基于课堂观察的高中地理教学过程认知诊断——以“工业的区位选择”为例

侯德娟

（华中师范大学 教师教育学院, 湖北 武汉 430079）

基于课堂观察的高中地理教学过程认知诊断
——以“工业的区位选择”为例

侯德娟

（华中师范大学 教师教育学院, 湖北 武汉 430079）

认知诊断不同于传统的测验与评价技术，它可以深入到教学过程以诊断师生互动的认知关系。在深化地理课程改革的背景下，以《普通高中地理课程标准（实验）》和修订的布卢姆认知教育目标分类学为主要依据，结合高中地理必修2“工业的区位选择”，设计高中地理课堂教学过程认知诊断量表，并对10例课堂教学的互动质量进行观察诊断。数据整理和分析的结果发现，课程改革后高中地理教师课堂互动意识增强、互动程度提高，但互动的质量总体水平不高。在此基础上，提出建立优质互动课堂的努力方向：设计达成目标的完整认知任务链；从认知视角深度挖掘教学资源；遵循学生的认知进阶来展开教学过程；聚焦学生认知水平的达成评价。

认知诊断；互动质量；教学过程；新课程改革

我国地理新课程改革已有十多年，是否改变了照本宣科、直接灌输的传统地理课堂？课堂教学水平是否还停留在表层的、表面的地理符号教学？《基础教育课程改革纲要（试行）》明确提出“改变课程过于注重知识传授的倾向，强调形成积极主动的学习态度”的课程改革具体目标，还强调“改变课程实施过于强调接受学习、死记硬背、机械训练的现状”、“教师在教学过程中应与学生积极互动、共同发展”等[1]。目前地理课堂教学现状距离新课程改革目标还存在多大的差距？深化地理课程改革下一步努力的方向是什么？迫切需要课堂教学诊断工具对当前高中地理课堂教学过程的互动程度、深度进行“把脉”。

现代教学观认为课堂教学是教师和学生通过符号、行动、情感反应等工具进行互动，引导学生进行主动建构实现其认知结构变化的过程。学生认知结构的变化遵循由简单到复杂、由感性认识到理性认识、由事实到观念、由浅入深的一系列内化进阶过程。由此可见，有效的高中课堂教学是一个螺旋上升、不断进阶的有序互动的认知活动系统。本文主要将地理教师认知的序与学生认知的序对应、紧密结合起来，作为地理课堂教学互动程度的指标，以师生互动过程中达到的认知水平作为地理课堂教学互动深度的指标，以“工业的区位选择”[2]为例，编制科学的认知诊断工具定位高中地理课堂教学过程的现状，以探寻深化课程改革努力的方向。

一、高中地理教学过程认知诊断量表的构建

1.课堂观察点的确定

地理课堂观察点放在教师围绕教学目标设置的各项具体教学任务上。从认知的视角来看，教学任务就是认知任务。而任务的认知含量和认知水平则决定教学的深度，并最终决定教学的质量。总认知任务设置的依据是《普通高中地理课程标准（实验）》（以下简称“标准”）[3]。它是为深化地理课程改革而制定的关于地理课程的指令和指导性文件。课程内容标准规定了高中生应达到的地理课程基本学习目标和基本学习内容。

在教学过程中，总认知任务按照学生认知的序，被分解为多项子认知任务。编制的诊断工具则以洛林· W·安德森修订的布卢姆认知教育目标分类学为依据对总认知任务进行科学的分解[4]。该理论将知识维度和认知过程维度分离开来；将认知过程由浅到深地划分为记忆/回忆、理解、应用、分析、评价和创造这6个水平，19个亚类；并在表述上对每个认知过程动词的内涵进行了清晰的界定，具有可操作性。

在课堂教学情境中，教学认知活动的起点是在教师的引导下学生形成对认知对象的感性认识，即对具体地理事实或地理过程的命题或表象表征。正是在此基础

上，学生逐渐达到深层的理性认识。以高中必修2“工业的区位选择”为例，“内容标准”里规定教学目的为“分析工业区位因素”，即为课堂的总认知任务。按照学生认知过程的进阶，总任务被分解为环环相扣、步步深入的五项任务，分别是“1.学生能够对工业生产活动进行表象表征，并能转化为命题表征；2.学生能够理解工业区位概念；3.学生能够应用工业主导区位因素对工业地理位置进行解读；4.学生能够对工业区位因素进行组织；5.学生能够分析工业区位因素随时间的变化及其对工业区位选择的影响”。课堂观察点就是具体的认知任务，以及任务之间的过渡。为了观察的需要，对认知任务中的认知动词转换为对应的外显行为动词，转换后的结果为“1.学生能够说出工业生产过程；2.学生能够举例来解释工业区位概念；3.学生能够应用工业主导区位因素进行案例分析；4.学生能够对工业区位因素进行综合，画出结构图；5.学生能够分析工业区位因素的变化对工业区位选择的影响，建构工业区位因素时空模型”。

2.认知诊断指标的设计

为考察课堂教学的互动程度，从“教师促进学生认知的教学方式”和“学生认知水平的达成方式”两个方面对每一个认知任务进行设计，对教师和学生的认知活动同时进行观察，以诊断各个认知任务互动的情况。

围绕认知任务1“学生能够说出工业生产活动的过程”，“教师促进学生认知的教学方式”是创设工业活动情境，引导学生进行整体扫描，从长时记忆中提取相关信息，形成对工业活动的表征。与此对应的“学生认知水平的达成方式”是学生能够最终说出工业生产过程。在认知任务1完成的基础上，开展认知任务2“学生能够解释工业区位概念”。“教师促进学生认知的教学方式”主要通过举例，引导学生对“工业生产活动的地理位置”进行局部聚焦，并通过空间位置使学生主动建构起和工业活动有联系的其他因素。“学生认知水平的达成方式”是说实例的方式来解释工业区位概念。任务3“学生能够应用工业主导区位因素来解读工业的地理位置”是对任务2的拓展，从工业主导区位因素来看工业地理位置，“教师的教学方式”和“学生的学习方式”分别对应“案例”和“应用”。任务4“学生能够对工业区位因素进行组织”是具体情境的抽象，对工业活动和区位因素本质联系的整合。教师主要采取“空间联系”的促进方式，而学生的学习方式则“画出结构图”。任务5加入时间因素对工业区位选择的影响，教师的促进方式是“时空综合”，学生的学习方式则是“建立工业区位因素时空模型”。

3.诊断尺度的拟定

根据研究目的的需要，采用李克特量表把诊断的尺度分为 “优秀、良好、合格、不合格、无”5级，分别赋予“4、3、2、1、0”。具体来说，优秀：师生积极互动，学生很好地达到相应认知水平；良好：师生互动较好，学生较好地达到相应水平；合格：师生互动一般，学生基本达到相应水平；不合格：师生很少互动，学生没有达到相应水平；无：教师教学中无此认知任务，因而师生无互动、学生无认知变化。

综上所述，地理课堂教学认知诊断量表主要由课堂观察点、基于目标的诊断指标、尺度和尺度描述等要素构成，要素之间的关系则按照观察目标——教导活动——学习活动——教学过程诊断的逻辑来组织。在形式上，以多维表格的样式呈现，具体情况见表1。

表1 “工业的区位选择”教学过程认知诊断量表

二、高中地理教学过程的课堂观察诊断分析

1.诊断工具的信度和效度分析

诊断工具是依据“标准”和修订的布卢姆认知教育目标分类学，结合具体课例来设计的，因而具有较好的逻辑效度。此外，在诊断工具的设计和修订过程中，请有关专家对工具的合理性和适用性进行评价，并根据专家的建议对工具进行调整和完善，进一步保证了工具的内容效度。

为了保证工具的信度，在工具编制完成后，进行了试用。研究者安排6名地理课程与教学论的研究生使用编制的诊断工具对同一课堂教学视频进行评价，并对他们的评分结果进行分析，结果表明肯德尔W系数为0.809，证明了编制工具的可信性。

为了进一步验证工具的有效性，对新手教师和专家教师的同一课题教学进行课堂观察（评分者事先并不知道授课教师的身份），结果表明专家课堂得分（3.4分）显著高于新手教师（2分），说明工具具有较好的效标效度。

2.观察对象的确定

因为研究的对象是教师，为减少学生方面误差的影响，控制授课类型为新课，学生均刚学完“农业地域的形成与发展”这些额外变量。采用立意抽样的方法抽取10例高中地理教师的网络课堂“工业的区位选择”来进行观察，保证样本的代表性。表2为观察对象的人口统计学信息，观察对象为4名男教师和6名女教师，年龄范围约在20~60岁之间，所在地区分布在8个省份和2个直辖市，表明所选观察对象具有代表性。

表2 人教版“工业的区位选择”网络课堂观察对象信息表

3.课堂观察过程

登陆“国家教育资源公共服务平台”，依次点击“高中学段”、“地理学科”、“人教2003版”、“必修2”、“第四章工业地域的形成与发展”等图标后，随机选择“第一节 工业的区位选择”网络课堂视频。观察者首先记录下观察对象的相关信息，之后在安静的环境中在线认真观察网络课堂视频，并根据教师的课堂教学进展来对相应的认知任务进行评分。观察者严格按照“工业的区位选择”教学过程认知诊断观察量表来进行评分，4代表“优秀”、3代表“良好”、2代表“合格”、1代表“不合格”、0代表“无”。

4.课堂观察数据的收集和整理

对观察者的评分结果进行收集和整理，具体情况见表3。

表3 课堂观察诊断结果表

三、高中地理教学过程的诊断结果分析及讨论

1.课堂互动深度向高认知水平进阶

从表3的纵列来看，10例课堂互动的水平基本上都达到了“分析”和“评价”高认知水平。只有D教师因时间关系，没有完成认知任务5。这反映了新课程改革后，地理课堂教学不再停留在表层的、表面的符号教学，而是有意挖掘符号背后的意义系统，使学生对工业活动的空间联系有了较深刻的认知。正是不断深化的认知互动过程，使学生建构学科知识结构的同时，提高了智力技能。

2.课堂互动积极、形式多样

结合10例课堂教学的具体情况发现，10位地理教师都不再采取照本宣科、直接灌输的教学方式，课堂互动的意识增强。他们采取抢答游戏、小组展示讨论等多种方式积极促进学生参与课堂。例如，H教师采用翻转课堂教学模式，整合学生课前自学、课堂小组展示和教师点评拓展等环节来进行教学。整个课堂上，教师的作用主要体现在设置任务、引导学生思考和总结反思，而学生通过自主、合作、探究的学习过程，建构自身知识的知识网络，形成了积极主动的学习态度，促进了认知结构变化。此外，A教师能够从现实生活中的实例出

发，通过同类工业活动所在区位的差异比较引导学生主动进行探究思考，深层理解区位差异背后的机理，并进行灵活运用。这些都改变了传统课程实施过于强调接受学习、死记硬背、机械训练的方式。

3.地理课堂互动质量基本达到新课程改革目标

从课堂得分总平均值来看，1分的有1位，1~2分的有1位，2分的有3位，2~3分的有4位，3分的有1位。根据认知诊断的结果可见，80%的课堂教学达到了合格水平，其中合格的占30%，40%的课堂处于合格与良好之间，10%的课堂达到了良好水平。这反映了新课程改革后，地理课堂互动质量基本达到地理新课程改革的目标，但是离优质课堂还存在较大的差距，存在进一步深化的空间。

4.深化课程改革背景下建设优质互动课堂的努力方向

(1)设计达成目标的完整认知任务链

工业区位是本节课课堂教学的核心概念，但是10位教师中仅有1位（F教师）设计了此任务环节。这一任务是链接认知任务1和认知任务3的重要环节，具有两重意义。它回答了“工业生产活动在哪里”，帮助学生认识到工业生产活动的地理位置。这突出了工业生产的空间属性，是地理学特有的视角，从认知任务1顺利过渡到认知任务2。它接着回答了“为什么在那里”，引导学生看到工业区位的本质，即空间使各个因素间建立了紧密的联系。某一工厂选择特定的地理位置，实际上是在选择对其生产活动有利的条件，从而过渡到认知任务3。

认知任务4中C和F教师没有引导学生对工业区位因素及其关系进行讨论，帮助学生建构知识结构。认知任务5中D教师不能从时空综合的角度对工业区位因素的变化进行联系。三位教师在设置认知任务时忽视了知识的组织环节。对于高质量的互动课堂来说，知识的组织是深化学生认知水平的核心环节，并且对于达成总目标也是必须的。

认知任务环节的缺少，严重影响课堂互动的质量，那么设计完整认知任务链是有效达成目标、建设高质量互动课堂的前提。

(2)从认知视角深度挖掘任务关联的教学资源

观察发现，教师们结合教材开发了丰富的关联教学资源，但对资源的认知层面挖掘不够。现实中，学生已有的经验多局限于日常生活中消费的工业产品，而对产品的生产过程并不太了解。课堂上学生经常把电子装配厂和集成电路生产厂混为一谈，或把炼铝厂和钢铁厂归为一类。在设计认知任务时，教师在教材基础上补充丰富工业生产活动资料，但是没有揭示资料中工业活动的本质以及各类工业生产活动质的差异，为进一步工业区位的认知加工提供背景（context）。正是因为教学资源的认知层面挖掘不够，影响认知任务的高效、顺利完成，降低了课堂互动质量。

(3)遵循学生的认知进阶来展开教学过程

D教师没有创设工业活动情境，也没有进行分析活动，提问学生直接说出8个工业区位因素。事实上，学生对工业区位因素的认知是从感性到理性的渐进过程，教师这样直接向学生提问得出结论，忽略了结论产生的过程。现代教学观反对教师直接传授知识，而是提倡通过学生自身的认知活动来建构、获取知识。I教师在一节课设计了多项教学任务，却忽视了认知任务之间的关系，导致学生“走马观花”，缺乏深层思考。因而，教师应循序渐进地开展认知任务，由简到繁、由易到难地展开教学活动，才有助于学生达到深度学习。

(4)聚焦学生认知水平的达成评价

课堂观察发现，教师们意识到创建工业活动情境对学生学习的重要性，但由于创设的情境不能契合工业活动过程主题，学生并没有形成清晰的工业生产过程表征，教师却没有意识到这个问题。认知任务4和5中也存在类似的问题，学生是否能独立绘出工业区位因素结构图、建构工业区位时空动态模型，教师对学生认知水平的达成度并不清楚。对于高质量的互动课堂来说，教师不仅关注自身预设的教导方式，更应聚焦于学生的认知水平如何达成以及达成情况。教师通过过程性评价，及时获得有关学生认知的反馈，有助于采取补救或适应性教学策略，建设高质量的互动课堂。

[1] 教育部.基础教育课程改革纲要（试行）[J].人民教育,2001(9):6-8.

[2] 人民教育出版社等编著.普通高中课程标准实验教科书地理2必修[M].北京:人民教育出版社,2015.

[3] 陈澄主编.地理课程标准（实验）解读[M].南京:江苏教育出版社,2003.

[4] 洛林·W·安德森等;蒋小平等译.布鲁姆教育目标分类学修订版——分类学视野下的学与教及其测评[M].北京:外语教学与研究出版社,2013.