何金萍 李佳 林舒婷 林燕蘭 汪朝陽

摘要：馬扎諾分類理論突破了布魯姆分類理論的局限性，建構(gòu)了知識(shí)領(lǐng)域和思維加工層次的二維模型，更科學(xué)地體現(xiàn)知識(shí)與思維的層次性?；谠摾碚摚瑥闹R(shí)和思維兩維度分析“原電池”的課標(biāo)要求、教材內(nèi)容與習(xí)題，經(jīng)編碼分析得出進(jìn)階關(guān)系，建立該核心概念的思維—知識(shí)—目標(biāo)進(jìn)階模型，并設(shè)計(jì)出新授課和復(fù)習(xí)課的教學(xué)思路。該模型的建構(gòu)思路有利于教師更明確學(xué)生在“原電池”各學(xué)習(xí)階段已具備和應(yīng)達(dá)到的知識(shí)和思維加工層次，并為教師探討其他核心概念的進(jìn)階教學(xué)提供理論支撐和教學(xué)指向。

關(guān)鍵詞：馬扎諾分類理論；原電池；核心概念；思維—知識(shí)—目標(biāo)進(jìn)階模型

文章編號(hào)：1008-0546（2023）07-0014-07 中圖分類號(hào)：G632.41 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2023.07.003

高中生對(duì)化學(xué)核心概念的認(rèn)識(shí)具有層次性，[1]“原電池”是高中電化學(xué)重要的核心概念，隨教學(xué)的推進(jìn)而逐步深化。在2019年人教版高中化學(xué)教材中， “原電池”內(nèi)容主要分布在必修第二冊(cè)（以下簡(jiǎn)稱必修二）、[2] 選擇性必修1（以下簡(jiǎn)稱選必1）， [3] 具有由淺入深、由易到難的特點(diǎn)，每個(gè)學(xué)習(xí)階段有不同的認(rèn)知層次。知識(shí)的學(xué)習(xí)是分階段且有明確路徑的，思維需要遵循一條連貫的、由簡(jiǎn)單到復(fù)雜的軌跡。[4] 在不同的學(xué)習(xí)階段，學(xué)生具備不同層次的知識(shí)和技能，對(duì)原電池的認(rèn)知深度也不同。

馬扎諾分類理論是對(duì)布魯姆分類理論的“超越”。[5] 布魯姆分類理論深刻影響了20世紀(jì)的教育領(lǐng)域，廣泛應(yīng)用到教學(xué)研究和教材分析等方面。然而，隨著腦科學(xué)和心理學(xué)的發(fā)展，其暴露出愈來愈多的局限性。例如，過于簡(jiǎn)化人的思維本質(zhì)及其與學(xué)習(xí)的關(guān)系。[6] 自此，馬扎諾分類理論應(yīng)運(yùn)而生，基于人的學(xué)習(xí)行為模式研究學(xué)習(xí)過程，從知識(shí)領(lǐng)域和思維加工層次建構(gòu)二維模型，并按照簡(jiǎn)單到復(fù)雜、具體到抽象分別對(duì)2個(gè)維度進(jìn)一步劃分層次類別，科學(xué)地體現(xiàn)學(xué)生學(xué)習(xí)知識(shí)的過程和思維的本質(zhì)。[6]

基于馬扎諾分類理論分析與“原電池”相關(guān)的新課標(biāo)要求及教材內(nèi)容，探討以下問題：（1）新課標(biāo)中與“原電池”相關(guān)的內(nèi)容要求、學(xué)業(yè)要求存在什么進(jìn)階關(guān)系？（2）人教版教材與“原電池”相關(guān)的內(nèi)容（包括教材正文、教材欄目和教材習(xí)題）存在什么進(jìn)階關(guān)系？（3）如何促進(jìn)學(xué)生對(duì)“原電池”核心概念的認(rèn)知發(fā)展？根據(jù)上述問題的分析結(jié)果，建構(gòu)“原電池”進(jìn)階模型，提出相關(guān)教學(xué)建議，為“原電池”教學(xué)提供一定的參考，并為教師進(jìn)行其他核心概念的進(jìn)階研究提供理論支撐和教學(xué)指向。

一、馬扎諾分類理論概述

依據(jù)人的學(xué)習(xí)行為模式及其思維特征，馬扎諾提出二維框架模型（見圖1）：一維是知識(shí)領(lǐng)域，包括信息、心智程序和心理動(dòng)作程序，三種不同類型的知識(shí)領(lǐng)域按照簡(jiǎn)單到復(fù)雜進(jìn)一步劃分層次類別，[6] 信息分為細(xì)節(jié)和觀念，[6] 心智程序、心理動(dòng)作程序均分為技能和過程，[7] 具體編碼、分類和涵義見表1。另一維是思維加工層次，包括認(rèn)知系統(tǒng)、元認(rèn)知系統(tǒng)和自我系統(tǒng)，三大系統(tǒng)按簡(jiǎn)單到復(fù)雜的層次排列，[7] 進(jìn)一步分為六個(gè)層次，從下至上依次為：提取、理解、分析、知識(shí)應(yīng)用、元認(rèn)知系統(tǒng)和自我系統(tǒng)，[7] 具體編碼和涵義見表2。其中，層次越高，綜合性越強(qiáng)，認(rèn)知活動(dòng)所需的意識(shí)思維越高。[6] 知識(shí)領(lǐng)域和思維加工層次相互作用并相輔相成，知識(shí)是思維培養(yǎng)的關(guān)鍵要素，思維是知識(shí)學(xué)習(xí)的重要扶手。

二、研究設(shè)計(jì)

1. 基于馬扎諾分類理論的課標(biāo)分析

新課標(biāo)是“原電池”核心概念考查的基礎(chǔ)和依據(jù)?；隈R扎諾分類理論對(duì)新課標(biāo)進(jìn)行分析和編碼，從“內(nèi)容要求”和“學(xué)業(yè)要求”篩選出與“原電池”相關(guān)的具體描述，[8] 分解出相應(yīng)的知識(shí)塊和行為動(dòng)詞，進(jìn)而從知識(shí)領(lǐng)域?qū)χR(shí)塊編碼，從思維加工層次對(duì)行為動(dòng)詞編碼，具體分析和編碼見表3。以新課標(biāo)對(duì)必修二原電池的學(xué)業(yè)要求為例： “能辨識(shí)簡(jiǎn)單原電池的構(gòu)成要素，能分析簡(jiǎn)單原電池的工作原理”，[8] 該描述涉及的知識(shí)塊包括“簡(jiǎn)單原電池的構(gòu)成要素”和“簡(jiǎn)單原電池的工作原理”，要求基于事實(shí)對(duì)原電池構(gòu)成要素和工作原理進(jìn)行概括，屬于知識(shí)領(lǐng)域的觀念（I2）。知識(shí)塊對(duì)應(yīng)的行為動(dòng)詞分別為“辨識(shí)”和“分析”， “辨識(shí)”要求學(xué)生能夠概括簡(jiǎn)單原電池的構(gòu)成要素并加以分辨和識(shí)別，屬于“理解”層次； “分析”要求學(xué)生能夠歸納出簡(jiǎn)單原電池的工作原理并建構(gòu)簡(jiǎn)單原電池模型，屬于“分析”層次。由分析可知，必修二對(duì)“原電池”內(nèi)容側(cè)重“理解”層次，選必1對(duì)“原電池”內(nèi)容側(cè)重“分析”與“知識(shí)應(yīng)用”層次，從必修二到選必1存在明顯進(jìn)階。

2. 基于馬扎諾分類理論的教材進(jìn)階分析

（1）教材內(nèi)容的進(jìn)階分析

選取必修二、選必1中與“原電池”相關(guān)的教材知識(shí)，包括教材正文與教材欄目的內(nèi)容，梳理得到其知識(shí)邏輯線。基于上述對(duì)新課標(biāo)的編碼分析，分析“原電池”的教材知識(shí)邏輯線及其所屬知識(shí)領(lǐng)域和思維加工層次。例如，選必1教材107-108頁，正文介紹了電化學(xué)腐蝕、析氫腐蝕和吸氧腐蝕的定義，結(jié)合化學(xué)方程式介紹相應(yīng)的原理；實(shí)驗(yàn)4-3則是鐵釘?shù)奈醺g實(shí)驗(yàn)，要求學(xué)生解釋導(dǎo)管中水柱變化的原因。二者均涉及析氫腐蝕、吸氧腐蝕的原理，對(duì)應(yīng)新課標(biāo)中必修主題的學(xué)業(yè)要求“能利用電化學(xué)原理解釋金屬腐蝕現(xiàn)象”，其知識(shí)領(lǐng)域?qū)儆贗2，思維加工層次為A。綜合整體分析可得，從必修二至選必1，原電池的教材知識(shí)體現(xiàn)的思維加工層次由側(cè)重“理解”進(jìn)階為側(cè)重“分析”與“知識(shí)應(yīng)用”，這進(jìn)一步驗(yàn)證新課標(biāo)和教材從必修二到選必1存在明顯進(jìn)階。詳見表4。

（2）教材習(xí)題的進(jìn)階分析

基于馬扎諾分類理論對(duì)人教版教材的原電池相關(guān)習(xí)題進(jìn)行分析，具體包括必修二第六章第一節(jié)與選必1第四章第一節(jié)和第三節(jié)的“練習(xí)與應(yīng)用”及“復(fù)習(xí)與提高”欄目的習(xí)題，習(xí)題來源與舉例分析見表5。

基于馬扎諾分類理論對(duì)教材不同章節(jié)欄目的習(xí)題進(jìn)行思維加工層次的分析，相關(guān)習(xí)題來源見表5。

必修二的“練習(xí)與應(yīng)用”欄目的5道習(xí)題依次為RE、C、C、A和KU的思維加工層次； “復(fù)習(xí)與提高”欄目的3道習(xí)題依次屬于C、A和MS的層次，無RE低層次的習(xí)題，但有MS高層次的習(xí)題。習(xí)題設(shè)計(jì)符合新課標(biāo)的學(xué)業(yè)要求和內(nèi)容要求，促使學(xué)生辨識(shí)簡(jiǎn)單原電池的構(gòu)成要素、分析簡(jiǎn)單原電池的工作原理和體會(huì)化學(xué)電源或新型電池的重要性。

選必1第一節(jié)的“練習(xí)與應(yīng)用”欄目的習(xí)題主要為C層次的習(xí)題，第三節(jié)“練習(xí)與應(yīng)用”欄目的習(xí)題主要為A層次的習(xí)題， “復(fù)習(xí)與提高”欄目的習(xí)題側(cè)重A和KU層次的習(xí)題。習(xí)題設(shè)計(jì)符合新課標(biāo)的學(xué)業(yè)要求和內(nèi)容要求，引導(dǎo)學(xué)生理解和分析常見原電池的工作原理，分析金屬發(fā)生電化學(xué)腐蝕的本質(zhì)、防腐原理及措施，并綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問題。

基于此，對(duì)于原電池的教材習(xí)題，習(xí)題在教材之間和欄目之間存在進(jìn)階關(guān)系，具體為習(xí)題的思維加工層次存在從RE→C→A→KU的進(jìn)階關(guān)系。從必修二到選必1，從“練習(xí)與應(yīng)用”到“復(fù)習(xí)與提高”，對(duì)學(xué)生的思維加工層次的要求逐級(jí)遞升。

3. 基于馬扎諾分類理論的原電池進(jìn)階模型

依據(jù)馬扎諾分類理論，并利用其對(duì)“原電池”相關(guān)的課標(biāo)、教材內(nèi)容和習(xí)題的編碼分析，得出“原電池”體現(xiàn)的思維層次包括“提取” “理解” “分析” “知識(shí)應(yīng)用”和“元認(rèn)知系統(tǒng)”，并概括出不同的思維層次對(duì)應(yīng)的知識(shí)，設(shè)計(jì)相應(yīng)的教學(xué)目標(biāo)，建構(gòu)基于馬扎諾分類理論的“原電池”核心概念的思維—知識(shí)—目標(biāo)進(jìn)階模型，見圖2。

三、教學(xué)啟示

1. 凸顯進(jìn)階依據(jù)，合理設(shè)計(jì)教學(xué)目標(biāo)引導(dǎo)教學(xué)

馬扎諾分類理論將認(rèn)知活動(dòng)所需的意識(shí)思維從簡(jiǎn)單到復(fù)雜、具體到抽象科學(xué)地劃分出不同的層次，這恰符合學(xué)生對(duì)核心概念逐步發(fā)展的進(jìn)階認(rèn)識(shí)?？梢姡隈R扎諾分類理論的“原電池”核心概念進(jìn)階模型，具有科學(xué)性和可行性，有助于教師了解學(xué)生對(duì)核心概念的認(rèn)識(shí)發(fā)展規(guī)律，合理規(guī)劃各個(gè)教學(xué)階段的認(rèn)知思維層次。

具體而言，基于馬扎諾分類理論對(duì)“原電池”核心概念進(jìn)階模型的分析思路為：首先，基于該理論分析原電池核心概念在新課標(biāo)的“內(nèi)容要求”和“學(xué)業(yè)要求”，分解出知識(shí)塊和行為動(dòng)詞，對(duì)應(yīng)到知識(shí)領(lǐng)域和思維加工層次，以此明確新課標(biāo)對(duì)原電池所要求的思維層次。其次，梳理原電池在教材的知識(shí)邏輯線、相應(yīng)欄目及習(xí)題的思維加工層次，以明確不同階段學(xué)生已具備的和待發(fā)展的知識(shí)領(lǐng)域和思維加工層次，進(jìn)而建構(gòu)基于馬扎諾分類理論的“原電池”核心概念思維—知識(shí)—目標(biāo)進(jìn)階模型。

基于此，依據(jù)進(jìn)階模型形成不同層次的教學(xué)目標(biāo)，以促進(jìn)學(xué)生思維的螺旋式發(fā)展。在教學(xué)目標(biāo)的逐步引領(lǐng)下，教師能夠明確不同階段的教學(xué)深度，并合理設(shè)計(jì)教學(xué)環(huán)節(jié)，注重知識(shí)和思維的整體性、連貫性和邏輯性。同時(shí)，基于教學(xué)目標(biāo)形成評(píng)價(jià)目標(biāo)，以評(píng)價(jià)學(xué)生在課堂和習(xí)題中所表現(xiàn)出的思維層次，從而挖掘并突破學(xué)生在思維進(jìn)階的難點(diǎn)，促進(jìn)學(xué)生思維的有效發(fā)展。

2. 應(yīng)用進(jìn)階模型，系統(tǒng)設(shè)計(jì)教學(xué)思路進(jìn)階教學(xué)

基于“原電池”核心概念的思維—知識(shí)—目標(biāo)進(jìn)階模型，設(shè)計(jì)相應(yīng)的新授課和復(fù)習(xí)課教學(xué)思路。新授課教學(xué)思路以選必1第四章第一節(jié)原電池第一課時(shí)為例，具體設(shè)計(jì)思路見圖3。主要包括：結(jié)合教材知識(shí)邏輯線，從知識(shí)領(lǐng)域與思維加工層次2個(gè)維度分析學(xué)生的已有基礎(chǔ)，設(shè)計(jì)“分析、知識(shí)應(yīng)用和元認(rèn)知系統(tǒng)”三個(gè)思維加工層次的教學(xué)目標(biāo)，分別對(duì)應(yīng)原電池的工作原理、應(yīng)用及其與資源利用的知識(shí)領(lǐng)域內(nèi)容。同時(shí)，結(jié)合選必1第四章“復(fù)習(xí)與提高”的習(xí)題情境“以鋁—空氣電池為電源的航標(biāo)燈”，設(shè)計(jì)對(duì)應(yīng)的學(xué)習(xí)任務(wù)與問題鏈，以深化學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解，促進(jìn)學(xué)生思維的有效發(fā)展。

“原電池”復(fù)習(xí)課的教學(xué)思路見圖4，具體為：以所學(xué)的各類原電池為貫穿式情境，基于“原電池”核心概念的思維—知識(shí)—目標(biāo)進(jìn)階模型，從知識(shí)領(lǐng)域與思維加工層次2個(gè)維度設(shè)計(jì)任務(wù)線和問題鏈。以此，引導(dǎo)學(xué)生先回顧原電池模型，再完善模型，進(jìn)而應(yīng)用模型，并感受模型，側(cè)重促進(jìn)學(xué)生的素養(yǎng)水平從模型認(rèn)知水平2向水平4發(fā)展，從社會(huì)責(zé)任水平1向水平2發(fā)展。

“原電池”新授課和復(fù)習(xí)課的教學(xué)思路，有助于教師明晰“原電池”核心概念的教學(xué)設(shè)計(jì)及其思路，并為其遷移運(yùn)用至其他核心概念的進(jìn)階教學(xué)提供參考。

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