论基于布卢姆新认知目标分类的物理教学设计，本文主要内容关键词为：教学设计论文,认知论文,物理论文,目标论文,布卢姆新论文，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。
2001年安德森等人出版的《面向学习、教学和评价的分类学——布卢姆教育目标分类学的修订》（以下称新认知目标分类），将知识分为事实知识、概念知识、程序性知识和元认知知识四大类，这四类知识涵盖了人类认知领域所有的知识，对教育实施者来说，新认知目标分类明确给出四者的界定，方便了实际教学过程中的目标设定与分解，从而对各种知识安排不同的教学活动，以达到教学目标的要求。为教师利用教学目标指导教学实践提供了更为广阔的空间，也为落实新课程标准提供了便利。下面笔者对布卢姆新认知目标分类进行简述，并相应地提出物理教学设计的有关要求。
一、事实知识和概念知识及其教学要求
1.事实知识和概念知识
事实知识分为两种形式：（1）术语知识，如“位移”、“路程”、“力”等。（2）具体细节与要素知识，如“位移与路程不同，是矢量”、“力的三要素”等，就属于这种形式的知识。
概念知识分为3类：（1）类别与分类知识，如力的种类。（2）原理与概括的知识，例如“平行四边形定则”，“凡是遵循平行四边形定则的物理量是矢量”。（3）理论、模式与结构的知识，例如α粒子散射实验结论，卢瑟福原子核式结构模型。
2.事实知识和概念知识教学特点
事实知识和概念知识一般以命题的形式在人的头脑中贮存和表征，多个命题的结合形成命题网络。此外，事实知识和概念知识还可以表象的形式贮存。据有关研究表明，凡能同时运用语义和形象进行编码的事实知识和概念知识，都比较能够牢固地保持。事实知识和概念知识指是什么的知识。检查事实知识和概念知识的行为标准是看学生能否回答“是什么”的问题。如电子的电荷量是多少？速度是怎么定义的？如果学生能正确回答这些问题，我们便可以判定他们已获得了事实知识和概念知识。
事实知识和概念知识的学习过程，是个体在工作记忆中把几个激活了的有关知识节点联结起来而形成新的命题的过程。例如一个不知道“速度是位移与时间的比值”的学生，当他听到这个命题时，首先激活的是其在头脑中记忆的“位移”、“时间”这样几个节点（假如他头脑中已存在这几个节点），把它们提取到工作记忆中去，然后将其联结起来形成一个新的命题，再存放回长时记忆的命题网络的相应位置中去，这样，该个体便获得了“速度是位移与时间的比值”这个新的命题或新的经验。因此，学生掌握这类知识，主要是以教师系统讲授、学生系统接受为主要教学形式，没有必要也无须采用布鲁纳所倡导的“发现法”去教学。那样做，只会无谓地浪费时间，造成教学低效。
3.事实知识和概念知识教学要求
怎样才能设计出一个良好的适合于事实知识和概念知识的教学方案呢？如上所述，事实知识和概念知识是以命题的形式在头脑中贮存和表征，并形成一定的命题网络，因此进行教学设计时，首先，应当确定教学目标是以检查学生回忆知识的能力为中心，以检查他们是否具有这种能力；其次，如果学生已具有这方面的相关知识和能力，那么下一步就该根据教学内容，找准新旧知识之间的联结点；再次，要通过新知识的教学，帮助学生巩固已有知识；最后，要考虑到怎样才能帮助学生把新旧知识联系起来，找到新的知识的生长点。
二、程序性知识及其教学要求
1.程序性知识
程序性知识是关于“怎么做”的知识。做的对象可以是常规的练习，也可以是解决全新的问题。程序性知识通常是一系列的或有次序的步骤，包括技能、算法、技术和方法，总的被称作程序。它还包括一些标准，这些标准能告诉学习者何时应用何种程序。
程序性知识分为3种形式：（1）具体学科技能和算法的知识，例如控制变量法、正交分解法。（2）具体学科技巧和方法的知识，如微元法、整体法和隔离法。（3）确定何时运用适当的程序性知识，例如在解决物理力学问题时，确定在怎样的具体问题以及知道什么条件以后运用牛顿第二定律。
2.程序性知识教学特点
程序性知识与事实知识和概念知识不同，它主要涉及概念、规则、原理的理解和应用，解决问题的技能、方法的形成，以及行为和情感体验等。这类知识具有较强的特殊性、个体性和活动性，教学所要解决的主要是在教学实践中如何通过学生的主动活动进行概念、原理的理解，以及如何将贮存于学生头脑中的有关原理、定律、法则等命题知识转化为学生的技能，实现这些知识由静态向动态的转化，由贮存知识转化为探究知识，由缓慢再现知识向创造性地解决问题转化，从而提高学生解决实际问题的能力。值得注意的是并非所有的物理知识都能转化为技能，例如物理常数、物理事实的知识等是不能转化为技能的，能够转化为技能的主要是概念和规则（包括原理、定律、法则等概括化的命题知识）。程序性知识是学生具有的有关“怎么办”的知识。如果学生能顺利地运用物理知识去解决各种各样的实际问题，我们就可以做出他们获得了相应的程序性知识或技能的推论。
程序性知识的基本形式类似于计算机“如果……那么……”的操作条件，每个程序都包括条件部分（IF……）与操作部分（THEN……）。个体掌握了这种程序性知识后，一旦认知了条件，就能产生相应的操作，例如关于波的特性产生式为：如果运动形式是波，那么它具有干涉和衍射的特性。又如关于感应电流的产生式为：如果回路中的磁通量发生变化，且回路是闭合的，那么回路就会产生感应电流。
程序性知识不同于事实知识和概念知识，它在头脑中以行为规则表征，正如事实知识和概念知识可以组成网络结构一样，许多行为规则也可以组成行为规则系统，例如力学题的解题规则，它是由研究对象的选取、受力分析和运动分析，力和运动的处理，运动方程的建立等一系列规则系统组成的。一个熟练掌握了力学题解题规则的学生是不用清晰地回忆每一个步骤和条件的。程序性知识不可能单靠教师以讲授、告诉的方式让学生所掌握，需要学生通过自己进行适量的操作、运算、探究、体验等方式，才能将命题、概念、定理、原理等理论知识内化为自己的知识，进而达到运用自如的程度。
总之，程序性知识的表征、贮存和再现的方式都不同于事实知识和概念知识。而且，与此相对应，程序性知识的学习过程也与事实知识和概念知识不同，程序性知识的学习包括条件认知和操作两个步骤，在条件认知阶段，学生需学会确定“IF……”，学会按一定的规则去辨别或识别某种对象或情境，看它是否与该产生式的条件相匹配；而在操作阶段，学生需要学会进行“THEN……”，学会按一定的程序与规则进行一系列操作练习，并经过各种形式的操作训练，将各孤立的、小的产生式合成大的产生式系统，进而达到运作的自动化和简约化。
3.程序性知识教学要求
关于程序性知识的教学设计，首先，在确定教学目标方面，主要是使学生获得应用概念、规则、原理办事和解决问题的能力，而对这种能力行为指标的检验，是学生在面对各种不同概念、规则、原理运用的情境时，能够顺利进行识别、运算与操作。比如通过概念规则的学习，学生应能将事物分类。只有当学生能自如地运用所学概念、规则、原理去独立解决问题时，才能够说该学生已掌握了程序性知识或技能。其次，在教育内容与方法的设计上，先应让学生理解概念或规则，即为什么要这样才能解决问题，学生必须在理解解题规则的基础上，有多次在不同环境中运用同一规则的经验，才可能掌握某一规则。否则，若不理解规则的道理，解题再多也不能掌握某一规则。
在教学设计中教师应创设与学生有效互动的情景，促进学生积极主动地参与教学过程，如果教学内容是概念、规则，在练习时应当注意正反例子的运用，通过运用正反例子的练习，可使学生习得的新概念、新规则更加鲜明、巩固，以便了解广泛应用的新情境，每当遇到适当的条件，便能迅速做出相应的反应；对于那些系列较长的程序性知识的教学，应当考虑练习时间的科学安排，例如采取分散与集中、部分与整体相结合的方式进行练习，先练习局部技能，然后进行整体练习。如果教学内容是有关技能、方法方面的知识，则应让学生在对学习对象进行主动操作、探索、加工、检验、变式的自主活动过程中去获得和实现。
三、元认知知识及其教学要求
1.元认知知识
元认知知识是认知或意识的知识，以及关于自我认知的知识。元认知知识分为3种形式：（1）策略知识，如列出章节的知识提纲，画物体受力或运动示意图，记笔记等。（2）关于认知任务的知识，例如回忆比再认难一些，回忆要求人们积极地搜索记忆并且检索相关信息，而再认只要求人们在众多的备选答案中辨别并选出正确的或最接近的答案。（3）自我知识，包括个人与认知和学习有关的优势和弱点，例如个人是属于学习精细但反应缓慢类型的人，还是属于学习粗糙但反应敏捷类型的人；对自己掌握知识的广度与深度的自我意识，例如对牛顿定律内容掌握得较好，对功和能内容掌握得不够好；个人应用策略方面的偏好，例如力学中运用牛顿定律和功能关系都能解题时，有人偏好于用牛顿定律解题。
2.元认知知识教学特点及要求
元认知知识也是回答怎么办的问题的知识，它是学生用以促进其获得知识或技能的方法总和。例如对于事实知识，需要学生记忆，他怎么记呢？让学生复习，不同的内容他选用什么方法去复习呢？需要完成一个实验，他用什么方法去做呢？需要解决一个实际问题，他能想出好的解决方法吗？根据我们平时的观察可知，学生面对这样的问题，在事实知识和概念知识具备的条件下，有些人显得聪明灵活，有些人显得束手无策，或屡试屡错。
元认知知识的教学设计应让学生感受到成功探索的喜悦并能进行反思和交流。一般程序性知识所处理的对象是个人自身的认知活动，学生的元认知知识的建立过程，是在对学习活动进行调控的同时，通过个体的活动和练习，逐渐内化为个体学习的规则系统，一旦需要，系统能够自动提供学习者选样，使用和协调先前学过的各种方法和技能，顺利地达到学习目的。
在物理教学中，不难发现，学生不管学习什么样的物理知识和技能，都要用到一些基本的思维模式，这些模式差不多是一切学习和理解的基础，如怎样建立物理概念和规律，怎样阅读物理教科书，怎样获得解题的基本步骤，根据不同的知识类型怎样选用不同的学习方法，不同的实验应怎样设计和操作，怎样解复杂的综合问题等等。帮助学生明确认识到解决上述问题的策略，从而形成一些基本的思维模式，并在不同的、有系统的情况下，多给学生反复地探究和发现的机会，才可能大大增进他们对一些技能的体会，有效提高学生学习兴趣。要创设一种广泛交流的气氛，把学生自己总结的经验进行比较、总结，关注学生对自己和他人学习的反思。
综上所述，对不同类别的物理知识应有相适应的教学设计。随着知识类型的不同，对知识的掌握、保持、迁移就可能有不同的规律，课堂教学模式也不可能相同。一般而言，事实知识与概念知识适用于讲授式教学，程序性知识则较适合以活动探究的形式进行教学，元认知知识适合在良好的情境和文化氛围中正确的指导下教学。因此，我们物理教师要重视学习、了解知识的分类理论，对各种知识安排不同的教学活动，同时帮助学生准确地评价自我知识，这对搞好物理教学工作是会有重大助益的。