基于目標矩陣法的高中生物學教材分析

王駱欣

(華東師范大學生命科學學院 上海 200241)

目標矩陣法是由線性代數中矩陣的相關知識發(fā)展起來，基于一個系統(tǒng)的各個子元素對該系統(tǒng)進行分析，最終達到使被分析主體有序化目的的方法。將此方法用于整理零亂復雜的教學內容，不僅能夠提高教材分析的結構化和有序化，而且其簡潔、方便的特點也便于教師的理解和掌握。運用目標矩陣法進行教材分析主要有以下五個步驟：制定教學目標、決定具有形成關系的直接低級目標、形成目標矩陣、按目標水平分類、形成關系圖[1]。現以人教版高中生物學教材必修1《分子與細胞》第4章“細胞的物質輸入和輸出”為例，探討基于目標矩陣法的教材分析。

1 制定教學目標

人教版高中生物學教材必修1《分子與細胞》第4章“細胞的物質輸入和輸出”是細胞結構與功能主題的重要組成。該部分內容涉及的知識點廣泛，采用目標矩陣法分析這部分教材有助于教師對知識點結構和序列的梳理。依據《普通高中生物課程標準(實驗稿)》的要求，第4章“細胞的物質輸入和輸出”的教學總目標(用G表示)是：通過了解細胞膜的結構，說明物質進出細胞的方式，形成結構與功能相適應的觀點。為實現教學總目標，根據教材內容可確定相應的低級目標(用數字編號)和前提知識(用R編號)(表1)。

表1 前提知識及各類教學目標

2 確定目標間的關系

為確定目標間的相互關系，規(guī)定：如果教師認為學生在對目標A學習前必須先掌握目標(或前提知識)B，則稱B為A的直接低級目標。通過分析，可以依據這種方法得出“細胞的物質輸入和輸出”章節(jié)中各教學目標的直接低級目標(表2)。

表2 各教學目標對應的直接低級目標

3 形成目標矩陣

將各水平目標和前提知識在橫軸與縱軸上進行排列。如果位于縱軸上的A目標是位于橫軸上的B目標的直接低級目標，就在A行B列處標注1。依照此方法，將具有形成關系的教學目標以及它們各自對應的直接低級目標都編排到一個目標矩陣中(表3)。

4 按目標水平分類

目標分類可通過對目標矩陣的一定操作而得到。這種操作可按從低到高的方向進行[1]。觀察表3橫軸，目標R1,R2,R3所在的列沒有“1”標志，表示該目標位于最底層目標，學習目標水平層次最低。隨后把目標R1,R2,R3所對應的行標志有“1”的清空形成表4。然后重復以上步驟，在表4橫軸中找出新的沒有“1”標志的空列目標，此處目標有1、3、4，則其又一個層級，并且在剛剛列出的層級之上。將目標1，3，4對應的行標志有“1”的清空形成表5，再找出新的沒有“1”標志的空列目標，此處為2、5，則2、5為更高一個層級。依此類推，得出所有目標的不同水平層級的排列。

表3 目標矩陣(a)

表4 目標矩陣(b)

表5 目標矩陣(c)

5 形成關系圖

將層級轉化為示意圖呈現出來，同一水平的目標排在一水平線上(圖1)。再依據表2將直接低級目標與其高級目標之間用有向的箭頭連接起來，最后形成一個由低到高的目標層級關系圖2。

通過目標層級圖可以直觀的展示各目標之間的關系以及層級。例如，從有向箭頭表示來看，對于掌握教學目標3：解釋細胞膜選擇透過的功能特點，是建立在已知細胞膜組成成分主要由脂質和蛋白質組成(目標R2)和學習過細胞膜的功能包括控制物質進出細胞(目標R3)的基礎上來達成的；而教學目標3也是掌握細胞膜的流動鑲嵌模型功能特點(目標5)和物質跨膜運輸的不同方式(目標7)的基礎。另外，從層級地位來看，目標3位于第五層級，所以其屬于較為基礎的知識，教師安排教學順序時應將其安排在本章內容前段；且目標3內容與其他4個目標有直接聯系，也說明目標3內容的重要性，教師應重點講授。

圖1 目標層級

圖2 形成關系圖

從以上案例及分析可以看出，目標矩陣法的主要作用和優(yōu)勢體現在：①為科學有效的分析教材提供了依據，尤其對于知識點龐雜的內容，使用該方法構建的關系圖可以厘清其內部關系以及與已有知識的聯系；②形成關系圖為教學過程提供新思路，使教師可以不拘泥于教材的編排順序；③有利于對教材內容主次的把握，某知識點與其他知識目標關系越多，這個知識點則越重要；④在評價環(huán)節(jié)，可以參照形成關系圖，考察學生對于各級內容的掌握程度；⑤與其他教材分析方法相比，目標矩陣法是在各種方法基礎上形成的一種科學且簡單操作的方法。但目標矩陣法也有一些問題：如處于同一水平層次的目標，應優(yōu)先安排哪個教學，這就與教師的經驗和判斷有關。教師應靈活運用這種方法，做好教材分析。