2013—2017年北京中考物理實驗試題的量化分析研究
——基于布魯姆教育目標分類理論

張 躍

(首都師范大學(xué)附屬中學(xué),北京 100048)

1 問題的提出

物理是一門以實驗為基礎(chǔ)的學(xué)科,實驗對學(xué)生科學(xué)思維培養(yǎng)、科學(xué)探究能力提升的作用不容小覷.在中國知網(wǎng)對“中考物理實驗”相關(guān)文獻進行搜索、閱讀、比較,發(fā)現(xiàn)研究熱點分4個方面(如圖1所示): (1) 問題探討類(45%),即針對中考物理試卷中某個或某類具體問題進行深入探討; (2) 備考指導(dǎo)類(35%)，即針對中考物理實驗試題進行方法總結(jié)、教學(xué)指導(dǎo)、備考建議等; (3) 特點分析類(15%)，即針對中考物理實驗的題型特點進行分析; (4) 能力培養(yǎng)類(5%)，即針對中考物理實驗中出現(xiàn)的問題,反思日常教學(xué),落實學(xué)生實驗探究能力的培養(yǎng).筆者發(fā)現(xiàn),在諸多研究中,研究的維度相對單一,模式較為固定,多圍繞定性研究展開,量化研究甚少.同時,基于量化數(shù)據(jù)的缺乏,無法提出提升學(xué)生科學(xué)探究能力的有效建議.基于此,筆者以2013—2017年的中考物理實驗試題為樣本,基于布魯姆的教育目標分類理論,從知識和認知兩個維度進行分析,依據(jù)相應(yīng)的量化研究數(shù)據(jù),進一步提出教學(xué)啟示與有效教學(xué)建議,以期與同仁共同探討,提升教學(xué).

圖1 中國知網(wǎng)文獻統(tǒng)計結(jié)果

2 基于布魯姆教育目標分類理論的統(tǒng)計分析

2.1 布魯姆教育目標分類的理論追溯

回溯至20世紀50年代,隨著教育目標認知領(lǐng)域分類的公布,該理論在世界范圍內(nèi)掀起陣陣風潮.舊版布魯姆教育目標分類學(xué)將知識作為教育目標設(shè)計的核心,并未關(guān)注到不同知識在教學(xué)過程中所掌握的程度不同.隨著教育改革的發(fā)展與進步,修訂后的布魯姆教育目標分類由一維框架變?yōu)槎S框架,即包含認知過程和知識兩個維度.其中認知過程維度由低級到高級分別為記憶、理解、應(yīng)用、分析、評價和創(chuàng)造6個層次,知識維度則包含事實性知識、概念性知識、程序性知識、元認知知識.[1]具體在物理實驗題目上,事實性知識是指對實驗現(xiàn)象的描述和代入數(shù)據(jù)計算的知識,如2015年第28、29題考察的彈簧測力計、電阻箱讀數(shù)等;概念性知識是指對物理概念和物理規(guī)律的考察,如2013年第30題水沸騰的特點和規(guī)律等;程序性知識是指對實驗操作步驟的考察,如2017年第41題杠桿實驗步驟的考察等;元認知知識是指對實驗結(jié)果的分析與反思,對實驗過程的評估,故也可稱為策略性知識(以下研究均用策略性知識表示),如2015年第37題對焦耳定律實驗的評估等.

2.2 基于布魯姆教育目標分類理論知識維度的量化分析

基于魯姆教育目標分類理論中的知識維度,將2013—2017年的中考物理實驗試題按事實性知識、概念性知識、程序性知識和策略性知識進行劃分,并依據(jù)當年的分值分配算出百分比,如圖2所示是將每年的情況進行統(tǒng)計分析,如圖3所示,是按照每個類別進行統(tǒng)計分析.

圖2 基于布魯姆教育目標分類理論中知識維度分析圖(1)

圖3 基于布魯姆教育目標分類理論中知識維度分析圖(2)

通過圖2統(tǒng)計分析發(fā)現(xiàn),2013—2014年實驗題目只涉及事實性知識、概念性知識和程序性知識3類,策略性知識并未涉及,而且考察以事實性知識為主,其次是概念性知識,程序性知識考察最少.2015—2017年實驗題目4個方面均有涉及,2015年考察的事實性知識、概念性知識和程序性知識比重相同,策略性知識反而考察最多.2016年考察的事實性知識最多,次之是策略性知識和概念性知識,最后是程序性知識.2017年考察的程序性知識最多,其次是事實性知識和策略性知識,概念性知識最少.這說明從2014年到2015年發(fā)生考試觀念的轉(zhuǎn)變,更關(guān)注對實驗問題的分析和學(xué)生能力的考察.

通過圖3統(tǒng)計分析發(fā)現(xiàn),事實性知識自2015年起有了較大幅度的降低,之后3年有小幅度調(diào)整,但都比之前考察的比重要低;概念性知識的考察逐年降低;程序性知識的考察每年均有所涉及,但是波動較大;策略性知識的考察從2015年之后才開始涉及,而且相對平穩(wěn).通過分析發(fā)現(xiàn),實驗題目的考察視角正在潛移默化地發(fā)生轉(zhuǎn)變,從最初的以考察事實性知識和概念性知識為主,到近3年關(guān)注程序性知識和策略性知識的考察,這一轉(zhuǎn)變反映出中考物理實驗的考察從對知識的考察逐步轉(zhuǎn)變?yōu)閷W(xué)生實驗探究能力的考察,不僅關(guān)心學(xué)生對實驗結(jié)論的準確描述,更看重學(xué)生的實驗過程的掌握是否清晰,實驗是否有創(chuàng)新性思考.

2.3 基于布魯姆教育目標分類理論認知維度的量化分析

基于布魯姆教育目標分類理論中的認知維度,結(jié)合每年的中考說明,將2013—2017年的中考物理實驗試題按記憶、理解、應(yīng)用、分析、評價和創(chuàng)造6個層次進行劃分.并依據(jù)當年的分值分配算出百分比.如圖4所示為每年認知6個方面的考察情況,如圖5所示為每個認知類別的分析.

圖4 基于布魯姆教育目標分類理論認知維度分析圖(1)

圖5 基于布魯姆教育目標分類理論認知維度分析圖(2)

通過分析圖4可知2013和2014年的中考物理實驗考察的認知層面以理解、應(yīng)用和分析3方面為主,但2014年出現(xiàn)了記憶認知層面的考察.2015—2017年出現(xiàn)了對評價和創(chuàng)造方面的考察.這說明近3年的實驗題目的考察更加全面,對學(xué)生的能力要求也越來越高,涉及到了較高認知水平的評價和創(chuàng)造層面.

通過分析圖5可知,從2013年到2017年對于記憶層面的考察鮮有涉及,只有2014年涉及一個題目;對于理解層面的考察每年均有所涉及,雖有一定波動,但仍是考試考察的重點;對于應(yīng)用層面的考察逐年降低,取而代之的是在分析和創(chuàng)造方面的突破,尤其是創(chuàng)造層面,呈上升趨勢.這說明,實驗考察的目的不僅僅在學(xué)生掌握知識、方法、技能,還體現(xiàn)出對整個實驗的思考和創(chuàng)造,更加看重學(xué)生的提問意識和遷移能力的培養(yǎng).

3 研究結(jié)論與啟示

3.1 研究結(jié)論

3.1.1 中考物理實驗考察從知識導(dǎo)向轉(zhuǎn)為能力導(dǎo)向

通過量化數(shù)據(jù),不論從知識層面分析,發(fā)現(xiàn)事實性和概念性知識比重的降低,取而代之的是程序性和策略性知識比重的增加,還是從認知層面分析,發(fā)現(xiàn)評價和創(chuàng)造高認知層面的出現(xiàn),無不體現(xiàn)出中考物理實驗考察的視角從知識導(dǎo)向轉(zhuǎn)變?yōu)槟芰?dǎo)向.試題體現(xiàn)了開放性和創(chuàng)新性,引導(dǎo)學(xué)生從物理學(xué)視角去分析、解決問題,越來越凸顯物理學(xué)科的特色.

3.1.2 中考物理實驗對科學(xué)探究能力的考察多樣

通過量化數(shù)據(jù),無疑可以反映出對科學(xué)探究能力的重視,同時也反映出考察方式的多樣,如評價和創(chuàng)造高認知層次對應(yīng)的題目即為新情境實驗的分析及可探究科學(xué)問題的考察.這說明對科學(xué)探究能力的考察不僅僅在傳統(tǒng)實驗中,更考察學(xué)生的遷移能力,在給定的創(chuàng)新情境中,是否可以做到學(xué)以致用,是否真正具有相應(yīng)的科學(xué)探究能力.同時,在可探究科學(xué)問題等開放性題目中,關(guān)注科學(xué)探究的源頭,考察學(xué)生的提問能力,從而考察學(xué)生的創(chuàng)新能力.

3.1.3 中考物理實驗逐年重視實驗與思維的融合

通過量化數(shù)據(jù),對于策略性知識的考察及實驗評價的考察逐年得到重視.摒棄了死記硬背的方式,轉(zhuǎn)為問題意識、證據(jù)意識和解釋能力的考察.自2015年開始每年對實驗的評估均有涉及,而且考試方法越來越靈活,從課內(nèi)到課外,從理論到實際,均強調(diào)學(xué)生思維的調(diào)動,不僅有廣度而且有深度.

3.2 研究啟示

3.2.1 在教學(xué)中應(yīng)重視實驗教學(xué)

物理是一門以實驗為基礎(chǔ)的學(xué)科,在教學(xué)中要重視實驗的地位,在課堂中善于利用實驗對學(xué)生進行引導(dǎo).通過實驗幫助引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會分析問題、解決問題.同時,應(yīng)鼓勵學(xué)生利用身邊的素材進行動手實驗,不僅體驗實驗的樂趣,激發(fā)學(xué)習興趣,而且讓學(xué)生在做中學(xué).如筷子提米實驗(摩擦力)、公道杯(虹吸現(xiàn)象)等,都是利用身的物品進行實驗.

3.2.2 在教學(xué)中應(yīng)注重培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力

在教學(xué)中不僅要重視實驗,而且更要重視通過實驗對學(xué)生科學(xué)探究能力的培養(yǎng).科學(xué)探究主要包括問題、證據(jù)、解釋、交流與合作等要素.在教學(xué)中要培養(yǎng)學(xué)生從我們熟悉的生活、生產(chǎn)中發(fā)現(xiàn)問題、提出問題、設(shè)計實驗、進行實驗、搜集證據(jù),對實驗中發(fā)現(xiàn)的問題和得出的結(jié)論加以解釋.如在進行二力平衡的知識進行教學(xué)時,利用實驗教學(xué),不僅可以得到二力平衡的結(jié)論,而且為激發(fā)學(xué)生思維,還可以對不同的實驗方案進行評估,如圖6所示,引導(dǎo)學(xué)生進行深度思考,將思維活動與實驗探究深度融合,切實做到學(xué)生思維的發(fā)展和能力的培養(yǎng).

圖6 二力平衡不同實驗方案探究

3.2.3 在教學(xué)中應(yīng)注重培養(yǎng)學(xué)生的遷移和創(chuàng)新能力

在教學(xué)中應(yīng)注重培養(yǎng)學(xué)生的遷移和創(chuàng)新能力.自2015年起出現(xiàn)的新情境均是教材中并未涉及的素材,如保溫杯的保溫性能、金屬的導(dǎo)電性能、物質(zhì)的過濾性能等,但涉及的方法都是不變的,所以重視學(xué)生的遷移能力不僅是知識的遷移更應(yīng)該注重方法的遷移.同時,對于可探究科學(xué)問題的出現(xiàn),即為考察學(xué)生的提問意識,即在陌生情境中的創(chuàng)新能力.在教學(xué)中可遵循圖7的思維引導(dǎo)流程．第一步是培養(yǎng)學(xué)生學(xué)會觀察,所有的問題都是基于現(xiàn)象提出的,所以觀察現(xiàn)象是提出問題的首要環(huán)節(jié),其次在觀察現(xiàn)象之后要有質(zhì)疑精神,即能從觀察到的現(xiàn)象中發(fā)現(xiàn)問題,而從發(fā)現(xiàn)問題到解決問題,要經(jīng)歷“為什么”、“是什么”、“怎么辦”這3步思維發(fā)展過程,最終通過科學(xué)的研究方法來解釋和驗證實驗現(xiàn)象.

圖7 學(xué)生提出問題思維環(huán)節(jié)圖

本文,筆者基于布魯姆教育目標分類理論對2013—2017年中考物理實驗試題進行量化分析,對該問題的研究具有充足的理論支持,力圖細致研究方法,采用定量的研究方法,保證了數(shù)據(jù)的客觀性.但仍有很多不足,對于該問題的研究僅是一個開始,后續(xù)仍會不斷補充與完善,希冀更多研究者參與研究討論.