以布卢姆教学目标分类学对物理学科训练系统目标细化,本文主要内容关键词为:分类学论文,教学目标论文,学科论文,物理论文,目标论文,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。
一、问题的提出
自2008年以来,我校物理教研组完成了学科训练系统的第一轮建设,制定了共11册学生学习训练系统,并逐步完善和修改,现已完全取代了课外教辅材料。但在使用过程中发现,在试题的选择上存在着许多问题。主要体现在试题重复率高、试题数量与学习水平不对应、试题难度与学习水平不对应、题型单一等四个方面。我组经过讨论认为,以上问题的根本原因在于训练系统的编写没有明确和细化训练目标。试题的选择应与训练目标相一致,而训练目标应与教学目标相一致,从而体现教、学、练、测的一致性。
布卢姆的《教育目标分类学(修订版)》为训练系统目标的细化提供了理论依据。下阶段我组训练系统第二轮建设的主要工作,即对每单元的训练系统进行目标细化,并以此为依据,对原有训练系统的试题进行重新选择和编写。
二、理论依据与相关概念界定
布卢姆等人把教育目标分为三个领域,即认知领域、情感领域和动作技能领域。中学课堂教学首先要解决的是认知领域的学习。
布卢姆《教育目标分类学(修订版)》将教学目标分为知识维度和认知过程维度,构成一个分类表。一旦将目标置于分类表中的特定单元格内,我们就能系统地开始解决帮助学生达成目标这一问题。
知识维度包括四类知识:事实性知识、概念性知识、程序性知识和反省认知知识。事实性知识和概念性知识都涉及“是什么”的知识,但概念性知识更有组织,更系统。例如:力的单位“牛顿”即事实性知识,“合力分力”即概念性知识。程序性知识涉及“如何做”的知识。例如:力的运算满足“平行四边形定则”即程序性知识。反省认知知识涉及对知识的运用策略、条件和评价。例如:如何应用平衡条件解决相关问题。
认知过程维度(表1)包括记忆、理解、运用、分析、评价和创造等六个大类共19个具体过程。记忆过程促进学习的保持,其他五个过程促进学习的迁移。
笔者认为,对于试题的训练目标,知识维度即试题考查的知识点,认知过程维度即试题考查的学习水平。记忆、理解、运用、分析(评价、创造)分别对应于物理课程标准的四个等第。对于教材每一节内容的教学设计都有具体的教学目标(以知识技能目标为主),转化成训练目标,确定其知识维度和认知过程维度,并填入分类表中,从而作为试题题量和难度的选择依据。
三、训练系统目标细化的试点——高一《共点力的平衡》
《共点力的平衡》是高中物理课程的核心部分,是高中物理的基础。本单元的学习是学生的思维过程从数至形的过渡,是对学生形象思维的充分体现。初中学生习惯于“二力平衡”简单的代数运算,在学习多个力的共点力平衡时往往会遇到思维瓶颈。因此,本单元是学生学习物理成败的分水岭。
针对我校学生的学习程度,高一训练系统对本单元的设计以上海市物理课程标准高中阶段基础型课程部分的课程目标为训练目标。
本单元训练系统设计大约需3个教学周10课时,以共点力平衡条件的应用目标为主,同时兼顾其他教学目标。在之后的教学中,将通过牛顿定律的教学,加深学生对矢量运算的掌握,从而提醒学生要记住并使用这些策略。
第一部分:总目标
本单元训练系统设计的总目标是理解共点力作用下的物体平衡条件以及运用共点力的平衡条件解决有关平衡问题。从布卢姆教学目标分类学而言,即帮助学生理解概念性知识以及应用程序性知识。
第二部分:具体目标
高中物理课程标准基础型课程中,本单元的教学内容以及学习水平见表2。训练系统以表中的教学内容以及学习水平选择训练内容,考虑到学生的学习、教师的教学以及测评,并使三者目标一致。
目标1:知道力的分类和重力、弹力各自的特点
分目标1-1:知道形变及其特点;知道显示微小形变的方法
分目标1-2:知道弹力产生的条件及特点,确定弹力的方向
关于常见力的分类和重力、弹力各自的特点,是在初中已学力的基本概念基础上的进一步学习,是高中物理力学部分重要的内容之一,也是后续课程牛顿运动定律、运动和力的关系的学习的基础。
分目标1-1和分目标1-2的“知道”在认知过程维度属于“记忆”,因此归入记忆事实性知识。训练内容一般采用选择题和填空题。
分目标1-1和分目标1-2的训练内容举例:
关于形变,正确的是()
A.物体形状的改变叫弹性形变
B.物体受到外力作用后发生的形状改变叫弹性形变
C.物体在外力去掉后能恢复原状的形变叫弹性形变
D.任何物体在外力的作用下都能发生形变,不发生形变的物体是不存在的
下列各力中属于弹力的是()
A.绳子对物体的拉力
B.水中木块所受的浮力
C.水对杯底的压力
D.大气对地面的压力
确定的弹力方向有多种不同的情况,在训练内容中应体现对不同情况的方法归纳。训练内容一般采用作图题。
目标2:应用平行四边形定则求共点力的合力和分解
分目标2-1:知道共点力、知道合力与分力
分目标2-2:运用作图和计算求合力与分力
分目标2-3:掌握“探究合力与分力的关系”学生实验
力的合成和力的分解是解决力学问题的一个重要方法,是以后学习牛顿运动定律的基础之一,也是中学阶段其他矢量运算的基础。
目标2从数学角度而言就是使学生学会普遍情况下的矢量运算法则,即平行四边形定则(也可叫做三角形定则)。
由于矢量运算是以力的运算为载体,所以在分目标2-1中必须知道共点力、合力、分力这些概念性知识。
矢量运算的方法有几何法和计算法,前者通过作图考查学生的平面几何能力,后者通过计算考查学生的三角函数运算能力,即分目标2-2。
训练内容举例:
在力的合成和分解这节训练系统中,本题出现两次。第一次旨在运用力的合成通过作图法求合力,第二次旨在运用力的正交分解法求合力。通过这个例题希望让学生体会到正交分解方法的优势,即结合三角函数可以解决任意共点力的力的合成问题。
目标3:运用共点力的平衡条件解决有关平衡问题
分目标3-1:理解什么是平衡状态
分目标3-2:理解共点力作用下物体的平衡条件
分目标3-3:掌握共点力平衡的不同解题方法
共点力的平衡是在学习了“力的合成”和“力的分解”基础上,对初中阶段已经初步学习过的物体平衡的知识的进一步学习,有关物体平衡的知识是今后学习牛顿定律等内容的基础,因此不仅在本章中具有重要的地位,而且在整个高中阶段都是非常重要的。
分目标3-1属于理解概念性知识,一般通过选择题考查。通过对目标3-1的考查,旨在让学生理解平衡状态,并会区分平衡状态与非平衡状态。
分目标3-2是分目标3-3的基础,对于分目标3-3的教学是本章的重点,属于分析程序性知识,即学生使用不同的方法应用于不同情况下的共点力平衡问题。分目标3-3的训练系统设计主要使学生掌握共点力平衡的多种应用方法,即合成法、相似三角形法、正交分解法、作图法和函数表示法。举例如下:
例1.合成法求三力平衡,解题步骤为:
如图2,斜面夹角为兹,一个重为G的光滑小球被水平的细绳拉住,并处于静止状态。
求:细绳对小球的拉力T和斜面对小球的支持力N。
①受力分析②做拉力与支持力合力与重力等大反向③找直角三角形④利用三角函数求力
例2.相似三角形法求三力平衡,解题步骤与合成法的区别主要体现在第4步,即对于三力成非直角三角形,在正弦定理和余弦定理未知的前提下,利用力与边的相似三角形成比例来求解。
如图3,物体重G=100N,悬在B点,绳AB长0.3m,轻杆(即无重力的杆)BC长0.4m,AC两点距离0.6m。求:绳AB的拉力T和杆BC的作用力F。
例3.正交分解法求多力平衡,解题步骤为:①建立直角坐标系x和y(力最少分解原则);②把物体受到的所有力都按照坐标轴方向进行分解;③分别列x方向和y方向的平衡方程;④解方程组。在学习了正交分解法之后,可以用此方法解决三力平衡问题,并在三角函数已知的前提下可以解决一般三角形平衡问题,从而让学生体会正交分解法是最普遍适用的方法。
如图4,斜面倾角为θ,物体重力为G,现用一水平推力推动物体,使其沿斜面匀速上升,斜面对物体的恒定阻力为f,求:推力的大小F。
例4.作图法求动态平衡,通过做不同状态下的平衡图,通过比较线段的长度判断力大小的变化。分为有最小值与无最小值两种情况。
如图5,重为G的物体系在两根等长的细绳OA、OB上,轻绳的A端、B端挂在半圆形的支架上,若固定A端的位置,将绳OB的B端沿半圆形支架从水平位置逐渐移至竖直位置C的过程中,分析:OA绳和BO绳的拉力的变化情况。
第三部分:评价
本单元训练系统的评价是过程性评价和阶段性评价。训练内容中例题都会配有相应的课堂练习题。每节内容都会配有课后作业,以难度分为两部分。之后在整单元教学完成之后配有单元练习,在所有内容都评讲之后,会有单元测验,体现了与总目标的一致性。
以上是《共点力平衡》单元中各对于训练目标的细化内容,在分类表中的放置情况如表3所示。
根据表3,笔者对原有训练系统试题进行了修改和补充。汇总如下页表4。
四、对试点的评价
提高了训练系统试题与课程标准的教学内容吻合度,避免超难度和超课程标准试题的出现。并能使试题的教学内容与学习水平相匹配。
能更好地把握评价重点。如表4所示,对于认知过程维度的“分析”题量较多。
如表4所示,对于“反省认知知识”和“评价”“创造”无对应训练目标。因此,训练系统中缺少诸如评价题、探究型研究型试题、小制作等主观性试题,缺少对学生发散思维的锻炼。