样例学习(learning from worked examples) 人类的学习可以区分出如下两种学习方式：从做中学和从例中学。前者是个体通过其亲身实践而摸索总结出规律性知识的学习；后者是通过对样例进行分析归纳而进行的学习。历史上杜威强调“从做中学”，现代认知心理学则十分看重“从例中学”。从例中学又叫样例学习，根据这种学习所进行的教学叫示例演练教学。本条目从样例（worked-out examples或worked examples）的含义、作用、研究历史、设计及利用等方面对样例学习作出阐释。
样例的含义 样例是一种教学手段，它给学习者提供了专家的问题解决以供其观察和研习，一般包括三部分：问题；解决问题的方法；评论。问题部分对要求学生解决的问题作了陈述，如“求x的值：x+a-b=c。”解法部分则逐步描述了解决问题的步骤，如“x+a=c+b；x=c+b-a。”评论部分则解释了采取每一步的理由或根据，如对上述解法的两步，可分别添加如下评论：在等式两边都加上b；在等式两边同减去a。评论可以书面形式和前两部分一同呈现，也可以由问题解决者在解题时通过口头讲解而呈现出来。解决办法和评论部分可以是文字形式，也可以是图片或符号形式，还可以是这些形式的组合。有关样例学习的研究主要集中在数学、物理（或科学）、计算机编程等领域。
样例学习的理论基础是类比问题解决理论。类比问题解决涉及两类问题：基础问题和目标问题。前者是学生已经知道如何解决的问题，后者是与基础问题在解法上类似但学习者尚不能解决的问题。解决目标问题需要学习者利用基础问题，其解决过程涉及如下三个阶段：（1）识别出与想要解决的目标问题类似的基础问题；（2）从基础问题中抽象出解决办法或原则，这些办法或原则可以表示成产生式或产生式系统的形式；（3）将解决办法用于解决目标问题。
样例的作用 研究发现，和做中学相比，通过研习样例所进行的学习不仅需要的时间少，有较好的迁移效果，而且还能减轻学生学习时的认知负荷。
库珀和斯威勒（G.Cooper & J.Sweller）1987年找了两组澳大利亚的初中生，对其中一组要他们通过做中学来求解8道简易方程，对另一组则让他们进行例中学，其方法是将做中学一组的题目配成四对，并给出每对中的第一个题目的解决办法（作为样例），要求学生参照样例解决另一个题目。结果做中学的一组完成这一学习任务所花的时间是例中学一组的2倍。显然，做中学一组要解决8道题目，而例中学一组只要解4道题目即可，而且还有样例可供参照，所花时间大大减少不足为奇。但来自发现学习的研究结论表明，做中学虽然费时，但能导致更深入的学习，在迁移问题上的效果优于例中学。为检验这一预测，研究者又给两组学生呈现了三道迁移问题，其中前两道是近迁移问题，和学习期间解过的问题形式一样，最后一道是远迁移问题，其形式不同于学习期间解过的题目。结果发现，在解近迁移问题上，两组所花时间没有显著差异，但在远迁移问题上，例中学一组所花的时间只有做中学一组的一半。这说明例中学的效果在学习和迁移上都优于做中学。
帕斯和范麦瑞波尔（F.G.W.C.Paas & J.J.G.van Merrienboer）1994年以荷兰中学生为被试，研究了解几何题的两种不同方法的效果。研究中使用计算机向学生呈现问题和进行教学。对其中一组（传统方法组），依次呈现六个问题要求学生解决。如果学生尝试后解决不了，再将解决办法呈现给他们。对另一组（样例组），给他们直接呈现六个问题及其解法，并告诉他们去研究样例。学习结束后，所有学生都解决六个迁移问题。研究者还测量了两组学生在学习阶段和迁移测验阶段心理努力（或认知负荷）的水平，其方法是让学生在九点量表上报告自己的努力程度，从最低程度的“非常非常低的心理努力（1）”到“非常非常高的心理努力（9）”。结果，传统组学习期间所花的时间是样例组的2倍多。在迁移测验上，样例组正确解决的题目数是传统组的2倍多。此外，传统组的学生比样例组的学生报告了更高水平的认知负荷。这一研究不仅与库珀等人的研究结论一致，而且还指出了样例学习有助于减轻学生的认知负荷。
样例研究的历史背景 样例学习研究肇始于20世纪50年代中期认知心理学家对概念形成的研究，其典型代表是布鲁纳等人1956年对人工概念形成的研究。这类研究一直延续到70年代。研究中研究者给被试呈现概念的大量正反例证，而后测量学生识别目标概念例证的能力，从而推断出学生是否抽取出了所有例子背后的关键特征。这类研究中使用的概念的例证虽然与现在的样例不完全一样，但还是有一些共同的地方，那就是它们的目的都是用来阐明某条原理或某个模式。
自70年代开始，认知取向的教育研究者开始突破个别概念学习的研究，转而研究更为复杂的知识与学习形式。研究的主要切入点是对专家与新手的研究。初步研究发现，专家和新手在解决问题上的主要差异在于专家头脑中储存了许多问题类型，在遇到需要解决的问题时，能很快将其归为某一类问题并找到相应的解决办法。于是很多研究者又着手开始研究学生（新手）如何习得这些问题类型（或图式、模式）。当时指导研究的主要思想是：教会学生解决问题的最佳方式是让他们解决大量问题，即问题解决的练习是主要的影响因素。
但进一步的研究很快发现，单纯的问题解决练习与配有样例的问题解决练习相比，在提高问题解决技能方面，前者不如后者。在单纯的练习中，学生在遇到问题时倾向于采用新手的策略，如尝试错误的方法。但练习中给学生提供问题解决的样例，学生通常会采用样例中使用的较有效的问题解决策略。这启示研究者，样例在学习中有着更大的作用。80年代初期，人工智能科学家在人工智能开发基础上，经过研究发现，计算机可以通过分析有解答步骤的例题而进行学习，归纳出例题中蕴含的原则并能应用到新情境中。计算机样例学习的成功，启发认知心理学家思考学生是否也可以像计算机一样通过考察样例来进行学习。于是，很多研究者深入到课堂中，结合具体学科的学习与教学开展研究，从而形成了“样例学习研究”这一领域，其中最早的研究是朱新明和西蒙1987年运用口头报告技术对学生通过解决代数、几何问题而获取有关产生式过程的研究。后来朱新明又在国内大力推广这一研究，并形成了独具特色的“示例演练教学”。
样例的设计 在教学实践中要更好地利用样例这一教学手段，就要对样例进行有目的的设计，提高其效用。研究者从不同层次研究了样例的设计问题。
单个样例的设计 单个样例的设计要坚持的一个原则是减轻学生的工作记忆负担或认知负荷。单个样例中可以包括文字、图片、符号等多种形式，而且针对解决办法的评论可以是文字形式，也可以是口头描述，这样，学生在研习样例时，需要注意样例的不同方面、不同形式，而且还要在同一信息的不同表征形式之间建立对应联系，这些工作都要在学生的工作记忆中进行。如果样例设计得不好，会分散学生的注意，加重学生的认知负荷而削弱学习效果。为此，研究者针对不同情况提出了一些设计样例的具体办法。
一是将样例的不同成分在时间和空间上尽可能地接近。如斯威勒在设计几何样例时，将以图表形式呈现的问题与和图表相关的文字叙述整合在一起，这样学生就不用分散精力去注意多种信息来源，结果提高了学习效果。二是采取措施将来自不同感觉通道的信息联系起来。如对几何样例，解法部分以文字和符号形式呈现，而评论部分则由教师口头讲解，学生要同时加工两个感觉通道的信息，而且还要在两个信息源之间建立联系，认知负荷很重。斯威勒等人采用计算机呈现文字和符号，在教师对某些部分进行口头讲解时，相应地将该部分高亮显示，从而帮助学生整合来自不同感觉通道的信息，促进了学生的学习。
多个样例的设计 样例学习不是研习单个样例，而要研习多个样例。里德和博尔斯特德（S.K.Reed & C.A.Bolstad）1991年的研究说明了这一问题。他们要求学生用“速度1×时间1+速度2×时间2=已完成的工作量”这一公式解文字题。学生被随机分为六组：第一组只有一个样例，说明如何用上述公式解题；第二组呈现一个复杂的样例，即学生在运用公式前，要对问题的某些成分（如速度、时间）做些变换；第三组学习的是一套程序，描述了解文字题的基本步骤；第四组学习一个简单的样例和第三组的解题步骤；第五组学习一个复杂的样例和解题步骤；第六组学习一个简单的样例和一个复杂的样例。各组学习结束后，都来解8道类似于复杂样例的测验题。结果发现，最后一组学生的成绩远优于其他五组，说明两个样例要比一个样例更能促进学习。
多个样例设计的一个原则是样例既要有同一又要有变化。同一是指样例在结构特征上要同一；变化是指样例在表面特征上要变化。所谓结构特征是指样例所涉及的内在原理或规则，表面特征是指样例的内容和形式方面的特征。研究发现，变化所要呈现的若干样例，能更好地促进对样例的学习。帕斯等人1994年比较了四组学生。第一组练习解决六个问题，而且这六个问题涉及同一问题的同一个亚类，彼此间变化不大。第二组也练习解决六个问题，但这六个问题涉及同一问题的两个亚类，彼此间变化较大。第三组学习六个问题及其解法（样例），而且这六个问题也属于同一问题的同一亚类，彼此间变化小。第四组学习六个问题及其解法，但这六个问题涉及同一问题的两个亚类，彼此间变化大。结果发现，变化问题的类型对学生的学习有促进作用。奎利西（J.L.Quilici）等人1996年研究了用不同样例来教若干统计概念。一套样例是依下述原则设计的：对涉及同一个概念的若干问题，使其表面特征尽可能类似。另一套样例是依据下述原则设计的：对涉及同一个概念的若干问题，使其表面特征尽可能不同，而且还要做到每个统计概念由表面特征不同的若干问题加以说明；同一种表面特征可以用来说明不同问题类型。结果发现，学生学习用不同表面特征说明统计概念的样例后，其效果优于学习表面特征类似的样例。
多个样例的设计有时还涉及样例与练习题的搭配问题。样例与练习题的搭配有两种典型情况：交替式和区组式。前者是指每一样例后各配有一不同的练习题，即样例1—练习1，样例2—练习2……。后者是先呈现和学习若干样例，而后集中做练习，即样例1，样例2……，练习1，练习2……。研究发现，交替式的搭配不仅可使学生在完成迁移问题时所需要的时间减少，而且正确率高。
样例学习教材的设计 样例学习作为一种经济高效的学习方式，引起了教育研究者的极大关注，很多研究者已不再局限于将样例作为一种教学的方法或技术，而是以样例学习为主导编写出供学生学习的教材。国内外在数学等学科中都已成功编写出了样例学习教材（在国内又叫示例演练教材）。指导这类教材设计的主要原则如下：1，知识结构和认知结构相统一。要求根据教学目标和教学内容将知识表征为产生式系统。学生掌握了产生式系统，就能表现出相应的问题解决行为，教材中呈现的示例和问题系列都按照产生式系统结合在一起。2，建构有效样例和问题系列。样例要有助于学生顺利进行信息加工、储存和提取。样例中不能有干扰信息，不能超过学生工作记忆容量。此外还要提供反例。问题系列的设计要以学生问题解决过程的信息加工原理为基础，问题搜索空间要适应学生的学习需要。3，条件—动作的联合。要设计一系列循序渐进的用产生式求解的问题系列，让学生通过对问题的演练增强条件和动作间的联合。4，加强对条件的认知。要突出每个产生式的条件部分。5，积极反应和及时强化。教材要不断向学生呈现问题，促使学生研习样例、尝试解决问题。学生做出反应后，要及时提供解答是否正确的反馈。
审核人：俞家骊
