第二节 知识的获得
知识的获得是知识学习的第一个阶段。在这个阶段，新信息进入短时记忆，与来自长时记忆系统的原有知识建立一定的联系，并纳入原有的认知结构，从而获得对新信息意义的理解。而要理解新信息的意义，首先必须获得充分的感性经验，其次必须对所获得的感性经验进行充分的思维加工，这又是通过直观和概括两个环节来实现的。
一、知识直观
(一)知识直观的类型
直观是主体通过对直接感知到的教学材料的表层意义、表面特征进行加工，从而形成对有关事物具体的、特殊的、感性的认识的加工过程。直观是理解科学知识的起点，是学生由不知到知的开端，更是知识获得的首要环节。在实际的教学过程中，主要有三种直观方式，即实物直观、模象直观和言语直观。
1．实物直观
实物直观即通过直接感知要学习的实际事物而进行的一种直观方式。例如，观察各种实物、演示各种实验、到工厂或农村进行实地参观访问等都属于实物直观。
由于实物直观是在接触实际事物时进行的，它所得到的感性知识与实际事物间的联系比较密切，因此它在实际生活中能很快地发挥作用。同时，实物直观给人以真实感、亲切感，因此它有利于激发学生的学习兴趣，调动学习的积极性。
但是，在实际事物中，往往难以突出本质要素，这就必须“透过现象看本质”，但这又具有一定的难度。例如，在观察圆的实物时，“圆心到圆周的距离处处相等”这个本质要素就难以觉察，而圆是一个封闭曲线很容易感知。同时，由于时间、空间和感官特性的限制，许多事物都难以通过实物直观获得清晰的感性知识。例如，过于缓慢的动植物生长和过于迅捷的化学反应都难以直接觉察；宏观的宇宙天体和微观的基本粒子由于过大或过小也不便直接感知。也由于实物直观有这些缺点，所以它不是唯一的直观方式，还必须有其他种类的直观。
2．模象直观
模象即事物的模拟性形象。所谓模象直观即通过对事物的模象的直接感知而进行的一种直观方式。例如，各种图片、图表、模型、幻灯片和教学电影电视等的观察和演示，均属于模象直观。
由于模象直观的对象可以人为制作，因而模象直观在很大程度上可以克服实物直观的局限，扩大直观的范围，提高直观的效果。首先，它可以人为地排除一些无关因素，突出本质要素。例如，在平面图形的认识中，可以人为地排除形体的厚度，仅仅呈现形体的平面特性。其次，它可以根据观察需要，通过大小变化、动静结合、虚实互换、色彩对比等方式扩大直观范围。例如，利用地图或模型，可以把某一地区的地形和地貌置于学生的视野之内(即缩小)；利用原子结构示意图，可以清楚地看到原子核与电子结构(即放大)；利用幻灯片或电影胶片，可以观察到动植物的缓慢生长过程(即加快)和化学反应的快速运动过程(即变慢)。正因为模象直观具有这些独特的优点，因此它已成为现代化教学的重要手段，是现代教育技术学研究的重要内容。
但是，由于模象只是事物的模拟形象，而非实际事物本身，所以模象与实际事物之间有一定距离。为了使通过模象直观而获得的知识在学生的生活实践中发挥更好的定向作用，一方面应注意将模象与学生熟悉的事物相比较，另一方面，在可能的情况下，应使模象直观与实物直观结合进行。
3．言语直观
言语直观是在形象化的语言作用下，通过学生对语言的物质形式(如语音、字形)的感知及对语义的理解而进行的一种直观形式。例如，在语文教学中，文艺作品的阅读、有关情景与人物形象的领会；在史地教学中，有关历史生活、历史事件、历史人物和有关地形、地貌、地理位置的领会，均少不了言语直观。
言语直观的优点是不受时间、地点和设备条件的限制，可以广泛使用；能运用语调和生动形象的事例去激发学生的感情，唤起学生的想象。但是，言语直观所引起的表象，往往不如实物直观和模象直观那样鲜明、完整、稳定。因此，在可能的情况下，应尽量配合实物直观和模象直观。
(二)如何提高知识直观的效果
1．灵活选用实物直观和模象直观 实物直观虽然真切，但是难以突出本质要素和关键特征；模象直观虽然与实际事物之间有一定距离，却有利于突出本质要素和关键特征。因此，一般而言，模象直观的教学效果优于实物直观。
心理学家曾经研究过实物直观和模象直观对掌握花的构造的不同效果。该实验把学生分为能力相等的两组，一组为实物学习组，一组为挂图学习组。实物学习组的学生，实际到花园去观察各式各样花的构造；挂图学习组只在教室内根据放大了的挂图来学习花的构造。两组学习时间相等。事后以有关花的知识与实物辨认两种方式来测量两组的学习成绩。结果发现挂图学习组在两方面的成绩均较实物学习组为优。这一现象的主要原因就是实物学习组的学生受到过多无关刺激的干扰，不能从众多的刺激中发现事物的本质要素，不能很快地把握到要点。
以上实验说明模象直观一般比实物直观教学效果好。但是，这一结论只限于知识的初级学习阶段。当学习有了一定基础后，由简化的情境进入实际的复杂情境，即更多地运用实物直观，是必要的。我们强调的是先进行模象直观，在获得基本概念和原理后再进行实物直观，比一开始进行实物直观的学习效果好。
2．词与形象的配合
为了增强直观的效果，不仅要注意实物直观和模象直观的合理选用，而且必须加强词与形象的结合。在形象的直观过程中，教师首先应提供明确的观察目标，给出确切的观察指导，提示合理的观察程序。其次，形象的直观结果应以确切的词加以表述，以检验直欢效果并使对象的各组成要素进行分化。再次，应依据教学任务，选择合理的词与形象结合方式。如果教学任务在于使学生获得精确的感性知识，则词与形象的结合，应以形象的直观为主，词起辅助作用；如果教学任务在于学生使获得一般的、不要求十分精确的感性知识，则词与形象的结合的方式可以词的描述为主，形象直观起证实、辅助作用。
3．运用感知规律，突出直观对象的特点
要想在直观过程中获得有关的知识，首先必须注意和观察直观对象。而要想有效地观察直观对象，必须运用感知规律，突出直观对象的特点。
(1)强度律，即指作为知识的物质载体的直观对象(如实物、模象或言语)必须达到一定强度，才能被学习者清晰地感知。因此，在直观过程中，教师应突出那些低强度但重要的要素，使它们充分地展示在学生面前。
(2)差异律，即指对象和背景的差异越大，对象从背景中区分开来就越容易。在物质载体层次，应通过合理的板书设计、教材编排等恰当地加大对象和背景的差异；在知识本身层次，应合理地安排新旧知识，使旧知识成为学习新知识的支撑点。
(3)活动律，即指活动的对象较之静止的对象容易感知。为此，应注意在活动中进行直观，在变化中呈现对象，并善于利用现代科学技术作为知识的物质载体，使知识以活动的形象展现在学生面前。
(4)组合律，即指空间上接近、时间上连续、形状上相同、颜色上一致的事物，易于构成一个整体为人们所清晰地感知。因此，教材编排应分段分节，教师讲课应有间隔和停顿。
4．培养学生的观察能力
在直观过程中，教师通过对一定直观教材的操纵，其效果如何，主要取决于学生的观察能力。因此，为了更好地完成教学任务，必须认真组织和培养学生的观察能力。 观察前，必须让学生明确观察目的、任务。只有这样，才能正确地组织学生的注意，使之指向和集中在所要观察的对象上。观察过程中，要认真培养学生观察的技能和方法，让学生把握合理的观察程序。一般说来，应先由整体到部分，再由部分到整体。观察后，要求学生做观察记录或报告。这一要求会大大促进学生观察的积极主动性，并使观察过程变得更认真。
5．让学生充分参与直观过程
由于知识归根到底要通过学生头脑的加工改造才能掌握，因此在直观过程中，应激发学生积极参与的热情，并在可能的情况下，让学生自己动手进行操作(如让学生参与制作标本，让学生自己制作图表)，从而改变“教师演，学生看”的消极被动的直观方式。
二、知识的概括
(一)知识概括的类型
概括是指主体通过对感性材料的分析、综合、比较、抽象、概括等深度加工改造，从而获得对一类事物的本质特征与内在联系的抽象的、一般的、理性的认识活动过程。在实际的教学过程中，学生对于知识的概括存在着抽象程度不同的两种类型，即感性概括和理性概括。
1．感性概括
感性概括即直觉概括，它是在直观的基础上自发进行的一种低级的概括形式。例如，有的学生由于经常看到主语在句子的开端部位，因而就认为主语就是句子开端部位的那个词；有的学生看到锐角、直角、钝角等图形中都有两条交叉的线，就认为角是由两条交叉的线组成。
虽然从形式上看，感性概括也是通过一定的概括得来的，是抽象的，而且从外延上看，它也涉及一类事物而非个别事物，但是从内容上看，它并没有反映事物的本质特征和内在联系，所概括的只是事物的外表特征和外部联系，因此是一种知觉水平的概括。感性的、直觉的概括在中小学生中很常见。由于这种概括不能反映事物的本质特征与内在联系，所以在科学知识的获得过程中不能仅仅依靠这种概括来完成学习任务，必须使学生掌握高级的理性概括的方式。
2．理性概括
理性概括是在前人认识的指导下，通过对感性知识经验进行自觉的加工改造，揭示事物的一般的、本质的特征与联系的过程。
理性概括是一种高级的概括形式，它所揭示的是事物的一般因素与本质因素，是思维水平的概括。所谓一般因素，指的是一类事物所共有的，而不是个别或某些事物所特有的；所谓本质因素，即内在地而非表面地能决定事物性质的因素。
总之，从感性概括中，通常获得的是概括不充分的日常概念和命题；只有通过理性概括，才能获得揭示事物本质的科学概念和命题。因此，在教学条件下，我们关注的是如何有效地进行理性概括的问题。
(二)如何有效地进行知识概括
1．配合运用正例和反例
我们知道，概括的目的在于区分事物的本质和非本质，抽取事物的本质要素，抛弃事物的非本质要素。因此，教师在指导学生概括时，不仅要注意抽取本质的一面，也要注意抛弃非本质的一面。为此，教师必须配合使用概念或规则的正例和反例。正例又称肯定例证，指包含着概念或规则的本质特征和内在联系的例证；反例又称否定例证，指不包含或只包含了一小部分概念或规则的主要属性和关键特征的例证。一般而言，概念或规则的正例传递了最有利于概括的信息，反例则传递了最有利于辨别的信息。
在实际的教学过程中，为了便于学生概括出共同的规律或特征，教学时最好同时呈现出若干正例，以一个个的例子来说明。此外，教师最好也能利用机会把正反两种例证同时加以说明。这样，概念和规则的学习将更加容易。因为反例的适当运用，可以排除无关特征的干扰，有利于加深对概念和规则的本质认识。例如，在教“鸟”的概念时，可用麻雀、鸡、鸭作为正例，说明“前肢为翼、无齿有喙”是鸟概念的本质特征；用蝙蝠作为反例，说明“会飞”是鸟概念的无关特征。
2．正确运用变式
理性概括是通过对感性知识的加工改造完成的，而感性知识的获得则是把握事物本质的基础和前提。因此，在教学实际中，要提高概括的成效，必须给学生提供丰富而全面的感性知识，必须注意变式的正确运用。
所谓变式，就是用不同形式的直观材料或事例说明事物的本质属性，即变换同类事物的非本质特征，以便突出本质属性。如在讲果实的概念时，不要只选可食的果实(如苹果、西红柿、花生等)，还要选择一些不可食的果实(如橡树子、棉籽等)，这样才有利于学生看到一切果实都具有“种子”这一关键属性，而舍弃其“可食性”等无关特征。又如在讲惯性时，不仅要举固体的惯性现象，也要举液体和气体的惯性现象，这样学生才会形成“一切物体均有惯性”的正确观念，而不至于认为只有固体才有惯性。
在运用变式时，如果变式不充分，学生在对教材进行概括时，往往会发生下列两类错误，必须注意预防。一类错误是把一类或一些事物所共有的特征看做本质特征。例如在动物分类中，由于鲸和鱼类一样，都有生活在水里的共同特征，于是就把鲸列入鱼类。这种错误是由于把“生活在水里”当做鱼类的本质特征，而不了解鱼类的本质特征是“用鳃呼吸”。
另一类错误是在概括中人为地增加或减少事物的本质特征，从而不合理地缩小或扩大概念。例如，有的学生把直线看成是处于垂直或水平位置的线，而认为处于倾斜位置的线不是直线，这就是在直线概念中，人为地增加了一个本质特征一一空间位置，从而不合理地缩小了概念。又如，有的学生在掌握圆的概念时，只是抽取出“圆心”与“封闭曲线”这两个本质特征，而遗漏了“圆心到圆周各点距离相等”这一本质特征，从而把人为地标上所谓圆心的椭圆和不规则图形也看做是圆，不合理地扩大了概念。
3．科学地进行比较
概括过程即思维过程，也就是在分析综合的基础上进行比较，在比较的基础上进行抽象概括。因而，区分对象的一般与特殊、本质与非本质的比较过程，对于知识的概括具有非常重要的意义。
比较主要有两种方式：同类比较和异类比较。同类比较即关于同类事物之间的比较。这类比较便于区分对象的一般与特殊、本质与非本质，从而找出一类事物所共有的本质特征。例如，为使学生获得“平原”这一地理概念，先让学生观察各种平原地带的图片和地图，然后要求他们去比较这些图片与地图上所见到的各个地带的特征，确定哪些是个别地带所特有的、变异着的无关特征，哪些是各个地带所共有的关键特征。经过这样的比较，学生就能概括出“地势平坦”是这些地带所共有的关键特征，而地面上的植物、沙漠、湖泊等是个别地方才有的，对平原地带来说属无关特征。异类比较即不同类但相似、相近、相关事物之间的比较。如对“重量”与“质量”、“压力”与“压强”、“岛”与“半岛”、“主语”和“谓语”等概念的比较。这类比较不仅能使相比客体的本质更清楚，而且有利于确切了解彼此问的联系与区别，防止知识间的混淆与割裂，有助于知识的系统化。
4．启发学生进行自觉概括
为了促进知识的获得，在实际的教学情境中，教师应该启发学生去进行自觉概括，鼓励学生自己去总结原理、原则，尽量避免一开始就要求学生记忆或背诵。
教师启发学生进行自觉概括的最常用的方法是鼓励学生主动参与问题的讨论。在讨论的时候，教师不仅要鼓励学生主动提出问题，而且要鼓励他们主动解答问题。即使在讨论初期，学生提出的问题不着边际，回答的方式未必中肯，但经过这一阶段之后，至少他们对所讨论的原则中包含的概念可以先获得澄清。如果在这个时候教师发现学生对原理中某一概念尚缺乏了解，那就说明学生对所学原理尚缺少一部分起点行为。教师必须在设法补足以后，再继续进行讨论。在讨论过程中，教师应从旁辅导，但不宜代替学生匆匆作出结论。
简言之，在概括过程中，教师应充分调动学生的思维，让他们自己去归纳和总结，从根本上改变“教师作结论，学生背结论”的被动方式。
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