在第四章中,我们详细地描述了四类知识。我们认为,虽然学校教育大部分局限于事实性知识的学习,但是,如果更加注重包括概念性知识、程序性知识和元认知知识在内的更为广泛的知识类别,那么,这一狭窄的知识学习范围就能够得到极大的扩展。类似地,我们在本章中表明,虽然教学和测评通常把重点放在回忆这一认知过程上,但我们可以扩充学校教育,使其包括的认知过程更加广泛。事实上,原《手册》分类框架一直主要用于对课程和考试的分析,以表明教学和测评过分强调记忆/回忆而忽视了复杂程度更高的认知过程类别(Anderson and Sosniak, 1994)。本章的目的就是更加详细地描述所有的认知过程。
教育的两个最重要的目的是促进学习的保持和学习的迁移(迁移的出现是有意义学习的标志)。学习的保持是指在学习之后的某一时间内以教学中呈现的大致方式回忆出教材的能力;学习的迁移则是指运用已学知识去解决新问题、回答新的提问或者学习新内容的能力(Mayer and Wittrock, 1996)。简言之,保持要求学生回忆所学知识,而迁移不仅要求学生回忆,而且要求学生理解并能够运用所学的东西(Bransford, Brown, and Cocking, 1999; Detterman and Sternberg, 1993; McKeough, Lupart, and Marini, 1995; Mayer, 1995; Phye, 1997)。换一种稍微不同的说法就是,保持着眼于过去,而迁移则注重未来。例如,学生在学习了课本中关于欧姆定律的一课之后,保持性测验也许只要求学生写出欧姆定律公式。与此不同,迁移性测验则可能要求学生重新设计电路以获得最大的电流,或使用欧姆定律去解释一个复杂电路。
尽管促进学习保持的教育目标相当容易建立,但教育者对促进学习迁移的目标的阐述、教学和测评也许感到困难(Baxter, Elder, and Glaser, 1996; Phye, 1997)。本修订版分类框架旨在帮助拓展典型的教育目标的范围,使其包括针对促进学习迁移的目标。本章将首先介绍学习的保持和迁移,然后描述六个认知过程类别(其中一个类别注重学习的保持,其他五个类别注重学习的迁移,尽管这五个类别也有助于学习的保持)。最后,我们以一个如何把以上论述应用于关于欧姆定律一课的教学、学习和测评的实例来结束本章。
作为本章的引子,让我们简要地考虑以下三种学习情形:第一种是零学习的例子(即没有进行预期的学习);第二种是机械学习的例子;第三种则是有意义学习的例子。
埃米在学习科学课本中关于电路的一章。她快速地浏览了教材,自信测验会轻而易举,但是,当要求她回忆部分功课时(如同一个保持性质的测验),她只能回忆出很少几个关键性的术语和事实,例如,尽管这一章描述过电路的主要部件,但她不能够把它们列举出来。而且,她也不能够按照要求使用课本中的信息去解决问题(如同一个迁移性测验的一部分),例如,她不能够回答要求她诊断一个电路问题的测验提问。这是一种最糟糕的学习情形,埃米既未掌握也不能够运用相关的知识。在学习时,埃米既没有足够专心地学习也未能消化教材,她学习的结果在本质上可以被称为零学习。
贝姬也在学习关于电路的相同章节。她认真地阅读教材,确实做到了没有漏掉任何一个单词。她重新温习教材并且记住了关键性的事实。当要求她回忆教材时,她几乎能够回忆所有的重要术语和事实。与埃米不同,贝姬能够列举出电路的主要部件。然而,与埃米一样,她也不能够按照要求使用课本中的信息去解决问题,回答不了要求她诊断一个电路问题的测验提问。这一情形表明,贝姬掌握了相关的知识但不能运用这些知识去解决问题。她不能够把自己的知识迁移到新的情境。贝姬专心地学习了相关的信息,但她并没有理解这些信息因而不能够加以运用,她的学习可以被称为机械学习。
卡拉同样学习关于电路的相同章节。她认真地阅读,并努力理解教材。当要求她回忆教材时,她与贝姬一样几乎能够回忆出这一课所有的重要术语和事实。此外,当要求她使用课本中的信息解决问题时,她提出了许多可能的解决方案。这一情形表明,卡拉不仅掌握了相关知识,而且还能够运用掌握的知识去解决问题和理解新的概念。她能够把知识迁移到新的问题和新的学习情境之中。卡拉专心地学习了相关的信息,并且理解了这些信息,她的学习结果可以被称为有意义学习。
有意义学习为学生成功地解决问题提供了必要的知识和认知过程。问题解决是指学生构思方法以达到自己从未达到的目标,即想办法将一种情境从初始状态变为目标状态,他们就在进行问题解决(Duncker, 1945; Mayer, 1992)。问题解决的两个基本组成部分是问题表象(学生建立问题的心理表象)和问题解决方案(学生设计和执行解决问题的方案)(Mayer, 1992)。原《手册》的作者们曾经认识到,学生经常采用类比法来解决问题,这与近期的研究结果(Gick and Holyoak, 1980,1983; Vosniadou and Ortony, 1989)是相符的。这就是说,学生以一种更为熟悉的方式重新表述有待解决的问题,识别出重新表述过的问题与某一类熟悉的问题相似,概括出该类熟悉的问题的解决方法,然后把这一方法应用到有待解决的问题上。
关注有意义学习与将学习看作学生试图理解其经历的知识建构观是一致的。第四章开始时曾提及,在建构主义学习过程中,学生参与主动认知加工活动,例如注意相关的输入信息,在心理上把输入的信息组织成连贯的表象形式,把输入的信息与已有知识融为一体,等等(Mayer, 1999)。相反,机械学习将学习看作知识习得,即学生试图把新的信息添加到他们的记忆中去(Mayer, 1999)。
建构主义学习(即有意义学习)被认为是教育的重要目标。建构主义学习要求教学超越简单地呈现事实性知识这一目标,同时要求测评任务不是仅只要求学生简单地回忆或识别事实性知识(Bransford, Brown, and Cocking, 1999; Lambert and McCombs, 1998; Marshall, 1996; Steffe and Gale, 1995)。本章所总结的认知过程描述了学生在建构主义学习中的认知活动范围,就是说,这些认知过程展示了学生能够积极参与意义建构过程的方式。
如果我们教学和测评的兴趣主要在于学生学习某一学科内容以及在某一时间内将其记住的程度,那么,我们就会主要关注一类认知过程,即与回忆相联系的过程。相反,如果我们希望考察培养和评估有意义学习的多种方式从而扩大我们的关注点,那么,我们需要审视回忆以外的其他认知过程。
哪些认知过程可以用于知识的保持和迁移?正如我们讨论过的那样,本修订版分类框架包括六个认知过程类别,其中一个认知类别(记忆/回忆)与知识的关系最为紧密,其他五个认知类别(理解、应用、分析、评价和创造)与迁移的关系越来越紧密。基于对原《手册》列举的示例性目标的回顾,以及对其他分类系统所作的研究分析(例如,DeLandsheere, 1977; Metfessel, Michael and Kirsner, 1969; Mosenthal, 1998; Royer, Ciscero and Carlo, 1993; Sternberg, 1998),我们选择了适合于这六个认知类别的19种具体的认知过程。表5.1为每一种认知过程提供了简明的定义及其例子,列出了其同义词,并且表明了其所属的类别。我们规定,这19种具体认知过程之间具有互斥性,它们一起描绘出六个认知类别的范围和边界。
在下面的讨论中,我们将逐一定义六个认知类别中的每一种认知过程,必要时将与其他认知过程进行比较。我们还将为每一种认知过程提供不同学科的教育目标实例和测评题实例以及测评题型。下面的每一个示例性目标都应该读作好像在前面加上了“学生能够……”或者“学生学会……”之类的短语。
当教学目标是让学生几乎原封不动地记住教学所呈现的材料时,与之相关的认知过程类别就是记忆/回忆,它涉及从长时记忆中提取相关的知识。记忆/回忆类别的两个具体认知过程是识别和回忆,与该类别相关的知识可能是事实性知识或概念性知识,也可能是程序性知识或元认知知识,还可能是这几类知识的某种组合。
为了测评学生关于这个最简单的过程类别的学习情况,我们可以让学生在与学习条件非常相似的情形下完成一个识别题或回忆题,在这些试题中,超出学生学习条件的情形即使存在,也要尽可能地少些。例如,如果学生学会了20个西班牙语单词的英语对等词,那么,相应的回忆测验可能是要求学生把一列西班牙语单词与另一列英语单词配对(即识别),也可能是要求学生在这列西班牙语单词的旁边写出其英语对等词(即回忆)。
在把知识运用到较为复杂的任务时,回忆该知识对于有意义学习和问题解决是必不可少的。例如,如果一位学生要熟练地写作小品文,那么,该学生必须具备与一定年级水平相称的正确拼写常见英语单词的知识。在教师只关注机械学习的情形下,教学和测评就会只针对知识要素或片段的回忆,而这些知识要素或片段往往脱离其所处的情境。然而,当教师关注有意义学习时,回忆知识就会融入建构新知识或解决新问题这一更大的任务之中。
表5.1 认知过程维度
识别涉及从长时记忆中提取相关的知识,以便与被呈现的信息进行比较。在识别这一认知过程中,学生搜寻其长时记忆,寻找与被呈现的信息(由工作记忆所表征)相同的或极为相似的信息,从而确定被呈现的新信息是否对应于已学过的知识,也就是寻找已学知识的对应物。识别的同义词是辨认。
目标实例及其测评题 在社会课中,目标可能是要求学生识别美国历史上重要事件的准确日期,与之对应的测验题是:“判断对错:1774年7月4日通过了《独立宣言》”。在文学课中,目标可能是识别英语文学作品的作者,与之对应的测评是一个配对测验题,其中包括一列具有10位作家的名单(包括查尔斯·狄更斯)和一列稍微多于10部小说的小说名单(包括《大卫·科波菲尔》)。在数学课中,目标可能是识别各种基本几何图形有多少条边,与之对应的测评是一个选择题,例如:“一个五边形有多少条边?(a)四,(b)五,(c)六,(d)七”。
测评题型 前面的段落已经表明,识别的三种主要测评题型是:验证题、匹配题和强迫选择题。验证题为学生提供某种信息,学生必须决定该信息是否正确,是非判断是验证题最常见的形式。匹配题提供给学生两列清单,要求学生将一列清单中的每一个条目与另一列清单中的条目配对。强迫选择题提供给学生一个题干和几个备选答案,学生必须决定哪个答案是正确的或是“最佳答案”。选择题是强迫选择作业最常见的题型。
回忆涉及获得提示(通常是一个提问)后从长时记忆中提取相关的知识。在回忆这一认知过程中,学生从长时记忆系统中搜索相关信息,并把该信息调入到能够对其进行操作或加工的工作记忆系统中。回忆的同义词是提取。
目标实例及其测评题 在回忆时,学生在得到提示后回忆已学过的信息。在社会课中,目标可能是回忆南美各国的主要出口商品,与之对应的测验题为“玻利维亚有哪些主要出口商品?”在文学课中,目标可能是回忆创作过各种各样诗歌的诗人,与之对应的测验题是“谁创作了《英烈传》?”在数学课中,目标可能是回忆整数的乘法事实,与之对应的测验题要求学生进行7×8(或7×8=?)的乘法运算。
测评题型 测评回忆的试题提供给学生的提示的数量和质量可能是多样化的。弱提示不提供给学生任何线索或相关的信息(例如,“什么是一米?”),强提示为学生提供几条线索(例如,“在公制系统中,一米是____________的度量。”)。
测评回忆的试题被置于一个更大的有意义情境的程度也是有变化的。在情境弱嵌入的情形下,试题作为单个的、孤立的事件呈现给学生,就像前面的例子那样。在情境强嵌入的情形下,试题被包括在一个更大的问题情境之中,例如,要求学生在解答一个需要利用圆面积公式的数学文字题的情景中回忆该公式。
如前所述,如果教学的主要目的是为了促进学习的保持,那么,我们关注的将是强调回忆的目标。然而,如果教学的目的是为了促进学习的迁移,教育的重心就会转移到其他五个认知类别,即从理解到创造的认知类别。在这些类别中,在学习迁移的教育目标中,理解被认为是各级学校强调的基于迁移的教育目标的最大类别。当学生能够从授课、书本或计算机等渠道获得言语、文字和图形等呈现形式的教学信息并从中建构意义时,我们就说学生理解了。除无数的书面文字、图示以及符号表达式之外,课堂物理实验演示、野外考察中观察到的地质层组、计算机模拟的艺术博物馆观光、管弦乐队演奏的音乐作品等等,都可能成为教学信息的来源。
理解需要在将要获得的“新”知识和已有知识之间建立起联系,更为具体地说,理解是新获得的知识与现有的心理图式和认知框架的整合。因为概念是组成这些图式和框架的基本模块,所以,概念性知识是理解的基础。理解类别中的认知过程包括解释、举例、分类、总结、推断、比较和说明。
解释是指学生能够将信息从一种表示形式转变为另一种表示形式,它可能涉及将文字转变为文字(例如释义),将图画转变为文字,将文字转变为图画,将数字转变为文字,将文字转变为数字,将音符转变为声音,等等。解释的同义词是转化、释义、描述和澄清。
目标实例及其测评题 在解释这一认知过程中,对于一种表示形式的给定的信息,学生能够将它转变为另一种形式。例如,在社会课中,目标可能是学会解释美国历史上内战时期重要讲演和文献的意义,与之对应的测评试题要求学生阐释一个著名演讲,如林肯的葛底斯堡演讲的意义。在科学课中,目标可能是学会以画图的方式描述自然现象,与之对应的测评试题要求学生使用图解法说明光合作用的原理。在数学课中,目标可能是学会将用文字表达的数学关系转变为用数学符号表达的代数方程式,与之对应的测评试题要求学生写出与“这个班男生人数是女生人数的两倍”这一文字陈述相对应的数学方程式(用B表示男孩的数目,用G表示女孩的数目)。
测评题型 测评解释的适当题型包括构答题(constructed response)(即需要学生提供答案)与选择题(selected response)(即需要学生从给定的答案选项中作出选择)。在测评时,信息以一种形式呈现出来,学生需要以另一种形式建构或者选择与之相同的信息。例如,一个构答题试题为:“邮寄一个包裹的费用是第一磅$2,以后每磅加收$1.5。写出与上面的陈述相对应的方程式,用T代表费用,P代表用磅表示的重量。”这道题的选择题试题为:“邮寄一个包裹的费用是第一磅$2,以后每磅加收$1.5。下面哪一个等式与上面的陈述相对应,等式中T代表费用,P代表用磅表示的重量。(a)T=$3.50+P,(b)T=$2.00+$1.50(P),(c)T=$2.00+$1.50(P-1)”
为了尽量保证测评针对的是解释而不是回忆,测评题包含的必须是新的信息。在这里,“新”的意思是学生在教学过程中未曾遇见过。如果不能遵从这条规则,我们就不能确保被测评的认知过程是解释而不是回忆。如果测评题与教学过程使用过的作业或例子相同,我们所测评的认知过程就有可能是回忆,尽管我们想要测评的并不是回忆。
如果测评任务针对的是高阶的认知过程,那么,它们必须满足这样一个要求,即单凭记忆,学生不能够得到正确的答案。尽管从现在起我们将不再重复这一点,但是,它适用于除记忆/回忆以外的所有其他过程类别和认知过程。
举例是指学生列举一般概念或原理的具体例子。举例涉及辨认一般概念或原理的定义特征(例如,一个等边三角形必定有两条等长的边),并利用这些特征去选择或建构一个具体例子(例如,确定给出的三个三角形中哪一个是等边三角形)。举例的同义词是示例和实例化。
目标实例及其测评题 在举例这一认知过程中,教师提供给学生一个概念或原理,学生必须选择或列举一个在教学中不曾遇见过的该概念或该原理的具体例子。在艺术史课中,目标可能是学会列举各种艺术绘画风格的例子,与之对应的测评题要求学生在四幅画中选择一幅印象派风格的作品。在科学课中,目标可能是能够列举各种化合物的例子,与之对应的测评要求学生在一次野外考察时找到一种无机物,并说出为什么它是无机物(即说明其定义特征)。在文学课中,目标可能是学会列举各种戏剧的流派的例子,与之对应的测评是,在简要地向学生叙述四场戏剧(其中一场是浪漫喜剧)后要求他们说出其中浪漫喜剧的剧名。
测评题型 举例的测评题型可以包括构答题(学生必须举出一个例子)与选择题(学生必须从给定的例组中选择一个例子)。科学课的试题“找到一种无机物并说出为什么它是无机物”要求学生建构答案。相反,试题“下列物质中哪一种是无机物?(a)铁,(b)蛋白质,(c)血液,(d)腐殖土”则要求选择答案。
分类要求学生识别某事/某物(如某一事件或例子)属于某一个类别(如某一概念或原理),这涉及查明与具体例子和概念或原理两者都“相符”的相关特征或模式。分类与举例是一对互补的认知过程:举例从一般的概念或原理出发要求学生寻找一个具体例子;而分类则从一个具体例子出发要求学生找到一般的概念或原理。分类的同义词是归类和归入。
目标实例及其测评题 在社会课中,目标可能是学会把观察到的和描述过的精神障碍病案例分类,与之对应的测评试题要求学生观看一个精神病人的行为录像,然后指出该病人表现出来的精神障碍。在科学课中,目标可能是学会将各种史前动物的物种分类,与之对应的测评题是为学生提供一些带有文字说明的史前动物图片,然后要求学生将相同的物种归到相应的类别之中。在数学课中,目标可能是能够确定数字所属的类别,与之对应的测评题提供给学生一个数字,要求学生在一列数字中圈出与该数字类别相同的所有数字。
测评题型 构答试题为学生提供一个例子,学生必须思考出与该例子相关的概念或原理。选择试题为学生提供一个例子,学生必须从一个列表中选择与该例子相关的概念或原理。分拣式(sorting)测评题为学生提供一组例子,学生必须确定哪些例子属于一个特定的类别以及哪些不属于该类别,或者把这些例子归入相应的类别之中。
总结是指学生用一句话来描述呈现的信息或概括出信息的主题。因此,总结涉及建构信息的表征,如建构戏剧中某一场景的含义,还涉及对信息进行概括,如确定主题或主要观点。总结的同义词是概括和归纳。
目标实例及其测评题 在总结这一认知过程中,针对给定的信息,学生提出其概要或概括出一个主题。在历史课中,目标可能是学会写出用图形描绘的事件的简短总结,与之对应的测评试题要求学生在观看法国革命的一段录像后简明扼要地写出其内容概略。类似地,在科学课中,目标可能是学会在阅读几篇关于著名科学家的作品后总结他们的主要贡献,与之对应的测评试题要求学生阅读关于查尔斯·达尔文的几篇代表作并总结作品的主要观点。在计算机科学课中,目标可能是学会总结一个程序中各种子程序的作用,与之对应的测评试题要求学生用一句话描述一个程序中的各部分在整个程序中所要实现的子目标。
测评题型 测评题可以是构答题,也可以是选择题,都涉及主题或概要。一般而言,主题比概要更为抽象。例如,一个构答题作业也许要求学生阅读一段无标题的关于加州淘金热的文章,然后为文章添加一个适当的标题。相应地,一个选择题作业也许要求学生在阅读同一段文章后,从一列四个可能的标题选项中选择最恰当的标题,或者按照标题与文章要点“相符”的程度排列这四个标题选项。
推断涉及在一组例子或事件中发现模式,这要求学生能够对每个例子的相关特征编码(encoding),更重要的是,能够发现例子之间的相互关系,从而抽象出能够解释这组例子的概念或原理。例如,对于给定的一列数,如1、2、3、5、8、13、21,如果学生能够关注其中每个数字的数值而不是其他无关的特征(如数字的形状或奇偶性),学生就能够在这列数中辨认出模式(即从第三个数开始,每个数都是它前面的两个数之和)。
推断的过程涉及在整个集合的背景中进行例子之间的比较。例如,为了确定上述数列中的下一个数,学生必须辨认出整个数列的变化模式。与推断相关的另一个认识过程是利用这一变化模式去生成一个新的例子(例如,上述数列的下一个数是34,即13与21之和)。这是执行的一种情形,而执行是属于应用类别的一个认知过程,因此,推断和应用往往一起用于认知任务。
最后,推断有别于归因(属于分析类别的一个具体认知过程)。如同我们将在本章后面所讨论的那样,归因只关注确定作者的立场或意图等实用性问题,而推断则关注从呈现的信息中归纳出一种模式。推断与归因的另一个区别在于,归因广泛地适用于必须“体会言外之意”的情形,尤其是当人们试图确定作者的立场时;而推断则发生在对推断的内容提供了预期结果的情境之中。推断的同义词是外推、内推、预测和断定。
目标实例及其测评题 在推断这一认知过程中,对于一组或一列给定的例子,学生找到解释它们的概念或原理。例如,在学习第二外语西班牙语时,目标可能是从西班牙语例子中推断语法规则。与之对应的测评是提供给学生许多“冠词—名词”的配对,如“la casa, el muchacho, la senorita, el pero”,然后要求学生阐明何时使用“la”与何时使用“el”的语法规则。在数学课中,目标可能是学会从两个变量的多个观察值中推断出两个变量之间的关系,并用方程式表达这种关系,与之对应的测评试题要求学生用一个方程式来描述变量x和变量y之间的关系,该方程式需要满足的条件是:当x为1,y等于0;当x为2,y等于3;当x为3,y等于8。
测评题型 要求学生进行推断(往往与执行一起)的三种常见测评题型是:完成式试题(completion tasks)、类比试题(analogy tasks)以及举异试题(oddity tasks)。完成式试题提供给学生一组项目,学生必须确定该组项目的下一个项目是什么,如同前面提到的数列的情形。类比试题提供给学生一个形式为“A对于B犹如C对于D”的类比,(如“国家”对于“总统”犹如“州”对于_____________),学生必须生成或选择一个适合填写在空白之处的项目去完成这个类比(例如,“州长”)。举异试题要求学生在所提供的三个或四个项目中确定哪一个与其他几个不同,例如,三道物理测验题,其中两道涉及一个原理,而另一道涉及一个不同的原理。为了使测评只针对推断这一认知过程,测评试题中的问题也许需要陈述学生得到正确答案所运用的基本概念和原理。
比较涉及查明两个或更多对象、事件、观点、问题或者情境之间的相似点与不同点,例如,确定一个广为人知的事件(例如,一个近期的政治丑闻)与一个鲜为人知的事件(例如,一个历史上的政治丑闻)的相似点。比较包括在两个对象、事件或观点的要素和模式之间发现一一对应的关系。与推断(例如,首先从更为熟悉的情境概括出规则)和实施(例如,其次把该规则应用到不熟悉的情境)一起使用时,比较有助于进行类比推理思维。比较的同义词是对比、配对和对应。
目标实例及其测评题 在比较这一认知过程中,学生查明给定的新信息与更为熟悉的知识之间的对应关系。例如,在社会课中,目标可能是通过与更为熟悉的情境相比较来理解历史事件,与之对应的测评问题是“美国独立战争与一场家庭纠纷或者朋友间的争论有何相似之处?”在科学课中,目标可能是学会将电路与一个更加熟悉的系统进行比较,与之对应的测评可能是一个提问“电路与水流的管道系统在哪些地方相似?”
比较也许还涉及确定两个或更多呈现的对象、事件或观点之间的对应关系。在数学课中,目标可能是学会比较结构类似的数学应用题,与之对应的测评问题要求学生比较某个混合题与某个应用题之间的相似之处。
测评题型 比较的一个主要测评方法是对应。在进行对应时,学生必须指明一个对象、观点、问题或情境的每一部分如何对应于(或映射到)另一个对象、观点、问题或情境的每一部分。例如,我们可以要求学生逐一讲述电路中的电池、连线和电阻是怎样分别类似于水流系统中的水泵、管道和管道构架的。
说明要求学生建构和运用某一系统的因果模型。该模型也许从一种形式理论推导得出(在自然科学中情况经常是这样),也许建立在研究或经验的基础之上(在社会学科和人文科学中往往如此)。一个完整的说明涉及建构一种因果模型,包括建构一个系统中的每一个主要部分或一条事件链中的每一个主要事件,以及运用该模型去确定改变该系统中的一部分或链中的一环将如何影响到其他部分的变化。说明的同义词是建模。
目标实例及其测评题 在对一个系统的给定描述加以说明时,学生发展以及运用该系统的一种因果模型。例如,在社会课中,目标可能是说明18世纪重要历史事件的原因,与之对应的测评题要求学生阅读与讨论关于美国独立战争的课文,然后建构独立战争中事件的一条因果链,从而对独立战争爆发的原因作出最佳的说明。在自然科学课中,目标可能是说明物理学的基本定律是如何起作用的,与之对应的测评要求学过欧姆定律的学生说明把第二节电池添加到电路中电流会如何变化,或者要求看过一段雷雨录像的学生说明温度的差异如何影响闪电的形成。
测评题型 测评学生说明能力的题型包括推理、故障诊断、重新设计和预测。推理试题要求学生说出给定事件发生的原因,例如,“当你往上拉自行车的打气筒手柄时,为什么空气会进入打气筒?”对该作业的一种回答是:“因为打气筒内的气压比外面低,所以空气被压进了打气筒”,这个回答涉及寻找原理以说明给定事件。
故障诊断试题要求学生诊断一个出了故障的系统从而找出故障的原因。例如,“假设你把自行车的打气筒手柄上拉和下压了好几次,但不见空气出来,故障在哪里?”这时,学生必须对故障的症状作出说明,例如,“打气筒上有一个洞”或者“活塞在应打开的位置上被卡住了”。
重新设计试题要求学生对系统进行改变但不改变系统的功能。例如,“你如何改进自行车的打气筒使它更好地工作?”为了回答这个问题,学生必须想象如何改变系统的一个或多个部件,如“在活塞和气筒内壁之间涂些润滑剂”。
在预测试题中,需要学生回答改变系统的某一部分将会如何引起系统其他部分的变化,例如,“如果增加自行车打气筒的直径,结果会怎样?”这个问题要求学生对头脑中的打气筒心理模型进行“操作”,从而想象到流过打气筒的空气量可能会由于打气筒直径的增加而增加。
应用涉及使用程序去完成练习或解决问题,因此,应用与程序性知识有着紧密的联系。对于“练习”这类任务,学生已经知道需要使用的适当程序因此已经形成相当程式化的完成步骤。对于“问题”这类任务,学生起初不知道解决问题的程序,所以,他们必须首先确定程序然后才能解决问题。应用认知类别包括两个具体的认知过程:执行——其任务是完成练习(学生熟悉的);实施——其任务是解决问题(学生不熟悉的)。
如果任务是熟悉的练习,学生通常知道需要使用哪些程序性知识。例如,对于一道特定的练习题(或一组练习题),学生几乎不用思考就能够完成整个解题程序。例如,一位学生遇到的第50道练习题涉及代数二次方程式,该学生可能只是简单地“代入数字然后进行运算”。
然而,如果任务是不熟悉的问题,那么,学生必须首先确定解决问题将要运用的知识。如果任务看起来要求程序性知识而严格符合问题情境的程序又无法获得,那么,学生也许需要对备选的程序性知识进行一些必要的修改。与执行不同,实施要求对问题以及解决问题的程序都有一定程度的理解。因此,在实施时,理解概念性知识是应用程序性知识的前提。
执行是指学生在遇到熟悉的任务(即练习)时程式化地执行一个程序。熟悉的情境往往能够为学生选择适当程序提供足够的线索。执行更经常与技能和算法的使用而不是与技术和方法的使用相联系(见第四章中关于程序性知识的讨论)。技能和算法具有两个特点:第一,技能和算法包括一列通常按固定顺序完成的步骤;第二,如果正确地完成这些步骤,那么,最终的结果就是预定的答案。正是这两个特点使技能和算法特别适合与执行一起使用。执行的同义词是实行。
目标实例及其测评题 在执行这一认知过程中,学生面临的是熟悉的任务并知道应该如何去完成该任务,他们只需要执行已知的程序就可以完成该任务。例如,小学数学课的目标可能是要求学生学会两个多位数的整数除法。指令“除”表示除法运算的算法,这是必要的程序性知识。为了测评这个目标,我们可以给学生安排15个整数除法习题(如784/15)并要求学生计算出各道习题的商。在科学课中,目标可能是学会运用科学公式计算变量的值,与之对应的测评提供给学生如下公式:密度=质量/体积,然后要求学生解答问题:“一种材料的质量为18磅,体积为9立方英寸,该材料的密度是多少?”
测评题型 执行的测评题可以是一道学生能够使用熟知的程序解答的熟悉习题。例如,“利用配方法求解下题中的x:x2+2x–3=0”。我们可以要求学生计算该题的答案,或者在适当的条件下,要求学生从一列备选答案中作出选择。此外,因为测评同时关注学生的答案以及学生使用的程序,因此,我们也许不仅要求学生计算出答案,而且还要求他们展示出计算过程。
实施是指学生选择和使用一个程序去完成不熟悉的任务。由于要选择程序,学生必须理解遇到的问题类型以及可获得程序的范围。所以,实施是与理解和创造等认知过程类别一起使用的。
由于面临的是不熟悉的问题,学生不能马上就知道需要使用哪一个现有程序。此外,也许并不存在一个“完全适合”该问题的程序,也许还需要对程序进行某些修改。实施更经常与技术和方法的使用而不是与技能和算法的使用相联系(见第四章关于程序性知识的讨论)。技术和方法具有如下两个特点:第一,解决问题的程序也许更像一个流程图而不像一个固定的序列,即程序内部也许存在“决策点”(例如,在完成步骤3以后,应该进行步骤4A还是步骤4B?);第二,即使程序使用得当,通常也不存在能够预期的单一的、固定的答案。正是这两个特点使技术和方法特别适用于实施的情形。
在那些要求应用概念性知识如理论、模型和结构(亚类C C )而又未形成应用性程序的目标中,不存在单一的固定答案这一特点尤其明显。请看这样一个目标:“学生应该能够将关于群众行为的社会心理学理论应用于群众控制。”社会心理学的理论是概念性知识而不是程序性知识,然而,这个目标显然是一个应用性的目标,而且不存在应用的程序。我们已经知道,理论会在应用中对学生起到非常明确的组织和指导作用,就是说,上述目标很少涉及创造类别的应用方面,而只是单纯的应用,所以,我们将该目标归入实施。
为了明白这样分类的道理,我们可以想象应用认知类别是沿着一个连续体组织起来的。这个连续体的开始部分是范围狭窄的、高度结构化的执行,几乎被程式化应用的已知程序性知识就位于这一部分。该连续体继续延伸至范围广阔的、结构化程度越来越低的实施部分。在实施的开始部分,我们必须选择程序以满足新情境;到了实施的中间部分,必须修改程序以便实施;到了实施的结尾部分,由于不存在备用的、可修改的程序性知识,我们必须以理论、模型和结构为指导从概念性知识中把程序加工出来。所以,虽然应用与程序性知识有着紧密的联系,而且这种联系存在于应用的大部分场合,但如前所述,在实施的结尾部位,也要用到概念性知识。实施的同义词是使用或运用。
目标实例及其测评题 在数学课中,目标可能是学会解决个人财务问题,与之对应的测评要求学生提出一个最为经济地购买一辆新车的财务方案。在自然科学课中,目标可能是学会在解决一个具体问题时使用最高效而且经济适用的研究方法,与之对应的测评是给学生指定一个研究问题,要求学生提出一个满足特定效果、效率和经费标准的研究计划。请注意,在上述两项测评题中,学生不仅必须应用程序(即参与实施),而且还必须依赖于对问题或程序或两者兼而有之的概念性理解。
测评题型 实施的测评题给学生提供一个他们不熟悉但必须解决的问题,因此,大多数测评题型都要首先对问题进行详细的描述。测评要求学生确定解决问题需要的程序,或使用所选择的程序来解决问题(必要时进行修改),或者两者兼有。
分析涉及将材料分解成它的组成部分,并确定各部分之间的相互关系,以及各部分与总体结构之间的关系。分析认知类别包括区别、组织、归因三个具体的认知过程。分析类别的教育目标包括学会确定信息的哪些部分是相关的或重要的(区别)、信息各部分是以什么方式组织在一起的(组织)以及信息背后的目的(归因)。虽然学会分析本身就可以当作目的,但在教育上可能更有理由把分析当作理解的外延,或当作评价、创造的开端。
增强学生的教育信息分析技能是许多学科的目标,科学、社会学科、人文以及艺术课的教师经常把“学会分析”作为他们的重要目标之一。例如,他们可能希望学生发展能力,从而能够:
●区分事实与观点(或者现实与幻想);
●把结论与支撑性论据联系起来;
●区分相关与无关的材料;
●确定观点之间是如何相互关联的;
●弄清说话人话语中隐藏的假设;
●区分诗歌和音乐中主要的与次要的观点和主题;
●发现那些能够佐证作者意图的证据。
理解、分析和评价这些认知过程类别是相互联系的,并且经常以循环的方式用于完成认知任务。然而,作为单独存在的过程类别,它们也是很重要的。一个能够理解交流的人也许并不能够对交流很好地进行分析,同样地,能够对交流熟练地进行分析的人可能不善于对交流进行评价。
区别涉及根据相关性和重要性来区分总体结构的各个部分。在区别这一认知过程中,学生将相关的(或重要的)和无关的(或不重要的)信息区分开来,然后专注于相关信息或重要信息。区别有别于理解类别的具体认知过程,因为区别涉及结构的组成,尤其是涉及确定要素如何适配于总体结构。更为具体地说,区别与比较的不同之处在于,两者确定什么相关或重要和什么无关或不重要所使用的更大的语境是不相同的。例如,在水果含义上区别苹果与柑橘时,它们内部的核是相关的,颜色和形状则是无关的;而在进行比较时,所有这些方面(即核、颜色和形状)都是相关的。区别的同义词是辨别、选择、区分和聚焦。
目标实例及其测评作业 在社会课中,目标可能是学会确定研究报告中的主要观点,与之对应的测评试题要求学生在一份关于古代玛雅人城市的考古报告上圈出要点(例如,城市何时建立以及灭亡,城市存在期间的人口、地理位置、自然建筑,城市的经济功能和文化功能、社会组织,城市建立以及废弃的原因,等等)。
类似地,在科学课中,目标可能是在某事物如何产生作用的文字描述中选出重要的阶段,与之对应的测评试题要求学生阅读书本中描述闪电形成的章节,然后把闪电形成的过程划分成主要的阶段(包括潮湿的空气上升形成云,云层中产生上升气流和下降气流,云层中电荷的分离,电荷从云层传达至地面的阶梯先导运动,以及从地面返回到云层的闪电的形成)。
最后,在数学课中,目标可能是区分一道文字题中的相关数字与无关数字,与之对应的测评试题要求学生在一道文字题中圈出相关数字并删去无关数字。
测评题型 区别的测评可以采用构答题或选择题。构答题在提供给学生一些材料后要求学生指出材料中哪一部分是最重要的或最相关的,例如,“一盒铅笔有12支,价钱是每盒$2.00。约翰有$5.00,想买24支铅笔。他需要买多少盒铅笔?请写出解答这一问题需要用到的数字。”选择题要求学生从提供的材料中选择出最重要或最相关的部分,例如,“一盒铅笔有12支,价钱是每盒$2.00。约翰有$5.00,想买24支铅笔。他需要买多少盒铅笔?请从下列选项中选出解答该问题所需要用到的一组数字:(a)12,$2.00,$5.00,24;(b)12,$2.00,$5.00;(c)12,$2.00,24;(d)12,24”。
组织是指学生在呈现的信息之间建立起系统的、内在一致的联系。因此,组织涉及辨认信息或情境的要素以及识别这些要素如何构成一个连贯的结构。组织与区别两种认知过程通常同时存在,即学生首先辨认相关的或重要的要素,然后确定这些要素构成的总体结构。组织与归因(其认知活动的中心是确定作者的意图或观点)两种认知过程也能够同时存在。组织的同义词包括构成、整合、发现连贯性、概述和分解。
目标实例及其测评题 在组织这一认知过程中,对于给定的情境或问题的描述,学生辨认出相关要素之间系统的、连贯的关系。在社会课中,目标可能是学会将历史性描述组织成赞同或否定某一解释的证据,与之对应的测评试题要求学生用概述的方式展示美国历史教科书的某个段落中哪些事实支持或不支持“美国内战是由于南方和北方城乡布局的差异造成的”这一结论。在自然科学课中,目标可能是学会按照假设、方法、数据和结论四个部分来分析研究报告,与之对应的测评要求学生写出一份特定研究报告的提纲。在数学课中,目标可能是学会对数学教材中各课进行概述,与之对应的测评题要求学生在学习了教材中关于基础统计学一课后制作一份包含着各种统计量的名称、公式和使用条件的表格。
测评题型 组织涉及到使材料结构化(例如,形成概述、表格、阵列或分层的图表),因此,测评题可以基于构答题或选择题进行设计。构答题也许要求学生写出一个段落的文字概述;而选择题可能要求学生从四个备选结构图中选择与给出的段落结构最为对应的一个结构图。
归因是指学生能够断定交流背后的观点、倾向、价值或意图。归因涉及到信息的解构过程,在此过程中,学生要确定呈现材料的作者的意图。与解释(在解释这一认知过程中,学生试图理解呈现材料的含义)不同的是,归因超出了基本理解的范围而进一步推断呈现材料中隐含着的作者的意图和观点。例如,在阅读关于美国内战时期亚特兰大战役的文章时,学生需要确定作者是站在北方的立场上还是南方的立场上。归因的同义词是解构。
目标实例及其测评题 在归因这一认知过程中,学生能够确定已知信息作者的潜在观点和意图。例如,在文学课中,目标可能是学会确定故事中人物一连串行为的动机。对于已经阅读过莎士比亚的剧本《麦克白》的学生,与上述目标对应的测评题是提问“莎士比亚将谋害国王邓肯归因于麦克白的什么动机?”在社会课中,目标可能是学会依据自己的理论视角确定在一篇有争议的文章中作者的观点,与之对应的测评题则是询问学生一篇关于亚马孙热带雨林的报告的立场是倾向于环保还是倾向于商业利益。这个目标也可用于科学课,对应的测评题要求学生确定一篇论述人类学习的文章作者究竟是一个行为主义者还是认知心理学家。
测评题型 归因用如下方式测评:首先向学生介绍一些书面的或言语的材料,然后要求学生书写或选择对材料作者或说话人的观点、意图等所作的描述。例如,一个构答题为“作者写作关于亚马孙热带雨林文章的目的是什么?”而相应的选择题为“作者写作文章的目的是:(a)提供有关亚马孙热带雨林的事实性知识,(b)提醒读者需要保护热带雨林,(c)证明热带雨林的经济效益,(d)描述开发热带雨林给人类带来的后果”。该题的另一种形式给出一些陈述如“热带雨林是独特的生态系统”,然后要求学生指出文章作者对这一陈述会:(a)非常赞同,(b)赞同,(c)不赞同也不否定,(d)否定,(e)强烈否定。
评价是指基于准则和标准作出判断。一些最常使用的准则包括质量、效果、效率和一致性等。这些准则许是由学生或其他人决定。标准可以是定量的(如,够量了吗?)也可以是定性的(如,够好了吗?)。我们能够把标准应用到准则上(例如,这个过程充分有效吗?这是高质量的产品吗?)。评价类别包括的认知过程有检查(判断内部一致性)和评论(基于外部准则进行判断)。
必须强调的是,并不是所有的判断都是评价性的,例如,判断一个具体的例子是否属于一个类别,判断某一程序对于特定的问题是否适当,判断两个对象是相似还是不同,等等,这些判断就不具有评价性。事实上,大部分认知过程都要求进行某种形式的判断。我们在此定义的评价与学生所作的其他判断最为明显的区别在于,评价使用了有着明确定义的准则作为绩效标准。这台机器具有它应有的效率吗?这是达到目的最好的方式吗?这种方式比其他方式具有更好的成本效益吗?诸如此类的问题都要由从事评价的人作出回答。
检查涉及到检验一项工作或一件产品内部的矛盾或错误之处。例如,学生检验结论是否从其前提中得出,数据是否支持假设,呈现的材料是否存在彼此矛盾的部分等,这些都是检查的情形。与计划(属于创造类别的具体认知过程)和实施(属于应用类别的具体认知过程)结合起来,检查可以确定计划的运作状态。检查的同义词包括检验、查明、监控和协调。
目标实例及其测评题 检查需要学生查找内部矛盾。在社会课中,目标可能是学会查明论说文字中存在的矛盾之处,与之对应的测评作业要求学生在观看一位政治候选人的电视广告节目后指出其言论的逻辑漏洞。在科学课中,目标可能是学会确定科学家的结论是否与观察数据吻合,与之对应的测评题要求学生在阅读一份化学实验报告后确定报告结论是否来自实验结果。
测评题型 检查的测评题涉及为学生提供的操作和产品,或学生自己创造的操作或产品。在落实一个问题的解决方案或完成一项任务时,人们关注方案或任务实际实施的一致性(例如,根据迄今为止我所做的,这是我应该所处的位置吗?),因此,这通常也会涉及到检查的认知过程。
评论涉及基于外部的准则和标准对产品或工作进行判断,是我们称之为批判性思维的核心。在评论这一认知过程中,学生注意到产品的正反两方面特征,并且至少部分地基于这些特征作出判断。例如,依据可能的效果和相关的成本来判断某一酸雨问题解决方案的价值(例如,要求全国所有的发电厂把烟囱排放物限制在某一范围内)。评论的同义词是判断。
目标实例及其测评题 评论是学生基于规定的或自己建立的准则、标准判断产品或工作的价值。在社会课中,目标可能是学会根据可能的效果来评价一个社会问题(例如“如何改进K–12教育”)的解决方案(例如,“取消所有的年级”)。在科学课中,目标可能是学会评价假设的合理性(例如,假设草莓长得特别大的原因是天上的星星不同寻常地排列成一条直线)。最后,在数学课中,目标可能是学会判断两种方法中哪一种对解决已知问题更有效或效率更高(例如,为了解答“你可以利用哪些可能的方式将两个整数相乘从而得到60?”这一问题,学生需要判断是应该找出60的全部质数因子还是应该生成一个代数方程)。
测评题型 我们可以要求学生评论自己的或他人的假设或创造成果。评论可以基于正面、反面或正反两方面的准则,并且可以获得正反两方面的结果。例如,在评论某校区提议的全年教学计划时,学生会得到正面的结果,如避免了暑假从而消除了放假造成的学习损失,但也会得到反面的结果,如破坏了家庭度假计划。
创造涉及将要素组成内在一致的整体或功能性整体。属于创造类别的目标要求学生在心理上将某些要素或部件重组为不明显存在的模型或结构,从而生成一个新产品。涉及创造的认知过程通常需要学生先前的学习经历的配合。尽管创造要求学生进行创造性思维,但它并不是不受学习任务或情境约束的完全自由的创造性表达。
对于某些人而言,创造是生成非同寻常的产品,常常被认为是使用某种特殊技能的结果。然而,我们使用的术语创造,虽然它包括了要求生成独特产品的目标,但也涉及要求所有学生都能够而且一定会生成产品的目标。在实现这些目标的过程中,许多学生至少会自己对信息或材料进行综合,从而生成新的整体,如同写作、绘画、雕塑、建筑等情形那样。在这种意义上,我们说这些学生将会创造。
虽然创造类别中的许多目标强调原创性(或独特性),但教育者必须定义什么是原创的或什么是独特的。术语独特的是否能够用来描述单个学生的工作(例如,“这是亚当·琼斯的独特之处?”),或者这一术语是专用于一组学生的(例如,“这是五年级学生的独特之处?”)。另外,创造类别中的许多目标并不依赖于原创性或独特性,注意到这一点是很重要的。教师使用这些目标的意图是使学生学会将材料综合成一个整体。书面作业经常要求这种综合,在作业中,教师预期学生把以前教过的材料汇集成系统的描述。
虽然理解、应用和分析也许涉及查明对呈现要素之间的关系,但创造与这些类别不同,因为创造还涉及全新产品的建构。与创造不一样,其他认知类别涉及使用一组特定的要素,而这些要素是一个特定整体的一部分;就是说,这些要素是学生试图理解的一个更大结构的一部分。另一方面,在创造过程中,学生必须使用多个来源的要素,把它们整合成为一个新颖的、与自己先前的知识相关的结构或模型。创造的结果是一个新产品,即一个能够看得见的、内容比原有材料更为丰富的东西。在某种程度上,一项创造任务很可能要求使用前面每个认知过程类别的一些方面,但不一定按照分类表中的顺序使用它们。
我们认识到,创作(composition)(包括写作)常常但并不总是要求与创造相关的认知过程。例如,那些回忆观点或解释材料的写作就不涉及创造。我们还认识到,超越基本理解的深层理解可能要求与创造相关的认知过程。深层理解是一种建构或领悟行为,在这个意义上,它涉及创造中的具体认知过程。
创造过程可以分为三个阶段:问题表征(学生试图理解任务并产生可能的问题解决方案)、方案计划(学生审视可能的方案然后形成可行计划)以及方案执行(学生成功地执行计划)。因此,创造过程可以被设想为开始于一个发散思维的阶段,在此阶段中,学生试图理解任务,同时仔细思考各种可能的问题解决方案(产生)。此后是一个聚合思维的阶段,在此阶段中,学生把问题解决方案转变成一个详细的、逻辑有序的行动计划(计划)。最后,该行动计划作为学生建构的问题解决方案得到执行(生成)。因此,一点也不意外,创造类别包括产生、计划和生成三个具体认知过程。
产生涉及学习者表征问题并提出满足特定准则的假设或解决方案。问题最初的表征方式经常暗示可能的解决方案;另一方面,重新定义或表征问题也许提示不同的问题解决方案。当产生超越先前知识和现有理论的范围或约束时,产生就涉及发散思维并且构成所谓的创造性思维的核心。
产生这一术语在本章中的使用是狭义的。理解也要求产生的过程,如在解释、举例、总结、推断、比较和说明认知过程中都包含产生的过程。然而,理解的目的大多是收敛的(即为了获得单一意义);相反,属于创造类别的产生其目的则是发散的(即为了获得各种可能的解决方案)。产生的同义词是假设。
目标实例及其测评题 在产生这一认知过程中,学生必须针对给定的问题提出各种解决方案。例如,在社会课中,目标可能是学会提出解决社会问题的多种实用方案,与之对应的测评题是“提出尽可能多的,确保人人都有适当医疗保险的方案”。为了测评学生的回答,教师应该建立一套与学生共同使用的准则,这些准则也许包括备选方案的数目,各种方案的合理性、实用性等等。在科学课中,目标可能是学会提出解释观察现象的假设,与之对应的测评要求学生写出尽可能多的假设,用以解释草莓长得特别大这一现象。同样地,为了判断学生回答的质量,教师应该建立起明确定义的准则,并把这些准则交给学生使用。最后,在数学课中,目标可能是能够产生出获得某个结果的各种方法,与之对应的测评题为“你可以使用哪些方法找出那些乘积为60的整数?”上述每一项测评都需要明确的、师生共同使用的评分准则。
测评题型 测评产生通常采用构答题,题中要求学生生成备选方案或假设。构答题的两种传统方式分别是结果试题(consequences tasks)和用途试题(uses tasks)。在结果试题中,学生必须列举某一事件的所有可能结果,例如“如果个人收入税率是固定单一的而不是累进的,结果会怎样?”在用途试题中,学生必须列举某一对象的所有可能用途,例如,“互联网有哪些可能的用途?”选择题型几乎不可能用于产生认知过程的测评。
计划涉及设计一个满足问题准则的解决方法,即形成一个解决问题的计划。计划是针对给定的问题生成实际解决方案之前的那个步骤。在计划过程中,学生可能建立子目标,或者把一个任务分成几个在解决问题时将要完成的子任务。教师经常会有所省略,不提计划目标,而是用生成来陈述目标。在这种情况下,教师要么假定生成目标已经包含了计划,要么将计划内隐于生成目标之中。如果是这样的话,学生在建构产品(即生成)的过程中很可能会不知不觉地计划。计划的同义词是设计。
目标实例及其测评题 在计划这一认知过程中,学生针对特定的问题形成解决方法。在历史课中,目标可能是能够计划某一历史论题的研究论文,与之对应的测评题要求学生提交一份关于美国独立战争的研究论文提纲,其中包括开展研究所要遵循的步骤。在科学课中,目标可能是学会设计检验各种假设的研究方案,与之对应的测评题要求学生设计一种研究方法,从而确定三个因素中哪一个决定摆的振动频率。在数学课中,目标可能是能够拟定解答几何题的步骤,与之对应的测评要求学生设计如何决定一个截去头部的锥体的体积(一个以前在课堂上未见过的试题)。该设计也许涉及分别计算大小锥体的体积,最后从大体积中减去小体积。
测评题型 对计划的测评可以要求学生针对特定的问题形成问题解决方案,描述问题解决方案,或者选择问题解决计划。
生成涉及执行计划去解决特定的、满足一定具体要求的问题。前面已经提及,与创造类别相关的目标并不一定要求原创性或独特性,因此,与生成有关的目标也不一定要求原创性或独特性。生成可能要求使用第四章中描述的四类知识。生成的同义词是建构。
目标实例及其测评题 在生成这一认知过程中,学生必须创造出符合目标功能描述的产品,这涉及针对特定的问题执行解决问题的计划。下面的目标实例都与生成符合一定要求的、新颖且实用的产品相关。在历史课中,目标可能是学会写作关于特定历史时期的、达到一定学术标准的文章,与之对应的测评题要求学生写一篇发生在美国独立战争时期的短篇故事。在科学课中,目标可能是学会出于某种目的为某些物种设计栖息地,与之对应的测评题要求学生设计一个太空站的居住舱。在英语文学课中,目标可能是学会设计戏剧的布景,与之对应的测评题要求学生为一场学生演出剧《为戴茜小姐开车》设计布景。在所有这些例子中,对测评题的具体要求成为评价学生表现的准则。因此,应该将这些具体要求包括在评分细则之内,在测评之前就交给学生。
测评题型 测评生成常采用设计题,这类试题要求学生按照一定具体规定创造一个产品。例如,要求学生画出一所新高中学校的设计图,图中包括方便学生贮存个人物品的新方式。
我们已经分别审视了每一个认知过程(即作为去情境化的认知过程)。在下一节中,我们将在一个特定的情境中审视这些认知过程(即作为情境化的认知过程),从而将认知过程与知识重新结合在一起。与去情境化的认知过程(如计划)不同,情境化的认知过程出现在具体的学习情境中(例如,计划一篇文学短文的写作,计划解答一道算术文字题,进行一项科学实验等等)。
只关注去情境化的认知过程也许会更容易些,但是,来自认知科学的两项研究成果表明,情境在学习和思维中具有重要作用(Bransford, Brown, and Cocking, 1999; Mayer, 1992; Smith, 1991)。第一,研究表明,认知过程在本质上取决于它所应用的学科(Bruer, 1993; Mayer, 1999; Pressley and Woloshyn, 1995)。例如,学会计划数学问题的解答方案有别于学会计划文学短文的写作,因此,数学方面的计划经验并不必然地有助于学生计划短文的写作。第二,关于真实性评价的研究表明,认知过程在本质上取决于认知任务的真实性(Baker, O'Neil, and Linn, 1993; Hambleton, 1996)。例如,学会生成写作计划(并不实际写作一篇文章)与在实际写作的情境中学会生成写作计划是不同的。
虽然我们已对认知过程逐一进行了描述,但是,这些认知过程常常被同时用于促进有意义学习。大部分真实的学术性认知任务要求协同使用几类知识和几种认知过程。例如,为了解答一道数学文字题,学生也许需要:
●解释(理解题中的每一个句子);
●回忆(提取答题所需的、相关的事实性知识);
●组织(建立起题中关键信息的连贯的表征,即概念性知识);
●计划(拟定解题计划);
●生成(执行解题计划,即程序性知识)(Mayer, 1992)。
类似地,为了写作一篇文章,学生也许需要:
●回忆(提取可能包括在文章中的相关信息);
●计划(决定文章应该包括的内容,确定具体写什么以及如何写);
●生成(创作文字作品);
●评论(确保所写的文章“言之有理”)(Levy and Ransdell, 1996)。
用最简单的话来说,本修订版分类框架旨在帮助教师更好地教学,学习者更好地学习,测评者更好地测评。例如,假设有一位教师,她希望学生学会欧姆定律,并为这个较为宽泛的目标设计一个教学单元。由于目标不是很具体,因此,这个单元的教学可能需要包括所有四类知识:事实性知识、概念性知识、程序性知识和元认知知识。事实性知识包括电流的单位是安培,电压的单位是伏特,电阻的单位是欧姆等等;程序性知识包括运用欧姆定律公式(电压=电流×电阻)计算的步骤等。
虽然该教学单元很明显地包括这两类知识,但更深刻地理解欧姆定律还需要其他两类知识:概念性知识和元认知知识。概念性知识的一个例子是由电池、电线和灯泡组成的电路的结构及其工作原理。电路是一个概念性系统,该系统中的元件之间存在因果关系(例如,如果把更多的电池串联起来,电压就增加,从而引起电线中流动的电子数增加,使得测量到的电流增加)。元认知知识的一个例子是,教师也许预期学生懂得何时使用记忆策略记住欧姆定律的名称、公式以及类似的知识。教师也许还希望学生建立自己学习和运用欧姆定律时要达到的目标。
关于欧姆定律的教学单元完全可以只关注学习的保持,这样,该单元的教学目标数量将非常有限。促进学习保持的目标主要是基于记忆这一认知类别建立起来的,它包括回忆和识别事实性知识、概念性知识、程序性知识和元认知知识。例如,回忆事实性知识的目标为:学生将能够回忆欧姆定律公式中各个字母所表示的意思;回忆程序性知识的目标为:学生将能够回忆运用欧姆定律的步骤。
虽然这些都是该单元需要包括的明显的保持型目标,但该单元也可能包括涉及概念性知识和元认知知识的保持型目标。对于概念性知识,目标可能是:学生将能够凭记忆画出电路图。由于该目标侧重于回忆,因此,对每个学生所画的电路图的评价依据是它与教科书上或授课时展示的电路图之间的一致性程度。对于与概念性知识和元认知知识相关的测评提问,学生也许会完全依赖于以前介绍过的材料以死记硬背的方式来回答。当单元的总体目的是为了促进学习的迁移时,我们就需要纳入涉及更复杂认知过程的目标作为对回忆性目标的补充。
最后,回忆元认知知识的目标可能是:学生能够记住“吃一堑,长一智”这一口号。换言之,在解决问题或寻找答案的初次尝试不成功时,学生能够记得中止尝试同时考虑其他可能的解答方法。同样地,该目标强调的是回忆,因此,对学生的测评提问也许是,在解决一个问题的初次尝试遇到困难时,他们是否记得那个口号。如果对学生的回答予以评分的话,那么,学生就会根据教师希望得到的答案来回答提问(即“当然,我记得”)而不是真正理解了该口号的含义,因此,只有当学生认识到该口号的目的是为了帮助他们改进学习时,这个测评题才能够起到它应有的作用。
一旦教师将教学的关注点转到促进学生的学习迁移上,他们就需要考虑全部的认知过程类别。这样,关于欧姆定律的教学单元将可能拥有如下所示的各种各样的目标:
●解释事实性知识的目标:“学生应该能够使用自己的语言来定义关键词(例如,电阻)。”
●解释概念性知识的目标:“学生应该能够解释电流会怎样随电路的改变(例如,两个原来串联的电池并联后重新接于电路)而变化。”
●执行程序性知识的目标:“学生将能够在特定电流(以安培为单位)和电阻(以欧姆为单位)的条件下使用欧姆定律计算电压。”
●区别概念性知识的目标:“学生将能够确定在有关欧姆定律的文字题中哪些信息能够用于决定电阻(例如,灯泡的瓦数、电线的粗细、电池的电压)。”
●检查程序性知识的目标:“学生将能够确定一个对于涉及欧姆定律的问题所提出的解题方案是否有效。”
●评价元认知知识的目标:“学生将能够选择最适合他们目前理解水平的、能够解决涉及欧姆定律问题的方案。”
●产生概念性知识的目标:“学生将能够提出不改变电池而使电路中的灯泡变得更亮的各种方法。”
用字母X表示上述各目标,我们可以将所有这些目标都放置到分类表中(见表5.2)。该表有些方格中未填写X,这是因为该教学单元的目标并未包括认知过程和知识的所有可能的组合。尽管如此,该单元显然还是包括了回忆事实性知识以外的许多目标。我们对教学单元中不同目标的关注表明,针对教育目标进行教学和测评的最有效的方法,也许是把教育目标包含在少数几个基本的情境之中(例如一个教学单元),而不是孤立地关注每一个目标。我们将在后面再次谈到这个问题。
表5.2 虚拟的欧姆定律教学单元的完整分类表
本章的主要目的之一是,审视如何能够拓展教学和测评的范围,使其超越对回忆认知过程的专一关注。我们描述了与6个认知过程类别相关联的19种具体的认知过程,其中与回忆相关的具体认知过程有2种,另外17种则与回忆以外的其他过程类别相联系,这些过程类别是理解、应用、分析、评价和创造。
我们的分析对教学以及测评都具有重要意义。在教学方面,有2种认知过程有助于促进学习的保持,而其他17种认知过程则有助于促进学习的迁移。因此,如果教学的目的是为了促进学习的迁移,目标应该包括与理解、应用、分析、评价和创造相联系的认知过程。本章的描述旨在帮助教育者提出涉及范围更广、可能产生保持和迁移两种学习结果的教育目标。
在测评方面,我们对认知过程进行分析是为了帮助教育者(包括测验设计者)拓展学习的测评范围。如果教学的目的是为了促进学习的迁移,测评任务应该涉及回忆以外的认知过程。虽然涉及回忆和识别的测评任务仍会存在,但我们能够(而且通常应该)对它们补充一些涉及学习迁移所要求的全部认知过程的测评任务。