高中化學(xué)新課程教科書課程難度的靜態(tài)定量對比分析

1、高中化學(xué)新課程教科書課程難度的靜態(tài)定量對比分析王后雄，黃郁郁(華中師范大學(xué)化學(xué)教育研究所 湖北武漢，430079)摘要：本文以普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)(實(shí)驗(yàn))為參照系，對現(xiàn)行3套高中化學(xué)新課程教科書在課程靜態(tài)難度方面進(jìn)行定量對比分析，建構(gòu)關(guān)于化學(xué)教科書難度定量分析的一般模式和思路，并以“電化學(xué)”主題內(nèi)容為例剖析必修與選修模塊知識的銜接關(guān)系，以期對教師選擇、使用、處理教科書提供建設(shè)性的意見和啟示。關(guān)鍵詞：定量模型；課程難度；可比廣度；可比深度；化學(xué)新課程教科書伴隨高中化學(xué)新課程改革在全國各地的全面實(shí)施，如何根據(jù)“一標(biāo)多本”的現(xiàn)實(shí)，客觀有效地進(jìn)行教科書的評價，提高化學(xué)教科書編制質(zhì)量成為一項(xiàng)亟待解決的問

2、題。對化學(xué)教科書的評價，大多是在定性方面進(jìn)行研究，而定量的評價也只是停留在數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)的層面上。課程難度作為衡量教科書質(zhì)量的一個重要數(shù)據(jù)指標(biāo)，定量分析方面卻鮮見相關(guān)文獻(xiàn)。本文以普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)(實(shí)驗(yàn))(以下簡稱為課程標(biāo)準(zhǔn))為參照系，分別對人民教育出版社(以下簡稱人教版) 1、江蘇教育出版社(以下簡稱蘇教版) 2和山東科學(xué)技術(shù)出版社(以下簡稱魯科版) 3出版的3套高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教科書進(jìn)行靜態(tài)難度定量分析，并對課程難度與課程標(biāo)準(zhǔn)的適切程度進(jìn)行比較，建構(gòu)化學(xué)教科書難度定量分析的一般模式和思路，以期對教師選擇、使用、處理教科書提供參考和啟示。一、課程難度定量模型孔凡哲、史寧中等構(gòu)建課程難度的模型并在數(shù)學(xué)

3、教科書的定量分析上使用45，楊承印等將課程定量模型應(yīng)用于義務(wù)教育化學(xué)教科書難度分析 6?；诓煌姹窘炭茣木幹普邔φn程標(biāo)準(zhǔn)理解不同的認(rèn)識，各套教科書的課程難度會出現(xiàn)差異?？梢越柚n程難度定量模型對3套高中化學(xué)新課程教科書進(jìn)行定量比較。課程定量模型如下：N=(S/T)+(1-)G/TN課程難度；S課程深度；T課程時間；G課程廣度；S/T可比深度；G/T可比廣度；加權(quán)系數(shù)，滿足0<<1，它反映了課程對于“可比深度”或者“可比廣度”的側(cè)重程度。這里的課程難度(N)指絕對的課程難度，亦即靜態(tài)的課程難度僅僅從文本角度對教科書進(jìn)行分析、評價，不涉及課程實(shí)施狀態(tài)下的教科書使用問題。而對教科書的

4、動態(tài)難度分析、評價，還要考慮課程實(shí)施中的教師教學(xué)設(shè)計(jì)及實(shí)施策略、學(xué)生起點(diǎn)能力等諸因素。作者簡介：王后雄(1962- )，男，湖北黃岡人，華中師范大學(xué)化學(xué)教育研究所所長、教授、博士、特級教師，主要研究科學(xué)教育、化學(xué)課程與教學(xué)論。黃郁郁(1984- )，女，湖北武漢人，華中師范大學(xué)化學(xué)學(xué)院碩士，主要從事化學(xué)課程與教學(xué)研究。(電話郵箱：67127513)課程深度(S)泛指課程內(nèi)容所需要的思維的深度，它涉及到概念的抽象程度以及概念之間的關(guān)聯(lián)程度，還涉及到課程內(nèi)容的推理與繁衍步驟。通過相應(yīng)課程目標(biāo)的不同要求程度的加權(quán)平均來刻畫，即用課程標(biāo)準(zhǔn)中認(rèn)知性、技能性和體驗(yàn)性三維學(xué)習(xí)目標(biāo)賦

5、值的加權(quán)平均數(shù)來量化。課程廣度(G)是指課程內(nèi)容所涉及的范圍和領(lǐng)域的廣泛程度，可以用通常所說的“知識點(diǎn)”的多少進(jìn)行量化。課程時間(T)是指課程內(nèi)容的完成所需要的時間?？梢杂猛ǔ！罢n時”多少進(jìn)行量化。在這里，單位時間內(nèi)的課程深度（S/T）和單位時間內(nèi)的課程廣度（G/T）是衡量課程難度很重要的量。二、利用課程難度模型定量分析教科書本文選取了各版本教科書中內(nèi)容編排相對集中而且又是重要內(nèi)容的主題“化學(xué)能與電能”（必修2）、“電化學(xué)”（選修4）內(nèi)容作為研究對象，這些典型內(nèi)容的編排方式在一定程度上反映了相應(yīng)的課程理念和教科書的編制深度、廣度和難度。以此對課程靜態(tài)難度進(jìn)行定量比較。123789101.課程廣

6、度以課程標(biāo)準(zhǔn)中內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的知識點(diǎn)來量化?？傻帽?所示課程廣度系數(shù)。表1 課程標(biāo)準(zhǔn)“電化學(xué)”課程廣度課程標(biāo)準(zhǔn)知識內(nèi)容課程廣度系數(shù)(G)化學(xué)2(必修)原電池、原電池的工作原理、化學(xué)電源、一次電池、二次電池、不同種類電池的特點(diǎn)、電鍍、電化學(xué)腐蝕、金屬的防護(hù)、化學(xué)能與電能的相互轉(zhuǎn)化10化學(xué)反應(yīng)原理(選修)原電池、電解池、電解、電解的原理、電極反應(yīng)、電池反應(yīng)方程式、陰極、陽極、電鍍、電極反應(yīng)、化學(xué)電源的種類、一次電池、二次電池、可充電電池、鋅錳干電池、鉛蓄電池、燃料電池 、化學(xué)電源的工作原理、金屬的電化學(xué)腐蝕、金屬的防護(hù)19依據(jù)上述方法，可以確定必修模塊“電化學(xué)”課程廣度系數(shù)為：人教版G3=12，蘇教

7、版G4=14，魯科版G5=10，選修模塊“電化學(xué)”課程廣度系數(shù)為：人教版G6=26，蘇教版G7=18，魯科版G8=28。2.課程時間由于課程標(biāo)準(zhǔn)里沒有規(guī)定各部分課程內(nèi)容所需要的時間，而3套教科書業(yè)已通過全國高級中學(xué)教科書審定委員會的審查，我們認(rèn)定其平均水平能夠較好地反映相應(yīng)課程標(biāo)準(zhǔn)對相應(yīng)課程內(nèi)容和相應(yīng)課程時間的要求?？梢匀∵@3套教科書的平均課時數(shù)作為課程標(biāo)準(zhǔn)中相應(yīng)內(nèi)容的課程時間。值得說明的是，課程時間(T)是根據(jù)教師教學(xué)參考書和課改區(qū)課時實(shí)際分配確定的，由此可能會產(chǎn)生一定偏差。課程標(biāo)準(zhǔn)(必修2)課程時間系數(shù)取值T1=(1+1+1)/3=1。課程標(biāo)準(zhǔn)(選修4)課程時間系數(shù)取值T2=(4+4+5)

8、/3=4.33。人教版化學(xué)2：化學(xué)能與電能的相互轉(zhuǎn)化、發(fā)展中的化學(xué)電源出現(xiàn)在第二章第一節(jié)，共需1課時。課程時間系數(shù)取值為T3=1。蘇教版化學(xué)2：化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能、化學(xué)電源、電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能出現(xiàn)在專題2第三單元，共需1課時。課程時間系數(shù)取值為T4=1。魯科版化學(xué)2：原電池的工作原理、電池出現(xiàn)在第2章第3節(jié)，共需1課時。課程時間系數(shù)取值為T5=1。人教版化學(xué)反應(yīng)原理：原電池、化學(xué)電源、電解原理及應(yīng)用、金屬的電化學(xué)腐蝕與防護(hù)分別在第四章14節(jié)，各需1課時。課程時間系數(shù)取值為T6=1+1+1+1=4。蘇教版化學(xué)反應(yīng)原理：原電池的工作原理、化學(xué)電源、電解池的工作原理及應(yīng)用出現(xiàn)在專題一的第二單元，共需2課

9、時；金屬的電化學(xué)腐蝕、金屬的電化學(xué)防護(hù)出現(xiàn)在專題一的第三單元，共需2課時。課程時間系數(shù)取值為T7=2+2=4。魯科版化學(xué)反應(yīng)原理：電解、電解原理的應(yīng)用分別出現(xiàn)在第1章第2節(jié)，共需2課時；原電池的工作原理、化學(xué)電源和金屬的腐蝕與防護(hù)出現(xiàn)在第1章第3節(jié)，共需3課時。課程時間系數(shù)取值為T8=2+3=5。3.課程深度通過相應(yīng)課程目標(biāo)的不同要求程度的加權(quán)平均來刻畫。課程標(biāo)準(zhǔn)對目標(biāo)要求的描述所用的詞語分別指向認(rèn)知性學(xué)習(xí)目標(biāo)、技能性學(xué)習(xí)目標(biāo)和體驗(yàn)性學(xué)習(xí)目標(biāo)。按照學(xué)習(xí)目標(biāo)的要求設(shè)有不同的水平層次。對同一層次的學(xué)習(xí)要求所采用的詞語有對學(xué)習(xí)結(jié)果目標(biāo)的描述，也有對學(xué)習(xí)過程目標(biāo)的描述。具體的要求程度如表2所示。表2

10、課程標(biāo)準(zhǔn)學(xué)習(xí)目標(biāo)分類7目標(biāo)賦值認(rèn)知性學(xué)習(xí)目標(biāo)技能性學(xué)習(xí)目標(biāo)體驗(yàn)性學(xué)習(xí)目標(biāo)1知道、舉例初步學(xué)習(xí)、模仿感受、參與2了解、辨別初步學(xué)會、完成認(rèn)同、體會3理解、歸納掌握、遷移形成、發(fā)展4應(yīng)用、評價基于以上賦值，各版本的課程深度可以計(jì)算如下：課程標(biāo)準(zhǔn)(必修2)：原電池2、原電池的工作原理1、化學(xué)電源1、一次電池1、二次電池1、不同種類電池的特點(diǎn)1、電鍍2、電化學(xué)腐蝕1、金屬的防護(hù)1、化學(xué)能與電能的相互轉(zhuǎn)化1。課程深度系數(shù)取值為S1=(1×8+2×2)/10=1.20(從“三維”學(xué)習(xí)目標(biāo)考慮，下同)。課程標(biāo)準(zhǔn)(選修4)：原電池2；電解池2；電解2；電解的原理1；電極反應(yīng)1；電池反應(yīng)方程

11、式1；陰極1；陽極1；電鍍2；化學(xué)電源的種類1；一次電池1；二次電池1；可充電電池1；鋅錳干電池1；鉛蓄電池1；燃料電池1；化學(xué)電源的工作原理1；金屬的電化學(xué)腐蝕1；金屬的防護(hù)1。課程深度系數(shù)取值為S2=(1×15+2×4)/19=1.21。依此類推，可算出各版本教科書“電化學(xué)”內(nèi)容的深度系數(shù)。最后得出各版本有關(guān)課程難度的相關(guān)數(shù)據(jù)如表3所示。表3化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)“電化學(xué)”課程難度相關(guān)系數(shù)課程深度S課程廣度G課程時間T可比深度S/T可比廣度G/T課程標(biāo)準(zhǔn)(必修2)S1=1.20G1=10T1=1S1/T1=1.20G1/T1=10課程標(biāo)準(zhǔn)(選修4)S2=1.21G2=19T2=4

12、.33S2/T2=0.28G2/T2=4.39人教版化學(xué)2S3=1.08G3=12T3=1S3/T3=1.08G3/T3=12蘇教版化學(xué)2S4=1.14G4=14T4=1S4/T4=1.14G4/T4=14魯科版化學(xué)2S5=1.10G5=10T5=1S5/T5=1.10G5/T5=10人教版化學(xué)反應(yīng)原理S6=1.27G6=26T6=4S6/T6=0.32G6/T6=6.75蘇教版化學(xué)反應(yīng)原理S7=1.39G7=18T7=4S7/T7=0.35G7/T7=4.75魯科版化學(xué)反應(yīng)原理S8=1.21G8=28T8=5S8/T8=0.24G8/T8=5.60將表3中相關(guān)數(shù)據(jù)代入課程難度模型N=(S/T

13、)+(1-)G/T得課程難度系數(shù)（表4）。表4 課程難度相關(guān)系數(shù)N=(S/T)+(1-)G/T代入0<<1取0.5課程標(biāo)準(zhǔn)(必修2)10-8.801.20<<105.60課程標(biāo)準(zhǔn)(選修4)4.39-4.110.28<<4.392.34人教版化學(xué)212-10.921.08<<126.54蘇教版化學(xué)214-12.861.14<<147.57魯科版化學(xué)210-8.91.10<<105.55人教版化學(xué)反應(yīng)原理6.75-6.430.32<<6.753.54蘇教版化學(xué)反應(yīng)原理4.75-4.400.35<<4.7

14、52.55魯科版化學(xué)反應(yīng)原理5.60-5.360.24<<5.602.92將可比深度系數(shù)、可比廣度系數(shù)(見表3)和取值0.5時的課程難度系數(shù)(表4)代入計(jì)算式|Sx/TX-S1/T1|/S1/T1、|Gx/Tx-G1/T1|/G1/T1和|Nx-N1|/N1；|Sx/TX-S2/T2|/S2/T2、|Gx/Tx-G2/T2|/G2/T2和|Nx-N2|/N2中，可得出各版本教科書在可比深度、可比廣度和課程難度方面與課程標(biāo)準(zhǔn)的吻合度(見表5)。表5 三種版本教科書課程難度與課程標(biāo)準(zhǔn)的吻合度可比深度吻合度/%可比廣度吻合度/%難度吻合度/%人教版化學(xué)210.0020.0016.79蘇教

15、版化學(xué)25.0040.0035.18魯科版化學(xué)28.330.000.89人教版化學(xué)反應(yīng)原理14.2953.7651.28蘇教版化學(xué)反應(yīng)原理25.008.208.97魯科版化學(xué)反應(yīng)原理14.2927.5624.79綜合分析表35可以得出如下結(jié)論：在可比深度方面，呈現(xiàn)如下順序：蘇教版化學(xué)2>魯科版化學(xué)2>人教版化學(xué)2，魯科版化學(xué)反應(yīng)原理=人教版化學(xué)反應(yīng)原理> 蘇教版化學(xué)反應(yīng)原理。就可比深度而言，蘇教版化學(xué)2與課程標(biāo)準(zhǔn)的吻合程度最高，僅比課程標(biāo)準(zhǔn)高出8.33%；蘇教版化學(xué)反應(yīng)原理(25.00%)的可比深度偏離課程標(biāo)準(zhǔn)較大，分析原因，在于蘇教版化學(xué)反應(yīng)原理的學(xué)習(xí)目標(biāo)要求較低而課時數(shù)較

16、多導(dǎo)致課程可比深度偏離課程標(biāo)準(zhǔn)較多。在可比廣度方面，魯科版化學(xué)2、蘇教版化學(xué)反應(yīng)原理和課程標(biāo)準(zhǔn)最吻合，魯科版化學(xué)2和課程標(biāo)準(zhǔn)一致，蘇教版化學(xué)反應(yīng)原理僅僅比課程標(biāo)準(zhǔn)高出8.20%。蘇教版化學(xué)2 (40%)、人教版化學(xué)反應(yīng)原理(53.76%)的可比廣度離課程標(biāo)準(zhǔn)較遠(yuǎn)。分析原因，在于蘇教版化學(xué)2、人教版化學(xué)反應(yīng)原理知識點(diǎn)內(nèi)容較多而課程時間相對較少導(dǎo)致課程可比廣度偏離課程標(biāo)準(zhǔn)較多。就課程難度而言，魯科版化學(xué)2(0.89%)、蘇教版化學(xué)反應(yīng)原理(8.97%)與課程標(biāo)準(zhǔn)的吻合程度最高。蘇教版化學(xué)2(35.18%)、人教版化學(xué)反應(yīng)原理(51.28%)的難度偏離課程標(biāo)準(zhǔn)較大，分析原因，在于蘇教版化學(xué)2、人教版

17、化學(xué)反應(yīng)原理學(xué)習(xí)知識內(nèi)容較多導(dǎo)致課程難度偏離課程標(biāo)準(zhǔn)較多。三、新教科書的選擇、使用和處理通過以上定量分析，以“電化學(xué)”為例，人教版化學(xué)2、蘇教版化學(xué)2、魯科版化學(xué)2必修課程比較重視基礎(chǔ)，魯科版化學(xué)2的難度和課程標(biāo)準(zhǔn)最為接近(0.89%)，教師選用教科書可以依據(jù)表7的數(shù)據(jù)，選擇合適的教科書，并根據(jù)具體情況，選取深度、廣度、難度適宜的選修教科書進(jìn)行知識拓展，甚至可以把三個版本的必修、選修結(jié)合起來，精選其各自的長處進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)和實(shí)施。各?？梢愿鶕?jù)學(xué)生起點(diǎn)能力及教學(xué)實(shí)際選取恰當(dāng)難度的教科書，做到因“材”選“材”、因材施教。本文的結(jié)論是針對“電化學(xué)”主題部分而言，考慮到課程難度模型N=(S/T)+(1-

18、)G/T中課程深度(S)、課程廣度(G)和課程時間(T)在不同的主題部分會有不同的取值，故同一版本的不同的主題內(nèi)容的課程難度系數(shù)也會有所不同。所以不能以某一知識點(diǎn)的難度系數(shù)去推理某冊教科書甚至某版本教科書的難度系數(shù)，不能以此作為評價整個教科書質(zhì)量優(yōu)劣的標(biāo)準(zhǔn)。本文的研究意義，旨在構(gòu)建評價化學(xué)教科書難度的一般模式和思路，為教科書編寫者和教科書選用者提供建議和參考。由于課程難度要受到課程深度(S)、課程廣度(G)和課程時間(T)三個變量的影響，所以在教科書的設(shè)計(jì)和編制方面，控制教科書的難度，需要有效地協(xié)調(diào)、統(tǒng)籌好可比深度、可比廣度的關(guān)系，若單純考慮某個方面，會導(dǎo)致課程難度過高或過低而偏離課程標(biāo)準(zhǔn)的要

19、求。在教科書的選用和處理方面，應(yīng)辨證地、全面地考慮三者之間的關(guān)系，同時還要參考評價教科書其他要素。參考文獻(xiàn)：1宋心琦.普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書化學(xué)化學(xué)2(必修)，化學(xué)反應(yīng)原理(選修)Z.北京：人民教育出版社，2004. 2王祖浩.普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書化學(xué)化學(xué)2(必修)，化學(xué)反應(yīng)原理(選修)Z.江蘇：江蘇教育出版社，2006.3王磊.普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書化學(xué)化學(xué)2(必修)，化學(xué)反應(yīng)原理(選修)Z.山東：山東科學(xué)技術(shù)出版社，2006.4孔凡哲，史寧中.現(xiàn)行教科書課程難度的靜態(tài)定量對比分析J.教育科學(xué)，2006，(3):40-43.5史寧中，孔凡哲，李淑文.課程難度模型：我國義務(wù)教育幾

20、何課程難度的對比J.東北師大學(xué)報(bào)(哲學(xué)社會科學(xué)版)，2005，(6):151-155.6楊承印，韓俊卿.義務(wù)教育新課標(biāo)教科書難度定量分析J.教育科學(xué)，2007，(2)：32-35.7中華人民共和國教育部制訂.普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)(實(shí)驗(yàn))S.北京：人民教育出版社，2003.10-12.8宋心琦.普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書化學(xué)(教師用書)M.北京：人民教育出版社，2004.9王祖浩.普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書化學(xué)(教師用書)M.江蘇：江蘇教育出版社，2006.10王磊.普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書化學(xué)(教師用書)M.山東：山東科學(xué)技術(shù)出版社，2006.Comparison of the Degree of Difficulty of High school new course standards Chemical textbooks on static state Wang Houxiong，Huang Yuyu(Institute Chemistry Education，Huazhong Normal University，Wuhan Hubei, 430079)Abstract:Using the quantitative model, this pas