高中化學必修教科書習題中問題情境的比較研究

[摘 要] 教科書中的習題對于過程性評價有著重要作用。基于問題情境的多重屬性，構建教科書習題情境的分析框架，涉及情境的真實性、類型、作用、價值導向以及呈現方式五個維度。利用內容分析法對現行的人教版、蘇教版和魯科版高中化學必修教科書習題的問題情境進行比較分析。研究發現：三個版本的教科書均重視習題的問題情境創設，人教版習題情境體現化學學科育人價值較好，魯科版關注學生對基礎知識的理解，蘇教版則介于兩者之間；但從情境的真實性、多樣性、價值性等方面來看，三個版本教科書的習題均有改進空間。對教科書課后習題的使用，提出針對情境欠佳的習題進行改編和教師加強對高水平情境習題的引導及綜合使用各版本教材習題等建議。

[關鍵詞] 問題情境；課后習題；過程性評價；化學教科書；高中化學

[中圖分類號] G424.74 [文獻標識碼] A

[文章編號] 1673—1654（2025）02—080—008

一、研究緣起

在一個習題里，所謂的“情境”即“問題情境”，指的是真實的問題背景[1]。《普通高中化學課程標準（2017年版2020年修訂）》指出：“（教材中）習題設計應具有情境性，應以學生已有經驗為基礎，創設合理生動的問題情境，提高學生運用化學知識解決實際問題的能力。”[2]這說明情境在教材習題的設計中至關重要，有利于促進學生解決問題的能力。實際上，當前只要涉及命題評價的問題，真實問題情境都不可或缺，這是由“素養為本”的評價理念所決定的[3]。“素養”“情境”“問題”和“知識”4個要素在題目中需要相互聯系[2]，命題素材的選擇是命題的核心技術所在[4]。由此可見，問題情境的優劣是衡量題目質量的重要指標。

教科書的課后習題是過程性評價的重要工具，其質量會直接影響教師的使用。相關話題受到了廣泛關注，有兩個重點研究方向，一是習題與課標的一致性問題[5-7]，二是基于某一內容主題對化學教科書中的習題進行分析[8-9]。隨著對素養導向評價的重視，也有學者基于一些理論視角分析習題中的情境，歸納情境的特征[10-12]。這些研究無疑有助于提升教科書過程性評價的功能。但是由于問題情境具有多重屬性[3]，目前還未見學者據此綜合比較現行教科書習題的差異。本研究試圖構建一個分析框架，利用內容分析法對現行人教版、魯科版、蘇教版三套高中化學必修教材中課后習題的問題情境進行比較分析，以期更加全面地了解當前習題中問題情境的情況，促進高質量的過程性評價。

研究的意義在于：第一，為教科書習題中的問題情境提供量化數據，增進對現行高中化學教科書習題的認識；第二，基于問題情境的屬性，為相關問題提供一個全面、適切的分析框架；第三，為教科書課后習題有效發揮過程性評價功能提供建議。

二、基于問題情境的多重屬性的分析框架建構

問題情境具有多重屬性。楊季冬[3]等人在分析高考試題的問題情境時，關注了問題情境的真實性、類型、作用，構建了關于問題情境的分析框架。本研究在此基礎上加以調整和補充，形成適配課后習題中問題情境的分析框架。

真實性、類型、作用是問題情境的三個基本屬性。研究對“類型”子維度進行了調整。三套高中化學必修教材中均在一定程度上使用了化學史相關情境。教材習題中有些化學史情境篇幅較長，可以作為情境素材在教學中使用，因此，“類型”增添“化學史情境”這一子維度。為了避免分類的交叉，結合嚴文法[13]和單旭峰[14]等人的分類，“類型”子維度最終調整為生活生產情境、化學史情境、實驗情境、學術情境。

價值導向也是問題情境的屬性之一，因此將其納入分析框架的一級維度。高考評價體系中提出“一核四層四翼”三部分內容，其中“四層”為考查內容，包括“核心價值”[1]。在教材習題或者考試命題中，核心價值只能依靠情境作為載體。單旭峰在對2023年高考化學試題的分析中指出，高考試卷的命題情境選取我國科技成果、中華傳統文化等作為素材，體現學科育人價值[15]。王春在高考試卷分析的教學啟示中提到，教師應該在教學過程中融入更多基于實際問題解決的內容，引導學生認識化學對人類社會生活和可持續發展的重要價值[16]。這些研究都說明了價值導向應該是習題情境素材的基本屬性，故而增加“情境的價值導向”維度。在分析該維度時，首先考慮其是否有價值引領。這種價值引領必須是正向、積極的，符合社會主義核心價值觀。其次，解決情境問題時，不同的情境調動的態度有多種情形。因此，在有價值引領的情境中，依據其是否明確體現某種具體的核心價值分為“顯性價值引領”和“隱性價值引領”兩個子維度。

為了增加分析的全面性，分析框架還考慮了“情境的呈現方式”，題目信息的呈現形式不同，學生對信息的提取效率也不同[17]。尹雯靜在對易克薩維耶·羅日葉創建的情境類型學進行本土化、學科化的過程中，保留了二級維度“情境的圖形式呈現”，并且分為“只用書面文字表述”“只用圖畫表述”“使用混合表述（文字+插圖說明）”三個子維度[18]。基于高中化學教科書課后習題的實際情況，將其調整為“純文字”和“文字加圖表”兩個子維度。

基于以上討論，表1展示了本研究的分析框架，提供了5個維度及其子維度，并對操作性定義進行了說明。

三、研究設計

采用內容分析法，利用分析框架對所分析的內容進行編碼，通過量化的數據來了解當前課后習題的問題情境。

（一）研究對象

選擇2019年人民教育出版社出版的普通高中化學教科書《化學第一冊（必修）》《化學第二冊（必修）》，2019年江蘇鳳凰教育出版社出版的普通高中化學教科書《化學第一冊（必修）》《化學第二冊（必修）》，以及2019年山東科學技術出版社出版的普通高中化學必修教科書《化學第一冊（必修）》《化學第二冊（必修）》。分析上述教科書課后習題的問題情境，包括章后習題和節后習題。

（二）分析步驟

利用所構建的分析框架對試題中的情境進行編碼分析。確立以下規則：第一，如果一道題目只有一個問題，則作為一個分析單元。第二，在一道大題中有多個獨立的問題，如果存在某些小問中情境的真實性、類型、作用、呈現方式、價值導向均一致，則合并視為一個分析單元；如果若干小問中情境的真實性、類型、作用、呈現方式、價值導向存在差異，則對應拆分成多個分析單元。第三，如果真實性分析中編碼為“無情境（R0）”，也就不存在其他屬性分析。下面以人教版必修二第六章第一節第8題說明具體的分析編碼情況。

【例題】我國將落實創新、協調、綠色、開放、共享的發展理念，全面推進節能減排和低碳發展，邁向生態文明新時代。為此，如果從不同能源對環境的影響考慮，你認為我國在煤、石油等傳統能源和新能源的利用及發展上應采取哪些措施？

“節能減排”和“低碳發展”是涉及日常生產生活的社會熱點問題，故在“情境的真實性”維度上屬于“真實情境”（R3），在“情境的類型”維度上屬于“生活生產情境”（S1）。問題情境為解題提供了方向，但需要學生自主查閱資料了解“不同能源對環境的影響”，故在“情境的作用”維度上屬于“高水平”（L3）。只有文字這一種表述形式，在“情境的呈現方式”維度上屬于“純文字”（F1）。問題情境引導學生關注生態文明和時代發展理念，在“情境的價值導向”維度上屬于“顯性價值引領”（E2）。因此，該題用“R3 S1 L3 F1 E2”進行編碼。

為了減少主觀性，保證可靠性，編碼由兩名研究者進行獨立編碼，Kappa系數為0.81。對于有不同意見和爭議的分析單元，第三名研究者參與討論以達成共識。

四、研究結果

（一）情境的真實性分析

各版本課后習題中情境真實性的分布情況如圖1所示。可以看出，三個版本必修教科書習題情境在真實性維度分布上具有一些相似性。表現為真實情境占比最大，然后依次是無情境、構造情境、準真實情境。有研究發現，當前高考試題幾乎實現了“無情境不命題” [3]，而三個版本的必修教科書中無情境習題占比均高于20%，其中魯科版的無情境試題達到27%。同時，人教版和蘇教版教材真實情境習題占比均超過40%，而魯科版則低于30%；魯科版的準真實情境習題和構造情境習題占比均高于人教版和蘇教版。魯科版的真實情境、準真實情境和構造情境的分布較均勻，占比差別較人教版和蘇教版小。可見，在情境的真實性維度，魯科版相對來說有更大的提升空間。

（二）情境的類型分析

各版本習題中情境類型分布情況如圖2所示。三個版本教科書在情境類型方面具有一定的相似性，均以實驗情境為主，均超過50%。其次是生活生產情境，化學史情境和學術情境相對較少，占比均低于5%。相較于化學史情境和學術情境，實驗情境和生產生活情境更加貼近學生實際情況，同時化學學科本身就是以實驗為基礎應用于生活生產，因此習題類型的分布具有合理性。魯科版實驗情境占比達75%，明顯高于人教版和蘇教版。而魯科版其他三個情境類型的占比均低于人教版和蘇教版。人教版和蘇教版生活生產情境占比均高于30%，而魯科版占比為23%。人教版在學術情境、化學史情境以及生活生產情境的占比均高于蘇教版和魯科版，實驗情境占比則低于蘇教版和魯科版。綜合來看，人教版的習題情境類型更加多元化，魯科版則相對單一。

（三）情境的作用分析

各版本習題情境的作用水平分布情況如圖3所示。三個版本教科書的習題在情境的作用水平方面相似性較高，中水平情境有著主導地位，占比均接近80%。然后依次是高水平情境（均高于15%）和低水平情境（均低于6%）。這說明，課后習題中問題情境的主要作用是為學生提供相關信息，讓學生據此解決相關問題。既檢驗學生知識的掌握情況，也考查學生知識在情境中的應用。由于課后習題具有診斷作用，能夠鞏固知識，因此控制高水平情境的練習具有合理性。

（四）情境的價值導向分析

各版本課后習題中情境價值導向的分布情況如圖4所示。三個版本教材習題情境在價值導向方面具有一定的相似性：無價值引領情境占據主導地位，占比均超過50%；其次是隱性價值引領情境，占比均超過20%；占比最少的是顯性價值引領情境。魯科版和蘇教版無價值引領情境占比分別為64%和61%，而人教版占比為55%，即人教版課后習題的問題情境的價值引領相對較好。人教版隱性價值引領情境占比為28%，高于蘇教版和魯科版占比。在顯性價值引領方面，人教版和蘇教版占比極為接近（約15%），而魯科版（12%）略低，總的來說三個版本教科書在此方面差異較小。相較于蘇教版和魯科版教材，人教版教材習題更注重價值引領，同時以隱性價值引領為主。

（五）情境的呈現方式分析

各版課后習題中情境呈現方式的分布情況如圖5所示。三個版本教材在情境的呈現方式維度同樣具有相似性：以純文字來呈現情境是主流方式，占比均超過75%，其中蘇教版純文字呈現的占比高達84%；魯科版文字加圖表呈現方式略高于人教版，二者均超過20%，蘇教版為16%。可見，魯科版和人教版在情境的呈現方式方面相對來說更加豐富。

五、結論與建議

（一）研究結論

通過分析和比較三個版本高中化學必修教科書的課后習題得到如下結論：

1. 三個版本教科書課后習題的情境總體具有相似性，即各分析維度下的子維度的頻次排序幾乎一致。

2. 三個版本教科書課后習題在“情境的作用”“情境的呈現方式”兩個維度相似性較高。習題中的情境主要提供信息，學生提取信息后解決相關問題。習題中的情境主要以文字進行呈現，有圖表的情況較少。

3. 三個版本教科書課后習題都注重情境的真實性，但是無情境習題的比例也相對較高，其中人教版、蘇教版相較于魯科版而言更注重真實情境的創設。

4. 雖然三個版本教科書課后習題均以實驗情境為主，其次是生活生產情境，但是人教版的習題情境類型更加多元化。

5. 三個版本教科書課后習題中的問題情境價值引領作用較弱，無價值引領的情境較多，而顯性價值引領的情境較少。

總體來看，三個版本的必修教科書均重視習題中的問題情境創設，且又各具特點。人教版習題情境體現化學學科育人價值較好，魯科版關注學生對基礎知識的理解，蘇教版則介于兩者之間。但從情境的真實性、多樣性、價值性等方面來看，三個版本的教科書均尚有改進空間。

（二）研究建議

1. 針對情境欠佳的習題進行改編以發揮習題的素養和價值功能。無情境或構造情境試題僅能達到檢驗知識掌握程度的功能，其占比過高不利于發揮習題的素養培育功能。此外，目前的教材習題情境類型以實驗情境為主，實驗情境多表現為對某一個反應或者某種物質性質的探究，其發揮價值導向作用較弱。因此教師在使用教材習題的時候，可以基于習題考查的知識點適當對教材習題進行改編，豐富習題情境。例如人教版必修一第一章第三節第5小題就沒有問題情境：

【原題】下列4種基本類型的反應中，一定是氧化還原反應的是_______（填序號，下同），一定不是氧化還原反應的是_______，可能是氧化還原反應的是._______。

①化合反應 ②分解反應

③置換反應 ④復分解反應

改編之后的題目依然關注四種基本反應類型與氧化還原反應之間的關系，但是增加了多類型真實問題情境，讓習題的創設發揮了培養學生情感、態度和價值觀的功能[19]。

【新題】在生產、生活中，我們會遇到各種各樣的化學反應。下面是幾個實例，請寫出相應反應的化學方程式并完成填空。

①將生石灰與水反應，可得到建筑用的熟石灰。

②胃舒平中含有氫氧化鋁，可用來治療胃酸（主要成分為鹽酸）過多。

③西漢劉安組織編撰的《淮南萬畢術》將濕法冶銅的原理表述為“曾青（天然硫酸銅）得鐵則化為銅”。

④碳銨（NH4HCO3）是一種常用化肥，應保存于陰涼處，因為在較高溫度下，它會發生分解，生成氨氣、水和二氧化碳。

⑤在軍事上，鎂粉因其燃燒產生強烈的光亮而常被用來做照明彈的燃燒劑。

⑥實驗室常用二氧化錳催化氯酸鉀制備氧氣。

（1）在上述反應中，屬于化合反應的是_______，屬于分解反應的是_______，屬于置換反應的是_______，屬于復分解反應的是_______。（填序號，下同）

（2）由上述反應我們可以得出，下列4種基本類型的反應中，一定是氧化還原反應的是_______，一定不是氧化還原反應的是_______，可能是氧化還原反應的是_______。

①化合反應 ②分解反應

③置換反應 ④復分解反應

2. 教師應加強對高水平情境習題的引導以發揮習題的作用。高水平情境習題以動手操作、設計方案以及小論文為主要形式，需要學生聯系生活實際或者查閱資料進行解答，充分體現STSE的教育理念。高水平情境習題在形式上不同于傳統練習，更加具有挑戰性，或許更能激發學生的學習動機[5]。但是受時間緊張、與總結性考試命題形式上差異較大等因素影響，高中生難以獨立完成高水平情境習題，也就難以發揮習題價值。教師應當在解決問題的方式上適時地給予引導，例如指導學生查閱資料，同時可以通過組織小組合作完成等方式幫助學生完成高水平習題。

3. 融合不同版本教材習題情境優點，綜合使用各版本教材習題。各個版本的教材習題均是編寫者依據課程標準學業要求編寫的，各具特點，均具有遠超于市面上教輔資料的教育理念和教育價值[20]。同時一本教科書出版之后短時間內無法完成修訂和更新，因此需要教師在日常教學中借鑒使用不同教材的課后習題，讓教材習題功能和價值最大化[5]。例如在講授“物質的量”這一節知識時，使用魯科版教材教學的教師可以借鑒人教版課后習題。此小節魯科版真實情境習題較少并且呈現方式較為單一，而人教版教材習題真實情境較多、呈現方式多元，同時涉及物質的量在生活生產中的應用，有利于學生對這一陌生概念的理解。教師可以依據實際學情及學生的核心素養發展情況，組合使用習題，形成習題庫，以彌補教科書習題數量和類型不足的問題。

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Comparative Study of Question Context in High School Compulsory Chemistry Textbook Exercises

Liu Ziye1" "Yang Jidong1" "Huang Gongfu2" "Chen Guiying3" Yin Lv Yingzi4

1 College of Chemistry and Chemical Engineering，Hunan Normal University，Changsha，Hunan，410081

2 Hunan Academy of Education Sciences，Changsha，Hunan，410006

3 Zhangjiajie Academy of Education Sciences，Zhangjiajie，Hunan，427000

4 Hengyang No.1 Middle School，Hengyang，Hunan，421099

Abstract：Textbook exercises play an important role in formative assessment. Based on the multiple attributes of question context，an analytical framework for textbook exercise contexts was constructed，covering five dimensions：the authenticity，type，function，value orientation，and presentation of the context. Using content analysis，a comparative study was conducted on the question context in the exercises of the current editions of high school chemistry textbooks by People's Education Press（PEP），Jiangsu Education Press，and Shandong Science and Technology Press. The study found that all three versions emphasize the creation of question context in exercises；the PEP edition better reflected the educational value of the chemistry discipline，the Shandong Science and Technology edition focuses on students' understanding of basic knowledge，and the Jiangsu Education Press edition fell in between. However，in terms of the authenticity，diversity，and value of the question context，the exercises in the three versions of the textbook all had room for improvement. Based on these findings，suggestions for the use of textbook exercises such as adapting exercises for poor situations，strengthening guidance on high-level situational exercises，and using exercises from various versions of textbooks comprehensively，were proposed.

Key words：Question Context，After-class Exercise，Formative Assessment，Chemistry Textbook，High School Chemistry

（責任編輯：陳暢）

作者簡介" 劉子燁，本科生，湖南師范大學；楊季冬，通訊作者，教育學博士，講師，湖南師范大學。湖南長沙，410081。黃恭福，中學高級教師，湖南省教育科學研究院。湖南長沙，410006。陳桂英，中學高級教師，張家界市教育科學研究院。湖南張家界，427000。尹呂櫻子，中學二級教師，湖南省衡陽市第一中學。湖南衡陽，421099。

項目基金" 湖南省普通高等學校教學改革研究項目“師范專業認證背景下化學師范生國際視野培育策略與實踐”（202401000506）；湖南省基礎教育教學改革項目“基于核心素養發展的初中化學‘四步六化’單元教學設計與實踐研究”（Y2024553）。