基于学习结果分类理论的新教材习题比较研究

杨诗淇，李德安

摘   要：基于加涅学习结果分类理论，将2019年版人教版和鲁科版高中物理必修一的教材习题从言语信息、智慧技能、认知策略、动作技能和态度5个维度进行对比研究，结果表明两版教材在智慧技能维度的习题数量最多，其次是动作技能维度，其余三个维度占比均较小。进一步将智慧技能水平从辨别、具体概念、定义性概念、规则和高级规则展开，结果表明两版教材在5个水平的分布占比相近，规则水平的习题占比最多，人教版中辨别、具体概念和定义性概念水平的习题占比高于鲁科版，鲁科版中高级规则水平的习题占比高于人教版。由此得出对教材习题的使用建议。

关键词：高中物理;习题比较;学习结果分类;智慧技能

中图分类号：G633.7 文献标识码：A     文章编号：1003-6148（2022）5-0023-4

在知网高级检索中，以篇名为检索方式，输入“高中物理教材”，检索到583篇文献，筛选出近五年的文献共255篇，在研究高中物理教材的文章中占43.7%。在结果中检索，对篇名输入“习题”，得到27篇文献，在研究高中物理教材的文章中占4.6%。可见，在高中物理教材相关研究中，对教材习题的研究相对较少。而教材习题作为物理教材的关键组成部分，不仅紧密连接着教材的正文内容，而且对正文内容作出了延伸，同时它也是体现课程目标和引导教学评价的重要途径[1]，它能够检验学生的学习结果和思维水平。选择2019年版人教版和鲁科版高中物理必修一教材的习题作为研究对象，在加涅学习结果分类理论的视角下，对比两版教材，以期加深对教材的理解，为教师使用教材提供建议。

1    研究设计

1.1    学习结果维度

著名的教育心理学家加涅认为，不能用一种理论解释全部学习现象，必須对学习作分类研究[2]。他将人类的学习结果分成五种：言语信息、智慧技能、认知策略、动作技能以及态度。

（1）言语信息指的是通过语言交流或书面传达而获取的信息，包括符号、事实性知识、有组织的整体知识。在物理学中表现为物理符号、物理学史、物理知识结构。

（2）智慧技能指的是使用概念和规则解决问题的能力。即运用物理概念、定义或物理公式、图像、物理科学方法解决问题的能力。

（3）认知策略指提高学习、记忆或认知效率的能力以及对认知加工过程的调节、控制和整理能力。即对物理科学方法的运用能力以及对习题分析过程的整理能力。

（4）动作技能指通过训练得到的、按照特定的规则调节自身肌肉运动的能力。即对实验步骤动作的规则掌握，以及因练习与反馈而习得的作图动作。

（5）态度指的是价值观、价值取向或情感态度的变化[3]。即对学科发展历史的认知与学科利用价值的态度变化。

根据以上5个维度，找出两版教材中的习题来作举例说明（表1）。

1.2    智慧技能水平

加涅把智慧技能水平进一步分成5个小类，分别是辨别、具体概念、定义性概念、规则、高级规则。

（1）辨别指区分信息与信息之间是否存在匹配关系的能力。即分辨运动状态、物理概念等与例子之间是否匹配的能力。

（2）具体概念指对同类事物的识别能力。即同类物理概念、物理规律或同类物理器材之间的识别能力。

（3）定义性概念指应用定义或概念举例、解释现象的能力。即应用物理定义、概念举出对应的例子或解释物理现象的能力。

（4）规则指使用规则解决问题的能力。即应用公式、定律和定理、图像或物理科学方法解决问题的能力。

（5）高级规则指选择多种规则及应用其解决问题的能力。即选择多种所需的公式、定律和定理、图像和科学方法，并将其灵活运用的能力。

根据以上5个水平，找出两版教材中的部分习题来作举例说明（表2）。

1.3    习题统计原则

本文是基于学习结果分类理论对教材中的习题进行研究，因此只统计每一节的节末习题及每一章的章末习题，不对教材正文内容的例题进行研究。此外，部分习题存在不止一个小问，如表1中动作技能维度所对应的第6题，将这类习题中的每一小问作为一个题目进行统计。同时，存在一个题目对应多个维度的情况，将该习题在其所对应的每个维度各统计一遍[3]。因此，统计得出的习题数目比实际习题数目多。

2    研究数据

2.1    学习结果维度习题统计

按照学习结果维度，对两版教材必修一的习题进行统计（表3）。

2.2    智慧技能水平习题统计

进一步按照智慧技能水平，对两版教材必修一的习题进行统计（表4）。

3    研究结论

3.1    学习结果维度比较

根据表3统计的结果绘制出图1。

由图1可以看出，在学习结果维度，两版教材的5个维度比例大体相近。两版教材都是智慧技能维度的习题数量最多，比例都超过80%，这符合物理教材习题的作用是锻炼和发展学生思维的特点。动作技能维度次之，都不到10%，因动作技能更多体现在物理实验的实际操作过程中，在习题中仅能通过文字粗略反映学生对特定的步骤顺序的判断。

言语信息维度、认知策略维度和态度维度的习题占比较少。这是由于言语信息只涉及物理符号、物理学史、物理知识结构，其中鲁科版更多地锻炼学生物理知识结构的整合能力。认知策略主要体现在学习过程中，较难在习题中检测出学生对物理科学方法的知识学习，但人教版更重视学生对习题解决过程的整理能力，多次在习题中出现“说出理由”“分析过程”“总结结论”等词语[4]。态度是学生在学习过程中对物理学科的内隐的态度转变，难以在习题中进行体现，但鲁科版相对更加重视将物理学科发展知识和学科利用价值渗透到习题中。5C0A1166-DC98-4EA5-8E9E-C74A9947F4B0

3.2    智慧技能水平比较

根据表4统计的结果绘制出图2。

由图2可以看出，两版教材习题在智慧技能的五个水平占比中，分布总体相似。其中，两版教材都是规则水平的习题占比最大，这符合物理学科培养学生运用公式、定律和定理、图像、物理科学方法解决问题的能力的特点。其余习题数量由辨别、定义性概念、具体概念到高级规则依次减少。

人教版中辨别、定义性概念和具体概念水平的习题占比均高于鲁科版，而对于高级规则水平的习题，鲁科版的占比高于人教版。说明人教版更重视学生区分事物差异、识别同类具体事物以及举例和解释现象的能力。鲁科版中设置“写一篇科技论文”“撰写实验报告”等习题，锻炼学生的综合能力，更重视学生同时运用多种规则的能力。

4    研究启示

4.1    综合配置习题维度

教师在配置习题时，可以综合配置各类维度的习题，适当增加言语信息、认知策略、动作技能和態度四个维度的习题。增加言语信息类型的习题，有益于加强学生整体学习物理知识的能力，进而更好地形成物理知识框架。增加认知策略类型的习题，可以在一定程度上提高学生对物理科学方法的运用能力，熟练掌握物理科学方法有助于学生日后的学习;此外，认知策略类型习题的增加，有益于锻炼学生的归纳总结能力。动作技能是学生对物理实验步骤的规则掌握，也是学生熟练操作物理实验的动作。因条件限制，学生无法多次到实验室中进行操作，因此适当增加动作技能维度的习题，有助于学生在习题中掌握物理实验步骤的规则。适当增加态度维度的习题，有益于对学生科学态度与责任的培养。

4.2    适当设置难度占比

教师在使用教材时，可以按照不同班级学生的水平特点，按照一定的比例，选择不同难度的习题，使习题涉及智慧技能水平的各个维度。从辨别到具体概念、到定义性概念、到规则与高级规则，对学生的能力要求逐渐增加，适当控制好各维度的习题占比，有助于适应不同水平学生的学习需要。因此，教师在配置习题时，可以适当提高辨别、具体概念、定义性概念和高级规则水平的习题占比。

4.3    结合使用不同版本教材

不同版本的教材有不同的特点，其注重的学习结果维度和智慧技能水平有所区别。教师在使用教材时，可参考多种版本的教材，选取不同类型的习题供学生学习，以综合提高学生在各个水平的能力。另外，综合使用不同版本的教材，可以给教师足够的习题作为参考。教师还可以根据不同班级的特点，选择不同维度和不同难度的习题供学生学习，以满足不同水平学生的发展需求。

参考文献：

[1]张艳香，金新喜.关于人教版初中物理教材习题设计的几点思考[J].课程·教材·教法，2013，33（4）：91-95.

[2]皮连生.学与教的心理学[M].上海：华东师范大学出版社，2006：79.

[3]张婷，姜建文.基于加涅学习结果分类理论的化学新教材习题比较研究——以“物质结构基础及化学反应规律”为例[J].化学教育（中英文），2021，42（19）：16-22.

[4]周浩.新人教版与新粤教版高中物理教材习题设计的比较研究——以“机械能守恒定律”内容为例[J].物理教学探讨，2020，38（6）：19-22，27.

（栏目编辑    刘   荣）5C0A1166-DC98-4EA5-8E9E-C74A9947F4B0