學習過程和學習遷移成為理解人是如何形成其重要能力的關鍵。學習的重要性在於沒有人一生下來便具備成人在社會中的處世能力。尤其重要的是要理解導致遷移發生的學習經驗。遷移被定義為，把在一個情境中學到的東西遷移到新情境的能力（如Byrnes，1996：74）。教育工作者希望學生能把學習從一門課中的一個問題遷移到另一個問題，從一學年遷移到另一個學年，在學校與家庭之間以及從學校遷移到現場。遷移假設使人們相信，拓寬人的教育面要比簡單「訓練」他們從事特定任務要好得多（如 Broudy，1997）。
遷移測量對評估學習經驗的質量至關重要。當學習測驗側重記憶方面時，各種類型的學習經驗看上去沒有什麼兩樣（如在複述教過的事實和步驟的能力方面）；但採用遷移測驗時，情況就大不一樣。有些學習經驗會導致強記憶弱遷移，而另一些卻能誘發強記憶正遷移。
桑代克和他的同事是最先採用遷移測驗來檢驗學習假設的（Thorndike and Woodworth，1901）。他們的目標之一是要檢測流行於19世紀末20世紀初的「形式訓練」說。這一學說認為，訓練學生學習拉丁語和其他晦澀的學科收效甚廣，如開發學生學習和注意的一般技能。但這些研究，對根據形式訓練假設而設計的教育經驗的效果提出了嚴厲的質疑。與其去發展能影響寬泛行為的「一般技能」或「心理機能」，人們寧可學習更加具體的東西，參見背景資料3.1。
早期學習遷移研究是以理論為導向的，這些理論強調學習條件和遷移條件之間的相似性。例如，桑代克（1913）提出了這樣的假設，即初始學習與後繼學習之間的遷移程度取決於兩個事件之間的要素的匹配程度。基本要素被界定為具體事實和技能。按這種解釋，書寫字母表上的字母的技能對寫字很管用（縱向遷移）。該理論假定，教授學科要素與遷移情境中遇到的活動相一致的學科知識和技能有助於使一個學習任務向另一個高度相似的任務遷移（近遷移），從學校科目向非學校情境遷移（遠遷移）（Klausmeier，1985）。遷移也有可能是負向的，如事件中的某類經驗會干擾到在相關任務中的表現（Luchins and Luchins，1970），參見背景資料3.2。
背景資料3.1人們學什麼
埃裡克森等人（Ericsson et al.，1980）對如何增強一名大學生記憶數字串的能力方面（如，982761095……）進行了一年多的廣泛研究。正如所料，開始時他只能記住7位數字。經過訓練之後，他能記住70位或更多的數字，見圖3.1。他是怎樣達到的呢？他獲得了一種類似於增強「心理機能」的一般技能嗎？不是的，事實上他學會了運用自己的具體背景知識去把信息「組塊」（chunk）成意群。學生知道大量的有關著名田徑比賽的時間記錄，包括本國和世界紀錄。例如，941003591992100可以組塊成94100（100碼9.41秒），3591（1英里3分59. 1秒）等。但學生要進行大量的訓練才能達到目前的水平。當讓他記憶字母串時，他的記憶又回復到7個條目的水平。
圖3.1記憶平均數字跨度的變化。
資料來源：ERICSSON ETAL. （1980：1181 - 1182）
強調任務間的共同要素意味著對學習者個性的忽視，包括關注的時機、相關原理的外推、問題解決或創造力和動機，而把學習重點放在練習和訓練上。雖然現代學習和遷移理論也強調練習的重要性，但卻具體限定了重要的練習類型並且考慮到學習者的個性特點（如現有知識和策略）（如Singley and Anderson，1989）。
背景資料3.2負遷移的例子
盧欽斯和盧欽斯（Luchins and Luchins，1970）研究了先前的經驗是如何限制人們在新的情境中有效處事的能力。他們選擇水罐問題為例：給參與者提供三個大小各異的罐子和不限量的水，要求他們用罐子吸取相同量的水。每個人都得到了一次練習機會（問題1）。實驗組在進行關鍵性問題測試（問題7、8、10和11）之前先接觸五個問題（問題2—6）。控制組在練習之後直接接觸問題7—11。問題2—6的設計是要為特定的解決問題方法（使用「容器b—容器a—2個容器c」作為解決方法）而建立一種「固定程式」（Einstellung）。即便存在著更為簡便的方法，實驗組更傾向於使用艾因斯特朗的方法解決關鍵性問題。反之，控制組所使用的解決方法更為直接。
在以下的討論中，我們將探究對教育具有重要意義的學習和遷移的關鍵特徵：
‧初始學習對遷移來說是必要的，而且對學習經驗相當程度的知悉有助於遷移。
‧過度情境化的知識不利於遷移，而知識的抽像表徵有助於促進遷移。
‧遷移完全被看成是主動的、動態的過程而非某一類學習經驗的被動產物。
‧所有的新學習包含了先前學習的遷移，這對設計促進學生學習的教學有著重要的意義。
促進初始學習的因素
影響成功遷移的第一個因素是對原來學科的掌握程度。初始學習不達到一定的水平遷移是不會發生的，這是顯而易見但又經常被人們忽略的事實。
初始學習的重要性可通過為評估用計算機語言LOGO學習編程效果的一系列研究來說明。這一假設是，學習LOGO語言的學生會將這種知識遷移到需要思維和問題解決的領域（Papert，1980）。然而對許多案例的研究發現，學過LOGO語言的學生與那些沒有學過的在遷移測試中沒有差別（參見范德比爾大學特認知與技術小組，1996；Mayor，1988）。然而，許多這類研究無法評估LOGO語言的初始學習的程度（參見 Klahr and Carver，1988；Littlefield et al.，1988）。在評估初始學習時，人們發現學生的LOGO語言學習不足以為遷移提供基礎。隨後的研究開始關注學生的學習，而且確實發現了相關任務的遷移（Klahr and Carver，1988；Littlefield etal.，1988）。其他研究顯示初始學習的質量會影響到學習的遷移，這在下一節有評述。
理解與記憶
遷移受理解性學習的程度的影響，而非僅靠記憶事實或墨守成規，參見背景資料3. 3和3. 4。
背景資料3.3投擲飛標
一項著名的早期研究比較了「常規學習」與「理解性學習」的效果，該研究讓兩組兒童練習用飛標投擲水下的靶子（Scholckow and Judd，描述在Judd 1908；參見概念的重複Hen-drickson and Schroeder，1941）。一組學生接受光的折射原理解釋，這種折射對顯性的靶子定位產生誤解。另一組只做投擲飛標練習而沒有接受任何解釋。在完成練習任務上，兩組兒童的效果都不錯。該任務涉及到水下12英吋深的靶子。但當他們要面對遷移到在水下只有4英吋深的靶子情境時，受過抽像原理指導的那組投得更準。因為他們理解他們所要做的事情，學過光的折射原理的小組能夠調整他們的行為以適應新任務。
背景資料3. 4求圖形的面積
理解法
理解法鼓勵學生去瞭解平行四邊形的結構關係。例如，通過把一個三角形從一邊移到另一邊，平行四邊形可以重新組合成長方形。由於學生知道如何求長方形的面積，一旦他們發現適合的結構關係，求平行四邊形的面積便變得輕而易舉。
死記法
所謂死記法就是教學生劃一條垂直的輔助線，然後讓學生應用所記的解決問題公式。
遷移
兩組學生在解決平行四邊形面積這樣的典型問題時，表現都十分出色。然而只有採用理解法的那一組能夠把知識遷移到新問題上，如求出以下圖形的面積。
或區分出能解決和不能解決的問題如：
採用死記法的那一組對新問題所做的反應是「我們還沒有學過」。
資料來源：根據Weitheimer（1959）。
在第一章裡，理解性學習的優點在涉及動脈和靜脈物理特性學習的生物例子中已介紹過。我們注意到，記憶動脈和靜脈特性的能力（如動脈比靜脈要厚，更富有彈性，它輸送來自心臟的血液）與理解產生這些特性的原因是不一樣的。理解力對遷移來說十分重要，比如：「假定要設計人造動脈，它是否必須具有彈性？其原因何在？」僅靠記憶事實的學生沒有什麼根基來對付這類問題解決的任務（Bransford and Stein，1993；Bransfordetal.，1983）。圍繞更為一般的原理（如「結構如何與功能聯繫」）來組織動脈和靜脈的知識與第二章中所討論的專家知識的組織相吻合。
學習時間
實事求是地看待學習複雜學科所需要的時間，這點很重要。據估計，培養出世界級國際象棋大師需要經過50000至100000小時的訓練才能達到專業知識水平。他們需要具備大約50000個熟悉的棋譜作為知識基礎，才能對每一步棋作出選擇（Chase and Simon，1973； Simon and Andorson，1989）。這些時間大部分要用來培養模式識別技能以及對未來結果進行預測的知識，這些技能可以促進有意義的信息模式流暢確認（見第二章）。在所有的學習領域中，專業知識的發展與時間的主要投人密切相關，學習材料所用的時間大至與被學材料的數量成正比（Singley and Andorson，1989），參見背景資料3. 5。儘管許多人認為「天賦」在一個人成為某一領域專家方面起作用，但是即便看上去像天才，個人為了拓展其專業知識亦需要進行大量的訓練（Ericsson et al.，1993）。
背景資料3. 5學習代數
在主流的學校系統中修學常規代數課程，學生在一年裡要上課65學時和做作業。相反，那些修讀榮譽課程的學生卻要花大約250小時（John Anderson personal. Communication）。顯然，人們認識到成功的學習需要時間的大量投入。
學習者（尤其是學校環境中的學習者）常常會遇到沒有明確意義和清晰邏輯的任務（Klausmeier，1985）。對他們來說，一開始便要從事理解性學習是有困難的。他們也許需要時間去探究基本概念，生成與其他已有信息的聯繫。一下子接觸大量主題會妨礙學習和隨後的遷移，因為學生（a）只是學習孤立的，沒有經過組織和聯繫的事實，或（b）接受他們無法掌握的組織原則，因為他們缺乏足夠的具體信息使這些原則變得有意義。為學生提供先摸索與主題相關的具體信息的機會，是要創立一個「講授時機」，使他們從有組織的講授中（通過隨後的遷移能力測定）學到的東西要比最初沒有這些具體機會的學生要多，參見背景資料3. 6。
背景資料3. 6為理解性學習做準備
三個組別的大學生接受不同類型的圖式理論和記憶的指導，然後完成一項遷移任務。該任務要求他們對一項新的記憶研究結果作詳細的預測。第1組學生閱讀並概述了一篇以圖式理論為主題的課文，然後聽一個為他們設計的講座，該講座的目的是要幫助學生組織知識，進行理解性學習。第2組沒有閱讀課文，而是主動地比較源自記憶圖式實驗的簡化數據組，然後聽與第1組相同的講座。第3組沒有聽講座，而是花兩倍於第2組的時間處理數據。在遷移測試中，第2組的學生比第1組和第3組的學生表現得更好。他們對數據的處理為其聽講座奠定了基礎。講座是必不可少的，第3組的糟糕表現說明了這一點。
資料來源：摘自 SCHWARTZ ET AL.（1999）。
為學生提供學習的時間應包括足夠的信息處理時間。佩茲德克和米塞利（Peezdek and Miceli，1982）發現，在處理具體任務時，三年級的學生要花15秒鐘去整合這些圖形和文字信息；如果只給他們8秒時間，他們無法在心理上整合這些信息，大概這是出於短時記憶局限性的緣故。這一例子表明，學習不能操之過急，信息整合這一複雜的認識活動是需要時間的。
超過「任務所規定的時間」
顯然，不同的使用時間方法所產生的學習和遷移效果是不一樣的。人們已知道了許多影響學習的變量。例如，當人們從事「審慎的訓練」，包括對學生經驗的主動監控時，學習效果最佳（Ericsson etal.，1993）。監控涉及到試圖尋找和利用與個人進步有關的反饋。反饋一直被看成是成功學習的關鍵（參見如Thorndike，1913），但不應該把它看做單維的概念。例如，標示事實和公式記憶進步的反饋有別於標示學生理解狀態的反饋（Chi et aL，1989，1994）。此外，正如第二章所述，學生需要那些反映他們何時、何地和如何應用所學知識程度的反饋。草率地憑借線索——如練習問題來自課文的哪一章——學生會錯誤地認為他們已把知識條件化，而實際並非如此（Bransford，1979）。
對何時、何地和如何運用所學知識的理解可通過「反例」（知覺學習領域的一個概念）的運用而增強（參見如 Gagne and Gibson，1947；Garner，1974；Gibson and Gibson，1955）。適當安排一些反例能幫助人們注意先前沒有注意的新特徵，瞭解哪些特徵與某些特定概念相關或無關。據稱，恰當的反例不僅可用於知覺學習，還可以用於概念學習（Bransford et al.，1989； Schwartz et al.，正在出版）。例如，通過與非線性函數對比，線性函數的概念會變得更加清晰；與諸如自由回憶和聯想回憶相對照，識別記憶的概念會變得更加明顯。
大量研究得出這樣的結論：通過幫助學生瞭解他們學習過程中所獲得的潛在遷移含義，遷移得到加強（Anderson，et al.，1996）。一項對學習LOGO語言編程的研究（Klahr and Carver，1988），其目標是幫助學生學會生成供他人效仿的「無錯誤」程序。研究人員首先對構成LOGO語言編程能力的重要技能進行詳細的任務分析，其重點放在消除LOGO語言程序錯誤的技能上——這是一個讓兒童找出程序中的錯誤並加以改正的過程。研究人員在LOGO語言教學中所取得的成功部分有賴於對該任務的分析。研究人員得出消除程序中的障礙錯誤的四個關鍵步驟：確定錯誤、表徵程序、找出錯誤和修改錯誤。他們著重關注這些關鍵性的抽像步驟，並向學生暗示這些步驟與編寫消除電腦程序中的錯誤的使用說明書這一遷移任務有關。經過LOGO語言訓練的學生，能夠設計出符合標準程序的人數從33%上升到55%。他們可以通過記憶編製LOGO語言的常規步驟（如「建造房子」、「構建多邊形」等方法）來完成這一任務。然而，僅靠記憶步驟的方法無助於學生去完成設計清晰、無錯誤的程序這一遷移任務。
學習動機
動機影響到人們願意投入學習的時間。人具有發展能力和解決問題的動機，正如懷特（White，1959）所述，他們具備「能力動機」。儘管外部的獎賞和懲罰也對行為產生明顯的影響（參見第一章），人們還是比較關注內在緣由。
然而，為了誘發和維持動機，挑戰的難度必須適中：太容易的任務使人厭煩；而太難的任務又會令人產生挫折感。此外，在面對困難時，學習者的學習堅持性主要受其「行為定向」或「學習定向」的嚴重影響（Dweck，1989）。以學習定向的學生喜歡新的挑戰；而以行為定向的學生對出錯的焦慮遠遠超過學習。以學習定向類似於第二章論述的適應性專業知識的概念。有可能，但需要實驗證明的一點是：學習定向或行為定向並非一個人所固有的特點，相反它會因學科的不同而異（如，一個人也許在數學科目是行為定向的，而在自然科學和社會研究領域卻是學習定向的，反之亦然）。
社交機會也會影響到動機。人們想要對別人做些有益的事情的想法似乎尤其能激發人的動機（SchwertzetaL，1999）。例如，年幼的學習者寫故事和畫圖畫與別人分享時，動機都很強。市中心學校一年級學生寫故事與別人分享時，積極性尤其高漲，以致教師不得不定出一條紀律：休息期間不得提前回教室寫故事（范德比爾特大學認知與技術小組，1998）。
在看到他們所學習東西的用途以及發現他們能用信息影響別人——尤其是地方社群時，所有年齡的學習者都具有較強的學習動機（McCombs，1996；Pintrich and Schunk，1996）。讓一所市中心學校6年級學生向一位匿名採訪者講述在過去的一年中他們所做過的最精彩的事情，也就是他們引以為自豪的、成功或有創造性的事情（Bamm et al.，1998）時，他們經常提到能產生強烈的社會效果的事情，諸如輔導比他們年齡小的孩子、學習向校外的聽眾演講、設計兒童遊樂場的藍圖（交由專業人員建造，然後捐贈給幼兒園），以及學會有效的團隊合作。許多學生所提及的活動涉及大量艱苦的勞動，例如，為了得到遊樂場的設計機會，他們不得不學習幾何學和建築學，他們還必須向校外的專家們解釋他們的設計圖，而這些專家具備了很高標準的專業知識（其他一些有關動機活動的討論和例子，參見Pintrich and Schunk，1996）。
影響遷移的其他因素
情境
初始學習的情境也會影響到遷移，人們有可能在一種情境中學習，但卻不能遷移到其他情境。例如，來自橙縣的一組家庭主婦，儘管在學校中用紙和筆來計算數學問題表現得非常糟糕，但在超市裡計算買最合算的貨物時卻得心應手（Lave，1988）。同樣，一些巴西街頭兒童在兜售貨物時可以進行數學計算，但卻不能回答學校情境中提出的類似的問題（Carrahr，1986； Carrahr et al.，1985）。
學習與情境怎樣密切相連取決於知識是如何獲得的（Eich，1985）。研究表明當一個科目在單一而非復合情境中傳授時，情境間的遷移就相當困難（Bjork and Richardson-Klarhen，1989）。一項經常用到的教學技巧是讓學習者對學習中的例子進行精細加工，以便有利於下次提取。不過，練習具有這樣的潛能，它使得在其他情境中提取教學材料變得棘手，因為當學習者用學習材料情景中的細節來詳細解釋新材料時，知識尤其容易受情境制約（Eich，1985）。然而，當一個科目在復合情境中傳授（包括列舉廣泛應用所教知識的例子）時，人們更有可能抽像出概念的特徵，形成彈性的知識表徵（Gick and Holyoak，1983）。
在使用基於案例和基於問題的學習的教學方案，已對過度情境化知識的問題做了研究。在這些方案中，信息是在人們試圖解決複雜的實際問題中呈現的（如Barrows，1985；范德比爾特大學認知與技術小組，1997；Gragg，1940；Hmelo，1995；Williams，1992）。例如，五、六年級的學生在解決涉及安排一次乘船旅行的複雜案例中學會距離——速度——時間等數的概念。研究結果表明，如果學生只在這種情境中學習，他們常常無法把學到的知識靈活地遷移到新的情境（范德比爾特大學認知與技術小組，1997）。問題是如何促進大範圍的學習遷移。
對付彈性缺失的一種方法是，讓學生解決具體的案例，然後為他們提供其他相似的例案。這樣做的目的是幫助他們抽像出導致更加彈性遷移的一般原理（Gick and Holyoak，1983），見背景資料3. 7。另一種增加彈性的方法是，讓學生在具體情境中學習，然後幫助他們加入到為提高理解彈性而設計的「如果——怎麼辦」類問題解決當中。或許會問他們:「如果改變問題的這一部分或這部分，怎麼辦？」（范德比爾特大學認知與技術小組，1997）。第三種方法是概括案例，要求學生創造一種不單能解決單一的問題而且能夠解決整個相關類群的問題的方法。例如，與其策劃單獨的乘船旅行，不如讓學生經營旅遊策劃公司，為人們提供本國不同地區旅行的時間建議。讓學生把「聰明地學習」作為學習目標，方法是通過創造以各種各樣旅遊問題為特徵的數學模型以及應用這些模型作為創造工具，創造出簡單的表格、圖表及計算機程序。在這樣的條件下，增加了遷移到新問題的可能性（如Bransford et al , 1998）。
背景資料3.7彈性遷移
給大學生呈現下面一段將軍和要塞的短文（Gick and Hdyoak，1980：309）：
將軍希望佔領一個位於鄉村中部的要塞。要塞有多條向外延伸的路，所有的道路都埋上了地雷。只有小分隊可安全通過這些道路，而大隊人馬通過時會引爆地雷。因此大規模的直接攻擊是不可能的。將軍的解決辦法是把他的軍隊分成多個小分隊，讓每個小分隊走一條路，最後各個小組同時在要塞會師。
學生記住這段短文的信息，然後要求他們再去嘗試另一任務，該任務是要解決下面的問題（Gick and Holyoad，1980：307 - 308）:
你是一名醫生，面對一位胃部患惡性腫瘤的病人。病人不能動手術，除非腫瘤被摧毀，否則病人會死去。有一種射線可用來摧毀腫瘤。如果所有的這些射線一起照射腫瘤，且密度足夠高的話，腫瘤是會被摧毀的，但周圍組織也會受到損害。低密度射線對健康組織無害，但它們也不會對腫瘤造成影響。採用哪一種步驟來摧毀腫瘤，同時又避免傷及健康組織呢？
如果聽任他們自行其是，很少有大學生能夠解決這一問題。然而，當明確告訴學生借用將軍和要塞的信息時，90%以上的人都能夠解決腫瘤的問題。這些學生知覺到把軍隊分為小的單位和使用少劑量的射線集中到同一癌組織上的相似性，除了集合點之外，每條射線都比較弱不會傷及組織。儘管要塞的問題與腫瘤的問題相關，但這些信息是不會自發性地被運用的——需要明確指出兩組信息之間的關係。
問題的表徵
教學幫助學生在更高的抽像層面上表徵問題，也可以提高遷移能力。例如，為複雜的問題創造一個具體經商計劃，學生開始不會意識到該計劃應付「固定價格」的情境非常見效，但對付其他情境就不能收到這樣的效果。幫助學生在更一般的層面表徵解決問題的策略，能增加正向遷移的可能性，減少先前解決問題策略應用不當（負向遷移）的影響。
就抽像問題的表徵來說，其優點已在混合式代數應用題的情境中做了研究。人們用混合圖片來訓練一部分學生，用呈現數學關係的抽像表格表徵來訓練另一些學生（Singley and Andorson，1989）。受過具體任務要素訓練而沒有觸及問題原理的學生能夠很好地完成具體任務，但無法把學到的知識應用到新的問題。相反，接受抽像訓練的學生可以將知識遷移到表示類比數學關係的新問題上。研究也表明，建立一套問題的表徵使學生能夠彈性思考複雜的領域（Spiro et al.，1991）。
學習與遷移條件的關係
遷移體現了學習內容和測試內容之間的一種函數關係。許多理論表明，遷移量是原來學習領域和新領域之間重疊部分的函數。對重疊部分的測量需要一套理論，即知識是如何表徵的以及如何形成跨領域概念對應的理論。布朗（Brown，1986）、巴索克和霍利約克（Bassok and Holyoak，1989a，b）以及辛格利和安德森（1989）曾對概念表徵作過調查研究。學生能否進行跨領域的遷移——如從物理學到相應的生物成長問題的距離公式——取決於他們是否把成長看作是（不斷）延續進行的（成功遷移）或按分立步驟進行的（不能成功遷移）（Bassok and Olseth，1995）。
辛格利和安德森（1989）提出，任務間的遷移是隨任務所共有的認知要素的程度而變化的。這一假設在共同要素遷移研究的早期就已提出，這一點前面已作過介紹（Thorndike and Woodworth，1901； Woodworth，1918），然而在找到一種識別任務要素的方法之前，用實驗來測試遷移是很難辦到的。此外，現代理論學家把認知表徵和策略納入隨任務的不同而變化的「要素」（Singley and Anderson，1989）中。
辛格利和安德森給學生逐個講授幾種文本編輯器，並尋求對遷移作預測，測量講授前學習一個新的文本編輯器可節省多少時間。他們發現學生在學習隨後的文本編輯器時其速度加快了，兩個文本編輯器所共有的元素量能預測這種遷移量。事實上，大量的遷移發生在表層結構大相逕庭但具有共同的抽像結構的文本編輯器之間。辛格利和安德森也發現，當他們不僅要思考程序性知識也要考慮陳述性知識的遷移時，同樣的原理支配著眾多領域的數學能力的遷移。
由比德曼和希夫拉（Biederman and Shiffrar，1987）所做的一項研究是抽像教學效果的一個顯著的例子。他們研究了一項用學徒制方式學習會遇到特別困難的任務：如何鑒別剛孵化出來的小雞的性別。比德曼和希夫拉發現，用20分鐘時間教新手抽像的原理能極大地提高他們的鑒別力（參見Anderson et al.，1996）。調查研究有力證明，幫助學生超越具體情境和例證在抽像層面表徵經驗是十分有益的（國家研究院，1994）。這樣的例子還有代數的（Anderson，1989）、計算機語言任務的（Klahr and Carver，1988）、運動技能的（如投擲飛標，Judd，1928）、類比推理的（Gick and Holyoak，1983）和視覺學習的（如鑒別小雞性別，Biederman and Shiffrar，1987）。
研究表明，抽像表徵並不是保存事件的孤立例證，而是建構更大的相關事件的成分——圖式（Holyoak，1984；Novick and Holyoak，1991）。知識的表徵是通過多次觀察不同事件的異同而建立起來的。圖式被看成是複雜思維包括類比推理在內的特別重要的指引：「成功的類比遷移導致應用原來解決問題的一般圖式去解決後繼的問題。」（國家研究院，1994：43）圖式提高了記憶的提取和遷移能力，因為圖式源自於更大範圍的相關例證而非單一的學習經驗。
正遷移與負遷移方法
重要的是要把遷移看成是一個動態的過程，一個要求學習者積極參與選擇和評估策略、思考資源和接受反饋的過程。這種積極的遷移觀有別於靜態遷移觀，後者認為學習者在參與初始學習任務之後解決遷移問題的能力就得到了充分反映。這些「一次性」測試常常嚴重低估了學生從一個領域到另一領域所展示的遷移總量（Bransford and Schwartz, Brown et al.，1983；Bruer，1993）。
從學習一種文本編輯器到另一種的遷移研究表明，從動態而非靜態的視角來審視遷移過程是十分重要的。研究發現學習之後的第二天向第二種文本編輯器的遷移量比第一天的大得多（Singley and Anderson，1989）。這一結果意味著遷移被看成是提高了學習新領域的速度——而非僅僅是初始的行為表現。同樣地，計算課的教學目標應是如何促進物理學習，而不應追求在第一天的物理課上便能立竿見影。
較理想的是，不需要有任何提示，個人能自發地遷移合適的知識。然而，有時提示是必要的。提示也能極大地促進遷移（如Gick and Holyoak，1980；Perfetto et al.，1983）。「遷移量取決於學習或遷移時的注意指向。」（Anderson et al.，1996：8）
評估學生遷移學習準備程度的特別靈驗的方法是，動態評估法，如「分級提示」（Campione and Brown，1987；Newman et al.，1989）。可用這種方法來評估學生遷移所需幫助的程度，即計算學生遷移前所需要提示的數量和類型。有些學習者在接受一般提示時如「你能否想起曾經做過與此相關的事？」遷移便能發生。其他學習者卻需要有更加具體的提示。用分級提示遷移的測試能得到更多有關學習及其遷移效果的詳盡分析，這是對遷移是否發生的單一評估所不及的。
遷移與元認知
幫助學生充分意識到自己的學習者角色（積極監控其學習策略和資源，評估具體測試和表現的準備程度），這種方法能夠促進遷移。在第一章和第三章已簡述了元認知的概念（參見Brown，1975；Flavell，1973）。教學上採用元認知方法，能增加學生遷移新情境的程度而無需借助明顯的提示。以下例子將說明在閱讀、寫作和數學領域中傳授元認知技能的案例。
為增進閱讀理解而設計的交互式教學模式（Palincsar and Brown，1984），其目的是要幫助學生習得具體知識以及學習獨立學習所需的複述策略、精細加工策略和監控理解策略。交互教學的三大部分是：使學生能夠監控理解過程的教學和實踐策略；為學生提供認知過程的專家模式以及提供能就理解進行相互協商的社會情境。學生在具體課文中學到的知識習得策略並不是抽像的記憶程序，而是獲得學科領域知識和理解的工具性技能。教學過程是交互式的，也就是說，教師和學生輪流主持小組討論和運用理解及記憶課文內容的策略。
一個寫作教學程序促進方案（Scardamalia et al.，1984），具有交互式教學的許多特徵。這種方案提示學習者採用體現在複雜的寫作策略上的元認知活動，這些提示有助於學習者通過確定目標，生成新觀點，提煉和細述已有觀點，尋找觀念的銜接，思考與反思活動。程序促進方案讓學生輪流向小組表達自己的觀點，詳細說明他們在計劃寫作時是如何運用提示的。教師也效仿這些過程。因此，這種方案涉及建模、搭架和交互式教學的設計，目的在於幫助學生在合作的情境中外化心理過程。
阿倫‧捨恩費爾德（Alan Schoenfeld，1983，1985，1991）為大學生講授解決數學問題的啟髮式教學方法。在某種程度上，這些方法源自於波利亞（Polya，1957）的問題解決啟髮式的研究。捨恩費爾德的方案所採納的方法與交互式教學和程序促進法相類似。他講授並演示控制或管理策略，確定諸如以下的過程：生成選擇性行動課程，評估哪些課程可繼續執行以及是否可按時完成，評定個人的進步。其次，既要應用到集體解決問題、班級和小組討論，還要使用到建模、指導和搭架成分。漸漸地，當教師淡出時學生能夠問自己自我調節問題。在每一節問題解決課結束時，學生和教師通過分析他們所做的事情及原因交互突出主題特徵，小結反映關鍵決策和行為的基本特徵，強調策略層面而非具體問題的解決方法（參見White and Frederickson，1998）。
對元認知的強調能促成許多方案，如採用新技術向學生介紹探究法和專業人員現場使用的其他工具（參見第八章）。元認知對學習所起的重要作用，不僅在為幫助大學生學習生物而設計的計算機程序中添加元認知成分方面得到了證實（Lin and Bielaczyc），而且在讓學生模仿物理實驗的「思維工具」的情境中得以驗證（White and Frederickson，1998）。經證明，使用錄像去建模重要的元認知學習過程的價值有助於學生分析和反思模式（Bielaczyc et al.，1995）。所有的這些策略都是讓學習者作為積極的參與者投身到他們的學習中，通過關注關鍵成分，積極對一般主題或程序（原理）抽像概括以及評估自己在理解方面所取得的進步等方法來學習。
學習是原有經驗的遷移
提到遷移，人們通常首先想到的是學習某事，然後評價學習者把它應用於別的事情上的能力。但即使是初始學習時段也涉及到遷移，因為遷移是以人們帶到學習情境的知識為基礎的，參見背景資料3. 8。人們應用他們所知道的去建構新的理解的學習原理（參見第一章），被解釋為「所有的學習都涉及到原有經驗的遷移」，這一原理對教育實踐具有重要的意義。第一，學生也許具備了與學習情境相關的知識，但這些知識沒有被激活。通過幫助激活這些知識，教師能夠增強學生的學習信心。第二，由於用先前經驗去建構理解，學生也許會誤解新信息。第三，在具體學校教學實踐與社會實踐方面發生衝突時，學生或許會感到無可適從。本節將討論這三層意義。
背景資料3. 8日常數學和正規數學
在原有經驗的基礎上的建構不但對兒童重要對成年人也不例外。一個數學教員描述了他對母親的知識的認識（Fasheh，1990：21 - 22）。
在深層和現實的意義上，數學對母親來說比我更重要。由於不能讀寫，母親習慣地把布料折成長方形，並用新的丈量方法，不按格式地把這些布料裁剪開，然後縫成適合人們穿著的衣服……我意識到她所運用的數學是我無法理解的。此外，儘管數學是我研究和教授的主科，但是對她來說卻是理解操作的基礎。她所做的就是數學，體現在規則、模式、關係和測量的意義上。這應該是數學，因為她把整體裁剪為許多小的部分，然後用這些布片建構整體，一個具有自己風格、形狀、大小以及適合具體個人的新整體。與我的數學錯誤不一樣，她的數學錯誤就是承擔實際的後果。
假如法謝（Fasheh）的母親參加正規數學課程的學習，情況會怎樣？課程結構無法為她提供有助於她使用其豐富的非正規知識的支持。如果能與這些知識聯繫起來，母親的正規數學學習會提高嗎？學習和遷移的文獻認為這是一個值得探究的重要問題。
在原有知識上的建構
兒童早期的數學知識說明，幫助學生利用相關知識作為遷移的基礎是十分有益的。在學生人學時，他們之中的大多數都已儲備了一定量的算術知識。在每天的玩耍中他們學會了各種數字的加減，儘管他們還缺乏學校所傳授的加減法符號表徵。如果兒童的知識被發掘並按照教師所教的正規加減運算方式建構，兒童極有可能習得運算過程的理解，這種理解比教他們孤立的抽像知識更加連貫和徹底。沒有教師具體的指引，學生無法把日常知識與學校所教的學科聯繫起來。
概念理解的變化
因為學習涉及到先前經驗的遷移，一個人現有的知識也能成為學習新信息的障礙。有時，學生會覺得新信息似乎不可理喻，但這種困惑至少能使他們意識到問題的存在（參見 Bransford and Johnson，1972；Dooling and Lachman，1971）。當人們在完全誤解新信息時所建構的信息連貫表徵（對他們來說）會導致更大問題情境的產生。在這些條件下，學習者沒有意識到他或她沒能理解新信息。這種現象在第一章中舉了兩個例子：在「魚就是魚」（Lionni，1970）一例中，魚兒聆聽青蛙對人的描述，然後按自身的特質建構意象；另一個例子是幫助兒童學習地球是球體的概念（Vasniadou and Brewer，1989）。兒童對新信息的理解與成人的大相逕庭。
「魚就是魚」的腳本與許多幫助學生學習新信息的額外努力是分不開的。例如，讓高中生和學物理的大學生確定垂直往空中拋的球在離手後施加在球上的力，許多學生提到「手力」（Clement，1982a，b）。施加在球上的力只發生在球與手保持接觸時，但當球在空中運行時，力是不存在的。學生認為力隨著球的上升而減少，當球到達頂點時，力已耗盡。這些學生認為，當球下落時「獲得」不斷增加的地心引力，結果是球隨其下落而加快速度。這種「運動需要力」的錯誤概念在學生中十分常見，近似於中世紀的 「原動力」理論（Hestenes et al.，1992）。這些解釋沒有考慮到，在空中運行時施加給球的力是由地球引起的引力和由空氣阻力引起的拉力組成。（類似例子參見Mestre，1994）
在生物學上，人們對人與動物需要覓食的知識說明，現有知識是怎樣使新信息的理解變得困難。一項對植物如何製造食物的研究在小學到大學的學生中進行。它探究學生對土壤和光合作用對植物生長的作用以及對綠色植物的主要食物資源的理解（Wandersee，1983）。儘管高年級學生展示了較好的理解力，但所有年級的學生都表現出一些錯誤概念：土壤是植物的食物；植物通過其根部吸取食物並把它儲存在葉子裡；葉綠素是植物的血液。在研究中，許多學生，尤其是高年級學生，已經學過光合作用。然而正規教育對克服他們先前的錯誤觀念作用不大。顯而易見，在理科課堂裡只做複雜的解釋而沒有探究學生的學科前概念，會使學生形成許多不正確的理解（對研究的回顧，參見Mestre，1994）。
對幼兒來說，早期的數學概念會左右他們的注意力和思維（Gelman，1987；在第四章有更詳細的討論）。大多數學生在上數學課時都帶有這樣的觀點：數字的基礎是計算原理（以及與加減相關的原理）。這樣的知識在學校教育的頭幾年裡很見效。然而，一旦學生接觸有理數，他們的這種想法會對他們的學習能力產生不利的影響。
現在再來看看分數學習。構成分數基礎的數學原理有別於計算原理和兒童的看法。兒童認為數字是一連串要數的東西。加法就是把兩堆東西「合二為一」。人們無法通過數物生成一個分數。就形式而言，分數被定義為一個整數與另一個整數相除。這一定義解決了整數除法無法除盡的問題。對一些複雜的問題，有些計數原則不適用於分數。有理數沒有唯一的後繼數——在兩個有理數之間有無數的數字。對連續分數不能用以計數為基礎的算法。例如：1/4並不比1/2大。非言語或言語的原則都不能表徵由三部分組成的分數符號的對應關係——用一條線把兩個整數X和Y分開。其他人（如Behr et al.，1992；Fishbein et al.，1985；Silver et al.，1993）注意到有關的對應關係問題。總的說來，早期的數字知識是學習分數的潛在障礙，對許多學習者來說確實如此。
學習者根據自己當前的知識建構新的理解，這突出了「講中教」的危險。講授及其他形式的直接教學有時是非常有用的，但是僅限於適當的條件下進行（Schwartz and Bransford，正在印刷）。通常，學生是按上述的方式建構理解的。為了克服這些問題，教師必須設法讓學生的思維變得直觀，尋找方法幫助他們更改錯誤的概念，形成新的概念。（關於這類教學的策略，在第六章和第七章中有更詳盡討論）
遷移與文化實踐
先前的知識並非僅僅是學生帶到課堂上的個體學習，以自己個人特有的經驗為基礎（如有些兒童知道很多事情，因為他們遊歷很廣或因為他們父母擁有一份特殊的工作；有些兒童可能會有創傷的體驗）。先前的知識也不僅僅歸因於學習者經過各個發展階段所獲得的一般經驗（如，認為天堂是在「上面」或牛奶來自冷藏的紙盒）。先前的知識也包括學習者作為社會角色而習得的知識，諸如與種族、階層、性別以及文化和民族有關的社會角色（Brice-Heath，1981，1983；Lave，1998；Moll and Whitemore，1993；Moll et al.，1993 – 1998；Rogoff，1990，1998；Saxe，1990）。這一文化知識有時有助於兒童的學校學習，但有時卻與此發生衝突（Greenfield and Suzuki，1998），參見背景資料3. 9。
背景資料3.9吃餡餅和學分數
在文化知識方面即便是細微的差異也會潛在地影響到學生的學習。例如，小學教師運用她認為最平常的例子來幫助學生理解分數部分。「今天，我們要談談切分感恩節裡人們最喜歡的食物——南瓜餅。」她繼續解釋分數部分。進人她的話語系統之後，一個年輕的非洲裔美國男孩看上去茫然不知所措，他問道:「南瓜餅是什麼?」（Tale，1994）大多數非洲裔美國人在節日的正餐上供應甘薯餅。事實上，非洲裔美國人的父母向他們的孩子解釋南瓜餅的方法之一，是說南瓜餅有點像甘薯餅。對他們來說，甘薯餅是一種常見的參照物。即便不熟悉的南瓜餅的細小差別也會干擾學生。並非課堂上的積極參與，他可能早已專注於對南瓜餅的想像：吃起來怎樣？聞起來如何？它的質地像蘋果或櫻桃餡餅那樣厚實嗎？在小孩的心裡，所有的這些問題都比教師要教的分數科目更值得關注。
學校教育失敗的部分原因是由於學生在家庭文化中習得的與學校要求的錯位（Allen and Boykin，1992；Au and Jordan，1981；Boykin and Tom，1985；Erickson and Mohatt，1982）。日常家庭生活習慣和模式在學校中或得到強化或忽略，它們能使教師做出不同的反應（Heath，1983）。例如，如果家裡從不問年幼學習者對某些家庭來說比較淺顯的問題，如「天空是什麼顏色? 」或「你的鼻子在哪裡？」那麼提問這些問題的教師會發現學生不願意或拒絕回答。教師如何解讀這種緘默或對抗，這對他們判斷學生的聰明程度和學術能力以及採用的教學方法產生必然的影響。這些差異植根於成年人與嬰兒的早期互動中（Blake，1994）。英國的中產階級母親傾向於經常與嬰兒保持語言接觸，重點放在指著嬰兒周圍的物體說出其名稱上（「看那輛紅色的卡車！」），而非洲裔的美國母親與嬰兒也保持相當頻率的語言接觸，但重點放在語言的情感維度上（那不是一個漂亮的玩具嗎？它不使你感到快樂嗎？）。兒童帶到學校的語言涉及到植根於早期與成年人接觸的情境中習得的廣泛的技能。當成人、同伴及情境變化時，情況會什麼樣呢（Suina，1988；Suina and Smolkin，1994）？這是一個與學習遷移有關的重要問題。
依附在文化知識上的意義對促進遷移十分重要——也就是，它鼓勵人們使用所學的東西。例如，講故事是一種語言技能。與主題相連的口語風格發生在非洲裔的美國兒童身上（Michaels，1981a，b；1986），相反，白人兒童更多地使用線性的敘事風格，這一風格更接近學校所傳授的線性書面語和口語的解釋風格（參見Gee，1989；Taylor and Lee，1987；Cazden et al.，1985；Lee and Slaughter-Defoe，1995）。當白人教師和黑人教師聽到兩種風格時，他們會做出以下判斷：白人教師感到與主題相連的故事很難理解，且有可能推測敘述者是個學業成績很差的學生；而黑人教師更有可能對與主題相連的風格給予正面的評價（Cazdem 1988:17）。許多教師認為，操著一口與主題相連的口語體的非洲裔美國兒童學習潛力不大。應使教師把不同文化背景看成是建構的動力而非「缺陷」的標誌。
學校和日常生活之間的遷移
本章一開始就強調學習的最終目標是為了廣泛的目標而提取信息——學習以某種形式向其他環境遷移。在這一意義上，學校教育的最終目標是要幫助學生把從學校所學到的知識遷移到家庭、社區和工作場所等日常場景。既然任務間的遷移有賴於遷移和學習經驗之間的相似性，那麼促進從學校向其他場景遷移的重要策略，就是要更好地瞭解學生必須面對的非學校環境。由於這些環境變化速度快，因此重要的是尋求能幫助學生開發適應性專業知識特徵的方法（參見第一章）。
關於人們是如何在許多實踐情景中行使職責的問題，許多科學家包括認知人類學家、社會學家和心理學家都作了研究（參見Lave，1988；Rogoff，1990）。日常場景與學校環境的一個主要反差是，後者相對其他環境更重視個體的表現（Resmick，1987）。對美國輪船航行的研究發現沒有一個人能夠單獨駕駛輪船；人們必須合作分享各自的專業知識。最近的合作性研究也證實了它的重要性。例如：在一些遺傳學實驗室裡做出的許多科學發現涉及到深層次的合作（Dunbar，1996）。同樣地，在醫院急診室中的決策是由醫療小組的不同成員共同努力做出的（Patel et al.，1996）。
學校與日常情景的第二個主要反差是，相對於學校情景的「腦力勞動」，日常場景大量運用工具去解決問題（Resnick，1987）。在實踐環境中使用工具有助於人們在工作中少出差錯（如 Cohen，1983； Schliemann and Acioly，1989； Simon，1972； Norman，1993）。新技術使學校的學生能夠像現場的專業人員那樣使用工具（見第八章）。熟練地使用相關的工具為人們提供了一種促進領域間遷移的方法。
學校與日常環境的第三個反差是，學校常常強調抽像推理而日常場景經常應用情境化的推理（Resnick，1987）。當抽像的邏輯論點鑲嵌在具體的情境中時，推理能力得到改進（參見 Wason and Johnson-Laird，1972 ）。一項對「重量觀察者」（Weight Watchers）方案中的人的研究，對日常問題的解決提出了同樣的見解（參見Lave et al.，1984）。一個例子是，有人要用一杯2/3份量的乾酪中的3/4乾酪來做一道菜。他不是按學校情景中的學生那樣去乘這些分數。相反，他先用杯子量出2/3乾酪，然後把杯內的乾酪倒出，把乾酪輕輕拍成圓形，再把它一分為四，最後用其三份，參見背景資料3. 10。在此，並沒有應用到抽像的計算。類似的情境化推理的例子是，牛奶工人是應用知識（如牛奶盒子的大小）來進行有效的計算（Scribner，1984）；雜貨店顧客在標準超市和相仿情況下使用非學校數學（Lave，1988），參見背景資料3. 11。
背景資料3.10乾酪的問題
背景資料3.11解決最划算的買賣的三種方法
情景化推理也有潛在的問題，大體上與過度情境化的知識相類似。應用於乾酪的「拍出來」策略只適合在一定的情境中運用；如果測量的是糖漿或其他液體而非乾酪，就會遇上困難（Wineburg，1989 a，b； Bereiter，1997）。他能否生成一種測量糖架或其他液體的新策略？答案取決於他自己的步驟與更一般的解決策略聯繫的程度。
日常環境的分析對教育具有潛在的含義，這些含義具有誘惑力但需要認真思考並加以細緻研究。關於學習是否應該圍繞非學校場景中經常遇到的真實問題和項目來組織的觀點很有吸引力。用約翰‧杜威的話來說，「學校應少些為生活做準備，多些關注生活自身」。在醫學院採用的基於問題的學習是一個出色的例子，其優點是它關注人們畢業後需要做什麼，然後精心準備那些有助於發展其能力的教育經驗（Barrows，1985）。在醫學院的第一年裡，學生有機會參與基於問題的學習，這比在典型的基於講授的醫學課程中學習更能提高學生的診斷和理解醫學問題的能力（Hmelo，1995）。為了使學校教育與隨後的工作環境關係更加密切，商業學院、法學院和教育管理學院採納了基於案例的學習方法（Hallingeret al.，1993； Williams，1992）。
遷移研究文獻也突出了一些在特殊情境中學習的潛在局限。僅僅學習操作程序和僅僅在單一的情境中學習是不能促進彈性遷移的。遷移研究文獻認為最有效的遷移源自具體例子和一般原理之間的平衡而不是非此則彼。
小結
學校教育的一個主要目標是為使學生能夠靈活地適應新的問題和情景而做準備。學生的遷移能力是學習的一個重要標誌，它能幫助教師評估和改進教學。如果測量學習的唯一方法是記憶具體呈現的信息，那麼許多教學方法看上去沒有什麼差別。從學習向新問題和情境遷移的程度這一視角來評估，教學的差異就更加明顯了。
學習的幾個關鍵特徵影響到人們遷移所學知識的能力。初始學習的數量和種類是決定專業知識發展和知識遷移能力的關鍵。激發學生的學習動機，使他們把所需時間花在學習複雜的科目和解決他們認為有趣的問題上。讓學生有機會應用知識去創造產品和使他人受益，尤其能對學生起到激勵作用。
花在任務上的時間對學習是必要的，而對有效學習來說是不足的。將時間用於學會理解比僅用於簡單記憶教材或講授事實或程序會產生不同的效果。為了使學習者獲得學習和理解的洞察力，經常性的反饋至關重要：學生需要監控自己的學習，主動評估其策略和目前的理解水平。
一個人的學習情境也是促進遷移的一個重要方面。僅在單一的情境中接受的知識與在多樣化情境中學到的知識相比更不利於彈性遷移。在多樣化的情境中，學生更有可能抽像概念的相關特徵，發展更加彈性的知識表徵。使用經過挑選的對比案例能幫助學生學會新知識的應用條件。問題的抽像表徵也有利於遷移。任務間的遷移與任務所具有的共同要素的多寡相關，儘管要素的概念必須在認知上界定。在評價學習時，關鍵要看學生對新知識學習所包含的概念的掌握速度，而非在新的學科領域中過早出現的行為表現。
所有的新學習都涉及遷移。先前的知識可能幫助或妨礙新信息的理解。例如，基於計算數學的日常知識使學習有理數變得困難；基於日常物理經驗的設想（如在平坦的地面上筆直地行走）使學習者理解天文、物理等概念變得困難。教師可以通過幫助學生使其思維可視化來糾正錯誤並鼓勵學生超越具體問題去思考，瞭解問題的各種變化，改變他們原初概念。先前知識對理解學習十分重要的一個點是，支撐學習者先前知識的文化實踐。有效的教學促進正遷移，這是通過主動確認學生帶到學習情境的相關知識及能力並在此基礎上進行建構來實現的。
從學校向日常環境遷移是學校學習的最終目的。通過對日常環境的分析，使人們重新思考學校的實踐，目的是要使學校實踐能與日常環境要求達成一致。但也要避免教學過分依賴情境。幫助學習者選擇、適應及發明解決問題的工具是一種促進遷移的方法，鼓勵多樣性亦然。
最後，通過幫助學生作為學習者在習得內容知識的情境中瞭解自己的元認知的教學方法能夠增進遷移。專家的一個特點是能夠監控和調整自己的理解過程，使他們不斷學習適應性專業知識：這是一個需要學生倣傚的重要模式。