總結、形成人頭腦中關于普通事件、客體與情景較復雜整塊知識的認識。而知識結構中最基本單元的概念是由其內涵和外延所構成,內涵和外延具有多維的屬性,是概念的基本組成,能從多角度反映事物的本質特征。如:“混凝土是復合的材料”是一個命題(圖1),其中,混凝土概念的內涵和外延可表示為:
[混凝土]=[材料、外觀、性能、制備、分類、應用、其他] (1)
[材料]=[無機復合材料、有機復合材料] (2)
[無機復合材料]=[水、水泥、砂、石子、其他] (3)

圖1 命題構成
從概念的內涵和外延看,概念具有多維性,由概念核心區逐級向外擴散。距離核心區越遠,對概念信息影響越小。
人們受到自身知識儲備的限制,并不一定能夠全面掌握概念信息,存在信息缺失是一定的,是人們認知世界的常態。以混凝土概念為例,任何人都不可能全面掌握混凝土各個維度的全部的內涵和外延,總會有不同程度的信息缺失。人們掌握某一概念各維度的內涵和外延是相對的。因此,有概念構成的命題、命題網絡、圖式、規則都會存在不同程度的信息缺失,造成知識結構不完整,需要在認知的過程中逐步完善。這種知識結構的不完整就是人認知世界的內在需求,是學習動機形成內在驅動力。
混凝土概念本身就是一個知識結構。對于學生來說,他們可以通過《土木工程工程材料》相關課程內容,掌握混凝土組成、配合比、形狀、制備、標號、分類等信息;通過《混凝土設計原理》課程相關內容掌握混凝土的力學性能、分類和應用等內涵;在研究生階段,可以研究材料的空間組構、膠粘材料、抗疲勞和抗凍融等知識。因此,在各階段學習過程中,學習者通過所掌握的各種意象表征,吸收新的信息,完善概念內涵和外延,逐步形成完整的混凝土知識結構。因此混凝土知識結構學習過程就是知識結構由不完整,不平衡逐步向完整和平衡過度的過程。
概念的每個內涵和外延,在人腦中都有意象來表征,外在可以用語言符號等形式表征。意象表征通過“物象”展示了人對事物的主體意識或情感傾向,并把“物象”融入了主觀情景中。在人的頭腦認知中,它不是客觀的“實在”,但以“物象”形式表現概念內涵外在的表征[7]。同時,其作為信息的載體,向內揭示概念的本質,向外吸收新的信息,豐富概念內涵,并與其相關的概念進行聯結,建構命題,形成命題網絡,為認知結構的圖式形成奠定網絡結構的基礎。表征以視覺、聽覺、味覺、嗅覺和觸覺等感覺方式表征概念的“物象”,以喜歡、興趣、愛好、憎恨、厭惡、排斥等方式表征對“事物”的情感,形成了概念的內外信息交流的窗口。因此,在學習過程中,學習者基于學習的目標,搜索外部世界信息的表征,并與學習者頭腦知識結構中已有的意象表征相聯結,完善知識結構的缺陷。這些與學習目標一致。
誘因誘導動機的產生是有條件的,首先,由于認知結構不完整,學習者有完善認知結構的內在需要,形成學習內在的驅動力;其次,外部信息與學習者已有的意象表征相匹配,將激發學習者加工外部信息、同化或順化外部信息,完善自己的知識結構。這些有利于學習者同化的信息滿足了學習者的內在需求,形成“望梅”誘導效應。“望”表明饑渴者有解渴的內在需求,“梅子”是饑渴者解決饑渴“物象”的意象表征,是解決饑渴的心理誘導的誘因。饑渴者食用過“梅子”,有梅子的酸甜對其味覺刺激和解渴的經歷,他將梅子形狀、顏色、味道等信息存儲在其記憶中,形成解渴的“物象”。如果望梅的人不是饑渴者,不會產生“望梅止渴”生理行為;同時,饑渴者沒有食用過梅子,不會在其頭腦中產生“梅子”解渴“物象”。因此,教育工作者充分利用“望梅”心理誘導的效應,選擇能夠產生學習動機的誘因,激發其與學習者頭腦中的意象表征進行聯結,實現有效教學目的。
認知結構是通過一組概念之間的意象表征聯結而形成的網絡化知識結構的心理過程。無論是陳述性知識,還是程序性知識都是由概念和聯結所構成[8]。在這一心理過程中,學習者通過概念的意象特征,有選擇地加工吸收外部信息,逐步完善概念的內涵,辨析了內涵的意象表征,建構概念與概念的聯系,形成對某一事物本質性的認知。由于外部世界的信息紛繁復雜,能夠有效選擇合適的信息作為動機的誘因,激勵學習者產生學習動機是教育教學的重要工作。
對于土木工程專業學生來說,混凝土既是一個概念,也是知識結構。低年級和高年級的學生對混凝土認識的深度是不同的,標志學生對混凝土的認知結構由不完整向完整逐漸過渡的過程?;诨炷林R結構的認知過程,在《土木工程材料》混凝土配合比設計課程教學的前和后進行了問卷調查。問卷的題目是“提到混凝土,你會想到什么?”,目的是評價學生對混凝土概念的認知程度。

圖2 課前學生的意象表征

圖3 課后學生的意象表征
混凝土配合比設計教學知識點的單元主要包括配合比設計、實驗教學等內容。其課程前續課程教學內容為混凝土組成、混凝土和易性等理論教學內容,其后續課程教學內容為混凝土力學性能等教學內容組成。圖2表明學生在課前已經學習過有關混凝土相關基礎知識,但課堂采用板書講授理論的教學方法,學生對混凝土組成、形狀并沒有完全消化理解,在其頭腦中,沒有形成完整的混凝土“物象”的意念表征,近60%的學生不能準確描述混凝土組成和形狀的內涵。但是,由于課前教師對混凝土制備和力學性質進行了描述性介紹,20%以上的學生能夠簡單描述混凝土制備和強度的內涵。這是課前知識導入造成學生知識遷移的教學效果。這種現象在混凝土分類和應用的內涵顯得更為明顯,說明專業基礎知識前置導入能夠幫助學生建構專業基礎知識結構,為后期學習奠定基礎。
在混凝土配合比設計理論和實驗教學實施后,50%的學生能夠描述混凝土的力學性能,90%以上的學生能夠描述混凝土的組成、制備、形狀等程序性知識。問卷調查表明:學生通過混凝土配合比的實驗教學,利用視覺、聽覺和觸覺感知混凝土實體,建立自己對混凝土的意象表征,從多角度形成有“質感”的物象化的混凝土意象表征。特別是在教學實施后,能準確描述混凝土的組成的學生數量增加了40%,說明單純以語言形式即板書教學模式與信息豐富實驗教學模式相比,后者更有利于學生豐富其對混凝土的各類意象表征。
課程教學實施前后的問卷調查結果表明,對于學生來說,混凝土是一個不完整的知識結構,通過有組織的教學,學生對混凝土“物象”的意念逐步豐滿,對混凝土表征的描述準確度得到提高,其混凝土知識結構的缺陷能夠逐步改善。
在學習進程中,學習者頭腦中的各類知識結構都處于完善的過程中。對于學習者來說,完善不完整的認知結構決定了其學習的目標,并為其學習提供了內在的動力。程序性知識的復雜程度要遠遠高于陳述性知識。學習者在加工吸收程序性知識時需要利用歸納、分類、總結和概括等智慧策略,處理外部世界紛繁復雜的信息,豐富其意象表征,完善知識結構。但不是所有的信息和它們的意象表征能夠被學習者所接受。只有那些能與學習者意象表征匹配的信息,才能成為學習者進一步加工處理目標。這些信息以語言文字、圖片、視頻、實物、聲音、味道、觸及的感覺等“物象”的形式作為誘導因子而存在于學習者頭腦中。
鋼筋混凝土單筋矩形截面梁抗彎配筋設計原理是復雜程序性知識結構。學習者需要基于材料學、力學和工程學等方面知識建構其設計理論。學生需要理解不同配筋率的梁彎曲破壞形態、掌握基本假定和截面配筋設計的平衡方程等程序性知識。其中,平衡方程的建立是教學的重點和難點?;谛睦碚T導的原理,設計了對比教學方法,揭示誘導對于學生學習復雜的專業知識所起到的激勵作用。
參與教學實驗的學生為土木工程專業專升本班級的學生,他們的力學基礎知識普遍薄弱,但其工程經驗相對豐富,對工程結構具有良好感知能力,并且有利用專業知識,解決工程問題的內在需求。在教學過程中,為了能夠對比研究心理誘導對學生自主學習的激勵作用,設計了理論+實驗驗證講授教學式和實驗歸納+問題引導問題探究式兩種教學方法對比教學,通過對比分析兩種教學方法的教學效果,說明心理誘導對學生學習的影響。其中,引導問題為:(1)描述梁的彎曲破壞過程;(2)說明適筋梁彎曲破壞特征;(3)簡述梁抗彎承載設計基本假定;(4)推導梁截面抗彎平衡方程。
其中,第一組教學采用板書理論講授+實驗輔助教學法,具體教學設計如下:
(1)根據配筋率,明確鋼筋混凝土梁類型(少筋梁、適筋梁和超筋梁);
(2)基于適筋梁抗彎破壞過程,劃分梁三個破壞階段;
(3)基于截面破壞特征,建立鋼筋混凝土梁抗彎設計的基本假定;
(4)基于梁截面平衡,建立極限承載能力條件下,梁截面內力平衡方程;
(5)根據工程的要求,計算梁截面的縱向配筋。
通過實驗,驗證梁抗彎設計理論。此教學設計目標明確、內容層次分明,教學過程邏輯嚴謹連貫,有利于學生結構分析的邏輯思維有序展開。但在該教學模式中,學生學習過程被動,教學內容要求其具備良好基礎知識,才能做到新舊信息有效銜接,形成學生頭腦中的意象表征與外部信息有效聯結,構建其知識結構網絡。

圖4 第一組驗證試驗

圖5 教師講解試驗

圖6 第二組現場試驗
第二組以實驗梁破壞形態為誘因,采用實驗+問題引導法教學,具體教學設計如下:
(1)以鋼筋混凝土梁彎曲破壞形態作為心理誘導因子,要求要求學生通過實驗,描述(少筋、適筋和超筋)梁的破壞特征;
(2)基于適筋梁破壞過程中各階段的力學行為,誘導學生歸納梁的彎曲破壞特征,并劃分梁承載三階段;
(3)基于梁截面極限承載狀態時的承載特征,誘導建立梁承載各階段截面抗彎內力平衡方程;
(4)基于截面彎曲破壞特征,誘導學生歸納梁抗彎設計的基本假定;
(5)根據工程的要求,采用工程案例,設計鋼筋混凝土梁截面的縱向配筋,最后學生自我評價成就感。
此教學設計通過構件實驗提供給學生“物象”的實物信息,強化學生視覺、觸覺多方面的感知力,誘導學生自主學習,利用專業知識總結規律、解決實際工程問題,達到提高學生自主學習能力的目的。
兩個實驗教學教學內容相同,學生均為大學三年級學生,層次相同,測試結果如圖7和圖8所示。其中,第一個實驗教學采用理論講授+實驗輔助教學法,在課程教學后學生知識結構達不到基本不完整的學生達到30%~50%,而第二個采用問題探究式教學法,學生知識結構達不到基本完整學生下降至20%以下,表明采用實驗+問題引導教學法,能夠有效激勵95%的學生自主學習,促進學生知識結構的完整,獲得了學習的成就感。

圖2 課前學生的意象表征

圖3 課后學生的意象表征
由于單筋截面梁抗彎設計原理是復雜程序新知識,從梁的配筋率的類型到梁的不同破壞階段,其知識結構過程復雜、規則多,造成學生理解和掌握難度大幅度的增加。學生單純通過理論過程講解和結構實驗輔助教學,在其頭腦中不能很好的形成“物象”的工程情景,難以把梁彎曲破壞的特征與工程情景相聯系。結構實驗+問題探究教學法能有效把理論問題轉化為連續的工程情景問題,實現理論問題工程情景化,合學生能夠清晰描述梁的類型和破壞的全過程。
在基本假定和平衡方程的教學形成性評價中,采用講授法教學測試結果表明,50%的學生不能完整描述梁抗彎設計的基本假定和推演梁抗彎設計的平衡方程。其原因主要是該部分知識邏輯嚴謹,要求學生應具有良好的力學知識背景,而力學基礎知識是專升本學生最為薄弱的環節。由于其知識結構的缺陷,造成學生學習處處被動,難以做到新舊知識有效銜接;而采用實驗+問題探究式教學實驗結果表明,工程情景作為學習的誘導因子,能夠有效激發學生探索解決工程問題的方法,促使學生自主有目標的補充知識結構的缺陷,達到自我提升能力的教學目標。
(1)認知結構內在需求的不平衡性是學習者學習動機產生的根源,是其產生學習行為的內在驅動力;
(2)作為產生學習誘因的外部世界信息,能有效與概念內涵的意象表征聯結,形成“望梅止渴”的心理誘導效應;
(3)認知結構多樣的內在需求決定了其誘因多樣性,它可以以語言、文字、圖片、視頻、味道、感覺等任何形式出現,只有那些與認知結構的意象表征相匹配多的信息,才能更有效形成心理誘導效應;
(4)教育工作者充分利用心理誘導效應,選擇合理的誘導信息,能有效激發學生求知欲,促進學生自主學習效果,在這一過程中,評價學生的學習成就感。