什么是迁移学习?
我们如何帮助学习者将他们从一堂课上学到的知识应用到另一堂课,从一个学科应用到另一个学科,从学校应用到真实世界?想一下,一个老师在科学课上讲了水循环。几天后,一个学生在外边玩。她观察到,在早晨有一个小水坑,过了中午水坑就没了。学生会从老师课堂上讲的知识中,推论出这是发生了蒸发现象了吗?
迁移学习,或者简单地称之为迁移,就是把学到的概念或知识应用到新场景中。作为老师,教育的基础目标之一就是学生把在课堂上学到的知识应用对课堂外边,比如解决一些困难的问题。
一个成功的迁移是什么样子的?哪种学习策略对于培养学生的迁移学习是最有效的?在这里,我将分享认知心理学家的研究成果,有证据可以佐证的学习策略,以及注意事项,和如何应用策略提高迁移学习的能力。
通过利用科学的学习方法,我们能够使用有研究证据的学习策略来培养迁移能力,把知识应用到新环境里。这样,我们就可以将教室里的学习扩大到教室外的新的项目领域里,新的想法中,和现实世界里。
迁移并不仅仅是是日常的学习
迁移涉及到学习的应用,从一个问题一堂课,到一个新的问题,一堂新课,或一门新课程。认知科学家定义迁移是“用已经学过的知识,去回答新问题,解决新难题,或者促进新的学习”。而在每天的生活中,迁移可以被简单地认为是把知识应用到和以往不同的方面中去。
当学生成功地迁移知识到新的场景中,我们经常是“只要我看见了我就知道他是不是成功地应用了迁移学习。”
比如:
小学生应用古埃及的知识到古中国的课堂上。
中学生学习应用从代数方程中学到的毕达哥拉斯定理,去解决新的数学问题。
高中生写了一篇短篇小故事,在其中应用了在文学分析课堂上学到的小说基本架构。
大学生完成了会计专业并在新工作中应用基础的会计原则。
医学院的学生应用他们在医学科上的知识,在临床上治疗病人。
终生学习者使用闪卡练习回忆知识,应用这些知识到多项选择的考试中。
在这些例子中,如果学生应用他们所学对一个新场景中 ,我们就可以推断出学生发生了成功的迁移。另一方面,如果早期所学没有应用到新情况中,就没有发生迁移。
这些真实世界例子里和所有涉及到迁移场景的一个关键因素是,学习者不是简单地回忆知识。他们用新的、不同的方法来应用现存的知识。这就是关键所在。迁移不同于日常学习,不同于单个主题或单个概念的学习。
迁移学习的多种形式
每种类型的迁移学习根据两种特性区分。第一,所有的迁移都涉及到某种知识应该被迁移。这种知识包括从单个的概念到整个学科。
第二,也是关键的一点是,所有的迁移都涉及到到场景的改变,都与原来学习的原始场景不同。这种变化可以相对简单的或者是相当复杂的。当变化很少,我们称之为“近距离迁移”。当变化很多,我们称之为“远距离迁移”。
迁移的类型
根据场景变化的类型可以分为将迁移分为知识型、空间型、时间型、任务型、功能型和形式型。
知识型迁移:比如古埃及的公元前1330年和1325年的历史比较,就是近距离迁移;古埃及和古中国的比较,知识迁移的距离就远了一点;再远点就是古埃及和现代美国的比较;更远点就是古埃及和浪漫文化的比较。
空间型迁移:比如在同一个教室学习,就是近距离迁移;在同一个学校不同的教室学习,迁移的距离就远了一点;再远点就是在不同的学校学习;更远点就是学校和生命每一天的学习。
时间型迁移:比如在同一个课上学习,就是近距离迁移;在同一天学习,迁移的距离就远了一点;再远点就是学习之间相隔几周后或几个月后;更远点就是相隔几年之后。
任务型迁移:比如学习用几个数字学习毕达哥拉斯定理,就是近距离迁移;用图表学习毕达哥拉斯定理,迁移的距离就远了一点;再远点就是用毕达哥拉斯定理做题;更远点就是有毕达哥拉斯定理解决现实中的问题。
功能型迁移:比如掌握单个理论,就是近距离迁移;用学习理论并对其进行评估,迁移的距离就远了一点;再远点就是应用理论并有了一定的经验;更远点就是有对理论有了自己的看法。
形式型学习:比如形式和以前一样,就是近距离迁移;如果形式不一样有多选和简答,迁移的距离就远了一点;再远点就是写作和口头回答;更远点就是口述和非口述的形式。
应用古埃及的知识到古中国?这个例子中涉及到知识的变化。使用毕达哥拉斯定理到新题目中?这涉及到任务的变化。使用小说的基本结构写短篇小说?这也是任务的变化。应用会计原则到新工作中?这属于功能的变化。使用简答闪卡到多选考试中?这形式的变化。
当然,场景的一些变化有可能同时发生。比如当一个医学生使用课堂上学到的知识来治疗病人,这就涉及到时间、空间和功能的变化。
关键点
当应用学习策略来培养迁移能力时,不光要知识的迁移能力,迁移涉及到很多场景的变化。注意到这种场景的变化,我们就能够灵活而有效地在近距离迁移和远距离迁移中灵活转换。
那么,迁移学习和检索练习有什么关系呢?检索练习的方法有利于培养迁移学习的能力吗?
检索练习有很多的形式,比如小测验,问题练习等等,都可以有效地改进学习。检索练习涉及到将知识从学习者的记忆库中提取出来,检索信息的行为可以很有效地提高学习能力。
在日常学习时,一定的检索练习对培养迁移学习能力也很有帮助。这些方法通常涉及到在更广更深的层次上来检索知识,远超日常的问题练习。这将对知识进行更广泛的参与可以提升学习力,理解力和迁移能力。
通过最严谨的研究,认知心理学家们发现了三种培养迁移能力的检索练习方法。如果应用到学习中,这三种方法可是真真实实地提高学习能力。
1.应用广泛的检索练习
学习者在做检索练习时不要纠结与一两个细节,而是尽可能地回忆,比如写下你在这堂课上学到的所有东西。或者写下关于某个主题的所有信息,比如检索你关于有丝分裂第一阶段的所有知识。这就是所谓在广泛的检索练习。为什么这样做呢?
因为广泛地检索练习可以鼓励学习者思考他们已学到知识的多个层面。如果能提供反馈,这个技巧会更有效。
2.鼓励有意义的解释
学习者自己构建有意义的解释,比如,解释光是如何起作用的。这个方法可以让学习者检索对他们以及学过的知识,鼓励思考知识的问什么是这样和如何使用。条理清楚、有逻辑地解释一个概念或主题,能够改进整体理解能力,对迁移也有好处。
3.使用多种问题和多样的形式
使用各种问题,比如困难的问题或容易的问题,事实型问题和概念型问题。这些问题可以检索对已学知识的各个部分。使用各种问题可以在各个方面促进学习者重复思考主题。这些问题甚至涉及到应用知识,或进行推理。
比如,把一个回忆概念细节的问题和另一个如何应用知识的问题连在一起进行回答。
小建议
尽可能的检索信息,而且使用有意义的、多样性的检索方法。有效的策略包括使用广泛的检索练习,构建解释,和包括各种各样的问题。
培养迁移学习的最强组合
检索练习加上反馈法,可以称得上是培养迁移学习的最强组合。那么这个组合如何使用呢?这里介绍4个策略。
检索练习后进行反馈
在检索练习后,学习者要回顾自己的目标知识,比如文本章节,课程视频,或者其他学习材料。检索后的反馈能够帮助学习者检查他们回忆的信息是否正确,并且把注意力集中在他们难以回忆的地方。
这样也能够更好地融合学习者已经学过的知识和将要学的知识,改善整理的理解能力,提升迁移学习能力。
详细解释和自设进度的反馈
对正确答案进行详尽解释的反馈也能够有效地培养迁移能力。这样的反馈要很详尽,最好把正确答案和相关的概念联系起来。理想情况下,反馈应该自己设置进度,不要有时间上的限制。这样可以让学习者有机会充分地理解信息,而不被打断。
当学习者有充足的时间从详尽的解释或反馈中学习,他们就不会只关注他们检索的是不是正确的答案。学习者会了解正确答案,以及答案为什么正确。更远点说,如果反馈除了包含已经学过的材料,还能包含额外的信息,比如其他的概念或例子,那么学生就能够产生另外的联系。
结果,学习者会在迁移的情况时更好地应用他们的知识。
轮流检索练习和反馈
一个需要注意的地方是,学习者需要充分地参与到反馈中,才能获得最大的收益。当提供反馈时,学习者必须严肃地投入精力去学习。然而,在从反馈中学习时有时很容易走神。为了让学习者更投入,可以组成团队,轮流地进行检索练习和反馈。
这样可以让学生脚踏实地的检索和学习相关知识。
小贴士
使用检索练习时,不要忘了加上反馈。两者组合的策略包括检索后反馈,详细解释和反馈,设定自己的进度,以及轮流检索练习和反馈。
学习迁移并不是那么容易
因为我们经常“看到就觉得是知道”,所系迁移的学习就很难确认。我们都有这种经验,从这一章节到另一个章节,从这堂课到另外一堂课,学习者会不记得他们他们学过的东西。
有些尴尬地是,学习者记得知识,但是保持了一种“惰性”——当适宜地时候需要去应用知识时,他们不知道该应用哪一部分。事实上,在一个多世纪的研究里,认知科学家发现成功的迁移并没有我们期待地那么多。
堡垒和放射问题——一个典型的迁移案例
在20世纪80年代一个有名的研究中,学生阅读一些插图,其中一张描述一个将军正在寻找要攻占的城堡,城堡位于国家的中心位置。问题是,士兵太多,通往城堡的道路中承受不了那么多的人。解决办法就是士兵分成几个小组,每个小组从不同道路上进攻城堡。
学生阅读完这个例子后,他们被要求解决一个新问题——一个外科医生如何利用X光治疗肿瘤。难点是一剂辐射的强度足以破坏肿瘤,如果只用单射线会严重的破坏周边的组织。解决办法很明显,就是使用类似解决城堡的方法,来解决射线问题。
然而,很多学生都在迁移上失败了,没有将他们已经学到的知识迁移到解决新问题中。正如例子中所表明的,成功的迁移不会发生在大量的例子里,甚至包括我们通常认为会发生迁移的情况里。换句话说,迁移通常是说起来容易做起来难。
为什么迁移学习并不是我们想象的那么容易
通常来说,迁移要培养成功需要克服三个障碍。
第一,学习者必须认为,他们所获得的知识英语应用于新的场景中。
尤其是,迁移的场景和原来知识的场景高度的不一致。不同的空间,细节信息,和信息的利用方式,都会导致学习者认为他们面对的是一个完全陌生的场景。
第二,学习者已经认识到他们需要应用知识,但是在回忆需要迁移的知识上面存在困难。如果他们不能回忆起来 ,那么肯定也不会发生迁移。
第三,学习者可能么有正确地应用知识到需要迁移的场景中。
在这种情况下,虽然前两个困难已经克服,然而迁移还是失败了,因而知识以一种错误的方式被利用了。比如,一个医学院的学生正在医治一个病人的头痛,有可能回忆到了相关的神经学概念,但是选择了错误的神经学知识去应用了。
重新回顾“堡垒”和“放射性”问题——小改变导致大不同
“堡垒”和“放射性”问题讲的是让学生看一些插图,其中一张讲的是将军如何排兵布阵攻克堡垒。通往堡垒的小路不能承载太多的士兵,所以将军让士兵分成几个小组,通过不同的小路来进攻城堡。学生看完插图后,给他们一个问题——通过射线疗法可以治疗肿瘤,但是单一射线会破坏周围的组织,问如何治疗肿瘤。
很多学生都没有迁移成功,困难的关键点在于学生没有认识到他们已经看到的信息应该应用到新场景中。然而,当给了学生一个提示,他们看过的其中一个插图可以帮助他们解决问题,几乎所有的学生都做出了正确的解决策略。
正确的策略就是调配射线的种类以产生必要的射线剂量,每一种射线的放射性都更弱,因此没有什么危害。在这个例子里,学生迁移知识的困难因为一个小小的提示而被解决。有时,一个小小的变化,就会导致成功的迁移。
迁移学习的应用清单
学习者如何把他们所知道的知识迁移到新的主题,新的场景中呢。基于大量认知科学的研究,检索练习加反馈是建立成功迁移最有效的策略。这里,对于如何成功的迁知识,我们基于科学证据提出如下建议:
承认迁移学习的挑战性,鼓励学习者在新场景中使用他们的知识。
通过多样化的学习场景来培养近距离迁移和远距离迁移,比如知识,任务和形式的学习场景。
检索练习的时候,尽量通过主题来做广泛的检索练习,而不是做特殊术语或者子主题的狭窄的检索练习。
做有意义的解释。在检索练习时,多问“为什么”和“如何”,而不是简单的“是什么”。
使用多样的问题形式和提高问题的复杂性,以此灵活地应用知识。
使用检索加反馈的组合,可以最大化地培养迁移能力。
在检索练习后提供详细地反馈,包括正确答案的解释。
学习者要自己设定回顾反馈的进度,这样可以充分地加工知识。
学习者要积极地参与到知识的应用中去,可以通过组队轮流做检索练习和反馈来迁移知识。
在迁移的时候,提供线索或提示来确保学习者能发现机会来迁移他们的知识。
作者简介
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