【优秀硕士博士论文】课程开发知识组件设计的中学学科个案研究

论文题目课程开发知识组件设计的中学学科个案研究摘要现代社会知识急剧膨胀，人才需求迅速更新，人的全面发展和终生学习愈发受到重视，对教育的诉求日益凸显，对课程的需求日益增强。因此,在教育研究和实践领域，对课程开发的探索愈加丰富和深入。国外的课程开发研究经过了目标模式的萌芽、成熟、延伸等发展阶段，国内的课程开发研究也经历了萌芽期和复苏期，现今蓬勃发展。然而，课程开发研究和实践仍然存在操作不透明、团队意见不一的现象，众多课程产品仍然存在目标模糊、知识凌乱、教学与课程脱节等问题。目前，国内开发取向的课程开发研究正致力于解决这些问题，该研究取向站在教育技术的视角进行分析，判定这一系列课程问题的根本原因是技术理性的缺失，其解决方案是通过成熟的课程开发技术来提高课程开发实践的理性和效率，让课程产品的目标手段一致性得到技术保障。该取向的课程开发研究已经总结出了一套课程开发技术原型，将课程开发操作梳理为课程需求分析、课程体系确定、知识组件设计等阶段，并且在需求分析层面发展出了较为成熟的知识建模技术。但是，对于能力建模、知识组块切分、知识组件设计等操作技术尚处于初步探索阶段，这些技术还有待进一步研究。本研究将课程开发中的能力建模、知识组块切分、知识组件设计等操作技术作为研究内容，并将知识组件设计中的学习方式设计作为研究重点。本研究选择在中学生物、数学、物理这三门学科中进行课程开发个案研究，一方面，依据现有的课程开发技术原型进行课程开发操作，根据实践过程遇到的问题来揭示现有技术原型的不足之处，加以修改和补充；另一方面，对生成的课程产品进行缺陷分析，进而逆向探寻可能导致产品缺陷的技术原因，从而定位和完善技术缺陷。通过三轮课程开发实践和产品评价分析，本研究验证了课程开发技术原型在各个开发流程中，对于保障课程产品的目标手段一致性起到了有效作用，证明了能力建模技术对不同操作者的适应性，以及知识组件设计表中各个维度的必要性。本研究揭示了能力建模技术、知识组块切分技术及知识组件设计技术的不足之处，对操作规范进行了针对性的修改和补充。本研究还针对综合知识组件设计、探究活动设计、认知冲突设计等专题进行了探究，对于不同学科的知识组件设计积累了有借鉴性的设计经验和设计案例，促使课程开发技术原型具备更好的可操作性和适应性。关键词课程开发知识组件设计能力建模知识组块切分MIDDLESCHOOLSUBJECTCASESTUDYONKNOWLEDGECOMPONENTDESIGNOFCURRICULUMDEVELOPMENTABSTRACTINMODERNSOCIETY,KNOWLEDGEEXPANSIONISSOFAST,TALENTSREQUIREMENTISUPDATINGFREQUENTLY,ANDALLAROUNDDEVELOPMENTASWELLASLIFELONGLEARNINGAREGETTINGMOREATTENTION,SOTHEDEMANDOFEDUCATIONANDCURRICULUMISINCREASINGLYEMERGINGTHEREFORE,THEEXPLORATIONSOFCURRICULUMDEVELOPMENTINEDUCATIONRESEARCHANDPRACTICEHAVEBECOMERICHERANDMOREINTENSIVETHERESEARCHOFCURRICULUMDEVELOPMENTABROADHASGONETHROUGHSEVERALSTAGES,INCLUDINGTHEORIGIN,MATURITYANDEVOLUTIONOF“OBJECTIVEMODEL”,THERESEARCHINCHINAHASALSOEXPERIENCEDITSFORMINGSTAGEANDRESUSCITATIONSTAGE,ANDNOWFLOURISHESHOWEVER,RECENTCURRICULUMDEVELOPMENTRESEARCHANDPRACTICESTILLEXISTTHEBLACKBOXOPERATIONANDDISAGREEMENTINDEVELOPMENTTEAM,MANYCURRICULUMPRODUCTSTILLFACETHEPROBLEMSOFUNCLEAROBJECT,DISORDERKNOWLEDGEANDTHEDETACHMENTOFTEACHINGANDCURRICULUMTHEDEVELOPMENTORIENTATEDRESEARCHOFCURRICULUMDEVELOPMENTINCHINAISTRYINGTOSOLVETHESEPROBLEMS,FROMTHEPERSPECTIVEOFEDUCATIONTECHNOLOGY,THISSERIESOFRESEARCHESDETERMINETHESOURCEOFTHESEPROBLEMSISTHEMISSINGOFTECHNICALRATIONALITY,ANDTHESOLUTIONISTOIMPROVETHEREASONANDEFFICIENCYOFCURRICULUMDEVELOPMENTPRACTICEWITHTHEHELPOFMATURETECHNOLOGY,BUILDTECHNICALGUARANTEEFORTHEOBJECTMETHODCONSISTENCYOFCURRICULUMPRODUCTTHEYHAVEALREADYSUMMARIZEDASETOFCURRICULUMDEVELOPMENTTECHNICALPROTOTYPE,INCLUDINGCURRICULUMDEMANDANALYSIS,CURRICULUMSYSTEMCONSTRUCTIONANDKNOWLEDGECOMPONENTDESIGNMOREOVER,THROUGHTHESERESEARCHES,PRACTICABLETECHNOLOGYOFKNOWLEDGEMODELINGHASBEENDEVELOPEDFORCURRICULUMDEMANDANALYSIS,BUTOTHERPROCESSES,SUCHASCAPABILITYMODELING,KNOWLEDGEBLOCKSEGMENTATIONANDKNOWLEDGECOMPONENTDESIGN,AREINTHEPRIMARYRESEARCH，THOSEOPERATIONSANDTECHNOLOGIESSTILLNEEDFURTHERWORKTHECONTENTSOFTHISRESEARCHARETHETECHNOLOGIESOFCAPABILITYMODELING,KNOWLEDGEBLOCKSEGMENTATIONANDKNOWLEDGECOMPONENTDESIGNINCURRICULUMDEVELOPMENT,WITHEMPHASISONLEARNINGSTYLEDESIGNINKNOWLEDGECOMPONENTDESIGNTHISRESEARCHDOESCASESTUDIESINMIDDLESCHOOLBIOLOGY,MATH,ANDPHYSICS,INEVERYCASE,ONONEHAND,GOESTHROUGHTHOSECURRICULUMDEVELOPMENTPROCESSESBASEDONTHECURRENTTECHNICALPROTOTYPE,DISCOVERSTHEDEFECTSOFTHETECHNICALPROTOTYPEANDIMPROVESITTHROUGHTHEPROBLEMSINTHEPRACTICE,ONTHEOTHERHAND,ANALYZESTHEFLAWSOFTHECURRICULUMPRODUCT,ANDREVERSEANALYZESTHEDEFECTSOFTECHNICALPROTOTYPEANDIMPROVESITACCORDINGLYTHROUGHTHETHREECASESOFCURRICULUMDEVELOPMENTPRACTICEANDPRODUCTANALYSIS,THISRESEARCHHASPROVENTHATTHECURRICULUMDEVELOPMENTTECHNICALPROTOTYPEISEFFECTIVEONTHEOBJECTMETHODCONSISTENCYOFCURRICULUMPRODUCTINEACHDEVELOPPROCESSES,ANDCAPABILITYMODELINGTECHNOLOGYISADAPTIVETODIFFERENTUSERS,ANDEACHSECTIONINKNOWLEDGECOMPONENTDESIGNTABLEISNECESSARYTHISRESEARCHHASUNCOVEREDTHEDEFECTSOFCAPABILITYMODELINGTECHNOLOGY,KNOWLEDGEBLOCKSEGMENTATIONTECHNOLOGYANDKNOWLEDGECOMPONENTDESIGNTECHNOLOGY,ANDHASMADETHEREVISIONSANDSUPPLEMENTSTHISRESEARCHHASALSOEXPLOREDSEVERALTOPICS,SUCHASINTEGRATIVEKNOWLEDGECOMPONENTDESIGN,INQUIRYLEARNINGDESIGNANDCOGNITIVECONFLICTDESIGN,ANDHASACCUMULATEDSOMEVALUABLEEXPERIENCEANDCASESOFKNOWLEDGECOMPONENTDESIGNINDIFFERENTSUBJECTS,PROMOTINGTHECURRICULUMDEVELOPMENTTECHNICALPROTOTYPETOBEMOREOPERABLEANDFLEXIBLEKEYWORDSCURRICULUMDEVELOPMENT,KNOWLEDGECOMPONENTDESIGN,CAPABILITYMODELING,KNOWLEDGEBLOCKSEGMENTATION目录第1章研究背景及意义111课程开发研究的历史与现状1111国外课程开发研究1112国内课程开发研究6113课程开发在实践中的问题812研究立足点8121教育技术视角下的课程开发研究8122已有研究的局限性1313研究意义13131理论意义13132实践意义13第2章研究方案1421研究目标1422研究内容1423研究设计14第3章中学学科个案研究1631高中生物学科个案研究16311课程开发操作流程16312课程开发操作中的发现、问题及对技术的改进19313课程产品评价与缺陷分析2332初中数学学科个案研究24321课程开发操作流程24322课程开发操作中的发现、问题及对技术原型的改进27323课程产品评价与缺陷分析3033初中物理学科个案研究33331课程开发操作流程33332开课程开发操作中的发现、问题及对技术原型的改进34333课程产品评价与缺陷分析38第4章研究结论及展望4041研究结论40411改进课程开发技术原型40412验证课程开发技术的有效性4042反思知识组件设计的必要性4143研究不足与研究展望41参考文献42附录新课程产品样例1附录1修订版教材样例1附录2教材使用说明样例5附录3备选教学设计方案样例7致谢11图目录图1目标模式3图2目标能力水平与课程达成水平的比较图5图3课程开发模式10图4知识建模规范11图5知识组件模型11图6研究方案流程图14图7生物学科课程能力建模图16图8生物学科知识组块样例17图9能力建模编号规则示意图19图10并列关系示意图22图11修改前后的知识网络图23图12数学学科课程能力建模图25图13数学学科知识组块样例25图14合并知识组件示意图128图15合并知识组件示意图228图16能力建模示意简图28图17综合知识组件示意图29图18包含认知冲突的示意材料30图19初中物理学科能力建模图33图20物理学科知识组块示例33图21综合知识组件能力建模示例35图22案例原型的知识关联图示例37表目录表1叶子知识组件设计表（2013版）12表2学习方式分类（2013改良版）12表3生物学科知识组件样例17表4知识组件设计表目标栏样例20表5知识组件设计表学习方式栏样例21表6生物课程产品评价结果23表7数学学科知识组件样例26表8数学学科课程产品评价结果31表9物理学科知识组件样例34表10物理学科课程产品评价结果38第1章研究背景及意义21世纪是知识爆炸的时代，社会对人才的要求愈加丰富且变换迅速，更加关注个体成长，强调人的全面发展。这一系列变化最终表现为社会发展、知识传递以及个人成长对教育的诉求。课程作为教育的载体，是满足各方需求的关键，必须做到融合各方需求、保持需求与课程内容的一致性，具备稳定性高、维护成本低等特征。现代社会对课程的强烈需求导致相关实践和研究进行得如火如荼，地方性课程、校本课程的兴起让大量教育者参与到课程开发中来，学术界的课程研究也在世界范围内遍地开花。但是，目前依旧没有一套成熟的课程开发理论与技术，当下的课程开发工作高度依赖开发者的个体经验和能力，课程产品通常存在目标模糊、知识凌乱、一致性差等问题。大量研究者们对于课程论的探讨、学习理论的迁移等都没能成为课程问题的救命稻草，要从根本上保证课程质量，必须依靠技术，实现理性化的开发操作。教育技术视角下的课程开发研究采用“开发取向”，力求通过发展一整套课程开发理论与技术，来满足课程实践的需求。该取向的研究已经提出了一个课程开发技术框架，包括课程前端需求分析、课程体系构建、门类课程设计、课程产品缺陷分析等操作阶段。其中门类课程设计的核心技术是知识组件设计技术，该技术的成熟是实现门类课程设计及整个课程开发体系的可操作化的前提。目前，知识组件设计所需的前端需求数据分析技术已经比较成熟，但对于知识组件设计技术的研究还处于初步阶段，本研究将通过中学学科课程开发的个案研究对其进行重点探索。11课程开发研究的历史与现状本研究从教育技术的视角看待课程开发，采用“开发取向”的研究立场，该取向“通过研究开发和设计的原理以及各种可重用的技术来尝试解决实际的教育教学问题”1，试图发展功能明确的技术知识，强调通过技术理性来保证目标手段的一致性，不断追求可操作化、理性化和技术化。因此，本研究重点关注课程开发中的可操作技术以及课程产品与目标的一致性，将从这样的视角,对国内外百年来的课程开发研究做一系列评述。111国外课程开发研究由于目标模式是课程开发领域最为经典，最有影响力的课程理论，并且本研究的开发取向与其有深厚的渊源，因此，本研究以目标模式作为线索，梳理国外课程开发研究的发展。1111目标模式的萌芽20世纪初，当研究者们还着重于对新课程的研究时，博比特（JFBOBBIT）第一个提出把开发课程的途径作为研究对象。受到当时“科学化运动”的影响，他提倡把当代美国工业管理学家泰罗FWTAYLOR的工业心理理论迁移到教育领域中，运用“活动分析法”，分析社会需求和人类生活活动以确定课程。他提出要调查现实社会中工作活动，鉴别对能力和知识的要求，以此作为主要的课程需求，进而确定课程目标2。博比特首次提出，课程开发的基本依据是课程目标，他于专著怎样编制课程HOWTOMAKEACURRICULUM中阐述了课程开发的过程3。除了宏观过程，书中还为开发者提供了一些具体的方法工具支持，例如列举了人类经验的十个领域中的800多个目标，通过语法课程的实例来说明如何制定教育计划等。博比特首次提出了可操作化的课程开发程序，开启了课程开发的理性之路。但是由于历史条件的限制，“活动分析法”的很多具体操作步骤和方法并不成熟，并且其基本观念“教育是为了以后的成人生活而不是当下的青少年生活”，只考虑了社会需求，忽视了学生需求，具有明显的局限性。与博比特同一时期的另一位具有影响力的课程开发研究者是查特斯（WWCHARTERS），他提出与“活动分析法”相类似的“工作分析法”，同样主张用科学化的方法进行课程开发，强调课程目标对课程开发的重要性。查特斯在1923年问世的课程建设CURRICULUMCONSTRUCTION一书中阐述了课程开发的七个步骤4。查特斯在课程开发过程中虽然有考虑到“理想”、“学生需要”等因素，但是由于缺乏能把各种需求合理整合在一起的需求分析技术，其结果亦是“社会中心”的课程产品。1112经典目标模式课程开发的“科学化”研究在泰勒（RWTYLER）的研究中达到了鼎盛状态。泰勒在进行了“八年研究”（THEEIGHTTHEEIGHTYEARSTUDY,19331940）5的实践探索，并结合了杜威（JDEWEY）、波特（BHBODE）等人的课程研究成果之后，于1949年出版了课程与教学的基本原理（BASICPRINCIPLESOFCURRICULUMANDINSTRUCTION），提出了课程开发的四个基本问题（1）WHATEDUCATIONALPURPOSESSHOULDTHESCHOOLSEEKTOATTAIN（2）WHATEDUCATIONALEXPERIENCESCANBEPROVIDEDTHATARELIKELYTOATTAINTHESEPURPOSE（3）HOWCANTHESEEDUCATIONALEXPERIENCESBEEFFECTIVELYORGANIZED（4）HOWCANWEDETERMINEWHETHERTHESEPURPOSESAREBEINGATTAINED6，这四个问题对应着课程开发的基本程序确定课程目标选择课程内容课程内容的组织课程评价，串连起来形成了泰勒的课程开发模式（如图1），由于整个模式围绕着目标展开，因此后人将这套经典模式也称之为目标模式。图1目标模式对于确定课程目标，泰勒的理念相较之前的“社会中心”有了质的进展，他提出课程目标有学习者、学科专家与社会这三个来源6。除却宏观的框架、理念和原则，泰勒并没有提供具体的操作技术来真正解决四个经典问题，并且，若将这些理念和原则置于学习环境迥异、哲学与心理学不可同日而语的现代社会，已经显出不合时宜。但是目标模式为之后的研究者提供了经典的思考框架，它可以被超越却不能被推翻，具有不可否认的理论价值。泰勒之后，一大批拥护者对目标模式做了进一步的研究，例如塔巴（HTABA）对经典模型做了进一步的细化，扩展出了八个步骤的塔巴模型7；惠勒（DWHEELER）将经典模型的直线式改成了圆环式，形成一个反馈的循环7；朗特里DROWNTREE对目标分析、学习设计等环节做了改良8等。但从根本上看，这些研究者只是在形式上将泰勒经典模型做了细化或变形，实质上依旧停留在描述工作程序的层面，没有在课程开发方法的技术化上有质的发展。1113目标模式在成人教育领域的发展泰勒的目标模式在很大程度上促使了成人教育领域的课程开发的发展。职业教育领域的双元制课程模型、DACUM模型、MES模型，以及企业培训领域的纳德勒模型、霍尔模型、ADDIE模型等，都是在目标模式的框架基础上发展起来的。虽然各个课程开发模型形态各异，但从开发取向的立场来看，这些模型可以被归为两个类型，这里分别就两个典型加以分析。类型一霍尔课程开发模型。美国成人教育家霍尔（COHOULE）将培训课程开发归结为七个步骤（1）选择教育活动；（2）决策教育活动；（3）选择目标；（4）设计课程；（5）调整课程，使其对于不同学习者具备更好的适应性；（6）实施课程；（7）测量与评价。在这个操作框架下，霍尔阐述了一些课程开发的原则，如教育目标会受到环境、学习者等六个因素的影响，必须全面考虑这些因素的相互影响及其对目标的影响，合适的课程必须从资源、领导者、时间安排等十个方面加以考虑等9。这一类型还包括ADDIE模型等，它们和经典目标模式具有类似的缺陷只提供空泛的整体工作框架，而没有明确的操作细节，只提出了“应该如何做”，而没有告诉开发者“到底怎么做”，导致课程开发工作在具体层面上高度依赖开发者的经验，理性化层度低。类型二DACUM课程开发模型。DACUM（DEVELOPINGACURRICULUM）课程开发通常由从事职业工作的专家组成团队进行开发工作，主要有六个工作流程（1）职业分析。（2）工作分析。（3）子任务分析。（4）教学分析。（5）教学开发。（6）教学实施。10这一类型还包括MES模型、纳德勒模型等，该类模型虽然阐述了具体的操作步骤，但是没有严格的技术规范，因此开发工作中依然过于依赖专家的经验，各个流程的数据不能达成真正的耦合。除此之外，“原子论思路”的任务分解产生的一系列细小的行为目标并非真正意义上的能力体系，由子任务构成的教学模块可重用性差，无法适应不断变化的市场需求。1114对目标模式的批判泰勒的八年研究并没有取得实质的成果，加之1957年苏联卫星发射成功促使美国进行了又一次教育变革，这导致目标模式开始受到教育界的批判和质疑，新的课程理论相继涌现，其中最有影响力的有结构模式、过程模式、实践模式、情境模式和后现代主义课程论。结构模式由布鲁纳（JBRUNER）提出螺旋式课程的理念，主张借助结构主义心理学在认知方面的研究成果来指导课程开发，即随着年级的提升，使学科基础结构不断拓宽和加深，呈现螺旋上升的态势11。过程模式由英国教育学家斯滕豪斯（LSTENHOUSE）在结构模式的基础上发展起来，提倡课程开发在前期仅确立一般性的、宽泛性的目标，不指向课程实施的最后结果，课程目标处于动态状态，要求教师通过在教学中与学生一起探究问题的方式“生成课程”，把讨论而不是传递作为课程活动的核心12。实践模式由施瓦布（JJSCHWAB）提出，构想了一种新的课程开发方法集体审议。施瓦布在其专著中探讨了集体审议的三种艺术13，其中对于观察、形成问题、在具体情境选择内容等开发操作给出了一些建议。情境模式是英国的一批教育社会学家在20世纪70年代提出来的，建议借助社会学中的文化分析方法，分析学校所处的文化情境以及课程与文化的关系，以此来开发课程14。后现代主义课程论是一大批学者受到后现代主义思潮的影响，于20世纪90年代之后提出的一系列课程观念。例如多尔（WDOLL）提出后现代主义4R课程，即课程应具有丰富性（RICHNESS）、回归性（RECURSION）、关联性（RELATIONS）、严密性（RIGOR）15；派纳（WFPINAR）强调学生在学校的“生活世界”中的主动参与，课程开发时要使主体和客体“距离化”以促进自我意识的提升16；卡普拉（FCAPRA）要求注重整体性生态课程建设，促使学生关注外在环境的保护17。从开发取向的视角看，这一系列在批判目标模式基础上提出的课程理论并未推动课程开发方法的发展，反而与技术理性渐行渐远。结构主义只提供了螺旋式课程的理想描述和开发原则，并不具备可行性；过程模式要求教师作为开发者，在模糊的“一般目标”下通过探究“生成课程”，却没有提供具体的操作方法，无异于对教师素质提出了超常的要求；实践模式认为通过反复的集体讨论就能得出好的课程决定，具有很浓的理想主义色彩；情境模式的文化分析亦不能帮助开发者在操作层面落到实处；而后现代主义课程论者则已然走向纯思辨，抛弃了对课程开发操作的研究。并且，这些研究者对目标模式的批判实质上针对的是目标模式背后的一些理念，目标模式本身提出的四个经典问题却是任何课程研究都无法绕开的。这些课程理论的纷纷破产也证明了理念并不足以解决课程问题，课程研究应该回归对技术理性的追求。当然，值得肯定的是，这些模型中提出的一些问题和思想，例如螺旋式课程、解放学生、课程的丰富性等，的确为今后的课程研究提供了探索方向。1115课程开发研究现状21世纪以来，随着信息科技的高速发展和学习型社会的到来，知识迭代迅速加快，不论是K12教育、高等教育还是成人教育，对课程开发的需求都愈加高涨，在这种形势下，对课程开发操作技术的研究有所复苏，研究主题也变得多样化，除却目标分析和内容开发，还涉及能力建模、学生动机、知识网络等等，其中一些研究成果对本研究具有很好的启发意义。哥伦比亚的研究者乔治（JORGEVILLALOBOS）等人建构了用于计算机工程专业的课程开发模型，该模型的课程结构以能力而不是简单的内容模块为中心，强调课程目标能力和课程产品间的一致性，不仅对能力进行了传统的横向的内容分类，还进行了纵向的掌握深度上的区别，用明确的数值来鉴别目标能力的水平和实际课程达成的水平，通过分析二者的差异来判断一致性18（如图2）。该研究追求数据清晰化表征以及强调一致性的研究理念与本研究不谋而合，并且对能力的纵向区别以及精确分析课程一致性的方法对本研究有借鉴意义。图2目标能力水平与课程达成水平的比较图美国塔夫斯大学的学者怀泽（MARIANNEWISER）等针对K12教育课程做了3年的纵向研究，提出通过提取关键概念和关系，画出可视化的知识网络图，以此设计更结构化的课程，摆脱对教师和专家的经验的完全依赖19。该研究的理念和本研究相一致，可惜并没有发展出成型的构建知识网络图的技术。美国研究者艾博马特HJABOUMATAR等人在约翰霍普金斯医学院（JOHNSHOPKINSSCHOOLOFMEDICINE）做了课程开发研究，探究怎样的课程能促进学生的合作交流能力、系统思考能力等通用型能力，研究结果表明在课程活动中设计仿真、技术示范、小组练习和案例学习等元素能让学生对各项通用能力有所提升20，这对本研究中知识组件的学习方式设计有借鉴意义。美国范德堡大学的研究者库苏卡（RASHMIAKUSURKAR）等人做了大量的文献调研，提出了课程开发在动机激励上的设置应注意动机的类型，应该培养学生的内部动机，警惕通过奖励等手段刺激学生外部动机带来的负面效果21。该研究为本研究探索知识组件设计的动力提升提供了新的思考方向。1116小结20世纪初科学化运动促发了课程开发操作化的萌芽，随后的泰勒课程研究给课程开发领域留下了经典的思考框架。但是，经典目标模式及其各种发展只停留在工作框架的层次，课程开发理论对具体操作层面的指导无力导致开发过程严重依赖个人经验。DACUM等课程开发模式虽然在具体操作上实现落地，却因为没有过硬的技术和规范，依然无法摆脱经验主义，且“原子论”式的目标分解无法保证课程产品的适应性。而自结构主义课程研究之后，课程研究愈发偏离开发取向，逐渐走向理念、原则和思辨研究，这些研究无法走向实践的状况也表明课程问题无法依靠理念来解决，课程研究必须回到技术理性中来。21世纪以来，课程开发研究有所复苏，很多新进研究成果也很有借鉴价值，但依旧没有一套成熟的课程开发技术能保证开发过程在数据上实现理性。因此，课程领域尚需要对具体开发技术的研究，促使课程开发从经验式向规范化蜕变。112国内课程开发研究在我国的课程研究中，课程论研究为数众多。然而，从开发取向来看，课程论研究和课程开发研究是迥然不同的。课程论研究的主要问题为课程论的学科地位及其和教学论的关系、课程的本质、影响课程的主要因素、不同的课程形态及其相互关系22等，偏重思辨意义上的研究，即便有对课程开发一些关注，也主要谈论理念、原则等问题，并不研究指导操作的具体技术。例如在课程理论课程的基础、原理与问题中，“课程编制的原理”这一章主要探讨的是课程目标、内容、评价的取向，影响因素，以及一些宏观意义上的工作流程23，并未提及具体的开发技术。因此，本研究将重点置于课程开发研究上，不对课程论研究做更多阐述。本研究将国内课程开发研究的历史发展大致分为三个时期建国前的萌芽期、建国后的复苏期、蓬勃发展期。1121建国前的萌芽期我国早在20世纪20年代就出现了课程开发研究。围绕1922年的新学制改革，很多学者开始致力于中小学教育课程的改革研究，出现了一批研究成果，如教育杂志的学制课程研究号中发表了廖志承等人的论文，程湘帆出版了专著小学课程概论、王克仁出版了专著课程编制的原则和方法，熊子容出版了专著课程编制原理等。廖志承在论文中阐述了课程编制的几个原则，如“高中必修课编制应偏重应用”22；程湘帆的小学课程概论探究课课程开发的一般原理24；王克仁的课程编制的原则和方法阐述了编制课程的大体步骤25。虽然建国之前研究仅限于课程开发的一般性原则、原理和大体步骤框架，但是这些研究开创了我国课程开发研究的先河。1122建国后的复苏期建国之后，我国学者对课程开发的关注始于80年代，81年至90年期间在课程教材教法等杂志上发表了数十篇关于课程编制或课程开发的论文，但几乎都是在引进美国、英国、日本等国的课程开发研究成果，还没有独创性的研究。1990年，我国课程领域的第一个国际学术研讨会“课程发展与社会进步”在上海举办，很多学者提出了很有价值的观点，如通过课程和教学激发学生能动性26；课程可以按照知识型、问题性、常识型、活动性等进行编制27；通过丰富内容、设置学习活动等使课本被学生喜爱28；通过生物科学的学习培养学生的世界观29等。其中台湾学者郭鸿鸣提出了编写物理课程的方法，详细地阐述了开发一个物理单元的课程的13个步骤及一些开发者要注意的要点30，虽然还没有达到很高的理性水平，但已经能为开发者提供较为具体的开发指导。1123蓬勃发展期1996年之后，我国课程开发研究领域发表的论文迅速增多，俨然成为成果丰硕的研究领域。除却单纯引进国外研究成果的论文，其余大致可分为四类第一，基于实际课程的开发进行探索研究，对国外课程开发成果进行本土化改造3135。我国职业教育领域出现的集群式课程开发模式就是在这类研究之下诞生的，虽然依旧没有脱离DACUM等职业课程开发模式的弊病，但该模式的“宽基础、活模块”36的理念对于节约开发成本有较高的借鉴价值。第二，关于地方性课程、校本课程、园本课程等自主型课程开发的探讨3739。这类研究多聚焦于政策、制度、原则等问题，在操作流程上移植了通用课程的开发套路，并没有为促进开发技术的进步做出有明显的贡献。第三，基于特定的学习理论或学习模式的课程开发研究，如以情境为中心的课程开发理论40，PBL课程开发41等。这类研究认为用特定的课程形态作为某种先进理念的表达，便能先天地具有更好的课程质量，研究者通常在需求分析之前就已经确定课程形态了，这与需求导向、目标导向的课程开发基本原则是相违背的。第四，教育技术视角下的课程开发研究，批判性地继承了泰勒原理，在经典目标模式的四大问题下探索具体的、基于数据的、规范化的操作技术。该类研究是本研究的立足点，本研究之后将对其进行详细阐述。113课程开发在实践中的问题由于目前还没有一套成熟的课程开发理论与技术能用于指导实践，课程开发在实践中出现了一系列问题。在学制内教育中，课程开发多为只见结果不见过程的黑箱式操作，为了保证课程的权威性，课程开发相继邀请重量级的专家担任顾问指导，走向“精英化”；由于没有共同的话语体系，课程的编制队伍和审查队伍常常出现意见不一致，课程开发工作效率低下，维护成本高；课程的实施阶段出现了普遍的执行变形现象，教师的教学与课程意图存在很大程度的脱节，而这种问题又被归结为教师理解力低，素质低等，教育界组织了对教师的大量培训，脱节问题却没有很大改善。类似的，在成人教育领域，也出现了难以整合各方需求、目标模糊、知识组织凌乱、内容可移植性差等问题。12研究立足点121教育技术视角下的课程开发研究1211研究理念教育技术视角下的课程开发研究采用“开发取向”，面对课程开发实践出现的种种问题，提出了战略性的对策从根源上分析问题，并且用一套完整的课程开发理论和技术来解决问题。开发取向对实践问题进行了深入诊断由于没有一套技术能保证开发过程的数据清晰可见、逻辑合理，课程开发才会出现黑箱式、经验式和精英化的操作。而课程是具有特定功能的高级知识产品42，需求分析目标整合课程体系建构等一系列开发操作要处理的是高度复杂的信息系统，个人经验和个体力量往往是招架无力的，因此课程产品就出现了需求整合混乱、目标模糊、需求内容的一致性差、易理解性低43等问题。由于缺乏清晰的数据说明，课程产品的缺陷在实施之前不可能被识别出来，在课程专家的权威性之下，课程实施问题的责任便指向了一线教师。此外，也正是源于缺乏一套规范化的技术标准，课程的各个编审队伍面临复杂的信息处理问题，自然会出现意见分歧。因此，种种课程问题的根源是技术理性的缺失。开发取向区分技术理性和工具理性。工具理性表现为对工具指向的目的的依赖性，表现出“为达目的不折手段”的特点，拒绝考虑它所指向的目的的其他方面；而技术理性表现为为了达到功能而对数据信息进行特定计算，它指向的不是目的而是功能，在使用技术的时候，要考虑功能以及使用技术产生的后果，它要求特定的操作过程，而不是含混的工作流程。因此，开发取向提出通过成熟的课程开发技术来提高课程开发实践的理性和效率，用各开发环节可见、有清晰数据的、环环相扣的过程取代黑箱式、经验式的过程，使课程到教学的目标手段的一致性问题都有技术保障，并且通过规范化的技术为开发团队提供共同的话语体系。开发取向的主要研究目标为生成一套成熟的课程开发技术，因此该取向的研究遵循以设计为中心（DCR）44的思考范式，目的不在于有效地干预教学，不在于成功地产出课程产品，而在于将稳定的课程设计过程转化为能保证课程产品的内在一致性的技术知识。技术的改进源自对缺陷的分析，因此研究重视的是寻找缺陷而不是证明成功。1212研究框架开发取向的课程开发研究主要围绕以下问题展开探究什么是课程，组成课程的基本单元是什么，基本单元的成分要素有哪些，通过怎样的方法技术将课程单元组织成课程45，如何改进这些方法技术在开发取向的立场下，课程是“为了达到特定的教育目标而组织起来的以知识形态传递的文化及对其传递方式和进程的规定”46，是一种技术人造物。课程开发实质上是恰当处理学生、知识、社会三类需求之间的关系，并在其基础上开发课程产品的过程。北京师范大学杨开城将这样的过程总结为一套课程开发模式（如图3）47，该模式由五大阶段构成一、课程开发前端分析。用领域知识分析、社会需求分析、学习者关键特征分析这三个相互补充、循环迭代的操作来收集源于学科、社会、学生的需求数据。社会需求分析利用角色分析技术，确定目标角色的关键能力、关键价值观等角色关键特征48。学习者关键特征分析基于学习者特征分析框架49，了解各个特征值在目标学生群体中的分布状况。领域知识分析利用知识建模技术分析学科知识和价值观，形成知识网络图。角色关键特征中的能力和价值观与学习者特征通过知识网络图被整合在一起。二、课程体系框架的确定。首先，通过能力建模，将角色关键能力分解为多层级的子能力，并与各个特定的知识组块相连，清晰表达课程总目标中的能力体系和价值观体系。接着，将各项能力分配到各个门类课程，建立课程体系。三、门类课程的设计。门类课程由知识组件构成，知识组件是“针对特定课程目标而组织起来的知识组块、学习方式、评价方式以及所需资源工具的综合体”50。门类课程设计其实就是知识组件的划分、各成分设计和衔接的过程。四、学习资源和工作的开发以及产品集成。开发和制作课程所需要的资源和工具，并将它们与已有的内容设计综合在一起，开发出真实的产品。五、课程产品的缺陷分析。考察课程产品的各项一致性，查缺补漏，进行修正和优化。角色关键特征文档学习者关键特征文档领域知识建模图课程总目标体系说明书学习资源和工具的开发以及产品集成课程产品课程开发前端分析课程体系框架的确定社会需求分析学习者关键特征分析领域知识分析课程目标体系确立课程体系的确定门类课程的设计课程产品的缺陷分析缺陷分析文档课程体系设置说明书图3课程开发模式1213对知识建模技术的研究北京师范大学张晓英、孙双等对知识建模技术做了深入研究，将知识点做了分类，规定了不同知识点之间的关系类型51，并且于中学地理课程以及企业培训销售课程中做了探索性的个案研究52。杨开城进一步对其进行改良，形成了课程开发的知识建模规范。知识建模将知识区分为七类，在知识建模图中，不同类型用不同形状的图形来表示CN指概念CONCEPTSPF指原理PRINCIPLESPS指过程PROCESSANDSTEPSFM指格式FROMCS指认知策略和方法COGNITIVESTRATEGIESFC指事实范例FACTSANDCASE，包括问题BV指信念价值观BELIEFSANDVALUES来自杨开城课程开发一种技术学的视角（未出版）知识建模规范规定了不同知识点类型间的10种初始关系包含；构成组成；是一种；具有属性；具有特征；定义；并列；是前提；是工具；支持。如下图图4知识建模规范1214对知识组件设计的研究对于知识组件设计技术，杨开城创建了知识组件的模型（如图5），知识组件的任务是“规定将哪些事实性知识和价值性知识组织在什么样的学习活动当中”，在课程层次上，学习活动的基本外部特征是通过学习方式和评价方式来表达的。事实概念原理技能实践活动价值观认知策略标准规范图5知识组件模型汤慧琍在其基础上对知识组件设计技术进行了初步研究，通过对微观经济学等三门高等教育学科中部分课程的设计，初步探究了知识组块的切分策略、知识组件各成分的观点来自杨开城课程开发一种技术学的视角（未出版）设计方法以及知识组件间的链接技术。该研究阐述了知识组块的划分策略根据能力体系进行划分，最底层的叶子能力对应叶子知识组件，中层的中间能力对应中间知识组件。该研究开发了将课程目标（能力和价值观）、知识组块、学习方式、评价方式和资源工具这几个知识组件的关键成分整合在一起的工具叶子知识组件设计表（如表1）47。其中，将学习方式规定为描述、解释等八种，并提出依据知识组件中知识点类型进行学习方式设计。杨开城进一步从事务类型和社会性特征两个维度对学习方式进行了归纳（如表2），并提出通过评价方式的设计来贯彻课程目标中的价值观。表1叶子知识组件设计表（2013版）表2学习方式分类（2013改良版）信息类型社会性特征抓取观察阅读聆听外部操作声音的文本的图的实物的个体群体思维分析综合比较分类抽象概括具体化系统化输出复述描述解释创造外部操作声音的文本的图的实物的个体群体学习方式总体特征接受发现创造问题解决1215小结开发取向的课程开发研究主张回归技术理性，用一整套环环相扣的操作技术来保证课程质量。已有研究提出了知识建模规范，并对知识组件设计进行了初步探索，为本研究提供了理念支撑以及工作基础。来自杨开城课程开发一种技术学的视角（未出版）122已有研究的局限性知识组件设计技术是开发取向的课程开发体系中的核心技术之一，目前对知识组件设计技术的研究还处于初步阶段，已有研究成果存在以下几点局限性第一，仅在高等教育领域对技术进行了探索，课程开发技术对中学教育领域的适用性需要探索和改进。第二，研究规模仅为一小节课程，需要进一步揭示在处理较大规模数据时能力分解、知识组件切分等环节可能出现的问题，并研究解决方案。第三，虽然已归纳出知识组件设计表，但并没有充分实践，表中各维度及选项的必要性和完整性、设计方法、与目标特征及知识点特征之间的关联尚需要通过更多的研究数据进行探索。本研究力图在已有研究的基础上，针对以上三点局限性，对知识组件设计技术做进一步的、更深入的探究。13研究意义131理论意义知识组件设计技术是课程开发体系中的核心技术之一，通过中学学科课程开发中的实际数据对知识组件技术进行探究、验证和改良，提高技术原型的完备性和有效性，将有力地推动课程开发理论体系走向成熟。132实践意义对知识组件设计技术的完善将使门类课程设计乃至整个课程开发体系具备更佳的可操作性，为该技术体系能广泛应用于课程开发实践提供了基础，有利于提高课程开发实践的理性，摆脱课程开发的黑箱式、经验式操作，改善课程产品的目标模糊、知识凌乱、一致性差等问题。第2章研究方案21研究目标本研究的研究目标是从中学学科课程开发的数据层面探究课程开发中的能力建模、知识组块切分、知识组件设计等操作技术，检验现有技术原型的缺陷和对各学科的适应性，根据研究数据完善技术，使课程开发在门类课程设计阶段实现可操作化。22研究内容本研究的主要研究内容为课程开发中的能力建模、知识组块切分、知识组件学习方式与评价方式设计等操作技术。其中知识组件中学习方式的设计如何保证知识组件的目标手段一致性是本研究要探究的重点问题。23研究设计本研究选择了研究者能熟练驾驭的三门中学学科生物、数学、物理，依次对每门学科的部分内容进行课程开发个案研究。每个个案研究都按照下图所示步骤进行学科新课程标准关键能力关键知识点关键价值观提取原版课本、参考书等学科知识提取知识建模知识建模图融入融入能力层级体系分解知识组块划分对应目标体系知识组件课程开发技术能力建模技术知识组块划分策略知识组件设计技术课程产品落实缺陷分析数据缺陷分析修正缺陷分析缺陷及优化图6研究方案流程图第一步，运用反向工程（REVERSEENGINEERING）方法，从现有课程中拆解数据进行建模从各个学科的新课程标准中查找学生的关键能力、关键价值观及主要目标知识点，从原版课本、参考书等材料中提取出课程知识点，根据知识建模规范进行知识分析，画出知识建模图（包含学科知识和价值观）。第二步，将关键能力进行层级分解，做出能力建模体系，并根据底层叶子能力对知识网络图进行组块切分，把总体目标（能力体系和价值观体系）分解到各个知识组件中。对每个知识组件进行学习方式、评价方式等成分的设计，在设计过程中探究设计表中各维度及选项的必要性和完整性、设计方法、与目标特征及知识点特征之间的关联。随后，将知识组件设计结果落实到微观层面，开发出课程产品。第三步，用技术人造物缺陷分析法53对新课程产品进行缺陷分析。邀请一线学科教师对新课程产品进行评价，通过问卷调查和访谈的方式收集教师们对于新课程与原课程的比较、新课程的内容、形式、一致性、易理解性、易用性等多方面的意见，发掘新课程产品的缺陷，逆向分析产品的缺陷是否由技术的缺陷导致。本研究中每个学科有34名一线教师参与，主要来自北京市第二中学亦庄学校。第四步，综合在开发设计环节和评价环节中积累的数据与发现的问题，对各项操作技术进行完善，并对课程产品进行改良。对每一学科的个案研究在前一学科研究成果的基础上，再次重复以上四个研究步骤。最终，总结三轮研究的研究数据，形成最终版本的课程开发技术规范。需要说明的是，开发和改进课程产品是本研究的研究手段而非目的，本研究的目的是通过分析课程产品的缺陷来揭示课程开发技术的缺陷，最终达到改进技术的目的。因此，对每个学科的课程开发工作并不是、也不需要是DBR意义上的“迭代”。第3章中学学科个案研究本研究分别在高中生物、初中数学、初中物理这三个学科进行了课程开发个案研究，通过课程开发实践操作和课程产品缺陷分析这两个方面来验证课程开发技术原型的有效性、可行性和对各学科的适应性，发掘技术原型的缺陷，并加以补充和改进。31高中生物学科个案研究311课程开发操作流程本研究选取了人教版高中生物必修一第5章“细胞的能量供应和利用”的内容作为开发对象。首先，参考人教版课本、教参和相关资料，提取关键知识点，进行知识建模，初步形成知识建模图。同时，参考新课程标准的规定，提炼了高中生物学科的总能力，对总能力进行分解，做出能力建模图，如下图A0生物科学总能力GA11科学探究能力A12生物学实验操作能力GA16收集和处理信息的能力GA14批判性思维的能力A13分析和解决实际问题的能力GA15交流与合作的能力内容包含内容包含内容