新舊人教版高中化學必修教科書的學習適應性比較研究

付士林

摘要： 教科書的適應性研究是學習適應性研究的重要組成部分。通過界定教科書學習適應性，選取新舊兩版人教版高中必修教科書為研究對象，從教科書的編排結構、知識容量、呈現形式三個方面分析和比較學習適應性情況，進一步對化學教科書的優化以及教師教學提出建議。

關鍵詞： 高中化學必修教科書; 學習適應性; 編排結構; 知識容量; 呈現形式

文章編號： 10056629（2022）04002107

中圖分類號： G633.8

文獻標識碼： B

1 研究背景

2003年教育部頒布了《普通高中課程標準（實驗）》（下文簡稱實驗版課標），從“知識與技能”“過程與方法”“情感態度與價值觀”三個維度對學生的學習目標提出要求[1]。隨著科技的發展和我國教育水平的逐步提高，對提高全體國民素質和人才培養質量提出了新要求。教育部借鑒國內外課程改革的優秀成果，修訂并頒布了《普通高中化學課程標準（2017年版）》（下文簡稱修訂版課標）[2]。

教材編寫的質量直接影響著教師的教與學生的學，優秀的教材不僅要關注學科知識的內在邏輯順序，更要符合學生的認知和心理發展順序。課標指導下編寫的高中化學教科書，以人民教育出版社出版的必修教科書為例，《化學1》《化學2》（下文簡稱舊版教科書）[3]和《化學第一冊》《化學第二冊》（下文簡稱新版教科書）[4]在內容選擇、編排結構、欄目設置等方面存在較大差異。這種變化在適應學生學習上是否有變化，具體表現如何？這些問題的研究對于教材的優化和創新具有重要意義。

為此，本研究對教材學習適應性做出界定，建立教材學習適應性的分析框架，據此對人教版新舊兩版高中化學必修教科書的學習適應性進行分析和比較，為進一步完善教材編制與實際應用提供參考。

2 教科書學習適應性研究現狀分析

學習適應性方面的研究成果很多，但主要集中在低學段和數學、生物等學科，對于中學化學學習適應性的研究較少。教科書的適應性研究是學習適應性研究的重要組成部分。有關教科書適應性的研究對象包含人、教學或學習方式、環境等。以教師為研究對象，如齊云峰等針對高中生物教師對人教版新教材的適應性情況進行考察[5];以學生為研究對象，如黃穎從數學新教材使用后學生學習興趣、方式、對其接受程度等方面分析了學生對該教材的適應性狀況[6];以教法與學法為研究對象，如黃億君通過具體的實例分析教師的教法和學生的學法在教材適應性方面的問題[7]。

整體而言，當前針對教科書適應性的研究大多是關于學生、教師適應教科書的情況研究，強調了教科書使用者的能動性，即“人適應書”。而從教科書編寫角度出發，強調教科書的預見性和策略性，即“書適應人”的研究較少。并且由于缺乏衡量教科書學習適應性的明確標準，鮮見針對某一版本教科書進行的學習適應性分析。為此，本研究將基于已有研究成果，從教科書的編排結構、知識容量、呈現形式三個方面，分析和比較人教版新舊兩版高中化學必修教科書的學習適應性情況。

3 “教科書的學習適應性”概念界定

教科書的學習適應性是教科書適應學生學習的程度，針對的是使用教科書的學生，表現為教科書在編排結構、知識容量、呈現形式等方面能否照顧到學生的學習能力和接受能力，能否適應學生的學習習慣、認知習慣、審美習慣，能否促進學生更好地學習與發展。

4 人教版新舊高中化學必修教科書學習適應性三維度分析框架

教科書學習適應性的研究是從理論層面對教科書文本內容適應學生學習程度的分析和評估。教科書文本內容分析通常包括教科書的內容選擇、組織編排、內容難度、欄目設置等維度。以已有研究結果為基礎，設計學習適應性分析的三個維度： 內容編排結構、知識容量和呈現形式。

教科書內容編排結構是指教科書對知識發展進程的規劃，表現為章結構和章內部的節內容編排結構。本研究將從學科邏輯和學生認知因素兩個方面分析教科書內容編排結構的學習適應性。

知識容量是指教科書的內容廣度。本研究將參考課程標準的學習要求，按照核心知識、一般性知識和拓展性知識對教科書中的知識進行分類和編碼分析，確定教科書的內容廣度及其學生學習適應性情況。

呈現形式是指教科書內容的表達方式，包括宏觀和微觀兩個層面，宏觀層面主要指體例結構，微觀層面關注圖表設計和教科書中重要的學習活動類型——探究與實踐活動兩個方面。圖表設計將綜合圖表數量、類別、樣式等分析兩版教科書圖表設計的適應性程度;探究與實踐活動則從活動數目、形式和同一活動下包含的任務數目三個方面來比較。

5 人教版新舊高中化學必修教科書的學習適應性分析與比較

5.1 教科書內容編排結構的學習適應性分析與比較

教科書內容編排通常會考慮遵循知識內在的邏輯關系，如“由宏觀到微觀”，“由方法到應用”等，也會反映“由一般到特殊”“由易到難”“由低級到高級”的螺旋式發展等認識順序。本研究從章結構和節結構分別討論人教版新舊高中化學必修教科書的內容編排結構及其學習適應性，見圖1（a）（b）。

在章結構層面，新版教科書相較于舊版教科書有兩處大的變化，見圖1（a）（b）。一是以“物質及其變化”一章開啟全書，而把舊版教科書第一章中化學實驗和化學計量的內容穿插至其他章節中。二是將舊版教科書中的“無機化學”一章拆分為三章，分兩個學期學習，第一學期學習的鈉、氯、鐵三種元素對于學生來說相對熟悉，較為陌生的硫、氮、硅元素則在第二學期學習，體現了“由熟悉到陌生”的編排思路。“物質結構 元素周期律”排在“鐵 金屬材料”之后、“化工生產中的重要非金屬元素”之前，起到承上啟下的作用。整體而言，新版教科書的編排結構較為關注學生的認知邏輯和學習特點，元素化學和理論化學均衡分散，繁簡分布得當。

節內容的編排結構方面，新版教科書在有關“無機化學”主題的章節調整較為明顯。舊版教科書的“無機化學”主題的節內容主要基于類別展開，依次學習金屬、非金屬，而新版教科書則直接分別介紹幾種主要元素（鈉、氯、鐵、硫、氮、硅）及其化合物。以“金屬的化學性質”為例，見圖2（a）（b）。舊版教科書“由一般到特殊”，先介紹金屬的共性，再具體引出鈉、鋁、鐵金屬在該性質上的具體表現;新版教科書則按照“單質性質—單質用途（制備）—化合物性質—化合物用途”的順序分別學習鈉、鐵和鋁及其化合物的性質，凸顯了某一元素及其化合物知識結構的完整性。比較而言，舊版教科書側重于建立物質共性的認識視角，再進一步認識不同金屬元素及其化合物的性質，新版教科書則以學習主要物質性質再歸納總結的方式展開，編排各有特點，從易接受性的角度看新版教科書的學習難度有所下降。

5.2 教科書知識容量的學習適應性分析與比較

教科書作為課程的物化形式，其知識容量直接影響課程的難度，從而影響學生的學習適應性。教科書的知識容量指的是教科書涉及的不同類型知識的數量。本研究將教科書知識分為核心知識、一般性知識和拓展性知識。核心知識是教科書中課程標準明確提出學習要求的知識點，一般性知識為在課程標準中沒有提出學習要求但在教科書正文部分或非拓展性欄目中出現的知識點，而拓展性知識為在課程標準中沒有提出學習要求但在教科書拓展性欄目（如科學史話等）中出現的知識點。

本研究首先對教科書中出現的知識點進行提取，其中拓展性欄目中出現的知識點直接編碼為拓展性知識點;接著對照課程標準中的內容要求和學業要求，對提取自教科書正文部分和非拓展性欄目的知識點進行核心知識點和一般性知識點的區分編碼，從而獲得教科書中三類知識點的分布情況。表1為“化學反應原理”一章的知識構成情況。

由統計結果可知，舊版教科書的核心知識點96個，一般性知識點31個，拓展性知識點37個。新版教科書的核心知識點102個，一般性知識點50個，拓展性知識點41個。新版教科書的三類知識均多于舊版教科書。新版教科書的核心知識點增加了6個，主要為有機高分子材料、大氣污染物等核心知識。由于修訂版課標對硅、鋁、常見有機物的物理性質及用途等舊版課標中規定的核心知識不作要求，但新版教科書在正文或非拓展性欄目中仍有部分涉及，這也是新版教科書核心知識點和一般性知識點多于舊版教科書的原因，尤其是一般性知識點較舊版教科書增加了19個，主要出現在“無機化合物”和“有機化合物”兩個課標主題對應的章節中。此外，新版教科書的拓展性知識點數量也略多，主要關注先進科學技術、科學研究手段與方法、生活中的化學等多個方面。

整體而言，新版教科書在知識容量上大于舊版教科書，在核心知識點和拓展性知識點上增加不多，但有學習要求的一般性知識明顯增加，相較于舊版教科書對學生學習形成一定的挑戰。

5.3 教科書內容呈現形式的學習適應性分析與比較

教科書內容的呈現形式是教科書的重要屬性，呈現形式的選擇應關照學生的認知習慣和適應能力，幫助學生更好地理解教科書內容。本研究借鑒黃仕高提出的宏觀（體例結構）和微觀兩個層面的內容呈現形式框架[8]對教科書呈現形式的學習適應性進行分析比較。

5.3.1 宏觀層面

教科書宏觀層面的呈現形式即體例結構，新舊教科書的體例結構如圖3（a）（b）所示。其中第三層級的欄目設置是主要部分，欄目活動能指引學生掌握學習知識的方法和途徑。合理的欄目設置不僅樣式新穎，具有吸引力，更能傳達學科思想，突出化學學科的特點。

舊版教科書在第三層級結構共設計了“資料卡片”“學與問”“思考與交流”等七個欄目，進一步可區分為兩類： 學生活動和知識拓展，學生活動注重對學生思維能力和探究實踐能力的培養。從知識的種類、來源來看，知識拓展類的三個欄目涉及了工具性知識、科普知識、化學史知識，涵蓋范圍較廣，基本滿足了學生的學習需求。新版教科書設計了“資料卡片”“探究”“思考與討論”等九個欄目，在舊版教科書的學生活動和知識拓展欄目基礎上，增加了方法引導欄目，主要介紹化學研究的基本方法和化學學習的思考程序和方法，幫助學生從關注知識結論轉向學習過程和方法。新版教科書的欄目類型增加，內容和功能更加豐富多元，特別是方法引導欄目為學生學會思考、學會研究和實踐給予了重要的支持，增強了教科書的學習適應性。

5.3.2 微觀層面

從微觀層面分析，教科書內容呈現包括知識內容和學習活動的呈現等。分析知識內容的呈現時主要關注教科書圖表的使用，學生活動的呈現則關注探究和實踐活動的設計。

5.3.2.1 圖表使用

教科書中的插圖、思維導圖和表格是教科書內容呈現的重要手段，其運用是否得當，對學生理解物質結構的特征、揭示物質變化的規律、自主建構完善知識體系會產生直接影響。本研究依據圖表呈現的不同內容，將其劃分為“實驗類”“拓展內容類”“知識結構類”“微觀模擬類”和“物質及其性質類”五個類別，并參考徐雯[9]（2013）在小學科學教科書插圖研究中給出的插圖評判參考表，從數量、類別、樣式等方面分析教科書中圖表使用的學習適應性。表2為兩版教科書中圖表的統計結果。統計時根據圖序號計數圖片數量（單圖或組圖），一個完整的表格記為1，重復出現的圖表只計算一次。

從表2可知，兩版教科書圖表數量可觀，新版教科書數量略多，且均為“實驗類”圖表占比最大，“微觀模擬類”圖表占比最小。豐富的實驗圖表能夠幫助學生直觀地觀察和理解實驗事實，用圖表形式表達實驗步驟和實驗結果更加清晰明了。“微觀模擬類”圖表方面，新版教科書在舊版教科書的基礎上增加了氫氣、二氧化碳等的分子結構模型，以及原電池原理的微觀過程，并且在有機化合物章節中將大部分比例模型更換為球棍模型。但總體來說數量還不夠，在物質的量、化學反應與能量、化學平衡等原理性內容中微觀模擬圖較少。

此外，舊版教科書的“實驗類”表格遠多于新版教科書。舊版教科書的實驗結果大部分由學生在實驗后自行完成，半填空式表格降低了實驗分析的難度。而新版教科書刪掉了大部分的表格，直接在正文中用文字描述了實驗的現象。可能導致學生從做實驗變成閱讀實驗，降低學生的學習興趣，而且不利于學生觀察能力和表達能力的提高。當然，新版教科書的“知識結構類”圖表較舊版教科書多，主要出現在“整理與提升”（“歸納與整理”）欄目，樣式更豐富靈活，有助于引導學生從不同視角剖析知識之間的聯系。

5.3.2.2 探究和實踐活動

探究和實踐活動是培養學生思維能力和問題解決能力的有效途徑。舊版教科書設置了“科學探究”和“實踐活動”兩個欄目，新版教科書設置了“探究”和“研究與實踐”欄目。從活動數目、活動形式和同一活動下包含任務數量三個方面來分析比較兩版教科書探究和實踐活動的特點，具體見表3、表4。

新版教科書的探究和實踐活動數目均比舊版教科書少，但活動中包含的平均任務數明顯增加。可見新版教科書更為關注活動內部任務的細化與結構化。新舊教科書中的探究活動均以實驗形式為主，舊版教科書大部分探究活動均給出實驗方案以及討論題，但沒有提供或提示探究步驟;新版教科書實驗設計的要求增加，大部分探究活動都有明確的探究步驟，比如“鈉與水的反應”按照“預測—實驗—結論”三個步驟進行。

新舊教科書中的實踐活動主題來源都較為豐富，強調學生主動學習、拓展知識內容并將知識運用于實踐過程。相較而言，新版教科書的實踐活動更傾向于生活和社會性課題，更能激起學生的興趣;具有明確的研究步驟，即“研究目的—研究任務—結果與討論”，操作性強;活動形式以查資料、交流討論為主，實踐性較強;實踐結果要求以研究報告、小論文、模型等形式呈現，對于舊版以小論文為主，其形式更加靈活。

6 結論與啟示

本研究以人教版新舊兩版高中化學必修教科書為研究對象，從教科書的內容編排結構、知識容量和呈現形式三個方面對化學教科書自身的學習適應性進行分析和比較，形成如下結論與啟示。

首先，教科書內容編排應充分體現內容邏輯與學生認識規律的統一。新版教科書拆分了舊版教科書“實驗基礎”和“無機化學”章節，將實驗知識和化學計量概念等融入其他章節，將元素化合物知識置于元素周期律前后學習，充分關照了學生的認知規律和接受能力。在元素化合物章節的內容編排上變化也較為明顯，舊版教科書按照金屬、非金屬的分類進行學習，體現由總到分、由一般到特殊的順序，新版教科書則以主要元素及其化合物的性質與用途學習為基礎再進行總結歸納，呈現由分到總、由具體到一般的思路。不同編排結構各具特點，相較而言，基于具體物質的學習再進一步總結共性和差異更能適用高一學生的思維習慣和學習習慣。

其次，教科書核心知識的選擇要基于課程標準，一般性知識和拓展性知識的引入應關注必要性和適量要求。新版教科書整體知識容量和三類知識均超過舊版教科書，主要源于新版教科書中保留了修訂版課標中不作要求的鋁、硅等內容，拓展性知識也增加不少。但具有學習要求的一般性知識的明顯增加不可避免地會產生學習負擔，應考慮進一步明確這些知識點的功能定位，尋求以合適的位置和適切的方式予以引入和呈現，從而既能發揮它們學習輔助支持的作用，又不會增加更多的學習負擔。

再次，教科書呈現形式應適應學生的認知習慣和學習習慣。新版教科書在宏觀層面的體例結構上有了突破創新，增加了方法引導欄目，體現了教科書強化學習引導的特征。在微觀層面上，圖表使用主要增加了微觀模擬類、知識結構類圖表，更有助于學生理解物質結構特征和反應過程機制，并幫助學生學會總結提煉知識結構。探究和實踐活動數目有所減少，更注重活動內任務的細化和結構化，課題體現趣味性、學術性和社會性結合，并給予探究和實踐過程或步驟的指引，活動形式豐富。整體而言，教科書在圖表使用上，還可在化學理論部分適當利用微觀模擬類圖表降低內容的抽象性;對于探究和實踐活動的設計，可在整體上考慮活動開放性的梯度設計，從最開始提供具體探究和實踐步驟，到缺省部分步驟再到不提供提示，讓學生逐步適應并最終自如地參與探究和實踐活動。

參考文獻：

[1]中華人民共和國教育部制定. 普通高中化學課程標準（實驗版）[S]. 北京： 人民教育出版社， 2003.

[2]中華人民共和國教育部制定. 普通高中化學課程標準（2017年版）[S]. 北京： 人民教育出版社， 2018.

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[4]王晶， 鄭長龍主編. 普通高中教科書·化學必修第一冊、第二冊[M]. 北京： 人民教育出版社， 2019.

[5]齊云峰， 黨玉茹， 孫添添， 于長春. 高中生物教師對人教版新教材的適應性研究[J]. 現代交際， 2016， （18）： 170～171.

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[9]許雯. 小學科學教科書插圖研究[D]. 北京： 首都師范大學碩士學位論文， 2013.