三維認知教學目標對教學的解釋與指導

梁 旭

（浙江省教育廳教研室，浙江 杭州 310012）

關(guān)于認知領(lǐng)域的教學目標，我們提出如圖1所示的三維結(jié)構(gòu)［1］.

圖1

三維認知教學目標與原二維教學目標相比，看上去只增加了“學習水平”維度，其實它不僅豐富了教學目標的結(jié)構(gòu)體系，還真正體現(xiàn)了“教學活動實施的方向和預期達成的結(jié)果”這一教學目標的本質(zhì)內(nèi)涵.下面就三維認知教學目標對教學實際的解釋與指導作用進行討論.

1 三維認知教學目標對教學實踐的解釋

1.1 二維教學目標的不足

教學目標是“教學活動實施的方向和預期達成的結(jié)果”.安德森提出的二維教學目標，是否反映了教學目標的內(nèi)涵呢？下面以“平拋運動”為例進行討論（見表1所示）.

表1

上述教學目標缺陷之一為僅對新授課表述了教學目標.雖然內(nèi)容上已經(jīng)涉及“平拋運動的軌跡與方向”、“平拋運動規(guī)律”（或“平拋運動模型”）和“平拋運動方法”，但缺乏對高中階段學生掌握與運用“平拋運動”知識相應的內(nèi)容和過程的整體思考，不能揭示“平拋運動”教學活動的實施方向.如這一教學目標不能回答是否完成了“平拋運動”新課教學后，不再需要單元復習及綜合復習課，學生就能夠解決相關(guān)問題？或者“平拋運動”新授課后為什么還需要上單元復習和綜合復習課？這些課的教學目標怎么確定？

上述教學目標缺陷之二為雖然對知識內(nèi)容維與認知過程維進行了描述，但因其在內(nèi)容表述上比較籠統(tǒng)，使得不同專業(yè)發(fā)展水平的教師對內(nèi)容的豐富與完整程度有不同的理解，影響了教學活動“預期達成的結(jié)果”的清晰性.以“平拋運動”為例，部分年青教師忽略了事實性知識、方法性知識的目標，僅將它定位為“規(guī)律”教學，關(guān)注學生對分運動與合運動的速度、位移關(guān)系式的掌握.有經(jīng)驗的教師還會增加方法性目標，將“平拋運動”作為曲線運動處理方法的一個案例，既關(guān)注學生對分運動與合運動的速度、位移關(guān)系式的掌握，又關(guān)注對運動合成與分解方法的掌握.更有經(jīng)驗的教師會將“平拋運動”定位為“模型”進行教學，首先讓學生觀察不同類型的曲線運動（獲得事實性知識），依據(jù)運動特征進行歸類，在歸類的基礎(chǔ)上進行分析與估算，確定初速方向水平、空氣阻力可忽略的這一類為“平拋運動”（建模），然后研究這一模型遵循的規(guī)律.顯然，將“平拋運動”作為“模型”進行教學，具有更加全面的教學目標.

1.2 認知三維教學目標揭示了教學活動實施的方向

在物理教學實際中，確實存在教學活動實施方向的問題.如“相互作用”這部分內(nèi)容在教科書中是通過 “重力”、“彈力”、“摩擦力”、“受力分析”、“力的合成”和“力的分解”等分節(jié)學習的，這些知識內(nèi)容的前、后排列是由知識內(nèi)容之間的關(guān)系確定的，一般不能改變.

另一種體現(xiàn)“教學活動實施方向”的是“新授課——單元復習課——綜合復習（問題解決）”.但因其體現(xiàn)的是一種外在形式，而非內(nèi)在本質(zhì)聯(lián)系，不同的教師就會有不同的做法.如教師完成“相互作用”這一章新授課后，會進行單元復習，在高三階段還會進行“相互作用”的綜合復習課.有經(jīng)驗的教師會在“相互作用”新授課教學完成后，開設(shè)平衡狀態(tài)下的“受力分析”的專題復習，在“牛頓運動定律”或“曲線運動”新授課完成后，再開設(shè)變速狀態(tài)下的“受力分析”專題復習課.

教師對“教學活動實施方向”的不明白，導致出現(xiàn)如下的困惑：單元復習課和綜合復習課用來干什么（教學目標是什么）？單元復習與綜合復習課應該怎樣進行組織和安排？

三維認知教學目標非常清晰地揭示了教學活動實施方向.新授課只能使學生在大腦中形成“單一結(jié)構(gòu)水平”及“多元結(jié)構(gòu)水平”的知識結(jié)構(gòu)，只能解決理解和簡單應用的問題，無法解決有一定綜合性的習題.通過單元復習課，對“多元結(jié)構(gòu)水平”的知識進行聯(lián)系與區(qū)分、整理與提升，使其成為清晰、穩(wěn)定的“關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)水平”的知識結(jié)構(gòu)，學生就能解決有一定綜合性的問題.通過綜合復習課，應用“關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)水平”的知識結(jié)構(gòu)解決實際問題，在解決的過程中不僅習得與實際問題相關(guān)的背景知識，更重要的是習得解決實際問題的方法與策略，使“關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)水平”的知識結(jié)構(gòu)內(nèi)容得到了擴展；通過綜合復習課，應用“關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)水平”的知識結(jié)構(gòu)解決實際問題，在解決實際問題的過程中，對問題的分類完成從表面相似到本質(zhì)相同的提升，使“關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)水平”的知識結(jié)構(gòu)內(nèi)容得到了更深層次的整理與提升，更加抽象化，達到“抽象擴展水平”，到達這一水平的學生，就會表現(xiàn)出靈活、高效解決問題的特征.

三維認知教學目標明確揭示了知識結(jié)構(gòu)與學生學習水平的關(guān)系，符合認知心理學的觀點，即“結(jié)構(gòu)決定功能”——學生的學習水平其實就是其知識結(jié)構(gòu)處于不同層次，及知識結(jié)構(gòu)是否清晰、穩(wěn)定、完備的體現(xiàn).

三維認知教學目標揭示了知識結(jié)構(gòu)的建構(gòu)過程與方向，與二維教學目標只關(guān)注離散“知識點”的建構(gòu)不同，三維認知教學目標既重視離散“知識點”的建構(gòu)，也關(guān)注知識的整合、拓展，即知識間“良好結(jié)構(gòu)”的建構(gòu).對這一問題的清晰認識，能夠解釋為什么幾乎所有的學校都需要開設(shè)大量的復習課（含單元與綜合的教學）.對這一問題的清晰認識，也對課程標準制定與教材編寫提出了要求，因為之前的課程標準制定及教材編寫常常只考慮了新授課的教學時間.

教學實踐中有一個“一步到位”的問題常常困惑教師與管理者，即高考試題是否可以在新課教學時呈現(xiàn)？這一問題之所以長期存在，就是因為“各有道理”.其實籠統(tǒng)地回答是沒有意義的，因為求解不同的高考試題所對應的知識結(jié)構(gòu)水平是不一樣的.現(xiàn)在我們可以清晰地回答這一問題，選擇與“多元結(jié)構(gòu)水平”相近的“高考題”讓學生求解是合理的；選擇與“多元結(jié)構(gòu)水平”相距甚遠的“高考題”讓學生求解是不合理的.

1.3 三維認知教學目標體現(xiàn)了預期達成的結(jié)果

三維認知教學目標體現(xiàn)了“預期達成結(jié)果”的最終結(jié)構(gòu)化目標，如“電容器”最終目標是“多元結(jié)構(gòu)水平”，“電容”最終目標是“關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)水平”，而“帶電粒子在電場中的運動”最終目標是“抽象擴展水平”.

結(jié)構(gòu)化的最終目標必須體現(xiàn)在每一課時的具體目標中，首先是學習內(nèi)容的細化與通俗化.細化指將事實性知識、概念性知識、方法性知識和元認知知識進一步細化，通俗化指將上述4類知識的下屬內(nèi)容用教師熟悉的“話語系統(tǒng)”表述［2］.其次是采用符合學生大腦貯存與提取的教學目標——文字敘述清晰與完整、表象清晰（圖片、視頻中的關(guān)鍵、主要特征的明確）、動作、思維技能熟練、穩(wěn)定與自動化等，目的是提高教學效率和讓不同水平的教師更易把握，相關(guān)案例如表2所示.

表2

續(xù)表

上述教學目標表示方法，十分明確與清晰地體現(xiàn)了教學活動預期達成的結(jié)果.這一教學目標與傳統(tǒng)的教學目標相比，不僅豐富了教學目標的內(nèi)容，提升了教學目標的精確性，還明確了教學目標的屬性，便于教師進行學習條件分析與教學設(shè)計.

2 三維認知教學目標對教學的指導

從三維認知教學目標可以看出，學生不僅需要進行不同類型的知識學習，還需要提升學習水平（優(yōu)化知識結(jié)構(gòu)），在不同的階段這二者之間既各有側(cè)重，又相互交叉.另外，不同類型知識的學習與不同階段知識結(jié)構(gòu)的優(yōu)化，都有適合自身的認知過程.所以，學習內(nèi)容、學習水平與認知過程三者之間存在豐富與復雜的關(guān)系.

2.1 選擇適合教學實際的教學目標表達形式

教學目標要對教學產(chǎn)生指導作用的前提是將研制的教學目標清晰地表述.三維認知教學目標是一個立體結(jié)構(gòu)，很難清晰表述，必須轉(zhuǎn)化為多個二維結(jié)構(gòu)才可能進一步細化表述.

例如受到“磁共振”或“CT”的啟發(fā)，是否也可以采用“斷層掃描”的方法將三維教學目標轉(zhuǎn)化為二維教學目標.通過思考我們認識到，如果教學目標要適合教學實際的需要，機械的“斷層掃描”方法并不可行，下面我們將針對不同類型的課，通過分析教學目標3個維度的重要性，實現(xiàn)結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)化.

（1）新授課.

新授課通常是學習新知識，圍繞幾個知識點，或一個知識點的不同方面進行教學，知識結(jié)構(gòu)處于“單一結(jié)構(gòu)水平”或“多元結(jié)構(gòu)水平”，由于知識結(jié)構(gòu)簡單及確定，所以“學習水平”這一維并不包含豐富內(nèi)容，重要性下降.

“學習內(nèi)容”維中的知識分類（如事實性知識、方法性知識，或者如現(xiàn)象、概念、模型等）關(guān)系到學習條件分析和教學模式選擇，另外，教師要研制內(nèi)容比較完整的教學目標，需要有內(nèi)容維框架的引導，所以“學習內(nèi)容”的重要性不言自明.

新授課涉及的知識類型比較豐富，不同知識有不同的認知過程（方式），如物理現(xiàn)象可以通過呈現(xiàn)，讓學生觀察與記憶；物理概念就須通過具體案例的分析與共同特點（本質(zhì)特征）的歸納來習得等等.所以，在教學目標中明確不同學習內(nèi)容的認知過程也是必須的.經(jīng)過前面的討論，在新授課教學時，應選擇 “學習內(nèi)容——認知過程”這二維作為教學目標的表述維度.

“學習內(nèi)容——認知過程”的二維教學目標其實就是安德森提出的教學目標.

（2）單元復習課.

單元復習課通常是同一單元、或同一模塊內(nèi)不同單元相關(guān)知識的梳理，也可是幾個知識點之間聯(lián)系與區(qū)分.從“學習水平”維度來看，單元復習課大多是從“多元結(jié)構(gòu)水平”向“關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)水平”的轉(zhuǎn)化（知識的聯(lián)系與區(qū)分），也可以是局部知識從“關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)水平”向“抽象擴展水平”轉(zhuǎn)化（知識的整理與方法的習得）.由于單元復習課的最主要功能就是提升學生的“學習水平（知識結(jié)構(gòu)水平）”，這一維度的重要性是顯然的.從“學習內(nèi)容”的維度來看，不同的知識存在與同一單元、同一模塊內(nèi)其他單元知識的關(guān)聯(lián)，也存在著少量方法的習得，這些具體的學習內(nèi)容必須得到呈現(xiàn)，“學習內(nèi)容”維也是非常重要的.從“認知過程”的維度來看，單元復習課可能存在理解、應用、分析、評價、創(chuàng)造等多種認知過程，考慮到單元復習課已經(jīng)不同于新授課，無須根據(jù)教學內(nèi)容確定認知過程，以便分析學習條件與確定教學模式，基于上述考慮，在單元復習課教學時，“認知過程”維相對不太重要.“學習內(nèi)容——學習水平”作為二維教學目標的表述方式是合理的.

在實際教學中，教師感覺單元復習課遠比新授課要復雜.其中之一是不同教師確定的教學目標差異較大，這一方面反映了單元復習課缺乏教學目標理論的指導，另一方面也揭示了教學目標內(nèi)容的確定上存在自身的特殊性——單元復習課有關(guān)知識內(nèi)容的習得通常與解決問題的情景有密切聯(lián)系，離開具體問題的教學內(nèi)容顯得空洞，所以教學目標表述時，“典型案例”與“教學目標內(nèi)容”成為一對“孿生兄弟”.

單元復習課中的習題是為了達成教學目標而設(shè)置的，某一題目的價值就是在于通過問題求解后獲得明確、清晰的知識與方法，所以典型案例的教學目標也必須明確表述，否則就會使教學陷入“只見題目，不見結(jié)構(gòu)”的低效狀態(tài).

綜上所述，單元復習課的教學目標可用如表3所示的方式表示.

表3

（3）綜合復習課.

綜合復習課通常是不同模塊之間知識聯(lián)系與區(qū)分的梳理，也有大量解決問題方法與思維策略的習得.

從“認知過程”維度來看，綜合復習課的幾乎所有學習內(nèi)容并不只是對應單一的認知過程，而涉及應用、分析、評價、創(chuàng)造等多種認知過程，所以對綜合復習課的學習內(nèi)容確定認知過程已經(jīng)沒有價值與必要.

從“學習水平”維度來看，綜合復習課大多是從“關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)水平”向“抽象擴展水平”轉(zhuǎn)化.“抽象”是對知識意義的更本質(zhì)把握，如“平衡狀態(tài)”這一物理概念，從“靜止、勻速直線運動”到“加速度為零”，再到“合外力為零”，經(jīng)歷了從表象到本質(zhì)，從單一因素到全面認識的轉(zhuǎn)化.在這一過程中，知識的表征更加抽象與本質(zhì).“拓展”是對知識結(jié)構(gòu)的豐富，在傳統(tǒng)教學中，教師更多關(guān)注的是“現(xiàn)象、概念和規(guī)律”，這其實只包括事實性知識和概念性知識，從目標內(nèi)容維可以看到，方法性知識與元認知知識也是教學目標內(nèi)容重要的組成部分，所以“拓展”就是將大量“方法與策略”納入知識結(jié)構(gòu)，增加知識結(jié)構(gòu)解決問題的功能.

從“學習內(nèi)容”維度來看，不同的知識存在與其他知識的關(guān)聯(lián)，也存在著大量方法與策略的習得，這些具體的學習內(nèi)容必須得到呈現(xiàn).綜合復習課有關(guān)知識內(nèi)容、方法與策略的習得通常與解決問題的情景有密切聯(lián)系，所以“典型案例”與“教學目標內(nèi)容”仍然是一對“孿生兄弟”.

與單元復習課的教學目標相似，綜合復習課的教學目標可如表4所示.

表4

續(xù)表

2.2 教學目標研制要處理好的幾個關(guān)系

前面我們確定了不同學習階段教學目標表述的方式，但好的教學目標不僅需要合適的形式，更需要合適的內(nèi)容.

（1）教學目標內(nèi)容確定的依據(jù).

確定教學目標的內(nèi)容涉及到學生應該習得什么才具有基本的科學素養(yǎng)這一問題.教學目標內(nèi)容框架已經(jīng)在文獻［1］中得到清晰表述.這里要討論的是如何研制具體的教學目標.

學生應該習得的內(nèi)容應該滿足學科進一步學習及運用知識解決問題的需要.在物理教學實際中，新授課的教學目標對于許多教師來說是通過閱讀、分析教科書所述內(nèi)容的知識結(jié)構(gòu)進行確定的，如果僅用此方法，學習內(nèi)容中的事實性、概念性知識應該是比較完整的，但缺少方法與策略方面的知識.一些優(yōu)秀的教師常常既研究教科書的知識結(jié)構(gòu)，又研究學生課后需要求解的習題，在整合兩者的基礎(chǔ)上確定新授課的教學目標.我們認為這些優(yōu)秀教師的做法是符合教學目標理論的，研究學生課后需要求解的習題的實質(zhì)是確定學生需要學習與掌握的方法與策略目標.

單元復習課與綜合復習課已經(jīng)沒有新的知識，如何確定教學目標？按照三維認知教學目標理論，雖然沒有了新的知識，但學習應該朝向知識之間聯(lián)系更緊密、綜合性更強、層次更清晰、方法與策略更豐富的方向發(fā)展，這一過程的困難程度不亞于新知識的學習.

在知識結(jié)構(gòu)不斷向更高層次發(fā)展過程中，知識之間的關(guān)系發(fā)生變化，也會產(chǎn)生新的內(nèi)容，如知識之間的聯(lián)系與區(qū)分，知識的分類與分層，知識的整理與提升，特別是方法性、策略性、條件性知識的習得，極大地提高了運用知識解決問題的功能.

需要說明的是，知識的變化雖然可以結(jié)構(gòu)化表述，但結(jié)合案例可能更生動，另外，方法與策略學習總是與問題解決緊密相連，所以單元復習課和綜合復習課在教學目標確定時，首先需要研究試題，研究解決這些試題所需要的知識、方法和策略，并根據(jù)知識結(jié)構(gòu)建構(gòu)的內(nèi)在規(guī)律將其設(shè)置在不同水平上，承擔起完成知識結(jié)構(gòu)水平轉(zhuǎn)化的功能.

一些教師有如下的困惑：我不知道做了多少高考題、模擬題，為什么意識不到方法與策略目標呢？我們認為，這既跟教師的教學目標理論框架是否清晰與完備有關(guān)，還跟教師能否透過題目“看到”題目核心的知識結(jié)構(gòu)有關(guān)，這正是教師引領(lǐng)學生“走出題?！?，減輕學習負擔所需要的本領(lǐng).

（2）課內(nèi)與課后的關(guān)系.

通常，教學目標被認為是課堂教學的目標.其實，教學目標是針對學生的學習活動設(shè)置的，不區(qū)分課內(nèi)與課外.

如教師讓學生觀察“空調(diào)、冰箱是否一直連續(xù)工作”，“公路轉(zhuǎn)彎處路面的高低情況”等就是讓學生習得事實性知識.

又如，學生的課后練習，教師們都知道是必須的，但教師常規(guī)的做法是“跟著習題集走”.如果是基于課內(nèi)與課外教學目標協(xié)調(diào)統(tǒng)一的課后練習設(shè)計，必須滿足：① 遵循方法教學的規(guī)律，學生先體驗，后總結(jié)歸納方法，再通過運用方法達到習得方法及適用條件；② 遵循策略教學的規(guī)律，學生先嘗試，后理解策略，通過運用掌握策略及遷移；③ 課內(nèi)與課外分工協(xié)同，合力建構(gòu)知識.

基于教學目標指導下的學習活動，在例題、習題方面應該具有如下特點：首先，例題是依據(jù)教學目標結(jié)構(gòu)性配置的，例題的典型性與全面性影響著學生所建構(gòu)的知識結(jié)構(gòu)的完備程度；第二，習題是依據(jù)不同知識學習的條件而配置的，如方法、策略不是靠死記硬背習得的，而是需要通過在問題情景中運用才能掌握的，所以習題必須針對教學目標中的方法、策略來配置，習題配置的好壞影響著學生所建構(gòu)的知識結(jié)構(gòu)的牢固程度.

我們期待按照三維認知目標理論重構(gòu)已有的、處于自然狀態(tài)的例題、習題系統(tǒng)，在實踐中進一步優(yōu)化，使學生的“做題”科學化、精細化.

1 梁旭.完善物理教學目標的結(jié)構(gòu)［J］.物理教學，2013（5）.

2 梁旭.拓展物理教學目標的內(nèi)容［J］.物理教學，2012（9）.