高中化学新课程教科书课程难度的静态定量对比分析

1、高中化学新课程教科书课程难度的静态定量对比分析王后雄，黄郁郁(华中师范大学化学教育研究所 湖北武汉，430079)摘要：本文以普通高中化学课程标准(实验)为参照系，对现行3套高中化学新课程教科书在课程静态难度方面进行定量对比分析，建构关于化学教科书难度定量分析的一般模式和思路，并以“电化学”主题内容为例剖析必修与选修模块知识的衔接关系，以期对教师选择、使用、处理教科书提供建设性的意见和启示。关键词：定量模型；课程难度；可比广度；可比深度；化学新课程教科书伴随高中化学新课程改革在全国各地的全面实施，如何根据“一标多本”的现实，客观有效地进行教科书的评价，提高化学教科书编制质量成为一项亟待解决的问

2、题。对化学教科书的评价，大多是在定性方面进行研究，而定量的评价也只是停留在数据统计的层面上。课程难度作为衡量教科书质量的一个重要数据指标，定量分析方面却鲜见相关文献。本文以普通高中化学课程标准(实验)(以下简称为课程标准)为参照系，分别对人民教育出版社(以下简称人教版) 1、江苏教育出版社(以下简称苏教版) 2和山东科学技术出版社(以下简称鲁科版) 3出版的3套高中化学实验教科书进行静态难度定量分析，并对课程难度与课程标准的适切程度进行比较，建构化学教科书难度定量分析的一般模式和思路，以期对教师选择、使用、处理教科书提供参考和启示。一、课程难度定量模型孔凡哲、史宁中等构建课程难度的模型并在数学

3、教科书的定量分析上使用45，杨承印等将课程定量模型应用于义务教育化学教科书难度分析 6。基于不同版本教科书的编制者对课程标准理解不同的认识，各套教科书的课程难度会出现差异。可以借助课程难度定量模型对3套高中化学新课程教科书进行定量比较。课程定量模型如下：N=(S/T)+(1-)G/TN课程难度；S课程深度；T课程时间；G课程广度；S/T可比深度；G/T可比广度；加权系数，满足0<<1，它反映了课程对于“可比深度”或者“可比广度”的侧重程度。这里的课程难度(N)指绝对的课程难度，亦即静态的课程难度仅仅从文本角度对教科书进行分析、评价，不涉及课程实施状态下的教科书使用问题。而对教科书的

4、动态难度分析、评价，还要考虑课程实施中的教师教学设计及实施策略、学生起点能力等诸因素。作者简介：王后雄(1962- )，男，湖北黄冈人，华中师范大学化学教育研究所所长、教授、博士、特级教师，主要研究科学教育、化学课程与教学论。黄郁郁(1984- )，女，湖北武汉人，华中师范大学化学学院硕士，主要从事化学课程与教学研究。(电话邮箱：67127513)课程深度(S)泛指课程内容所需要的思维的深度，它涉及到概念的抽象程度以及概念之间的关联程度，还涉及到课程内容的推理与繁衍步骤。通过相应课程目标的不同要求程度的加权平均来刻画，即用课程标准中认知性、技能性和体验性三维学习目标赋

5、值的加权平均数来量化。课程广度(G)是指课程内容所涉及的范围和领域的广泛程度，可以用通常所说的“知识点”的多少进行量化。课程时间(T)是指课程内容的完成所需要的时间。可以用通常“课时”多少进行量化。在这里，单位时间内的课程深度（S/T）和单位时间内的课程广度（G/T）是衡量课程难度很重要的量。二、利用课程难度模型定量分析教科书本文选取了各版本教科书中内容编排相对集中而且又是重要内容的主题“化学能与电能”（必修2）、“电化学”（选修4）内容作为研究对象，这些典型内容的编排方式在一定程度上反映了相应的课程理念和教科书的编制深度、广度和难度。以此对课程静态难度进行定量比较。123789101.课程广

6、度以课程标准中内容标准规定的知识点来量化。可得表1所示课程广度系数。表1 课程标准“电化学”课程广度课程标准知识内容课程广度系数(G)化学2(必修)原电池、原电池的工作原理、化学电源、一次电池、二次电池、不同种类电池的特点、电镀、电化学腐蚀、金属的防护、化学能与电能的相互转化10化学反应原理(选修)原电池、电解池、电解、电解的原理、电极反应、电池反应方程式、阴极、阳极、电镀、电极反应、化学电源的种类、一次电池、二次电池、可充电电池、锌锰干电池、铅蓄电池、燃料电池 、化学电源的工作原理、金属的电化学腐蚀、金属的防护19依据上述方法，可以确定必修模块“电化学”课程广度系数为：人教版G3=12，苏教

7、版G4=14，鲁科版G5=10，选修模块“电化学”课程广度系数为：人教版G6=26，苏教版G7=18，鲁科版G8=28。2.课程时间由于课程标准里没有规定各部分课程内容所需要的时间，而3套教科书业已通过全国高级中学教科书审定委员会的审查，我们认定其平均水平能够较好地反映相应课程标准对相应课程内容和相应课程时间的要求。可以取这3套教科书的平均课时数作为课程标准中相应内容的课程时间。值得说明的是，课程时间(T)是根据教师教学参考书和课改区课时实际分配确定的，由此可能会产生一定偏差。课程标准(必修2)课程时间系数取值T1=(1+1+1)/3=1。课程标准(选修4)课程时间系数取值T2=(4+4+5)

8、/3=4.33。人教版化学2：化学能与电能的相互转化、发展中的化学电源出现在第二章第一节，共需1课时。课程时间系数取值为T3=1。苏教版化学2：化学能转化为电能、化学电源、电能转化为化学能出现在专题2第三单元，共需1课时。课程时间系数取值为T4=1。鲁科版化学2：原电池的工作原理、电池出现在第2章第3节，共需1课时。课程时间系数取值为T5=1。人教版化学反应原理：原电池、化学电源、电解原理及应用、金属的电化学腐蚀与防护分别在第四章14节，各需1课时。课程时间系数取值为T6=1+1+1+1=4。苏教版化学反应原理：原电池的工作原理、化学电源、电解池的工作原理及应用出现在专题一的第二单元，共需2课

9、时；金属的电化学腐蚀、金属的电化学防护出现在专题一的第三单元，共需2课时。课程时间系数取值为T7=2+2=4。鲁科版化学反应原理：电解、电解原理的应用分别出现在第1章第2节，共需2课时；原电池的工作原理、化学电源和金属的腐蚀与防护出现在第1章第3节，共需3课时。课程时间系数取值为T8=2+3=5。3.课程深度通过相应课程目标的不同要求程度的加权平均来刻画。课程标准对目标要求的描述所用的词语分别指向认知性学习目标、技能性学习目标和体验性学习目标。按照学习目标的要求设有不同的水平层次。对同一层次的学习要求所采用的词语有对学习结果目标的描述，也有对学习过程目标的描述。具体的要求程度如表2所示。表2

10、课程标准学习目标分类7目标赋值认知性学习目标技能性学习目标体验性学习目标1知道、举例初步学习、模仿感受、参与2了解、辨别初步学会、完成认同、体会3理解、归纳掌握、迁移形成、发展4应用、评价基于以上赋值，各版本的课程深度可以计算如下：课程标准(必修2)：原电池2、原电池的工作原理1、化学电源1、一次电池1、二次电池1、不同种类电池的特点1、电镀2、电化学腐蚀1、金属的防护1、化学能与电能的相互转化1。课程深度系数取值为S1=(1×8+2×2)/10=1.20(从“三维”学习目标考虑，下同)。课程标准(选修4)：原电池2；电解池2；电解2；电解的原理1；电极反应1；电池反应方程

11、式1；阴极1；阳极1；电镀2；化学电源的种类1；一次电池1；二次电池1；可充电电池1；锌锰干电池1；铅蓄电池1；燃料电池1；化学电源的工作原理1；金属的电化学腐蚀1；金属的防护1。课程深度系数取值为S2=(1×15+2×4)/19=1.21。依此类推，可算出各版本教科书“电化学”内容的深度系数。最后得出各版本有关课程难度的相关数据如表3所示。表3化学课程标准“电化学”课程难度相关系数课程深度S课程广度G课程时间T可比深度S/T可比广度G/T课程标准(必修2)S1=1.20G1=10T1=1S1/T1=1.20G1/T1=10课程标准(选修4)S2=1.21G2=19T2=4

12、.33S2/T2=0.28G2/T2=4.39人教版化学2S3=1.08G3=12T3=1S3/T3=1.08G3/T3=12苏教版化学2S4=1.14G4=14T4=1S4/T4=1.14G4/T4=14鲁科版化学2S5=1.10G5=10T5=1S5/T5=1.10G5/T5=10人教版化学反应原理S6=1.27G6=26T6=4S6/T6=0.32G6/T6=6.75苏教版化学反应原理S7=1.39G7=18T7=4S7/T7=0.35G7/T7=4.75鲁科版化学反应原理S8=1.21G8=28T8=5S8/T8=0.24G8/T8=5.60将表3中相关数据代入课程难度模型N=(S/T

13、)+(1-)G/T得课程难度系数（表4）。表4 课程难度相关系数N=(S/T)+(1-)G/T代入0<<1取0.5课程标准(必修2)10-8.801.20<<105.60课程标准(选修4)4.39-4.110.28<<4.392.34人教版化学212-10.921.08<<126.54苏教版化学214-12.861.14<<147.57鲁科版化学210-8.91.10<<105.55人教版化学反应原理6.75-6.430.32<<6.753.54苏教版化学反应原理4.75-4.400.35<<4.7

14、52.55鲁科版化学反应原理5.60-5.360.24<<5.602.92将可比深度系数、可比广度系数(见表3)和取值0.5时的课程难度系数(表4)代入计算式|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，可得出各版本教科书在可比深度、可比广度和课程难度方面与课程标准的吻合度(见表5)。表5 三种版本教科书课程难度与课程标准的吻合度可比深度吻合度/%可比广度吻合度/%难度吻合度/%人教版化学210.0020.0016.79苏教

15、版化学25.0040.0035.18鲁科版化学28.330.000.89人教版化学反应原理14.2953.7651.28苏教版化学反应原理25.008.208.97鲁科版化学反应原理14.2927.5624.79综合分析表35可以得出如下结论：在可比深度方面，呈现如下顺序：苏教版化学2>鲁科版化学2>人教版化学2，鲁科版化学反应原理=人教版化学反应原理> 苏教版化学反应原理。就可比深度而言，苏教版化学2与课程标准的吻合程度最高，仅比课程标准高出8.33%；苏教版化学反应原理(25.00%)的可比深度偏离课程标准较大，分析原因，在于苏教版化学反应原理的学习目标要求较低而课时数较

16、多导致课程可比深度偏离课程标准较多。在可比广度方面，鲁科版化学2、苏教版化学反应原理和课程标准最吻合，鲁科版化学2和课程标准一致，苏教版化学反应原理仅仅比课程标准高出8.20%。苏教版化学2 (40%)、人教版化学反应原理(53.76%)的可比广度离课程标准较远。分析原因，在于苏教版化学2、人教版化学反应原理知识点内容较多而课程时间相对较少导致课程可比广度偏离课程标准较多。就课程难度而言，鲁科版化学2(0.89%)、苏教版化学反应原理(8.97%)与课程标准的吻合程度最高。苏教版化学2(35.18%)、人教版化学反应原理(51.28%)的难度偏离课程标准较大，分析原因，在于苏教版化学2、人教版

17、化学反应原理学习知识内容较多导致课程难度偏离课程标准较多。三、新教科书的选择、使用和处理通过以上定量分析，以“电化学”为例，人教版化学2、苏教版化学2、鲁科版化学2必修课程比较重视基础，鲁科版化学2的难度和课程标准最为接近(0.89%)，教师选用教科书可以依据表7的数据，选择合适的教科书，并根据具体情况，选取深度、广度、难度适宜的选修教科书进行知识拓展，甚至可以把三个版本的必修、选修结合起来，精选其各自的长处进行教学设计和实施。各校可以根据学生起点能力及教学实际选取恰当难度的教科书，做到因“材”选“材”、因材施教。本文的结论是针对“电化学”主题部分而言，考虑到课程难度模型N=(S/T)+(1-

18、)G/T中课程深度(S)、课程广度(G)和课程时间(T)在不同的主题部分会有不同的取值，故同一版本的不同的主题内容的课程难度系数也会有所不同。所以不能以某一知识点的难度系数去推理某册教科书甚至某版本教科书的难度系数，不能以此作为评价整个教科书质量优劣的标准。本文的研究意义，旨在构建评价化学教科书难度的一般模式和思路，为教科书编写者和教科书选用者提供建议和参考。由于课程难度要受到课程深度(S)、课程广度(G)和课程时间(T)三个变量的影响，所以在教科书的设计和编制方面，控制教科书的难度，需要有效地协调、统筹好可比深度、可比广度的关系，若单纯考虑某个方面，会导致课程难度过高或过低而偏离课程标准的要

19、求。在教科书的选用和处理方面，应辨证地、全面地考虑三者之间的关系，同时还要参考评价教科书其他要素。参考文献：1宋心琦.普通高中课程标准实验教科书化学化学2(必修)，化学反应原理(选修)Z.北京：人民教育出版社，2004. 2王祖浩.普通高中课程标准实验教科书化学化学2(必修)，化学反应原理(选修)Z.江苏：江苏教育出版社，2006.3王磊.普通高中课程标准实验教科书化学化学2(必修)，化学反应原理(选修)Z.山东：山东科学技术出版社，2006.4孔凡哲，史宁中.现行教科书课程难度的静态定量对比分析J.教育科学，2006，(3):40-43.5史宁中，孔凡哲，李淑文.课程难度模型：我国义务教育几

20、何课程难度的对比J.东北师大学报(哲学社会科学版)，2005，(6):151-155.6杨承印，韩俊卿.义务教育新课标教科书难度定量分析J.教育科学，2007，(2)：32-35.7中华人民共和国教育部制订.普通高中化学课程标准(实验)S.北京：人民教育出版社，2003.10-12.8宋心琦.普通高中课程标准实验教科书化学(教师用书)M.北京：人民教育出版社，2004.9王祖浩.普通高中课程标准实验教科书化学(教师用书)M.江苏：江苏教育出版社，2006.10王磊.普通高中课程标准实验教科书化学(教师用书)M.山东：山东科学技术出版社，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