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大学物理课程教学目标分析与应用
作者:雷勇
来源:《科技资讯》2016年第14
DOI10.16661/j.cnki.1672-3791.2016.14.128
要:设定科学合理的教学目标是大学物理教学设计的首要和核心环节,是进行有效教学的前提。该文在布卢姆教学目标分类学理论框架下对《理工科类大学物理课程教学基本要求》进行了教学目标分析与应用探讨,展示了其对设定含义具体、目标全面、定位精准的大学物理教学目标的指导作用。
关键词:教学目标大学物理理工科类大学物理课程教学基本要求目标分析中图分类号:G642文献标识码:A文章编号:1672-3791201605b-0128-03教学目标作为教学出发点和归宿支配着整个教学设计过程,具有导向和调控等功能,其设定是教学设计中的首要和核心环节。现有中国知网数据库显示,有关国内大学物理教学目标方面的研究论文只有寥寥数篇,且缺乏深入和系统性的研究,远远不能满足教学的需要。在大学物理教学活动中,教学目标的设定比较普遍地存在着表述空洞、模糊、不全面、缺乏层次等问题,因此,针对大学物理课程教学目标的理论和应用研究亟待推进和加强。
2010年,教育部颁布了《理工科类大学物理课程教学基本要求》(以下简称《基本要求》),该文件是教师设定大学物理教学目标的基本依据。[1]不过,教师需要在一定教学目标分类学框架作下对《基本要求》进行准确、清晰的教学目标分析,才能设定具体、全面的大学物理教学目标。该文将以布卢姆教学目标分类学为框架,讨论对《基本要求》(2010)进行教学目标分析,并探讨其在教学目标设定中的应用。1布卢姆教学目标分类学概述
教学目标分类学框架是教学目标设定的理论基础,在教学目标分析与设定中有非常重要的作用。因为教师只有在一定的分类学框架下才能对《基本要求》进行全面、准确的教学目标分析,才能使教学目标的设定具体化、易于操作。
不同学者基于不同的理论提出了众多的分类学框架,其中影响比较大的有布卢姆模式、加涅模式、马扎诺模式等。不同的理论框架各有优劣,教师可以结合教学实际情况和个人偏好进行选择。对大学物理课程的教学,推荐布卢姆模式,该模式从一开始就是针对高校教学设计的,而且更适合理科课程教学。
1956年由美国著名教育心理学家布卢姆等人提出的布卢姆模式是一个成熟而且被广泛应用的分类学理论框架。该模式将教学目标分为认知、情感、动作技能三大领域,与大学物理教

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学相关的是认识和情感领域。在认知领域,2000安德森等学者进一步发展了布卢姆的理论,推出了布卢姆教育目标分类学的修订版。[2]修订版为教学目标分析与设定提供了一个二维目标分类表,其中一个维度是四个知识类别:事实性知识、概念性知识、程序性知识和元认知知识;另一个维度是6个认知过程类别:记忆、理解、运用、分析、评价、创造。该表为解读《基本要求》、设定述教学目标提供了一个有效的分析工具。[2]主要强调的是记忆、理解、运用、分析、评价、创造等是描述内在心理活动的动词,不易操作和观测。要设定具体、易操作的教学目标,需要将上述动词转化为描述外显行为的动词。描述内在心理的动词与相应的外显行为动词可参考文献[23]。在情感领域,1964年布卢姆与克拉斯沃尔等人编制了情感教育目标分类学,将情感教育目标分为5个逐步深入的层次:接受、反应、价值评价、组织化、价值促进的性格化。[4]与认知领域相比,情感教学目标本身难以描述和测量,这使情感教学目标常常难以用外显动词表述,因此,情感教学目标比较难具体化。艾思纳提出用表现性目标表述法来规避上述困难,建议设定情感体验方面的教学目标可以规定学生需要参与的与培养目标相关的活动,而不表述具体结果。[5]2《基本要求》教学目标分析
《基本要求》规定大学物理课程的总教育目标,是高校编制大学课程教学计划和教学大纲、教师从事教学活动、教学效果评估的基本依据。文件提出了实现学生知识、能力、素质协调发展的基本目标,[1]该目标要求教师应该从知识、能力、素质这三个维度全面地设定教学目标应,避免片面化。在具体教学中,教师需要在学情分析和教材分析的基础上,对《基本要求》进行教学目标分析,将文件中的基本要求分解、细化,转化为一系列全面、具体、可操作性强的课堂教学目标。
在知识学习方面,《基本要求》将大学物理课程的教学内容之分为AB两类,其中A核心内容,B为扩展内容,并提出大学物理教学内容可以通过各个高校教学大纲加以规范。[1]1987年版和1995年版的《基本要求》按学习水平要求将教学内容分为了解、理解、掌握三级,但是2010版的《基本要求》没有作分级处理,需要教学大纲进行规定。在各个高校的教学大纲中,一般都会对教学内容按学习水平要求程度进行分级处理,因此,教师需要在布卢姆分类学框架下对教学大纲的具体要求进行教学目标分析。在布卢姆分类学框架下,了解、理解、掌握三级要求的具体含义可参考文献[3]。在下文中,将以具体案例为例说明如何进行知识学习方面的教学目标分析。
在能力培养方面,《基本要求》提出培养学生独立获取知识”“科学观察和思维”“分析问题和解决问题等三种能力[1],也就是培养学生独立学习物理知识的能力,运用所学的物理知识、思想和方法提出、分析和解决问题的能力。能力培养目标不可能在短短一节课内达成,需要在较长时间的物理课程学习中逐渐实现,因此,在实际教学中,需要把能力培养目标分解成一系列具体、可操作的短期子教学目标贯穿在整个物理课程的学习过程中。在能力培养与知识学习的关系上,大家赞同作为智育目标的能力不在知识掌握之外,而寓于知识掌握之中的观[6],能力的培养不能独立于知识的学习之外而单独进行。能力形成于学习过程中,形成于运用物理知识、思想和方法提出、分析和解决问题的实践过程中,因此,可以将能力目标具体

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地分解为认知领域的教学目标。在教学中,能力是学生在创设的实践情境中通过实践中形成的,因此,在布卢姆分类学框架下,培养独立获取知识能力主要归为运用元认知知识目,而培养科学观察和思维”“分析问题和解决问题能力主要归为运用程序性知识类目。在素质培养方面,《基本要求》提出了素质培养的3个方面:求实精神、创新意识、科学美感。[1]素质培养教学目标是非认知领域教学目标,属于情感体验领域。如前文所述,设定情感体验方面的教学目标可以设定学生需要参与的相关活动,而不表述具体结果,而活动的设计可以按照布卢姆情感教育目标5个层次逐层深入地展开。求实精神的培养可以以教师要求的形式体现在学生学习的各个环节,如:听课、作业、论文写作、完成教学项目等。在创新意识培养方面,《基本要求》则建议在教学中采用包含现代科学与高新技术的物理基础专题方式实现。[1]科学美感的培养可以与典型的知识点学习结合起来,例如:在学习麦克斯韦方程组时,可以让学生了解、感受、体会方程中蕴含的简单美、对称美、统一美等,当然也可以采用专题讲座方式进行。
知识、能力、素质是大学物理教学目标的三个层次,三者不是孤立的,而是一个有机联系着的整体,统一于学生整个大学物理课程的学习中,三者不能分别独立实现,因此,建议在设定教学目标时将三者进行有效整合,采用一体化表述策略[7]3案例分析
下面以机械能守恒定律教学目标设定为例进行说明《基本要求》如何指导教学目标设定。首先看一个教学目标实例。
实例1:掌握机械能守恒定律,了解机械能守恒与对称性之间的关系。首先来分析上述教学目标设定中存在的不足之处。
第一,教学目标设定不具体,难以操作。这种课程标准式的教学目标表述中所使用的”“了解等动词比较抽象,具体含义难以被确切理解和观测,不易用以指导教学策略和测评的设计,无法起到教学目标应有的作用。需要在布卢姆分类学框架下将上述抽象、概括的动词转化为具体、易操作的外显行为动词。按照修订版的布卢姆二维教育目标分类学框架,这里的掌握可以分解为框架中理解应用两个认知过程类目。机械能守恒定律作为理解的对象时它属于原理和通则知识,也就是概念性知识。理解机械能守恒定律属于建构一个系统的因果关系”[2],即说明原理。作为运用的对象时,机械能守恒定律可以转化为程序性知识,运用机械能守恒定律属于将程序应用于不熟悉的任务”[2],即使运用程序性知识。了解对应认知过程中的理解类目,机械能守恒与对称性之间的关系属于概念性知识中的理论、模型和结构知识”[2],那么了解机械能守恒与对称性之间的关系即为说明理论、模型和结构知识。设定教学目标时,可以使用认知过程相应类目中的外显性动词给予表述。

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第二,教学目标设定不够精准。正如《基本要求》中所指出的,大学物理中很多物理概念和物理规律学生在中学阶段已有接触,故教学中展开应适度,以避免重复”[1]。大学物理学应以高中物理为起点,在更高层次上展示物理学的内容,避免与高中物理教学目标重合。要突出重点,更加精准地设定教学目标,而上述教学目标并没有体现这一点。高中物理与大学物理中,机械能守恒定律的表述并不相同,区别在于机械能守恒成立的条件。高中物理中其条件表述为:在只有重力或者弹力做功的物体系统内”[8],大学物理中则表示为外力和非保守内力都不做功或所做功的代数和为零”[9]。要求学生在新的高度上,即保守力概念的基础上,理解和应用机械能守恒条件显然是教学的重点,需要将此明确写入教学目标。应用机械能守恒成立条件判断某物理问题是否适合运用机械能守恒定律去解决是属于运用准则知识。
第三,教学目标设定不全面,缺乏更高层次教学目标。上述教学目标设定主要体现在这个层次,而在能力、素质层次则没有充分展开。在能力层次,固然,在掌握能量守恒定的目标中包含了应用物理知识分析、解决物理问题的能力子目标,但是这并不充分,作为大学物理课程的重点内容,还应该进一步扩展能力培养目标。《基本要求》中提出要培养学生独立获取知识的能力——逐步掌握科学的学习方法,阅读并理解相当于大学物理水平的物理类教材、参考书和科技文献,不断地扩展知识面,增强独立思考的能力,更新知识结构;能够写出条理清晰的读书笔记、小结或小论文。”[1]为了培养学生独立获取知识的能力,在学习机械能守恒定律时,可以要求学生针对困扰世界的能源问题或者各种各样的永动机发明进行调研分析,写出与其水平相称的调研论文。
在素质层次,机械能守恒定律所蕴含的深刻的科学美学思想应该深入挖掘、充分利用。《基本要求》提出的培养目标之一就是培养科学美感——引导学生认识物理学所具有的明快简洁、均衡对称、奇异相对、和谐统一等美学特征,培养学生的科学审美观,使学生学会用美学的观点欣赏和发掘科学的内在规律,逐步增强认识和掌握自然科学规律的自主能力。”[1]先,能量守恒定律源自于物理规律对时间的平移对称性,深刻地体现了科学中的对称美及其重要意义;其次,世界万物运动均统一遵从简单的能量守恒定律,体现了科学的简单之美和统一之美。结合机械能守恒定律学习科学美,可以让学生深入和具体地感知科学美,从而培养学生的科学美感。
从上述分析可以看出前述教学目标实例需要从内容上给予充实、从表述上给予完善。可以把教学目标修订如下:(1)能正确叙述机械能守恒定律原理;能够在保守力概念的基础上运用机械能守恒定律成立条件判断系统机械能是否守恒;能运用机械能守恒定律分析、解决物理问题。(2)能阐述对称性与能量守恒定律之间的关系;能够阐述能量守恒定律所蕴含的科学美(对称美,简洁美,统一美等)。(3)通过调研多种形式的永动机发明,撰写关于永动机分析的小论文,培养学生独立获取知识、分析问题、解决问题的能力。4结语
通过该文对《基本要求》的教学目标分析与应用探讨可以看出,科学合理的大学物理教学目标应该建立在对《基本要求》科学的教学目标分析的基础上。在一定教学目标分类学框架下

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进行的教学目标分析有利于有效地减少教学目标设定中常见的模糊、空洞、片面等问题,有利于具体、全面、精准地设定教学目标。参考文献
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