桑代克的试误学习理论在生物学教学中的应用之《生物教育心理学》

1.试误理论的实验基础

桑代克做了许多动物学习实验，如让饿猫学习逃出迷箱是他的经典实验之一。图2－9是桑代克用过的实验装置之一。箱内有某种开门的设施：一圈金属绳、一个把柄或一个旋钮。猫碰巧抓到这种开门设施，门便开启，猫得以逃出并能吃到箱子附近放置的鱼。

图2－9　桑代克的学习迷箱

实验一开始，饿猫进入箱子中时，猫最初在箱内表现为乱跳、撕咬栏杆、碰撞箱壁等盲目的、尝试性的无关动作，后来偶然抓到开门设施，饿猫打开箱门，逃出箱子，得到了食物。每次记录动物被关进箱子到打开箱门的时间。多次重复，最后猫一进入箱中即能打开箱门。

桑代克记录下每次实验中猫逃出迷箱所用的时间，即猫做出正确反应的潜伏期。如以纵轴表示成功反应所需的时间，横轴表示连续尝试的次数（即试验次数），则可得到学习曲线（图2－10）：反应时间长短与重复操作次数成反比。

图2－10　猫的学习曲线

2.试误学习的理论要点

桑代克认为，在猫学习打开迷箱的情境中，猫通过多次尝试与错误，终于在复杂的刺激情境中辨识出一个开门设施（S），并做出正确的开门动作（R）。这就是说，猫在相应的刺激（如金属绳）与反应（如拉动）之间形成巩固联系时，便产生了学习。在上述实验中，可以把学习看作是刺激与反应的联结，即S—R之间的联结，因此人们又称各种联想主义的理论为S—R理论。这种学习过程是渐进的尝试与错误直至最后成功的过程，故联结论又称尝试与错误论。

桑代克在总结他早期实验的基础上提出了准备律、练习律和效果律三大学习定律。桑代克讲的准备律不是指学习前的知识准备或成熟方面的准备，而是指学习者在学习开始时的预备定势，属于动机范畴。练习律有两种形式：一是一个联结的应用会增强这个联结的力量；二是一个联结的失用（不练习）则会导致这一联结的减弱或遗忘。后来，桑代克对他的准备律和练习律作了修改，把它们看成是效果律的从属性原则。他认为，决定学习的最重要因素是机体的行为后果。凡是导致满意后果的行为被加强，而带来烦恼的行为则被削弱或淘汰。这就是他的效果律的基本含义。在上述猫学习逃出迷箱的实验中，猫在迷箱内作出许多不同的反应，如咬、叫、从箱子的夹缝中钻等。但这些反应带来的后果都是烦恼，因而被淘汰。唯有正确的开门动作的后果是导致满意的，因而被加强。于是，猫学会了这一反应。

除了上述三个主要学习定律（其中最主要的是效果律）之外，桑代克还提出了一些从属的附定律，或称为学习的原则。

多重反应律。学习者对同一刺激情境可能会作出多种多样的反应。当某一反应不能产生满意的效果时，就会作出其他反应，直到有一种反应最终导致满意的效果为止。学习者的学习之所以成功，原因便在于此。在桑代克看来，多重反应的原则至少遍布动物和人类的90%的学习中。

定势律。或称“态度”或“顺应”的原则。桑代克在实验中发现，动物可能会以某种特定的态度对待某种外部情境，这取决于它的年龄、饥饿状态、精力状态或瞌睡程度等。反应是学习者态度的产物。

选择性反应律。桑代克发现，有机体在学习时往往会有选择地对刺激情境中的某些要素作出反应，而对其他要素不予理会。鉴于在学习过程中，刺激情境的部分要素便能有效地引起反应，桑代克有时又把这一学习律称为“部分活动”的原则。

同化律。或称“类推”的原则。当有机体对新的刺激情境作出反应时，这种反应往往是与他（它）在以往类似情境中习得的反应相类似的。

联想性转换律。有机体已习得的对一组刺激的反应，可以逐渐转换成对一组新的刺激的反应。具体的做法是：先在刺激情境中加上一些新的刺激成分，然后减去原来的刺激成分，直到只需新的刺激，完全没有原来刺激时也能唤起这种反应为止。

上述几条学习附定律都是从动物学习实验中归纳出来的，但是桑代克还是把它们作为人类学习的基础。另外桑代克还提出了所属律，这是从以人做被试的语言学习实验中概括出来的。此原理是指，如果学习者认识到两个项目在某一方面彼此具有相属关系，那么在它们之间就比较容易形成联结。

3.试误学习理论在生物学教学中的应用

桑代克的“试误理论”，其实质实际上就是有意识地暴露学习者在学习过程中的错误，并且通过在分析、纠正和反思错误的一系列过程中形成一定的“刺激—反应联结”，最后形成正确的巩固的反应。在生物学教学过程中适时、适度地采用这种方法往往能够起到事半功倍的效果。下面就上述理论结合中学生物学习题教学中的实例，并通过学生在学习过程中的暴露错误、教师点拨、分析错误、反思错误的一系列过程浅谈几点它在中学生物学教学各个方面的应用。

图2－11　某动物进行细胞分裂的示意图(www.xing528.com)

例1　图2－11为基因型AABb的某动物进行细胞分裂的示意图。下列相关判断中，错误的是（　）

A.此细胞为次级精母细胞或次级卵母细胞

B.此细胞中基因a是由基因A经突变产生的

C.此细胞可能形成两种精子或一种卵细胞

D.此动物体细胞内最多含有四个染色体组

暴露错误：大多数学生选B，理由是该图显示的是减数分裂，A、a的形成可能是减Ⅰ前期同源染色体上的非姐妹染色单体交叉互换的结果或减Ⅰ间期基因突变的结果。

教师点拨：注意到题中信息点：基因型AABb。该细胞处于细胞分裂的哪个时期？可表示哪些细胞类型？此细胞为次级精母细胞或次级卵母细胞，还可以表示第一极体，故A错。

教师引导学生反思审题的失误点，磨刀不误砍柴工，同样地审题不误做题工。只有认真审题，找准题目的信息点，才能提高做题的准确率。

例2　在下列细胞结构中，能合成有机物的场所是（　）

①高尔基体　　②叶绿体　　③线粒体　　④核糖体

A①②　　B①②④　　C②④　　D①②③④

暴露错误：不少学生选择B项和C项这两个答案。深入地解读这两个答案，可以发现里面含有学生合理的思维：选择C项的学生认识到叶绿体是植物进行光合作用的场所，核糖体是蛋白质合成的场所，而部分学生还认识到高尔基体与植物细胞的细胞壁形成有关，细胞壁的主要成分是纤维素而选择B项。线粒体是有氧呼吸的主要场所，所以要消耗有机物。因此D项不在选择范围之中。

教师点拨：线粒体是有氧呼吸的主要场所，要消耗有机物，但呼吸过程中还产生了能源物质ATP，线粒体还含有遗传物质DNA，能进行DNA分子复制和蛋白质分子的合成，上述物质也是有机物，进而确认正确答案为D项。

这样能引起学生思维碰撞与思辨的深入，学生将进一步反思如何避开题目的陷阱，让思维更加全面。

例3　过度肥胖者的脂肪组织中，占细胞质量50%以上的物质是

A.蛋白质　　B.脂肪　　C.糖类　　D.水

暴露错误：错误选择为D。理由是课本上描述组成细胞的化合物中85%90%是水。

教师点拨：由生活经验可知，1000g肥猪肉（猪的脂肪组织）可炼猪油约600g，即动物的脂肪组织中占细胞质量50%以上的物质应是脂肪，故应该选B。

尽信书不如无书，教师引导学生，要根据事实判断，培养学生的批判性思维。

在平时教学中遇到学生容易发生错误的地方，可在教学过程中有意识地适当使用“试误”的方法，根据学生思维上存在习惯、单一、片面的缺点设置一个“圈套”，让学生“理直气壮”地得出错误的答案。当他们发觉自己的答案不正确的时候，思维往往处于非常活跃的状态，会立即产生纠正错误的想法，教师抓住这个有利时机给予适度的提示和点拨，学生能够在恍然大悟之后通过分析、纠正、反思后自主地从“圈套”中钻出来。正确想法一旦产生，最终成长为更加稳定和有序的概念、规律和解题规则。这种方法往往能够起到直接灌输学生知识所起不到的作用，而且还可以提高学生分析、判断等多种思维能力。

在整个“刺激—反应”形成的过程中，教师通过“误”这个外因去激发学生的“思”的内因，结合富有启发性的诱导，在问题的逐渐深化过程中，就会使师生之间、学生之间产生共鸣，使教与学和谐地统一起来，从而充分发挥教师的主导作用，体现学生的主体地位，大幅度地提高教学效率，达到教与学双赢的目的。

这里还要强调的是，教师在使用这种方法的时候，所设的陷阱深度要“适度”，不能太浅也不能太深，要保证学生掉入陷阱后能根据自己已有的知识经验，经过一番努力思考之后能够找出爬出陷阱的方法，太浅不能调动学生的积极性。太深了反而会挫伤他们的积极性。而且教师点拨要“适时”，也就是抓住有利时机，适时有效地点拨促进学生正确思维形成而不是只让学生误入歧途之后，由教师代表学生辨析错误的原因，指出过程和特征，进而纠正其错误，给出正确解法，绝不能在启而未发的时候就包办代替。