任务分析技术在中学物理教学中的应用

梁坤

（山东大学附属中学）

任务分析技术在中学物理教学中的应用

梁坤

（山东大学附属中学）

加涅发展了任务分析的技术，不同类型的学习任务分析方法不同。加涅把学习的类型分为两类：结果层级分析和程序性任务分析。程序性任务分析不仅能帮助教师关注学生的外部行为，还能帮助教师揭示一些内在的心理步骤。结果层级分析技术可以帮助教师科学地制定教学设计的顺序，合理地确定重难点。通过两个具体的例子讨论了任务分析技术在初中物理教学中的应用。

任务分析；初中物理；教学

一、任务分析的发展及价值

任务分析（task analysis）是一个心理学术语，起源于第二次世界大战时期，由心理学家米勒提出。当时，行为主义心理学工作者力图用当时发展起来的刺激、反应和强化等心理学原理为依据训练新兵使用新式武器，但是效果平平。一部分心理学家认识到，人类的学习是十分复杂的，涉及内在的认知与情感和外显的行为。用单一的行为主义学习原理不能解释人类的复杂学习。任务分析技术应运而生。加涅（R.M.Gange）发展了任务分析理论并将其应用于教学设计。20世纪后期乔纳森等三人写任务分析的专著《教学设计中的任务分析方法》（D.H.Jonassen，M.Tessmer&W.H.Hannam，1999），由皮连生引入我国。“任务分析”是一种关于教学设计的技术，指在开始教学活动之前，预先对学习目标中所规定的，需要学生习得的能力或倾向的构成成分及其层次关系详加分析，为学习顺序的安排和教学条件的创设提供心理依据。

教师在教学设计过程中，往往通过个人的经验制定教学的顺序和各个环节，很少对学生学习任务进行科学分析。任务分析是揭示教学目标规定的学习结果的类型及其构成成分和层次关系的重要技术，并帮助教师提供学习结果习得的教学条件，为教学设计各环节顺序的安排和教学重难点的确定提供科学的心理学依据。

二、任务分析的方法

文中主要关注两种任务分析的方法，一种称之为层级任务分析，第二种称为程序性任务分析。

在层级分析中，教师或教学设计者需要从上到下地分解学习任务，使学习的各任务之间呈现出一种层级关系，分析到学生的起点能力中止。教学时，按照任务分析出的层级关系，从下到上地逐步推进教学。层级分析或先行条件分析，适用于智力技能类的学习任务。程序性任务分析就是把学生必须经历的心理或行为步骤分解开来，以便于任务得以顺利完成。适用的条件是具有先后顺序的程序性技能，通常使用一个流程图呈现出来。

三、任务分析的步骤

文中结合两个初中物理教学中的例子介绍任务分析技术的实施步骤。

例1.由两个电阻R1和R2串联组成的电路，它们两端的电压是100V，其中R1的阻值是80Ω，R2两端的电压是40V，求：串联电路中的电流。

例2.沪科版教材第十五章《探究电路》第四节“伏安法”测电阻是一节基于欧姆定律的应用的一节实验探究课。

对这两个例子的分析步骤如下：

1.确定终点目标

例1是利用欧姆定律求解串联电路中的电流，终点目标是求出串联电路的电流。例2的终点目标是通过实验操作，用“伏安法”测算出定值电阻的大小。

2.分析终点目标的学习类型

加涅对教学过程中的学习结果进行分类。他把学习结果分为五类，分别是言语信息、智慧技能、认知策略、动作技能和态度。这五类学习结果有效教学条件不同。例1中的学习结果是学生掌握了智慧技能，而例2中学生学习结果属于动作技能的范畴。

3.确定任务分析的基本方法

通过上面确定的学习结果类型来看，程序性任务分析适用于例1中的学习结果，层级任务分析适用于例2中的学习结果。

为了了解达到任何一种既定的目标所需经历的步骤以及需要掌握的前提技能，加涅在他的教学设计思想中，提出了针对学习的任务分析技术。对学习任务进行分析主要有两种技术。第一种技术是将学生完成一任务时必须执行的一系列步骤分析出来，这种分析的技术不仅揭示了一些可以从外部观察到的步骤，而且揭示了一些内在的心理步骤，这种任务分析技术称为序列任务分析或信息加工分析（information processing analysis），第二种任务分析技术是为了分析学生为了掌握某一技能，需要掌握哪些简单的从属技能，进而分析掌握这些从属技能的从属技能，直到分析到学生无需再学（学生已经掌握的技能）的层次为止，这种任务分析技术称为学习任务分析（learning task analysis）。

四、信息加工分析在中学物理教学中的应用

初中物理教学中，教师较多地关注学生的学习结果，对于学生的学习过程及思维过程不能很好地监控，主要原因是教师能够观察到的是学生的行为。信息加工分析超越了可以观察到的行为，考虑了在整个任务完成中的智慧技能的部分。完成任务的一系列的步骤可以用流程图的方式很好地表示出来。下面用一个例子介绍该技术在物理学习中的应用。

上面的题目中，学生解题时容易出现用R2两端的电压是40V去除以R1的阻值是80Ω得到0.5A。显然这是一个错误的结果，出现错误的原因是学生缺少一个判断和决策的过程，如图1所示，菱形部分表示的是该计算题的一个决策过程，学生只有判断好并进行决策才能得出正确的结果。

图1 欧姆定律求电流的流程图开始部分

图2 “伏安法”测电阻的任务层级

这是一个简单的例子，初中物理中需要判断和决策的例子还有很多，如解决密度计算题、速度计算题等。在物理技能学习的过程中，新的学习者必定会有某些或全部的环节未把握，因此不可能得出完整的“描绘”。基于信息加工分析的任务分析技术，就是帮助教师了解学生智慧技能的掌握情况。基于信息加工的任务分析技术能很好地帮助物理教师了解学生完整的思维过程，了解是哪个环节没有掌握，并有针对性地进行指导。

五、学习任务分析在中学物理教学中的应用

在学生初中物理的学习过程中，学生的学习是层层深入的，综合性是越来越高的。后面遇到的问题往往需要用前面掌握的技能来解决。这就需要分析学生为了掌握某个技能需要的哪些从属技能，这些从属技能掌握到了什么程度，哪些地方需要教师和学生重点关注，哪些地方需要在教师的帮助下完成。这样就给我们在教学活动中教师确定教学重点、教学难点、教学起点提供了科学和理论支撑，更重要的是该分析有助于教师设计教学的顺序。这种方法通常用学习层级图表示出来。下面用一个例子来说明这一点。

例2沪科版教材第十五章《探究电路》第四节“伏安法”测电阻是一节基于欧姆定律的应用的一节实验探究课。

本节课学习任务分析如图2所示，通过分析可以很直观地看到，学生要掌握“伏安法”测电阻这一技能需要掌握的从属技能自上而下层层展开，直至学生掌握的起点技能为止，而教师教学设计的顺序应该是自下而上的。

本节课的教学重点在图中体现得最为明显，就是对欧姆定律的变形公式进行正确深入的理解。因此，教师教学中设计问题时可以设计如：“为什么多次测量的定值电阻基本是不变的？导体电阻的大小和什么因素有关？能不能认为电阻随着电流的增加而减小？”在教学实践中，通过提问，学生对知识的掌握变得顺畅了，充分体现了任务分析技术对教学具有很高的应用价值。

［1］吴庆麟.教育科学分支科学丛书《教育心理学》［M］.人民教育出版社，1999-12.

［2］皮连生.国家精品课程教材《教育心理学》［M］.上海教育出版社，2011-04.

·编辑 张珍珍