语文PLUS 教研 文学教育·中旬版 2010年第9期 ID: 153721

[ 张仕琼 文选 ]   

基于最大熵原理的教学目标分类研究

◇ 张仕琼

  [摘要]新课程标准规范了课程目标的三个维度——知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观。从对新课程标准的解析中可以知道,落实课程目标是落实新课程改革的关键所在,因此,对教学目标进行评价是非常有必要。本文在此基础之上提出了一种新型的教学目标评价方法——基于最大熵原理的教学目标分类评价方法,目的是实现多元的、更精确的课程评价,为新课程改革作贡献。
  [关键词]新课程改革;教学目标;分类;最大熵原理
  
  一、前言
  我国是一个发展中国家,而且还是一个科技文化水平偏低的人口大国。对于综合国力的增强来说,起关键作用的因素是国民整体素质的提高。换言之,同过去时代发展主要依赖于为数不多的精英人物相比较,当前的社会更需要与现代化要求相适应的数以亿计的高素质的劳动者和数以千万计的专门人才。在“人口众多”这一既成的、不可更改的事实面前,除了继续执行控制人口增长的长期国策之外,充分开发和利用丰富的人力资源,把沉重的人口负担转化为巨大的人力资源优势,就成为制约我国可持续发展的一个重要因素。这也是我国教育无可推诿的重大责任。
  为了改变传统的教育方式,我国开始实施课程改革。从2001年7月起,义务教育阶段17个学科的18种新课程标准已向社会正式公布。从2001年秋季起在全国27个省市38个实验区开始了新课程的实验。新课程标准实验稿的正式颁布实施,标志着我国基础教育课程改革进入新的阶段。
  二、新课程改革中的课程目标分类及教学评价
  (一)新课程标准中教学目标的分类及具体表述方法
  教学目标是课程目标的进一不具体化,是指导、实施、评价教学的基本依据。用传统的方法表述教学目标往往含糊不清,有时对同一目标人们会产生不同的理解,它既不能很好的知道教学,也不能指导教学测量和评价。大量研究表明:具体、清晰、明确的课堂教学目标比笼统、抽象、模糊的课程教学目标更能提高学生的表现。
  1.新课程标准中教学目标的分类
  本文介绍了两种典型的教学目标分类方法:新课程标准中教学目标的三个维度——知识技能、过程与方法、情感态度和价值观;加涅教学目标的五种分类——智慧技能、认知策略、言语信息、动作技能和态度。
  在教学过程中,每节课不仅要有明确、具体的知识技能目标,同时也要注意体现出这三个方面的教学目标,这样才能使学生获得相应的技能。在以下表中,本文只关注课程目标一栏。
  2.新课程标准中使用的主要的教学目标行为动词
  新课程标准的课程目标要求包括三个方面:知识与技能,过程与方法,情感、态度与价值观,所涉及的行为动词水平大致分类如下。
  3.教学目标的具体表述方法——ABCD模式
  在以研究行为目标著名的马杰提出学习目标三因素的基础上,有的教育研究者认为有必要加上对教学对象的描述,由此,阿姆斯特朗和塞维吉(Armstrong Savage,1983)提出了ABCD模式。ABCD模式指的是具体课程教学目标中包含的四个要素,ABCD是四个要素的英文单词首字母,它们的含义分别是:
  A:即audience,意思是“学习者”。行为目标描述的应是学生的行为,而不是教师行为。
  B:即behavior,意思是“行为”。要说明通过学习后,学习者应能够做什么。用行为动词描述学生所形成的可观察、可测量的具体行为。
  C:即conditons,意思是“条件”。要说明上述行为是在什么条件下产生。对条件的表述有四种类型:一是允许不允许使用手册与辅助手段。
  D:即degree,意思是“程度”。指学生对目标所达到的最低表现水准。用以评价学习表现和学习记过所达到的程度。
  (二)新课程标准中的教学目标评价
  新课标中明确指出,教学评价是指根据教学目标,系统地收集学生学习情况的信息,对教学过程中的学习活动以及成果给予评价。通过教学评价,教师可以获得有关学生学习生物课程情况的反馈,不断改进教学;学生可以了解自己的学习情况,促进自己更好地发展。
  在新课标的第五项目标也明确指出:建立与素质教育理念相一致的评价与考试制度,即要建立一种发展性的评价体系,改变课程评价过分强调甄别与选拔的功能,发挥评价促进学生发展、教师提高和改进教学实践的功能。一是要建立促进学生全面发展的评价体系,使评价不仅要关注学生在语言和数理逻辑方面的发展,而且要发现和发展学生多方面的潜能,了解学生发展中的需求,帮助学生认识自我,建立自信,促进学生在已有水平上的发展,发挥评价的教育功能。二是要建立促进教师不断提高的评价体系,以强调教师对自己教学行为的分析与反思,建立以教师自评为主,校长、教师、学生、家长共同参与的评价制度,使教师从多渠道获得信息,不断提高教学水平。三是要将评价看做是一个系统,从形成多元的评价目标、制定多样的评价工具,到广泛的收集各种资料,形成建设性的改进意见和建议,每一个环节都是通过评价促进发展的不可或缺的部分。评价目标多元、评价方法多样,重视学生发展和成长记录,是今后一段时间内评价与考试改革的主要方向。
  本文在此基础上提出了一种新型的教学目标评价方法——基于最大熵原理的教学目标分类评价方法,该方法利用了最大熵原理对最不确定问题分析的优点,在教师所编写的教学目标中随机抽取数据,并计算该数据属于标准库(新课改中教学目标的三个维度)的可能性也就是说找出其熵最大的分布。抽取出来的数据的熵越大,越符合真实状态,即该教学目标符合新课程标准中三个维度的要求,否则,就表示该教师编写的教学目标不科学、不合理。我们的目的就是要对这些不符合新课程标准的教学目标(熵小的)进行分析,看其过度地偏重另外那一个纬度的教学目标,然后在作出对应的改进。
  三、最大熵原理
  1948年美国电器工程师Shannon,C.E。在其《通信的数学理论》一文中首次提出了信息熵的概念,把熵作为一个随机事件的“不确定性”或信息量的量度,从而奠定了现代信息论的科学理论基础,大大促进了信息论的发展。
  Shannon很好地解决了关于不确定性的度量问题,但没有解决如何进行概率分布的问题。后一个问题是由Jaynes解决的。设想有一个可观测的概率过程,其中的随机变量X取离散值x1,x2,…,xn,,如果从观测的结果知道了这个随机变量的均值与方差等值,怎样才能确定它取各离散值的概率p1,p2,…,pn呢?一般地,满足可观测值的概率分配,可以有无限多组。那么究竟应当选哪一组呢?即在什么意义下,所选出的一组概率才是最可能接近实际的呢?Jaynes在《信息论与》一文中,提出一个选择准则:“当根据部分信息进行推理时,必须选择这样一组概率分布,它应具有最大的熵,并服从一切已知的信息。这是我们能够做出的唯一的无偏分配;使用任何其他分配,就等于对原来没有信息做了随意假定。”Jaynes建立的这一统计推理准则,被称为最大熵,尽管这个准则在性质上也有主观的一面,但却是一个最"客观"的主观准则。因为,由此得出的估计,人为偏差最小。
  这样,总共有m+n个方程式,组合(13)式和(16)式就可以求解出m+n个未知数。它们就是函数的达到极值时各个自变量的值。由此也就可以求解出函数F(x,y)的值,即该教学目标的熵。
  (七)数据分析
  由于影响教学目标的编制有多方面的因素:学科特点、教师的知识、能力、态度、偏好、学生的预备技能、现有知识水平、接受能力、学习需求、学习环境等等。但是对教学目标的评价却与学科特点密切相关,如语文科目比较偏重于知识的积累,体育科目比较偏重于技能的培养,而思想政治科目则比较偏重于情感态度和价值观的培养。因此,在得出函数F(x,y)的值之后,我们必须结合生物课程的特点进行分析。
  在考虑该课程特点的基础上,熵越大,说明S库与B库接近,即该教师编写的教学目标符合新课程标准的要求,是科学、合理的教学目标;熵越小,说明S库与B库相差甚远,即该教师编写的教学目标不符合新课程标准的要求,对于不合理的教学目标,教师就可以快而准确地找到其出现问题的原因,如:是否过度地偏重于某一个纬度的课程目标。在出现这个问题时,教师必须及时地修改该教学目标,否则会影响整个的教学质量。在结合学科特点的基础上,教师就可以提出方案,并对其进行相应的修改。
  五、结论
  关于最大熵的计算,一共有两种方法:一是直接用数学计算,带入数据,直接通过本文上述步骤计算;二是用软件计算,在MATLAB中已可以直接输入数据并得出结果。
  基于以上两种计算方法,我们可以看出最大熵在教学目标分类中的研究是十分方便、易用的,且与其他的教学目标分类分析方法相比较,使用最大熵原理对教学目标进行分类研究能更严密,更能准确地检查出学科教师所编写的教学目标的科学性,并为进一步的修改提出了明确的指示,以提高教学质量。
  综上所述,将最大熵原理应用到教学目标分类研究中是完全可行的且有价值的。它可以提高教学质量,优化教学目的,符合多元评价的标准。同时它也为新课程改革的课程目标评价提供了一个很好的方法。
  
  参考文献:
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  [4](日)佐藤学.钟启泉译.课程与教师[M].北京:教育科学出版社,2003.
  
  作者简介:张仕琼,西华师范大学新闻传播学院。

基于最大熵原理的教学目标分类研究