化学实验教学目标分类学研究，本文主要内容关键词为：分类学论文,教学目标论文,化学实验论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
分类源于人类对信息的初级加工，它为知识的有序组织提供了一种线索。因此，在迄今各种门类的学科知识体系中，可以看到大量的各种分类。分类对于教与学的启示在于：从学习者的角度来看，可以提供知识组织的框架，促进学习者在知识学习过程中的内化、顺应和平衡化，以及提供一种在知识运用时方便提取记忆和对知识重组的线索；从教师的角度来看，可以提供一种教学过程的信息组织框架，以更有效地传播知识，促进学生的记忆、理解和运用。布鲁姆和安德森关于“教育目标分类学”研究提供的更深层次意义是：可以促进达成“教学目标—教学过程—教学评价”的一致性，而这一观点也已被教师广泛接受并视为当前提倡的“有效教学”的基本原则之一。 一、实验教学目标分类学体系的建构 基于对各种已有化学实验分类的问题分析，如能在同一目标分类体系下同时完成“实验类型”、“教学内容”和“学生情况”分析，并在化学教师熟悉的语境下清晰地呈现出三者在化学实验教学上的某种关联，则意味着能大大降低实验教学的难度。本文的分类体系正是基于此三要素的基础上建立的一种新型三维目标分类体系。为便于方便地阐述和表达，本文将三维关系分别用二维表1（化学实验教学知识目标分类表）和二维表2（化学实验教学技能目标分类表）表述，并选取了3个不同学段和类型的实验。将实验填入表1，2中配合说明，这3个实验（原文8个实验，此处选取中学阶段的3个，编者注）分别是：实验①人教版必修一“金属的化学性质”之“金属钠与水的反应”实验；实验②义务教育阶段九年级化学“二氧化碳的制备”实验；实验③高一化学必修二“化学反应速率的影响因素”实验。 1.关于实验知识教学目标分类的说明 根据对国内外已有研究[1-3]进行综合后的观点，知识类型的不同对不同教学目标的确立、多样化教学设计与实施有强烈的相关性。近年来，基于三维目标的化学实验教学目标分析已有一些研究[4-5]，但其主要目的是探讨三维目标在指导化学实验教学方面的适用性。虽然强化了能力水平目标，但因其抛弃了化学实验教师熟悉的化学实验分类，故同样降低了对化学实验教学指导的独特有效性。 化学实验知识目标分类表（表1），清晰地呈现了化学实验教师熟悉的“化学实验类型”与“知识类型”间的关系。横向维度即实验类型分类，主要参照了根据实验所涉学科基本任务不同的一级学科分类，按照实践中化学实验普遍经历的过程，即分离与提纯、制备、分析测试和机理研究等进行划分，而纵向维度主要涉及一般性知识的目标分类。需要注意的是，在一般性的实验教学中，表2所有交叉点并非都存在“实验类型”与“知识类型”的联系。在“性质实验”和“原理性实验”中不包含策略性知识。
2.关于动态维度实验能力目标水平的说明 化学实验目标的确立不仅应对实验类型和实验知识之间的联系予以谨慎分析，也应重视实验类型与实验能力发展水平的动态关系。因此，在新的目标体系中重视技能目标，将“实验类型”和“技能水平”予以关联（下页表2），并认为这种关联体现在所有“技能水平”与“实验类型”的交叉点上。这对于实验教学实践而言，具有重要的意义。
（1）对动态目标的一级分类说明 在如何看待“能力”的本质，以及对能力（或技能）进行分类的问题上，存在多种观点，其中比较典型的是安德森、加涅和史密斯等人的3种观点。安德森基于其教育目标分类体系，倾向于把技能的发展看作一个连续的过程[3]，但由于他注意到认知技能与动作技能可分离的现象，因而将二者分别划分到“认知”和“动作技能”两个不同的领域。在加涅的观点中，尽管将“智慧技能”、“动作技能”看作不同的学习结果，但也开始注意到“智慧技能”对“动作技能”形成的影响[6]。而史密斯、雷根等人在总结了不同的动作技能分类后指出，“动作技能”习得过程中调用“认知策略”将是非常重要的[2]。这3种典型观点的共同之处就在于均将“智慧技能”和“动作技能”分别独立看待，虽然也认为“智慧技能”可能是“动作技能”的基础性条件，但均未将其者视为在一个连续发展整体中的不同阶段。 学生的不同实验技能既是处于不断发展与完善过程连续体中的不同成分，也是整体中不可分割的部分。对于一个独立的课程目标体系而言，则应对3种典型观点予以整合，在新的实验目标体系中将纵向动态维度目标分为：“智慧技能”、“动作技能”和“实际应用”3个水平。本文所述的新的分类体系接纳了国内外研究者的典型观点，认为“智慧技能”主要涉及一些与符号、文字等辨认、再现、使用与表达相关的内容；而“动作技能”则主要是与一些可以通过反复训练达到自动化的，同时需要多运动器官参与的内容。但与已有研究不同的是，从信息学的角度来讲，本分类体系不仅重视学习过程中“输入”的作用，也重视学习过程中的“输出”对学习的重要意义。即在新的分类体系中，依据皮亚杰的“微观认知发展理论”中“平衡化”的认知发展阶段分类，首次提出应该将“实际应用能力”作为一个高于“智慧技能”和“动作技能”的独立层次与这二者区别对待。其理由是根据实践教学经验，当学习达到“实际运用水平”时，学习者不仅需要综合运用“智慧技能”和“动作技能”，同时也需习得和调用关键的认知策略才能完成学习任务。这种关键的认知策略与前两个阶段明显不同的特征是，能够引导学习者对知识和技能以“实际问题解决”为中心进行重组和结构化。 （2）对动态目标的二级分类说明 为了避免分类过于粗糙而不便使用，本文对动态纵向目标进行了进一步的二级分类。根据加涅的观点，将“智慧技能”分为“陈述化水平”和“程序化水平”；而根据实验所涉“动作技能”的程序化水平和组合的复杂程度，分为“操作水平”和“验证水平”。“实际运用水平”是指“问题解决水平”。而所谓的“问题解决”，又可以分为“有组织问题解决”和“无组织问题解决”两大类，这两大类“问题解决”存在认知水平上的巨大差异。为了避免使用中的混淆，用“方法运用”指代“有组织问题解决”水平，而用“问题解决”指代“无组织问题解决”水平。 “陈述化水平”包含对静态知识的知道、记忆辨认、再认和重复；“程序化水平”则包含对静态知识的理解、重复、分析和知识上的综合。“智慧技能”水平只能完成“心理实验”，即实验的过程只是在头脑中完成，如有必要可以在教学中增加实验演示。 达到“操作水平”的时候，则发生“智慧技能”向“动作技能”的转化，其包含对“动作技能”的知道、辨认、再认、模仿和重复5个3级水平。从“操作水平”向“验证水平”过渡时，需要从简单的陈述性操作水平向程序性操作水平转化，此时动作技能形成线性的序列结构，即每一个步骤和下一个步骤形成“前提—结果”的因果式关系，学习者可以根据实验的文本资料直接转化为实验的操作过程，“验证水平”包含对动态技能的运用、分析、评价和综合4个3级水平。运用和分析需要根据已有的结论和掌握的资料等，通过实验证明实验过程的正确性和有效性；而评价和综合则需要根据别人已有结果，在相同实验条件下重复实验，对实验条件的真实性和正确性加以验证。 而要达到“实际运用水平”则需对“智慧技能”和“动作技能”进行高级综合，即生成新的更复杂的“智慧技能”与“动作技能”间条件产生式。“方法运用”和“问题解决”是两种不同的实验认知发展策略，其不同之处在于：“方法运用”侧重于相同方法在不同情境下的迁移运用，而“问题解决”则更强调整合不同方法以解决新的问题。从“方法运用”水平向“问题解决”水平过渡的时候，需要学习者生成更加复杂的环境条件、实验方法和操作间条件产生式，这通常需要学习者在此过程中习得实验知识与实验技能的重组技巧，并达到新的目标条件下操作和实验结果的一致性。 3.几种新型实验教学目标分析方法的说明 “综合性实验”是近年来实验教学改革过程中比较重视的，同时又是在各种文件中经常提及的“实验类型”，但在本目标体系表述的横向静态维度和纵向动态维度中均未出现此种类型。原因在于我们认为，在静态维度，关于一种综合实验目标要素均可采取一种简单操作步骤获得，那就是将其分解为不同基本实验类型再加以分别的分析；而在动态维度，为了避免可能的理解差异，用“实际应用水平”予以代替。而最近一些新兴的实验类型，比如“析因性实验”、“组合性实验”和“设计性实验”等，在新的二维目标体系下均可以看作单一实验类型下实验技能（即表1的纵向动态维度）在认知“程序性水平”上的某种强化和拓展，属于综合性实验范畴，其分析的方法与综合性实验类似。 二、新型化学实验目标分类体系的应用分析 本文建构的新型化学实验三维教学目标体系，不仅可以分别为教学分析、教学设计与实施、教学评价提供要素分析的线索，更重要的是为实验教学最终达成“目标—过程—评价”一致性提供教学前后一致性的某种标准。为了便于新型目标体系使用的说明，本文将实验教学的全流程分为6个主要的环节（图1），分别为“化学实验的选择”、“教学分析”、“确立教学目标”、“实验教学的设计”、“实验教学的实施”和“实验教学的评价”。为了便于分析，在图1中，前3个环节被划分为第1阶段，后3个环节为第2阶段。 1.教学第1阶段新型目标体系使用分析
通常在实验教学实践中，第一阶段教学的起点往往是“实验的选择”。但仅凭对实验本身所需要的知识和技能分析来确立教学的内容和水平，会忽略学习的发展性特征，从而导致后续的实验教学过程过于繁杂。因此在经历“教学分析”和“确立教学目标”之后，往往需要重新回到“实验的选择”环节审视目标与实验选择之间的适配性以更精确地定位目标。另外，对于在不同学习阶段和不同水平学习能力的学生而言，不同的实验目标分析可能导致相同的实验教学目标处于表的不同位置。当然，对于正在日益兴起的网络化教学而言，考虑到教学资源设计对个性化学习的兼容性，对所涉知识和技能教学的资源全覆盖却可能是更实用的做法。 2.教学第2阶段新型教学目标体系使用应注意的问题 按照图1所示流程实施实验教学需要注意以下几个问题。 尽管本文的新型实验教学目标体系结构强调最优化的实验教学应该同时关注实验知识的类型与实验技能水平的不同，但在图1的实验教学全流程中，并未画出不同知识类型的教学分支。其原因有三：一是在传统的实验教学中，对知识的教学已经受到了充分的重视；二是对于不同知识类型教学的研究目前已经相当丰富，相关的研究也能充分支持和指导实验教学的开展；三是由于目前网络化教学的兴起以及其对知识教学的强大替代性，使实验教学实践的重心正在向关注网络化教学无法替代的学习者实验能力发展问题转移。但即便是在网络教学辅助的条件下，实验的讲授仍然是必要的。对于实验前的讲授存在两种需求应该予以重视，一是对于学习有困难的学生，他们或者是缺乏足够的先行知识，或者存在对实验信息的误解；二是学生可能需要实验要素和线索的引导，以聚焦自身实验能力发展的关键环节和过程。一概而论地不予讲授，会使实验学习的难度超越相当部分学生的最近发展区，从而可能导致学生的学习发展明显受阻。 对于“动作技能水平”的学习而言，大脑和运动器官的配合及对动作的精确控制，必须通过实际的“操作演练”进行，而不能“以讲代练”，同时评价方式也必须以“操作测试”的方式进行，而不是“纸笔测验”。类似的问题比较多地出现在目前我国基础教育阶段的实验教学中。对于“实际运用水平”的教学而言，在“教学设计”阶段，应该把重点放在“情景创设”上，而在“教学实施”阶段，应该重视“关键策略性知识”对学习的支持。 根据对实践教学的观察，不同学段学生能力目标要求的重点有所不同。在我国的中学阶段比较重视智慧技能，体现在总结性评价时评价方式主要以纸笔测试为主，而操作性测试较少；大学实验则更注重学生对动作技能的掌握，体现在总结性评价以纸笔测试和操作考试并重；而到了研究生阶段则更注重认知策略的掌握，体现在总结性评价主要以“创新性”作为主要标准。 3.综合运用案例分析 下面分别以实验①来展示如何使用新型目标体系以辅助化学实验教学。 实验①：在表1的横向维度中属于“性质实验”。该实验的知识目标为：巩固置换反应（事实性知识）及其发生的条件（概念性知识），知道及理解钠的取用与保存等知识（概念性与简单程序性知识）；能力目标为：学会对钠与水反应的实验现象描述（陈述化水平）。由于该实验的现象明显、结论清晰，教学过程可以直接口述，或用视频、演示代替。如果需要进行学生实验，对学生的操作水平要求也比较低。对于学生的能力培养目标也主要是培养学生的观察能力及表达能力，由感性认识增进理性认识。实验的评价也主要侧重于学生对反应方程式、反应现象的掌握，以纸笔测试进行。
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