基于布鲁姆教育目标分类的习题系统比较研究

王秋 付庭松 杨雅婷 李光洪 蔡武德

摘   要：基于布鲁姆教育目标分类理论，从知识和认知过程双重维度对新人教版和鲁科版高中物理必修第一册的习题系统进行统计分析。结果表明：习题以栏目的形式贯穿于教材中，两版教材的习题设计均凸显了物理学科特色，注重概念的理解，且具有系统性与不平衡性；此外，两版教材的习题在知识与认知过程维度存在显著差异。依据研究结果，给出在教学中应充分挖掘习题系统和栏目的价值、合理配置习题维度与综合参考不同版本教材的建议。

关键词：习题系统比较；新版物理教材；教育目标分类理论

引言

习题是指在课文前、课文中或课文后设置的要求学生回答、回忆、总结、深入思考等各种性质的问题[ 1 ]。《普通高中物理课程标准（2017年版2020年修订）》（以下简称为《课标》）提出，习题设计要帮助学生建构概念、巩固学习内容、开阔视野，培养学生利用所学内容综合解决物理问题的能力，发挥作业的评价功能[ 2 ]。学生思考物理习题的过程是运用、巩固和深化知识的过程，也是建构物理模型、进行科学推理、发展科学思维的过程。

当前，国内研究者对教材习题的研究主要集中在习题与《课标》的一致性分析或习题的数量、类型、难度、情境分析等方面[ 3-6 ]。同时，已有研究对习题的分析偏向课后习题，而对课中及课后习题的统一分析较少。

本文基于布鲁姆教育目标分类理论，以“习题系统”表征课中及课后习题，从知识和认知过程双重维度建立习题分类框架，对2019年人民教育出版社和山东科学技术出版社出版的普通高中教科书《物理》必修第一册（以下简称人教版和鲁科版）的习题系统进行分析，最后就习题系统在教学中的应用给出相关建议，意在从多维度凸显两版教材习题系统的特色，为一线教师精选习题进行教学提供启示。

1  知识与认知过程维度

20世纪50年代，以布鲁姆为首的专家小组开发了教育目标分类系统。布鲁姆去世后，克拉斯沃尔、安德森等8位专家对其教育目标进行了修订并提出新的分类[ 7 ] 。新的分类采用了“知识”和“认知过程”二维框架[ 8 ]，两个维度的具体分类及其含义如表1所示。

表 1  知识与认知过程维度的分类与具体含义

2 习题统计原则

依据布鲁姆教育目标分类理论所确定的四类知识、六种认知水平的概念与特点，对人教版和鲁科版高中物理教材的习题系统与栏目进行统计。统计过程中，遵循的原则如下：

（1）统计教材习题栏目时，由于人教版在每小节开始位置明确设置了“问题”栏目，鲁科版也采用了相同的设问形式，因此将鲁科版此类习题归为“问题”栏目。

（2）统计习题数量时，以教材原有题号为标准。有的习题涉及多个小问，例如人教版必修第一册第三章“复习与提高”第1小题，统计时每个小问计为1个题。

（3）统计习题对应的分类维度时，若出现一个题目中涉及多个知识维度或认知过程维度，则每个维度均计一次，故最终的习题总数会偏多。

3  习题统计结果

3.1  习题栏目统计

通过对两个版本教材习题进行整理，习题系统可以分为课中和课后习题，在教材中以不同的栏目形式呈现，总体构成如表2所示。

3.2  习题知识与认知过程维度统计

依据本文的统计原则，对人教版与鲁科版习题系统进行统计，分类结果如表3、表4所示。

4 习题统计分析

4.1 习题栏目统计分析

4.1.1习题栏目概况

（1）栏目形式丰富多样。从章节开始到结束，习题栏目贯穿于课文之中，以不同的考查形式从多方面发展学生的综合能力，并且两版教材的课中习题栏目占比均在50%以上，有不可忽略的地位。

（2）注重问题驱动与情境导入。两版教材均在每小节开始的位置设置了“问题”栏目，多以实际生活为背景，创设真实情境的同时聚焦本节重点知识，意在引发学生的思考，顺利开启新的章节。

（3）注重培养科学探究能力。课中习题栏目“实验”“迷你实验室”“实验与探究”等与实验有关的栏目，除学生必做实验外，设计了许多有利于培养学生探究能力的拓展性实验与实践活动。

（4）注重知识的综合应用。“复习与提高”“单元自我检测”等栏目分布于章节或单元后。这类栏目具有栏目数量少、习题数量多、题型多元化的特点[ 9 ]。包含了选择题、计算题、判断题等常见试题题型，将本章所学知识全部融于习题中，从多角度、多方式考察与评价学生，具有较强的参考性。

4.1.2习题栏目特色

（1）人教版

①强调动手实践。设置了“做一做”栏目，该栏目均是将本节重点内容与课外知识联系起来的小实验，在信息技术与物理的结合中培养学生的动手能力并拓展学生的知识宽度。

②强调循序渐进。课后习题设置了“练习与应用”“复习与提高”栏目，其中章末习题分为A、B两组，习题难度递增，符合学生的认知规律且能满足不同层次的学生的需求。

（2）鲁科版

①强调知识迁移。紧跟课文例题设置“迁移”栏目，这是鲁科版所特有的。在该栏目中重设物理情境，促使学生灵活应用知识，培养学生的模型建构能力。

②强调自我反思。在章节练习之外设置了“请提问”“我的学习总结”“单元自我评价”栏目，帮助学生反思评估，明晰收获与不足。

③强调习题分类。将章末习题按照科学认知、科学探究、科学辨析、温故知新进行分类，对习题进行整理的同时在习题中渗透物理学科核心素养。

4.2  习题知识与认知过程维度统计分析

根据表3、表4的统计结果，按照四类知识与六种认知水平对两版教材的习题进行整理，统计出各类习题的数量以及所占比例，结果如图1所示。

由统计图可以发现，两版教材在习题设置上有以下几个特点：

（1）极具物理学科特色。两版教材的程序性知识占比均超过50%，其中有65%以上属于应用水平。这类习题联系生产、生活实际创设情境，考查学生的模型建构技巧、实验探究本领和运用定理、定律与科学方法解决实际问题的能力。凸显出从物理走向生活、精练习题提升学生学科核心素养的特点。

（2）注重概念的理解。两版教材的概念性知识占比位居第二，考查形式多为举例说明、辨别例子和解释现象，处于理解水平。必修第一册是高中物理学习的开端，速度、加速度、牛顿第三定律等重要概念贯穿于整个高中物理。考查较多的概念性知识，可以帮助学生建构好物理概念，为后续延伸内容的学习提供支架。

（3）系统性与不平衡性共存。两版教材的习题在知识维度与认知过程维度的每个层次均有涉及，说明习题的设计是系统的。但是整体分布呈现不平衡性，中间部分占比大，两头占比小。其中事实性知识占比均不足5%，这是因为其主要涉及物理基本元素、符号、物理学史等内容，在认知过程中即使达到较高水平也只是应用而非创造，单独考查时对学生要求较低。同时，评价水平的习题都只有1%左右，此类习题不只是要求学生分辨出对错，而旨在于培养学生的批判性思维，因此教师不能受限于习题数量，应在教学中有意识设计相关教学活动，弥补习题的不足。

除上述特点外，不同版本的教材，习题设计又体现出差异性。在知识维度，鲁科版的元认知知识占比约为人教版的三倍，说明鲁科版相对更加注重考查学生对自我或任务的感知能力。例如，精心设置了“我的学习总结”“单元自我评价”等栏目。人教版的事实性知识与程序性知识占比高于鲁科版，其从多角度围绕教材重点内容设置不同类型的习题，重视帮助学生掌握好基础知识。在认知过程维度，鲁科版的创造水平占比高于人教版，其设置了“搜集课外资料”“写科技论文”“设计实验”等习题，有意识培养学生综合认识知识并创造性应用知识的能力。

5  习题使用建议

5.1  挖掘习题系统和栏目的价值

在教材中精心设计习题系统，是发挥作业的评价功能的一种有效方式。习题系统与教学活动密切相关，应在教学过程中挖掘它的价值。教师应改变习题只集中分布于节后、章后的观念，明晰习题以栏目的形式贯穿于教材之中。在教学中多将习题系统与教学有机融合起来，发挥不同类型习题的育人功能，帮助学生建构知识，实现思维进阶。同时充分利用教材中丰富多样的栏目，如鲁科版“迷你实验室”这类开放性实验栏目，它贴近学生的生活，实验内容虽然简单但直指所学内容，有利于培养学生的自主探究能力。

5.2  合理配置习题维度

研究发现，物理教材中的习题系统涉及多个知识维度与认知水平，不同版本的教材在两个维度又各具特色。教师在布置习题的过程中应结合本章节内容的特点和班级内学生的能力水平特点进行配置。分层选择不同知识维度、水平梯度和不同版本教材的习题，兼顾本章节物理知识的同时又能从不同的维度考查和评价学生，帮助能力较弱的学生在理解和应用的基础上有一定拔高，帮助能力较强的学生在灵活应用的基础上能够拓展、创新。

5.3  综合参考不同版本教材

通过研究可以得到，两个版本教材习题系统有相似之处但又各具特色。教师在教学中应坚持“教学有法，教无定法”，灵活参考不同版本教材，从专家精心设计的教材习题库中选取不同类型、难度的习题供学生学习，使学生的综合能力在练习精选习题后得到提高。同时，多种版本教材的习题系统栏目还可以提供丰富的教学资源，帮助教师调整和优化教学设计，开阔教师的教学视野。

参考文献：

［1］ 杨奥龙，蔡全劲.三个版本高中物理教材习题的对比研究：以“动量守恒定律”一章为例[J].中学物理教学参考，2021，50（34）：50-54.

［2］ 中华人民共和国教育部.普通高中物理课程标准（2017年版2020年修订）[S].北京：人民教育出版社，2020：70.

［3］ 郭芳侠，孙静，张地.2019年版高中物理教材习题与课程标准的一致性研究[J].中学物理，2022，40（11）：24-29.

［4］ 王钰铭，王伟.中印高中物理教材课后习题的比较研究：以“静电场”为例[J].物理教学探讨，2020，38（1）：23-27.

［5］ 于一真，黄凯，李晓爽，等.中美高中物理教材习题难度及不良结构的比较[J].物理教师，2022，43（9）：69-74，78.

［6］ 孙春成.挖掘“辅助情境”内涵凸显物理习题育人价值[J].物理教师，2021，42（11）：94-96.

［7］ 许爱红.论有效教学策略：基于学习结果分类的视角[J].教育理论与实践，2015，35（31）：51-55.

［8］ 盛群力，褚献华.布卢姆认知目标分类修订的二维框架[J].课程·教材·教法，2004（9）：90-96.

［9］ 黄婉琪，许曼琪，吴建中.基于布鲁姆教育目标分类理论的习题系统研究：以“新人教版化学必修第一册”为例[J].化学教与学，2021（1）：65-68.