高中化學(xué)教材課程難度評價——以《化學(xué)反應(yīng)原理》模塊為例

楊 帆 楊承印 代黎娜

（1 德克薩斯A＆M 大學(xué)化學(xué)系 美國 德克薩斯州 77840；2 陜西師范大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院／教育部陜西師范大學(xué)基礎(chǔ)教育課程研究中心 陜西 西安 710062）

高中理科課程以進(jìn)一步提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)為宗旨，著眼于學(xué)生未來的發(fā)展。 其中，課程教材由過去的“一綱一本”變?yōu)楝F(xiàn)在的“一標(biāo)多本”，“標(biāo)”是課程標(biāo)準(zhǔn)，“本”是教本。 “多本”是指根據(jù)“一標(biāo)”而由多家出版社編寫的不同版本的化學(xué)教材。 那么，編寫者如何提高化學(xué)教材的編寫質(zhì)量、 學(xué)校如何根據(jù)自身實(shí)際情況選擇合適的化學(xué)教材、 化學(xué)教師如何通過研究化學(xué)教材而設(shè)計出更加符合學(xué)生實(shí)際的教學(xué)過程等， 所有這些都需要我們對化學(xué)教材進(jìn)行客觀的定量評價來獲得。 對于教材的整體評價已有多篇論文發(fā)表， 以課程難度為指標(biāo)、 以知識點(diǎn)為特征的教材評價仍為當(dāng)下的研究熱點(diǎn)。 本文將利用難度系數(shù)定量模型，以《全日制普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》 為參照系， 分別對人民教育出版社（簡稱人教版）、江蘇教育出版社（簡稱蘇教版）和山東科學(xué)技術(shù)出版社（簡稱魯科版）的三個不同版本的化學(xué)教材選修4《化學(xué)反應(yīng)原理》模塊中的“化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡”主題進(jìn)行難度定量分析，為化學(xué)教師選擇、使用化學(xué)教材提供客觀依據(jù)， 為化學(xué)教材編寫者提供再修訂的建議，以提高化學(xué)教學(xué)質(zhì)量［1-3］。

一、課程難度定量模型

課程定量模型如下：

N——課程難度，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，而對教科書的動態(tài)分析、評價，還要考慮課程實(shí)施中的教師、學(xué)生等特別復(fù)雜的眾多因素。

S——課程深度， 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)容的推理與運(yùn)算步驟。 對此，我們通過相應(yīng)課程目標(biāo)的不同要求程度的加權(quán)平均來刻劃，即用課程標(biāo)準(zhǔn)中關(guān)于認(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)三維學(xué)習(xí)目標(biāo)賦值的加權(quán)平均數(shù)來量化。

T——課程時間，指課程內(nèi)容的完成所需要的時間，因此，可以用通常所說的“課時數(shù)”來量化。 我們可以用各版本教材的教師用書中所規(guī)定的課時數(shù)來代替。

G——課程廣度， 指課程內(nèi)容所涉及的范圍和領(lǐng)域的廣泛程度，我們可以用有關(guān)內(nèi)容所涉及的“知識點(diǎn)”的多少來量化。

S/T——可比深度，指單位時間的課程深度。

G/T——可比廣度，指單位時間的課程廣度。

α——加權(quán)系數(shù)，滿足0＜α＜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。 在應(yīng)用中，常取α＝0.5，即課程難度等于課程的可比深度（S/T）和可比廣度（G/T）的算術(shù)平均數(shù)［4］。

二、利用課程難度定量模型分析教材

化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡原理是中學(xué)化學(xué)學(xué)科的重要基礎(chǔ)理論和化學(xué)教學(xué)的重點(diǎn)內(nèi)容。 化學(xué)反應(yīng)速率是化學(xué)平衡理論的重要知識點(diǎn)， 而化學(xué)平衡理論是平衡理論體系的核心。 從學(xué)習(xí)目標(biāo)來看，通過對該主題內(nèi)容的學(xué)習(xí)，會進(jìn)一步加深對化學(xué)變化本質(zhì)的認(rèn)識，了解人們在工業(yè)生產(chǎn)和科學(xué)研究中是如何根據(jù)化學(xué)反應(yīng)規(guī)律，控制和利用化學(xué)反應(yīng)為人類造福的；還能訓(xùn)練個人的歸納思維能力、形象思維能力和自主學(xué)習(xí)能力，從而認(rèn)識到化學(xué)基礎(chǔ)理論對生產(chǎn)實(shí)際的指導(dǎo)作用。

因此， 本文選取了3 個不同版本的化學(xué)教材選修4 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)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡”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，可以用這些量來對課程靜態(tài)難度進(jìn)行比較。

1. 課程廣度——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［5-7］，見表1。

表1 課程廣度比較

表1 中，每一縱列分別列出課程標(biāo)準(zhǔn)中內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的知識點(diǎn)數(shù)量及三個不同版本的知識點(diǎn)數(shù)量，由此我們可以得到：“課程標(biāo)準(zhǔn)” 的課程廣度為G=14；“人教版”的課程廣度為G1=17；“蘇教版”的課程廣度為G2=19；“魯科版”的課程廣度為G3=17。

2.課程深度

我們以通過相應(yīng)的課程目標(biāo)的不同要求程度的加權(quán)平均來描述，而課程標(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。 具體的要求程度如下：［8］

①認(rèn)知學(xué)習(xí)目標(biāo)的水平。

將認(rèn)知學(xué)習(xí)目標(biāo)各水平層次由低到高依次賦值為1、2、3、4。

②技能性學(xué)習(xí)目標(biāo)的水平。

將技能性學(xué)習(xí)目標(biāo)各水平層次由低到高依次賦值為1、2、3。

③體驗(yàn)性學(xué)習(xí)目標(biāo)的水平。

將體驗(yàn)性學(xué)習(xí)目標(biāo)各水平層次由低到高依次賦值為1、2、3。

表1 中各知識點(diǎn)后的數(shù)值為各知識點(diǎn)的課程深度賦值， 每個知識點(diǎn)課程深度從認(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)三個維度考慮。 有關(guān)各知識點(diǎn)的學(xué)習(xí)目標(biāo)要求參照各版本教材配套的教學(xué)參考書［5-7］。

因此，我們可以得出：“課程標(biāo)準(zhǔn)”的課程深度為S＝23/14＝1.643；“人教版” 的課程深度為S1＝30/17＝1.765；“蘇教版”的課程深度為S2＝40/19＝2.105；“魯科版”的課程深度為S3＝33/17＝1.941。

3. 課程時間

由于課程標(biāo)準(zhǔn)里沒有規(guī)定完成各部分課程內(nèi)容所需要的時間，而3 套教材業(yè)已通過全國中小學(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。 可以取這3 套教科書的平均課時數(shù)作為標(biāo)準(zhǔn)中相應(yīng)內(nèi)容的課程時間。 因此，我們可以取這3 套具有代表性的教材研究主題的平均課時數(shù)作為課程標(biāo)準(zhǔn)中相應(yīng)內(nèi)容的課程時間。 即課程標(biāo)準(zhǔn)的課程時間取值為T＝（T1＋T2＋T3）/3＝（9＋9＋12）/3＝10。

人教版：“化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡”安排在選修4 的第二章“化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡”中第1-4 節(jié)，共需課時數(shù)為T1＝1＋2＋5＋1＝9，所以，人教版的課程時間取值為T1＝9。

蘇教版：“化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡”安排在選修4 的第二專題 “化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡” 中第1-3節(jié)，共需課時數(shù)為T2＝2＋4＋3＝9，所以，蘇教版的課程時間取值為T2＝9。

魯科版：“化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡”安排在選修4 的第二章“化學(xué)反應(yīng)的方向、限度與速率”中第1-4節(jié)，共需課時數(shù)為T3＝3＋4＋4＋1＝12，所以，魯科版的課程時間取值為T3＝12。

通過以上數(shù)據(jù)，可以得到不同版本有關(guān)課程難度的相關(guān)數(shù)據(jù)，如表2。

表2 不同版本課程難度值比較

將表2 中的相關(guān)數(shù)據(jù)代入課程難度模型：N＝（αS/T）＋（1-α）G/ T，且0＜α＜1，得到課程難度系數(shù)，如表3。

將可比深度系數(shù)、可比廣度系數(shù)（見表2）和α＝0.5時的課程難度系數(shù)（見表3）代入計算式｜Sx/ Tx-S / T ｜/S / T、｜Gx/ Tx-G / T ｜/G / T 和｜Nx-N ｜/N （此處x＝1，2，3）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4。

表3 不同版本課程難度系數(shù)比較

表4 不同版本教材可比深度、可比廣度和課程難度與課程標(biāo)準(zhǔn)的吻合度比較

通過對表2、表3、表4 的綜合分析，可以得出以下結(jié)論：

在可比深度方面，表現(xiàn)出以下順序：蘇教版＞人教版＞課程標(biāo)準(zhǔn)＞魯科版。在可比深度吻合度方面，魯科版的可比深度與課程標(biāo)準(zhǔn)吻合度基本相同， 僅低于課程標(biāo)準(zhǔn)1.22%； 人教版的可比深度與課程標(biāo)準(zhǔn)吻合度基本接近，高于課程標(biāo)準(zhǔn)19.50%；這樣，蘇教版的學(xué)習(xí)目標(biāo)就高于課程標(biāo)準(zhǔn)， 但所要求的課時數(shù)接近于課程標(biāo)準(zhǔn)， 導(dǎo)致蘇教版教材的可比深度偏離課程標(biāo)準(zhǔn)較多。

在可比廣度方面，表現(xiàn)出以下順序：蘇教版＞人教版＞魯科版＞課程標(biāo)準(zhǔn)，三者均高于課程標(biāo)準(zhǔn)，其中，魯科版的課程廣度與課程標(biāo)準(zhǔn)基本吻合。 在可比廣度吻合度方面，魯科版的可比廣度與課程標(biāo)準(zhǔn)吻合度最接近，僅高于課程標(biāo)準(zhǔn)1.21%，而蘇教版和人教版均偏離課程標(biāo)準(zhǔn)較大。 分析其原因，魯科版的學(xué)習(xí)目標(biāo)數(shù)量和課程時間均相應(yīng)增加，所以，其可比廣度和可比廣度吻合度均與課程標(biāo)準(zhǔn)接近；人教版和蘇教版的學(xué)習(xí)目標(biāo)數(shù)量均高于課程標(biāo)準(zhǔn)，而其課程時間沒有相應(yīng)增加，導(dǎo)致可比廣度和可比廣度吻合度均偏離課程標(biāo)準(zhǔn)較大。

在課程難度方面，表現(xiàn)出以下順序：蘇教版＞人教版＞魯科版＞課程標(biāo)準(zhǔn)，其中，魯科版的課程難度與課程標(biāo)準(zhǔn)基本吻合。 在可比難度吻合度方面，魯科版的可比難度與課程標(biāo)準(zhǔn)基本吻合，而蘇教版與課程標(biāo)準(zhǔn)偏差最大。 分析其原因，魯科版在可比廣度和可比深度方面均與課程標(biāo)準(zhǔn)接近，因此，其課程難度與課程標(biāo)準(zhǔn)吻合；蘇教版雖然在課程時間方面與課程標(biāo)準(zhǔn)接近， 但在課程廣度和課程深度兩方面均高于課程標(biāo)準(zhǔn)，導(dǎo)致課程難度偏高。

通過以上分析，我們可以得出結(jié)論：關(guān)于“化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡原理”主題，魯科版在課程廣度、課程深度和課程難度三個方面更忠實(shí)于課程標(biāo)準(zhǔn)。

三、結(jié)論與分析

由以上數(shù)據(jù)分析可知，關(guān)于“化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡原理”主題，就課程難度方面而言，比較人教版、蘇教版和魯科版三個版本的教材，魯科版的課程難度與課程標(biāo)準(zhǔn)基本吻合，體現(xiàn)出其更忠實(shí)于、更貼近于課程標(biāo)準(zhǔn)要求的特點(diǎn)。 人教版在課程深度和課程時間安排上均符合課程標(biāo)準(zhǔn)的要求，但其在課程知識點(diǎn)的要求上有所擴(kuò)張， 導(dǎo)致其課程難度高于課程標(biāo)準(zhǔn)。 蘇教版在課程時間安排上符合課程標(biāo)準(zhǔn)的要求，但在課程知識點(diǎn)和課程深度上要求較高，導(dǎo)致其課程難度偏離課程標(biāo)準(zhǔn)較大。

在這里，我們需要特別指出，本文的結(jié)論是針對“化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡原理”主題部分而言，考慮到課程難度模型N＝（αS/T）＋（1-α）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， 所以， 得出的課程難度也會有所不同，因此，我們需要具體問題具體分析。

由課程難度模型N＝（αS/T）＋（1-α）G/T 可知， 課程難度的取值大小是由課程深度（S）、課程廣度（G）和課程時間（T）三個變量共同決定的。想要增大或減小課程難度，不能僅考慮其中任意一個變量，需要同時考慮三個變量。 因此，在教科書的設(shè)計和編制方面，控制教科書的難度，需要有效地協(xié)調(diào)、統(tǒng)籌好課程深度、課程廣度和課程時間三個變量。

［1］ 宋心琦主編. 普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書（化學(xué)4，第三版）［M］. 北京：人民教育出版社，2007

［2］ 王祖浩主編. 普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書（化學(xué)4，第三版）［M］. 南京：江蘇教育出版社，2007

［3］ 王磊主編. 普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書（化學(xué)4， 第三版）［M］. 濟(jì)南：山東科學(xué)技術(shù)出版社，2006

［4］ 楊承印，韓俊卿. 義務(wù)教育新課標(biāo)教科書課程難度定量分析［J］. 教育科學(xué).2007，23（1）：32-35

［5］ 宋心琦主編. 普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書·化學(xué)選修4（化學(xué)反應(yīng)原理）教師教學(xué)用書［M］. 北京：人民教育出版社，2004

［6］ 王祖浩主編. 蘇教版普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書高中化學(xué)教學(xué)參考書化學(xué)反應(yīng)原理（選修）［M］. 南京：江蘇教育出版社，2005

［7］ 王磊主編. 普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書·化學(xué)（化學(xué)反應(yīng)原理·選修）教師用書（第二版）［M］. 濟(jì)南：山東科學(xué)技術(shù)出版社，2006

［8］ 中華人民共和國教育部. 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，2003：5-6