大學(xué)物理課程教學(xué)目標(biāo)分析與應(yīng)用

雷勇

DOI：10.16661/j.cnki.1672-3791.2016.14.128

摘 要：設(shè)定科學(xué)合理的教學(xué)目標(biāo)是大學(xué)物理教學(xué)設(shè)計(jì)的首要和核心環(huán)節(jié)，是進(jìn)行有效教學(xué)的前提。該文在布盧姆教學(xué)目標(biāo)分類學(xué)理論框架下對《理工科類大學(xué)物理課程教學(xué)基本要求》進(jìn)行了教學(xué)目標(biāo)分析與應(yīng)用探討，展示了其對設(shè)定含義具體、目標(biāo)全面、定位精準(zhǔn)的大學(xué)物理教學(xué)目標(biāo)的指導(dǎo)作用。

關(guān)鍵詞：教學(xué)目標(biāo) 大學(xué)物理 理工科類大學(xué)物理課程教學(xué)基本要求 目標(biāo)分析

中圖分類號：G642 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號：1672-3791（2016）05（b）-0128-03

教學(xué)目標(biāo)作為教學(xué)出發(fā)點(diǎn)和歸宿支配著整個(gè)教學(xué)設(shè)計(jì)過程，具有導(dǎo)向和調(diào)控等功能，其設(shè)定是教學(xué)設(shè)計(jì)中的首要和核心環(huán)節(jié)。現(xiàn)有中國知網(wǎng)數(shù)據(jù)庫顯示，有關(guān)國內(nèi)大學(xué)物理教學(xué)目標(biāo)方面的研究論文只有寥寥數(shù)篇，且缺乏深入和系統(tǒng)性的研究，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足教學(xué)的需要。在大學(xué)物理教學(xué)活動(dòng)中，教學(xué)目標(biāo)的設(shè)定比較普遍地存在著表述空洞、模糊、不全面、缺乏層次等問題，因此，針對大學(xué)物理課程教學(xué)目標(biāo)的理論和應(yīng)用研究亟待推進(jìn)和加強(qiáng)。

2010年，教育部頒布了《理工科類大學(xué)物理課程教學(xué)基本要求》（以下簡稱《基本要求》），該文件是教師設(shè)定大學(xué)物理教學(xué)目標(biāo)的基本依據(jù)。[1]不過，教師需要在一定教學(xué)目標(biāo)分類學(xué)框架作下對《基本要求》進(jìn)行準(zhǔn)確、清晰的教學(xué)目標(biāo)分析，才能設(shè)定具體、全面的大學(xué)物理教學(xué)目標(biāo)。該文將以布盧姆教學(xué)目標(biāo)分類學(xué)為框架，討論對《基本要求》（2010）進(jìn)行教學(xué)目標(biāo)分析，并探討其在教學(xué)目標(biāo)設(shè)定中的應(yīng)用。

1 布盧姆教學(xué)目標(biāo)分類學(xué)概述

教學(xué)目標(biāo)分類學(xué)框架是教學(xué)目標(biāo)設(shè)定的理論基礎(chǔ)，在教學(xué)目標(biāo)分析與設(shè)定中有非常重要的作用。因?yàn)榻處熤挥性谝欢ǖ姆诸悓W(xué)框架下才能對《基本要求》進(jìn)行全面、準(zhǔn)確的教學(xué)目標(biāo)分析，才能使教學(xué)目標(biāo)的設(shè)定具體化、易于操作。

不同學(xué)者基于不同的理論提出了眾多的分類學(xué)框架，其中影響比較大的有布盧姆模式、加涅模式、馬扎諾模式等。不同的理論框架各有優(yōu)劣，教師可以結(jié)合教學(xué)實(shí)際情況和個(gè)人偏好進(jìn)行選擇。對大學(xué)物理課程的教學(xué)，推薦布盧姆模式，該模式從一開始就是針對高校教學(xué)設(shè)計(jì)的，而且更適合理科課程教學(xué)。

1956年由美國著名教育心理學(xué)家布盧姆等人提出的布盧姆模式是一個(gè)成熟而且被廣泛應(yīng)用的分類學(xué)理論框架。該模式將教學(xué)目標(biāo)分為認(rèn)知、情感、動(dòng)作技能三大領(lǐng)域，與大學(xué)物理教學(xué)相關(guān)的是認(rèn)識(shí)和情感領(lǐng)域。在認(rèn)知領(lǐng)域，2000年L·W·安德森等學(xué)者進(jìn)一步發(fā)展了布盧姆的理論，推出了布盧姆教育目標(biāo)分類學(xué)的修訂版。[2]修訂版為教學(xué)目標(biāo)分析與設(shè)定提供了一個(gè)二維目標(biāo)分類表，其中一個(gè)維度是四個(gè)知識(shí)類別：事實(shí)性知識(shí)、概念性知識(shí)、程序性知識(shí)和元認(rèn)知知識(shí)；另一個(gè)維度是6個(gè)認(rèn)知過程類別：記憶、理解、運(yùn)用、分析、評價(jià)、創(chuàng)造。該表為解讀《基本要求》、設(shè)定述教學(xué)目標(biāo)提供了一個(gè)有效的分析工具。[2] 主要強(qiáng)調(diào)的是記憶、理解、運(yùn)用、分析、評價(jià)、創(chuàng)造等是描述內(nèi)在心理活動(dòng)的動(dòng)詞，不易操作和觀測。要設(shè)定具體、易操作的教學(xué)目標(biāo)，需要將上述動(dòng)詞轉(zhuǎn)化為描述外顯行為的動(dòng)詞。描述內(nèi)在心理的動(dòng)詞與相應(yīng)的外顯行為動(dòng)詞可參考文獻(xiàn)[2，3]。在情感領(lǐng)域，1964年布盧姆與克拉斯沃爾等人編制了情感教育目標(biāo)分類學(xué)，將情感教育目標(biāo)分為5個(gè)逐步深入的層次：接受、反應(yīng)、價(jià)值評價(jià)、組織化、價(jià)值促進(jìn)的性格化。[4]與認(rèn)知領(lǐng)域相比，情感教學(xué)目標(biāo)本身難以描述和測量，這使情感教學(xué)目標(biāo)常常難以用外顯動(dòng)詞表述，因此，情感教學(xué)目標(biāo)比較難具體化。艾思納提出用表現(xiàn)性目標(biāo)表述法來規(guī)避上述困難，建議設(shè)定情感體驗(yàn)方面的教學(xué)目標(biāo)可以規(guī)定學(xué)生需要參與的與培養(yǎng)目標(biāo)相關(guān)的活動(dòng)，而不表述具體結(jié)果。[5]

2 《基本要求》教學(xué)目標(biāo)分析

《基本要求》規(guī)定大學(xué)物理課程的總教育目標(biāo)，是高校編制大學(xué)課程教學(xué)計(jì)劃和教學(xué)大綱、教師從事教學(xué)活動(dòng)、教學(xué)效果評估的基本依據(jù)。文件提出了“實(shí)現(xiàn)學(xué)生知識(shí)、能力、素質(zhì)協(xié)調(diào)發(fā)展”的基本目標(biāo)，[1]該目標(biāo)要求教師應(yīng)該從知識(shí)、能力、素質(zhì)這三個(gè)維度全面地設(shè)定教學(xué)目標(biāo)應(yīng)，避免片面化。在具體教學(xué)中，教師需要在學(xué)情分析和教材分析的基礎(chǔ)上，對《基本要求》進(jìn)行教學(xué)目標(biāo)分析，將文件中的基本要求分解、細(xì)化，轉(zhuǎn)化為一系列全面、具體、可操作性強(qiáng)的課堂教學(xué)目標(biāo)。

在知識(shí)學(xué)習(xí)方面，《基本要求》將大學(xué)物理課程的教學(xué)內(nèi)容之分為A、B兩類，其中A為核心內(nèi)容，B為擴(kuò)展內(nèi)容，并提出大學(xué)物理教學(xué)內(nèi)容可以通過各個(gè)高校教學(xué)大綱加以規(guī)范。[1]1987年版和1995年版的《基本要求》按學(xué)習(xí)水平要求將教學(xué)內(nèi)容分為了解、理解、掌握三級，但是2010版的《基本要求》沒有作分級處理，需要教學(xué)大綱進(jìn)行規(guī)定。在各個(gè)高校的教學(xué)大綱中，一般都會(huì)對教學(xué)內(nèi)容按學(xué)習(xí)水平要求程度進(jìn)行分級處理，因此，教師需要在布盧姆分類學(xué)框架下對教學(xué)大綱的具體要求進(jìn)行教學(xué)目標(biāo)分析。在布盧姆分類學(xué)框架下，了解、理解、掌握三級要求的具體含義可參考文獻(xiàn)[3]。在下文中，將以具體案例為例說明如何進(jìn)行知識(shí)學(xué)習(xí)方面的教學(xué)目標(biāo)分析。

在能力培養(yǎng)方面，《基本要求》提出培養(yǎng)學(xué)生“獨(dú)立獲取知識(shí)”“科學(xué)觀察和思維”“分析問題和解決問題”等三種能力[1]，也就是培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立學(xué)習(xí)物理知識(shí)的能力，運(yùn)用所學(xué)的物理知識(shí)、思想和方法提出、分析和解決問題的能力。能力培養(yǎng)目標(biāo)不可能在短短一節(jié)課內(nèi)達(dá)成，需要在較長時(shí)間的物理課程學(xué)習(xí)中逐漸實(shí)現(xiàn)，因此，在實(shí)際教學(xué)中，需要把能力培養(yǎng)目標(biāo)分解成一系列具體、可操作的短期子教學(xué)目標(biāo)貫穿在整個(gè)物理課程的學(xué)習(xí)過程中。在能力培養(yǎng)與知識(shí)學(xué)習(xí)的關(guān)系上，大家贊同“作為智育目標(biāo)的能力不在知識(shí)掌握之外，而寓于知識(shí)掌握之中”的觀點(diǎn)[6]，能力的培養(yǎng)不能獨(dú)立于知識(shí)的學(xué)習(xí)之外而單獨(dú)進(jìn)行。能力形成于學(xué)習(xí)過程中，形成于運(yùn)用物理知識(shí)、思想和方法提出、分析和解決問題的實(shí)踐過程中，因此，可以將能力目標(biāo)具體地分解為認(rèn)知領(lǐng)域的教學(xué)目標(biāo)。在教學(xué)中，能力是學(xué)生在創(chuàng)設(shè)的“實(shí)踐情境”中通過實(shí)踐中形成的，因此，在布盧姆分類學(xué)框架下，“培養(yǎng)獨(dú)立獲取知識(shí)能力”主要?dú)w為“運(yùn)用元認(rèn)知知識(shí)”類目，而培養(yǎng)“科學(xué)觀察和思維”“分析問題和解決問題”能力主要?dú)w為“運(yùn)用程序性知識(shí)”類目。

在素質(zhì)培養(yǎng)方面，《基本要求》提出了素質(zhì)培養(yǎng)的3個(gè)方面：求實(shí)精神、創(chuàng)新意識(shí)、科學(xué)美感。[1]素質(zhì)培養(yǎng)教學(xué)目標(biāo)是非認(rèn)知領(lǐng)域教學(xué)目標(biāo)，屬于情感體驗(yàn)領(lǐng)域。如前文所述，設(shè)定情感體驗(yàn)方面的教學(xué)目標(biāo)可以設(shè)定學(xué)生需要參與的相關(guān)活動(dòng)，而不表述具體結(jié)果，而活動(dòng)的設(shè)計(jì)可以按照布盧姆情感教育目標(biāo)5個(gè)層次逐層深入地展開。求實(shí)精神的培養(yǎng)可以以“教師要求”的形式體現(xiàn)在學(xué)生學(xué)習(xí)的各個(gè)環(huán)節(jié)，如：聽課、作業(yè)、論文寫作、完成教學(xué)項(xiàng)目等。在創(chuàng)新意識(shí)培養(yǎng)方面，《基本要求》則建議在教學(xué)中采用包含現(xiàn)代科學(xué)與高新技術(shù)的物理基礎(chǔ)專題方式實(shí)現(xiàn)。[1]科學(xué)美感的培養(yǎng)可以與典型的知識(shí)點(diǎn)學(xué)習(xí)結(jié)合起來，例如：在學(xué)習(xí)麥克斯韋方程組時(shí)，可以讓學(xué)生了解、感受、體會(huì)方程中蘊(yùn)含的簡單美、對稱美、統(tǒng)一美等，當(dāng)然也可以采用專題講座方式進(jìn)行。

知識(shí)、能力、素質(zhì)是大學(xué)物理教學(xué)目標(biāo)的三個(gè)層次，三者不是孤立的，而是一個(gè)有機(jī)聯(lián)系著的整體，統(tǒng)一于學(xué)生整個(gè)大學(xué)物理課程的學(xué)習(xí)中，三者不能分別獨(dú)立實(shí)現(xiàn)，因此，建議在設(shè)定教學(xué)目標(biāo)時(shí)將三者進(jìn)行有效整合，采用一體化表述策略[7]。

3 案例分析

下面以機(jī)械能守恒定律教學(xué)目標(biāo)設(shè)定為例進(jìn)行說明《基本要求》如何指導(dǎo)教學(xué)目標(biāo)設(shè)定。首先看一個(gè)教學(xué)目標(biāo)實(shí)例。

實(shí)例1：掌握機(jī)械能守恒定律，了解機(jī)械能守恒與對稱性之間的關(guān)系。

首先來分析上述教學(xué)目標(biāo)設(shè)定中存在的不足之處。

第一，教學(xué)目標(biāo)設(shè)定不具體，難以操作。這種課程標(biāo)準(zhǔn)式的教學(xué)目標(biāo)表述中所使用的“掌握”“了解”等動(dòng)詞比較抽象，具體含義難以被確切理解和觀測，不易用以指導(dǎo)教學(xué)策略和測評的設(shè)計(jì)，無法起到教學(xué)目標(biāo)應(yīng)有的作用。需要在布盧姆分類學(xué)框架下將上述抽象、概括的動(dòng)詞轉(zhuǎn)化為具體、易操作的外顯行為動(dòng)詞。按照修訂版的布盧姆二維教育目標(biāo)分類學(xué)框架，這里的“掌握”可以分解為框架中“理解”與“應(yīng)用”兩個(gè)認(rèn)知過程類目。機(jī)械能守恒定律作為理解的對象時(shí)它屬于原理和通則知識(shí)，也就是概念性知識(shí)。理解機(jī)械能守恒定律屬于“建構(gòu)一個(gè)系統(tǒng)的因果關(guān)系”[2]，即說明原理。作為運(yùn)用的對象時(shí)，機(jī)械能守恒定律可以轉(zhuǎn)化為程序性知識(shí)，運(yùn)用機(jī)械能守恒定律屬于“將程序應(yīng)用于不熟悉的任務(wù)”[2]，即使運(yùn)用程序性知識(shí)。“了解”對應(yīng)認(rèn)知過程中的“理解”類目，機(jī)械能守恒與對稱性之間的關(guān)系屬于概念性知識(shí)中的“理論、模型和結(jié)構(gòu)知識(shí)”[2]，那么“了解機(jī)械能守恒與對稱性之間的關(guān)系”即為說明理論、模型和結(jié)構(gòu)知識(shí)。設(shè)定教學(xué)目標(biāo)時(shí)，可以使用認(rèn)知過程相應(yīng)類目中的外顯性動(dòng)詞給予表述。

第二，教學(xué)目標(biāo)設(shè)定不夠精準(zhǔn)。正如《基本要求》中所指出的，大學(xué)物理中很多物理概念和物理規(guī)律“學(xué)生在中學(xué)階段已有接觸，故教學(xué)中展開應(yīng)適度，以避免重復(fù)”[1]。大學(xué)物理學(xué)應(yīng)以高中物理為起點(diǎn)，在更高層次上展示物理學(xué)的內(nèi)容，避免與高中物理教學(xué)目標(biāo)重合。要突出重點(diǎn)，更加精準(zhǔn)地設(shè)定教學(xué)目標(biāo)，而上述教學(xué)目標(biāo)并沒有體現(xiàn)這一點(diǎn)。高中物理與大學(xué)物理中，機(jī)械能守恒定律的表述并不相同，區(qū)別在于機(jī)械能守恒成立的條件。高中物理中其條件表述為：“在只有重力或者彈力做功的物體系統(tǒng)內(nèi)”[8]，大學(xué)物理中則表示為“外力和非保守內(nèi)力都不做功或所做功的代數(shù)和為零”[9]。要求學(xué)生在新的高度上，即保守力概念的基礎(chǔ)上，理解和應(yīng)用機(jī)械能守恒條件顯然是教學(xué)的重點(diǎn)，需要將此明確寫入教學(xué)目標(biāo)。應(yīng)用機(jī)械能守恒成立條件判斷某物理問題是否適合運(yùn)用機(jī)械能守恒定律去解決是屬于運(yùn)用準(zhǔn)則知識(shí)。

第三，教學(xué)目標(biāo)設(shè)定不全面，缺乏更高層次教學(xué)目標(biāo)。上述教學(xué)目標(biāo)設(shè)定主要體現(xiàn)在“知識(shí)”這個(gè)層次，而在能力、素質(zhì)層次則沒有充分展開。在能力層次，固然，在“掌握能量守恒定律”的目標(biāo)中包含了應(yīng)用物理知識(shí)分析、解決物理問題的能力子目標(biāo)，但是這并不充分，作為大學(xué)物理課程的重點(diǎn)內(nèi)容，還應(yīng)該進(jìn)一步擴(kuò)展能力培養(yǎng)目標(biāo)。《基本要求》中提出要培養(yǎng)學(xué)生“獨(dú)立獲取知識(shí)的能力——逐步掌握科學(xué)的學(xué)習(xí)方法，閱讀并理解相當(dāng)于大學(xué)物理水平的物理類教材、參考書和科技文獻(xiàn)，不斷地?cái)U(kuò)展知識(shí)面，增強(qiáng)獨(dú)立思考的能力，更新知識(shí)結(jié)構(gòu)；能夠?qū)懗鰲l理清晰的讀書筆記、小結(jié)或小論文。”[1]為了培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立獲取知識(shí)的能力，在學(xué)習(xí)機(jī)械能守恒定律時(shí)，可以要求學(xué)生針對困擾世界的能源問題或者各種各樣的“永動(dòng)機(jī)”發(fā)明進(jìn)行調(diào)研分析，寫出與其水平相稱的調(diào)研論文。

在素質(zhì)層次，機(jī)械能守恒定律所蘊(yùn)含的深刻的科學(xué)美學(xué)思想應(yīng)該深入挖掘、充分利用。《基本要求》提出的培養(yǎng)目標(biāo)之一就是培養(yǎng)“科學(xué)美感——引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識(shí)物理學(xué)所具有的明快簡潔、均衡對稱、奇異相對、和諧統(tǒng)一等美學(xué)特征，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)審美觀，使學(xué)生學(xué)會(huì)用美學(xué)的觀點(diǎn)欣賞和發(fā)掘科學(xué)的內(nèi)在規(guī)律，逐步增強(qiáng)認(rèn)識(shí)和掌握自然科學(xué)規(guī)律的自主能力。”[1]首先，能量守恒定律源自于物理規(guī)律對時(shí)間的平移對稱性，深刻地體現(xiàn)了科學(xué)中的對稱美及其重要意義；其次，世界萬物運(yùn)動(dòng)均統(tǒng)一遵從簡單的能量守恒定律，體現(xiàn)了科學(xué)的簡單之美和統(tǒng)一之美。結(jié)合機(jī)械能守恒定律學(xué)習(xí)科學(xué)美，可以讓學(xué)生深入和具體地感知科學(xué)美，從而培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)美感。

從上述分析可以看出前述教學(xué)目標(biāo)實(shí)例需要從內(nèi)容上給予充實(shí)、從表述上給予完善。可以把教學(xué)目標(biāo)修訂如下：（1）能正確敘述機(jī)械能守恒定律原理；能夠在保守力概念的基礎(chǔ)上運(yùn)用機(jī)械能守恒定律成立條件判斷系統(tǒng)機(jī)械能是否守恒；能運(yùn)用機(jī)械能守恒定律分析、解決物理問題。（2）能闡述對稱性與能量守恒定律之間的關(guān)系；能夠闡述能量守恒定律所蘊(yùn)含的科學(xué)美（對稱美，簡潔美，統(tǒng)一美等）。（3）通過調(diào)研多種形式的“永動(dòng)機(jī)”發(fā)明，撰寫關(guān)于永動(dòng)機(jī)分析的小論文，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立獲取知識(shí)、分析問題、解決問題的能力。

4 結(jié)語

通過該文對《基本要求》的教學(xué)目標(biāo)分析與應(yīng)用探討可以看出，科學(xué)合理的大學(xué)物理教學(xué)目標(biāo)應(yīng)該建立在對《基本要求》科學(xué)的教學(xué)目標(biāo)分析的基礎(chǔ)上。在一定教學(xué)目標(biāo)分類學(xué)框架下進(jìn)行的教學(xué)目標(biāo)分析有利于有效地減少教學(xué)目標(biāo)設(shè)定中常見的模糊、空洞、片面等問題，有利于具體、全面、精準(zhǔn)地設(shè)定教學(xué)目標(biāo)。

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