基于多版本教材的高中化學(xué)術(shù)語庫數(shù)字化構(gòu)建與教學(xué)

當(dāng)前，推動信息技術(shù)與學(xué)科教學(xué)深度融合已成為基礎(chǔ)教育發(fā)展的重要方向。高中化學(xué)教學(xué)中存在術(shù)語使用不統(tǒng)一、表達(dá)不規(guī)范等問題，影響學(xué)生對學(xué)科概念的準(zhǔn)確理解[1I2]。已有研究指出，術(shù)語的不規(guī)范使用及多版本教材間的表述差異是學(xué)生認(rèn)知障礙的來源[3]4]。然而，在高中化學(xué)教學(xué)領(lǐng)域，尚缺乏以多版本教材為語料基礎(chǔ)，系統(tǒng)分析術(shù)語差異并構(gòu)建統(tǒng)一數(shù)字資源的實踐研究[5]；尤其在術(shù)語庫與教學(xué)活動深度融合、服務(wù)項目式學(xué)習(xí)方面的應(yīng)用仍顯不足[。筆者從資源建設(shè)與教學(xué)融合兩個維度出發(fā)，探討數(shù)字化術(shù)語庫在學(xué)科教學(xué)中的應(yīng)用價值。

一、數(shù)字化術(shù)語庫的制作

（一）數(shù)字化術(shù)語庫的構(gòu)建流程與方法

數(shù)字化術(shù)語庫的制作分四步：化學(xué)名詞統(tǒng)計、詞表構(gòu)建、詞條生成和格式轉(zhuǎn)換，具體流程如圖1所示。

筆者選取經(jīng)國家教材委員會審核通過的四套高中化學(xué)教科書，包括人民教育出版社（人教版）、山東科學(xué)技術(shù)出版社（魯科版）、上?？茖W(xué)技術(shù)出版社（滬科版）和江蘇鳳凰教育出版社（蘇教版）出版的教科書。在構(gòu)建術(shù)語庫時，筆者嚴(yán)格標(biāo)注原始出處。

構(gòu)建術(shù)語庫先要對教科書中出現(xiàn)的化學(xué)名詞進(jìn)行人工統(tǒng)計。隨后，利用“術(shù)語在線”的術(shù)語標(biāo)注功能對這些名詞進(jìn)行智能文本標(biāo)注，并經(jīng)人工復(fù)核確認(rèn)其準(zhǔn)確性，最終形成包含2656個化學(xué)名詞的詞表。四個版本各分冊中化學(xué)名詞的數(shù)量統(tǒng)計如圖2所示。

為增強術(shù)語教學(xué)的可理解性，筆者提取教材中的術(shù)語語境作為例證材料，輔助條目構(gòu)建。針對每個化學(xué)名詞，翔實記錄其在教科書中的來源信息（包括版本、分冊及具體頁碼），由此建立上下文與定義語境索引。此外，利用“術(shù)語在線”和“科普中國·科學(xué)百科”等平臺，檢索相關(guān)化學(xué)名詞并生成指向推薦詞典與“科普中國·科學(xué)百科”的鏈接，為師生提供便捷的知識拓展途徑。完成上述工作后，將語境索引與術(shù)語鏈接整合入詞表，形成完整的術(shù)語數(shù)據(jù)集合，并通過專業(yè)軟件生成數(shù)字化術(shù)語庫，實現(xiàn)術(shù)語的高效管理與便捷查詢[7]。

（二）數(shù)字化術(shù)語庫的界面功能與術(shù)語定義審定挑戰(zhàn)

數(shù)字化術(shù)語庫界面如圖3所示，簡潔直觀，支持中英文檢索語言切換。用戶可采用普通搜索、模糊搜索或全文搜索三種模式快速查找目標(biāo)術(shù)語，操作便捷流暢。

圖1數(shù)字化術(shù)語庫的構(gòu)建流程

在術(shù)語定義審定過程中，發(fā)現(xiàn)術(shù)語多義與跨學(xué)科定義差異現(xiàn)象較為突出。例如，“催化劑”一詞在7部權(quán)威詞典中均有定義，但對其是否直接參加反應(yīng)看法不一。經(jīng)綜合分析，最終達(dá)成共識：催化劑雖可能參與反應(yīng)過程，但不會出現(xiàn)在最終產(chǎn)物中。再如，來源于日常生活的化學(xué)名詞“終點”“缺陷”等詞，在化學(xué)領(lǐng)域具有明確而特定的含義。為確保術(shù)語定義的準(zhǔn)確性與權(quán)威性，我們優(yōu)先選用化學(xué)及相關(guān)學(xué)科領(lǐng)域的專業(yè)詞典，并結(jié)合定義的適用范圍與更新時間進(jìn)行優(yōu)選。以“穩(wěn)定性”為例，最終采納了2018年發(fā)布的《核醫(yī)學(xué)名詞》中的定義。

圖2術(shù)語統(tǒng)計柱狀圖

二、數(shù)字化術(shù)語庫輔助教學(xué)的應(yīng)用場景

（一）基于上下文語境的數(shù)據(jù)驅(qū)動術(shù)語教學(xué)設(shè)計

筆者從教學(xué)用化學(xué)名詞中共識別出1144個高頻術(shù)語，并將其歸為化學(xué)學(xué)科基礎(chǔ)名詞?；谠~頻統(tǒng)計生成基礎(chǔ)名詞詞云圖有助于學(xué)生直觀把握核心概念分布。

進(jìn)一步聚焦高頻術(shù)語的搭配關(guān)系，構(gòu)建以詞頻前20的化學(xué)名詞為中心的核心化學(xué)概念網(wǎng)絡(luò)圖，通過節(jié)點連接強度揭示如“氧化還原”與“氧化劑”“電子轉(zhuǎn)移”等概念間的內(nèi)在關(guān)聯(lián)，為理解復(fù)雜知識體系提供結(jié)構(gòu)化支撐。

基于上述數(shù)據(jù)可視化結(jié)果，可系統(tǒng)設(shè)計術(shù)語教學(xué)框架。第一步，篩選高頻核心概念（如“化學(xué)鍵”“化學(xué)平衡”），結(jié)合其網(wǎng)絡(luò)關(guān)聯(lián)性設(shè)計語境化學(xué)習(xí)任務(wù)。例如，圍繞“化學(xué)平衡”與“濃度”“催化劑”的交互關(guān)系，開發(fā)動態(tài)知識圖譜工具，支持學(xué)生通過節(jié)點拖曳探索概念層級。第二步，利用詞云權(quán)重指導(dǎo)教學(xué)優(yōu)先級，圍繞高頻術(shù)語（如“氧化還原”）設(shè)計實驗案例，引導(dǎo)學(xué)生從金屬腐蝕等現(xiàn)象歸納術(shù)語本質(zhì)；對于低頻且弱關(guān)聯(lián)的術(shù)語（如“活化能”），教師布置對比性情境練習(xí)（如分析催化劑與溫度對反應(yīng)速率的影響），幫助學(xué)生強化對術(shù)語邊界的認(rèn)知。該方法以數(shù)據(jù)驅(qū)動的關(guān)聯(lián)網(wǎng)絡(luò)為脈絡(luò)，將孤立術(shù)語轉(zhuǎn)化為系統(tǒng)化知識體系，在降低學(xué)習(xí)負(fù)荷的同時提升概念建構(gòu)深度。

（二）基于定義比對的術(shù)語精準(zhǔn)理解教學(xué)

高中化學(xué)教科書在概念定義設(shè)計上具有顯著優(yōu)勢，主要體現(xiàn)在定義類型的多樣化、與課程主題的契合以及學(xué)科邏輯與學(xué)生認(rèn)知的平衡。不過，不同版本教材中對同一術(shù)語在表達(dá)方式與定義角度上存在差異，部分定義偏重用途，部分定義強調(diào)結(jié)構(gòu)特征，可能造成學(xué)生理解上的混淆。因此，本術(shù)語庫保留多個定義并置供比對，以提升學(xué)生的辨析能力。四版教科書中“糖類”和“碳水化合物”的定義語境索引見表1。

表1 “糖類”和“碳水化合物”在教科書中的定義語境索引

教師根據(jù)數(shù)字化術(shù)語庫中的教科書定義語境索引，對比不同版本與分冊中“糖類”和“碳水化合物”的定義（見表2），引導(dǎo)學(xué)生辨析兩者的異同，并深入體會其內(nèi)在聯(lián)系。例如，在課堂討論中，學(xué)生基于證據(jù)進(jìn)行交流，以認(rèn)識不同定義的適用邊界與局限，進(jìn)而形成更為準(zhǔn)確與穩(wěn)固的學(xué)科概念。

教師點擊數(shù)字化術(shù)語庫中的術(shù)語鏈接，可查閱不同學(xué)科領(lǐng)域中“糖類”與“碳水化合物”的權(quán)威界定；亦可參考2024年公布的《生物化學(xué)與分子生物學(xué)名詞》等權(quán)威來源，為學(xué)生提供科學(xué)、規(guī)范的認(rèn)知框架，使其進(jìn)一步強化對核心概念的理解。教師使用數(shù)字化術(shù)語庫的定義比對功能，可有效提升學(xué)生對術(shù)語的精準(zhǔn)理解，同時為項目式學(xué)習(xí)提供方法與資源支撐。

表2“糖類”和“碳水化合物”在教科書中的定義分析

（三）數(shù)字化術(shù)語庫支撐的項目式學(xué)習(xí)

下面以“光譜分析的應(yīng)用探究”為例，介紹數(shù)字化術(shù)語庫在項目式學(xué)習(xí)活動中的應(yīng)用。光譜分析是基于物質(zhì)與能量相互作用，使物質(zhì)內(nèi)部發(fā)生量子化能級間躍遷而產(chǎn)生發(fā)射、吸收或散射輻射，并據(jù)其波長與強度進(jìn)行分析的方法。該技術(shù)靈敏、快速，廣泛應(yīng)用于物質(zhì)鑒定及化學(xué)成分分析。該項目的設(shè)計理念是：開展項目式學(xué)習(xí)活動，引導(dǎo)學(xué)生重構(gòu)化學(xué)概念體系，優(yōu)化概念網(wǎng)絡(luò)與術(shù)語理解，實現(xiàn)知識的有效遷移與應(yīng)用。目標(biāo)如下：掌握光譜分析的基本分類與關(guān)鍵術(shù)語，學(xué)會通過術(shù)語庫獲取專業(yè)信息；理解光譜分析在學(xué)科體系中的地位，熟悉術(shù)語路徑與術(shù)語圖譜；探索原子光譜與分子光譜的常見應(yīng)用場景。教師指導(dǎo)學(xué)生按以下步驟參與項目式學(xué)習(xí)活動。

第一步，查閱術(shù)語信息。在數(shù)字化術(shù)語庫的普通搜索模式下，輸人“光譜”，可檢索到22個相關(guān)術(shù)語。此時術(shù)語庫按功能分為與原子光譜相關(guān)的術(shù)語，如“光譜儀”“光譜分析”；與分子光譜相關(guān)的術(shù)語，如“分子光譜”“紫外可見光譜”。這樣分類有助于學(xué)生清晰地理解光譜分析的不同分支。

第二步，進(jìn)行學(xué)科概念體系分析。點擊數(shù)字化術(shù)語庫“光譜分析”的推薦鏈接，可查看術(shù)語路徑，例如顯示“光譜分析”隸屬化學(xué)分析方法下的光學(xué)分析。術(shù)語圖譜將“光譜分析”與“發(fā)射光譜”“吸收光譜”等條目的上位與并列關(guān)聯(lián)以可視化方式呈現(xiàn)。

第三步，在資源支持進(jìn)行術(shù)語深度學(xué)習(xí)。除詞典定義與教科書定義、上下文語境資源外，“術(shù)語在線”還提供關(guān)聯(lián)文獻(xiàn)推薦，如《原子發(fā)射光譜儀器的發(fā)展、現(xiàn)狀及技術(shù)動向》等專業(yè)資料，既拓展學(xué)習(xí)深度又為教學(xué)提供豐富素材。

第四步，科普視頻輔助學(xué)習(xí)。教師將術(shù)語庫鏈接至“科普中國·科學(xué)百科”讓學(xué)生觀看《一分鐘了解原子光譜》等短視頻，強化直觀理解。

完成項目任務(wù)后，學(xué)生對于光譜分析術(shù)語信息的檢索與歸納、原子光譜與分子光譜的分類及應(yīng)用、概念圖與術(shù)語圖譜的分析與制作，總結(jié)心得，提交報告。筆者發(fā)現(xiàn)項目實踐不僅深化了學(xué)生對術(shù)語的理解，他們借助術(shù)語庫，基于物質(zhì)一能量相互作用原理，對發(fā)射/吸收光譜中亮線與暗線成因的解釋更加清晰；而且促進(jìn)了知識遷移，參與光譜分析發(fā)現(xiàn)新元素（如銣、銫）的實踐，學(xué)生理解了學(xué)科發(fā)展邏輯，激發(fā)了跨領(lǐng)域探究興趣。

為驗證數(shù)字化術(shù)語庫的應(yīng)用效果，筆者采用問卷與訪談相結(jié)合的方式收集師生反饋。問卷顯示， 87% 的學(xué)生認(rèn)為術(shù)語庫有助于提升概念理解力， 72% 的學(xué)生表示考試成績有所提高；同時，90% 的教師認(rèn)為術(shù)語庫提升了備課效率，平均查詢時間由5分鐘縮短至1.5分鐘。訪談顯示，80% 的學(xué)生認(rèn)為語境索引功能有效提升了對復(fù)雜術(shù)語（如“催化劑”）的理解能力；教師則表示，術(shù)語路徑與圖譜功能令課堂講解更為清晰準(zhǔn)確。

本研究構(gòu)建的數(shù)字化術(shù)語庫，不僅為高中化學(xué)教學(xué)提供了標(biāo)準(zhǔn)化術(shù)語資源，而且為智慧課堂建設(shè)提供了重要的實踐參考。

注：本文系四川省教育廳2022年度教育科研課題“學(xué)科融合視域下縣域高中生創(chuàng)新素養(yǎng)培養(yǎng)研究”（編號：SCJG22A152）、人民教育出版社課程教材研究所“十四五”課題“‘三新’背景下高中化學(xué)教師核心素養(yǎng)發(fā)展的實踐研究”（課題編號：KC2022-012）的階段性研究成果。

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（作者江明軍系四川省樂至中學(xué)教師；白濤系四川省南充市教育科學(xué)研究所副所長、教研員；馬紅艷系四川省教育科學(xué)研究院教研員）

責(zé)任編輯：祝元志