基于课程标准的不同版本高中教科书课程难度定量分析——以高中生物“细胞的化学组成”为例

高湘平，石 鸥

（首都师范大学 教育学院，北京 100047）

基于课程标准的不同版本高中教科书课程难度定量分析
——以高中生物“细胞的化学组成”为例

高湘平，石 鸥

（首都师范大学 教育学院，北京 100047）

基于课程难度定量模型，以《普通高中生物课程标准(实验)》（以下简称课程标准）为参照系，对3套高中生物教科书课程难度进行定量对比分析，可为“一纲多本”政策下教科书的编写与改革提供一定的参考，同时对教师选用和处理教科书内容提供建设性的启示。

定量模型；课程难度；可比广度；可比深度；生物教科书

一、研究背景与综述

改革开放以来，随着我国教育体制的不断深化改革，教科书的发展经历了从“一纲一本”到“一纲多本”的历史跨越。1985年《中共中央关于教育体制改革的决定》颁布，指出由于我国幅员辽阔，经济文化发展很不平衡，义务教育的内容应该因地制宜，有所不同。为此，中小学教材建设开始实行国家统一基本要求下的多样化的方针，即“一纲多本”的政策。教科书编写权的下放为我国教科书的多样化带来了星火燎原般的发展动力。自此，教科书的出版逐渐呈现出“百花齐放，百家争鸣”的景象。

“一纲多本”政策下的教科书多样化满足了不同地区的需求，同时也给教科书的质量带来了挑战。教科书的编写者基于对统一的课程标准的不同理解，编制出的各个版本教科书的质量参差不齐。如何使不同版本的教科书与课程标准更加契合，如何把握教科书的难度以促进不同地区学生的个性发展，如何既保持教科书多样化的繁荣又保证不同版本教科书质量的提高，这不仅是教科书研究者，更是教育理论与教育实践者应亟待探索和解决的议题。

课程难度是衡量教科书质量的一个重要数据指标，也定量地呈现了教材内容的难易程度[1]。20世纪90年代，华南师范大学黄甫全教授对课程难度进行了系统研究。他认为，课程难度，实质上就是以课程内容为表征的预期结果从简单到复杂、从低级到高级的质与量在时间上相统一的动态进程，中小学生课程难度具体表现为课程内容在广度、深度和进度上的时空分布[2]。此外，黄甫全教授建立了中小学课程难度的灰色模型体系，首次以用定量的方法研究课程难度。但由于灰色模型是累加生成模型，计算繁琐，可操作性不强。2005年，东北师范大学史宁中教授从课程广度、课程深度和课程时间三个要素入手，建构了刻画课程难度的一个定量分析模型，即课程难度定量模型，并对义务教育教科书中的几何课程深入地进行了课程难度研究。此后，课程难度定量模型的使用不胫而走，被广泛运用到等教科书课程难度研究当中。

鉴于此，利用史宁中教授的课程难度定量模型，从影响课程难度的三要素入手，以《普通高中生物课程标准(实验)》（以下简称课程标准）[3]为参照标准，对人民教育出版社（以下简称人教版）[4]，北京师范大学出版社（以下简称北师大版）[5]和江苏教育出版社（以下简称苏教版）[6]出版的3套普通高中课程标准实验教科书进行定量对比分析。研究选取各版本高中生物教科书（必修1）“细胞的化学组成”这一主题为样本，以深入地研究不同版本教科书课程难度和与课程标准适切性。

二、课程难度定量模型

影响课程难度的基本因素至少有三个：课程深度、课程广度和课程时间。课程难度与课程深度和课程广度成正比，与课程时间成反比。史宁中教授运用以上三个因素建构了课程难度定量模型。如果用N来表示课程难度，用S表示课程深度，用G表示课程广度，用T表示课程时间，那么课程难度与上述三个影响因素之间的函数关系式为：N= (αS/T)+(1-α)G/T[7-8]。

其中，α满足0＜α＜1，被称为加权系数，反映了课程对于“可比深度”或者“可比广度”的侧重程度。单位时间的课程深度S/T和单位时间的课程广度G/T是刻画课程难度很重要的量，我们分别称之为“可比深度”和“可比广度”。如此，课程难度系数N实际上就是可比深度S/T和可比难度G/T的加权平均值。

课程深度（S）泛指课程内容所需要的思维深度，这是一个非常难以量化的要素，涉及到概念和原理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运算步骤，对此，我们可以用课程标准中关于知识性、技能性和体验性三维学习目标赋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，对此，我们可以用通常所说的“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，对此，我们可以用通常所说的“课时”多少进行量化。

这里的课程难度（N）实际上特指绝对的课程难度，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，而对教科书的动态分析、评价，还要考虑课程实施中的教师、学生等特别复杂的众多因素。

三、不同版本教科书课程难度比较

依据上述的课程难度模型，参照高中生物课程标准中“内容标准”所规定的6个主题，选取高中阶段最基础且最重要的内容主题“细胞的化学组成”（必修1）作为研究对象，针对人教版、北师大版、苏教版高中生物教科书中出现的该主题相应内容进行课程难度比较。

（一）课程广度

依据课程广度的定义，采取教科书涵盖“知识点”的多少来进行量化。目前，在课程难度分析的模型中都没有明确提出如何划分知识点的标准。因此，基于对课程标准和不同版本教科书中各知识点的理解，以课程标准中内容标准规定的知识点来为参照，将每章节中的一个小标题的主要内容视为一个知识点并进行量化，将属于“细胞的化学组成”这一主题范围内的知识点分别于教科书中的内容一一对应。课程广度量化如表1所示。

“化学的细胞组成”这一主题全都编排在3个版本高中生物教科书必修1的第二章。根据对课程标准和各个版本高中生物教科书知识点的量化，从表1中我们可以看出，在“细胞的化学组成”主题范围内，课程标准列出13个知识点，人教版教科书列出14个知识点，北师大版教科书列出17个知识点，苏教版教科书列出14个知识点。若用G0、G1、G2、G3分别表示课程标准、人教版、北师大版和苏教版教科书课程广度系数取值，则不同版本教科书课程广度分别为：G0=13，G1=14，G2=17，G3=14。

（二）课程深度

课程深度通过相应的课程目标的不同要求程度的加权平均来刻画[9]，即我们通过对课程标准中不同层次要求的目标词语的描述进行赋值，取平均值。换句话说，就是以知识点所对应的平均深度来刻画。课程标准中对学习目标有不同层次水平的要求，并用具体的行为动词对加以描述。课程标准对目标要求的描述词语分别是知识性学习目标，技能性学习目标和情感性学习目标，在不同层次水平的目标下还分别有不同的目标行为动词作为阐释。我们以此来进行赋值，具体的目标要求程度及赋值说明如表2所示。

从表2中我们可以看出，知识性目标的要求程度分别是了解、理解和应用，深度赋值分别为1，2，3；技能性目标的程度分别是模仿和独立操作，深度赋值分别为1，2；情感性目标的要求程度分别是经历、反应和领悟，深度赋值分别为1，2，3。课程深度赋值情况如表1中各知识点后的数值所示。

课程深度是以所有知识点深度的平均值来刻画，若S0、S1、S2、S3、分别表示课程标准、人教版、北师大版和苏教版课程深度系数取值，则不同版本教科书课程深度（表1所示）分别为S0=19/13=1. 46，S1=21/14=1.5，S2=25/17=1.47，S3=20/14=1.42。

表1 不同版本教科书“细胞的化学组成”课程广度量化及课程深度赋值表

表2 学习目标要求及赋值说明

（三）课程时间

课程时间采用完成课程内容所需课时数来量化，由于课程标准中没有明确规定完成各个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[10]。因此，我们可以取人教版、北师大版和苏教版这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。课程标准、人教版、北师大版和苏教版课程时间系数取值分别用T0、T1、T2、T3表示，因此课程标准课程时间系数取值T0=(T1+T2+T3)/3=(5+7+5)/3=5.67。

人教版第二章共分5节：细胞中的元素和化合物需1课时，生命活动的主要承担者——蛋白质需1课时，遗传信息的携带者——核酸需1课时，细胞中的糖类和脂质需1课时，细胞中的无机物需1课时，因此人教版课程时间系数取值T1=5。

北师大版第二章共分3节：构成生命的元素需1课时，生命之源——水和无机盐需1课时，生物大分子需5课时，因此北师大版课程时间系数取值T2=7。

苏教版第二章共分5节：细胞中的化学元素和化合物需1课时，生命活动的主要承担者——蛋白质需1课时，遗传信息的携带者——核酸需1课时，细胞中的糖类和脂类需1课时，细胞质中的无机物需1课时，因此苏教版课程时间系数取值T3=5。

通过上述分析，我们可以得出3个不同版本有关课程难度的相关数据，如表3所示。

表3 不同版本教科书“细胞的化学组成”课程难度相关系数

（四）课程难度计算

将表3中的数据带入课程难度定量模型N= (αS/T)+(1-α)G/T，在此假设课程广度与课程深度对课程难度的影响程度相同，即取α＝0.5，这样就不难求出课程的难度系数。具体数值如表4所示。

表4 不同版本教科书“细胞的化学组成”课程难度对比

将可比深度系数、可比广度系数(见表3)和α取值0.5时的课程难度系数 (见表4)计算公式|Sx/TX-S0/T0|/S0/T0、|Gx/Tx-G0/T0|/G0/T0和|Nx-N0|/N0中，可得出3个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，如表5所示。

表5 不同版本教科书与课程标准吻合度

综合表3、表4、表5可以得出如下结论：

在可比广度方面，三套教科书均高于课程标准，其顺序表现为：人教版=苏教版＞北师大版＞课程标准。人教版和苏教版的可比广度相等，原因在于各自版本的课程广度和课程时间均相等。北师大版的可比广度低于人教版和苏教版，但是在课程广度和课程时间方面都比人教版和苏教版的多。也就是说，北师大版教科书在该主题中所涉及的知识点比其他两个版本教科书多，但是所需要投入的课时也比两个版本多，所以北师大版的可比广度（即单位时间要求达到的知识量）相对于人教版和苏教版较低。就可比广度吻合度而言，北师大版与课程标准的吻合度最高（6.11%），而人教版和苏教版对课程标准偏离程度较大（22.27%）。分析产生上述情况的原因在于，人教版和苏教版的课程广度大于课程标准的课程广度，但两个版本所需投入的课程时间却少于课程标准的课程时间；而北师版本的课程广度虽大于课程标准的课程广度，但是其所需投入的课程时间也多于课程标准的课程时间。故此，人教版和苏教版的可比广度相对于北师大版本比课程标准的可比广度大的多，北师大版的可比广度与课程标准的可比广度更接近一些，所以北师大版可比广度吻合度与课程标准更接近。

在可比深度方面，北师大版低于课程标准，人教版和苏教版都高于课程标准，其顺序表现为：人教版＞苏教版＞课程标准＞北师大版。北师大版的可比深度低于课程标准的原因在于，北师大版课程深度与课程标准课程深度旗鼓相当，但它所需课时多于课程标准的课时，也就是说要求程度相当的教材内容，其所需占用的课时更多，北师大版教材内容单位时间所要求达到的课程深度比课程标准低。就可比深度吻合度而言，苏教版与课程标准的吻合度最高（7.69%），人教版（15.38%）和北师大版（19.23%）对课程标准偏离程度较大。主要原因在于苏教版的可比深度与课程标准的可比深度更加接近，即单位时间内苏教版的教材内容要求程度与课程标准更加接近。

在课程难度方面，人教版、北师大版和苏教版3套教科书的课程难度均高于课程标准的课程难度，其顺序表现为：人教版＞苏教版＞北师大版＞课程标准。北师大版课程难度与课程标准的吻合度最高，人教版和苏教版课程难度偏离课程标准较大，其中人教版课程难度偏离课程标准最大。北师大版虽然在课程广度系数上比其他两套教科书都大，课程深度与课程标准相持平，但是由于课程时间比较多，因此导致课程难度系数相对较低。人教版和苏教版虽在课程广度和课程时间方面相等，但由于人教版课程深度远大于苏教版，因此导致人教版课程难度大于苏教版。

四、结论与分析

由上述数据分析可知，就课程难度而言，3个版本教科书的课程难度均高于课程标准。其中，北师大版的课程难度与课程标准吻合较好，体现了其更忠实、更加贴近于课程标准要求的特点。人教版和苏教版课程难度均较大的偏离课程标准。人教版课程深度均高于其他两个版本，分析课程深度和课程时间不难看出，人教版教科书课程深度（学习目标）要求较高，体现了人教版可比深度偏难的特点。北师大版教科书课程广度最大，但所需课时数最多，因此其可比广度与课程难度在3个版本教科书中最低，体现了北师大版教科书知识主题“广而浅”的鲜明特点。

通过以上定量分析，以“细胞的化学组成”为主题，我们大致了解了人教版、北师大版和苏教版3个不同版本教科书的课程难度以及与课程标准的契合。各个版本的教科书具有各自不同的特点。教师选用教科书可以根据具体情况，选取深度、广度、难度均适宜的选修教科书进行知识拓展，精选其优势内容进行教学设计和实施。同时，各校可以根据学生起点能力及教学实际选取难度恰当的教科书，做到因“材”选“材”、因材施教。

需要特别强调的是，此结论是针对高中生物（必修1）“细胞的化学组成”主题部分而言，考虑到课程难度模型N=(αS/T)+(1-α)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，故所得的课程难度系数也会有所不同，所以需要具体问题具体分析。

值得思考的是，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，单单考虑一方面，往往会导致课程难度过高和过低而偏离课程标准的要求。在教科书的选用和处理方面，更是应辨证地、全面地考虑三者之间的关系。以高中生物教科书为样本研究课程难度，旨在构建评价生物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。

[1]周文波,黄晓．中、美初中科学教材课程难度的比较与分析——以“地球、月球与太阳”主题为例[J]．江苏教育研究,2011(22):17-20．

[2]黄甫全,王晶．课程难度刍论[J]．东北师大学报（哲学社会科学版）,1994(4):91-96．

[3]中华人民共和国教育部制定．普通高中生物课程标准:实验[S]．北京：人民教育出版社,2003．

[4]朱正威,赵占良．普通高中课程标准实验教科书:生物·必修1·分子与细胞[M]．北京：人民教育出版社,2007．

[5]刘植义,付尊英．普通高中课程标准实验教科书:生物·必修1·分子与细胞[M]．北京：北京师范大学出版社, 2011．

[6]汪忠．普通高中课程标准实验教科书:生物·必修1·分子与细胞[M]．南京：江苏教育出版社,2005．

[7]孔凡哲,史宁中．现行教科书课程难度的静态定量对比分析——以初中数学课程标准实验教科书“不等式”、“四边形”课程内容为例[J]．教育科学,2006(3): 40-43．

[8]孔凡哲,史宁中．四边形课程难度的定量分析比较[J]．数学教育学报,2006(1):11-15．

[9]黄郁郁．高中化学新课程教科书课程难度的静态定量对比分析[D]．武汉：华中师范大学,2008:27-29．

[10]杨承印,韩俊卿．义务教育新课标教科书课程难度定量分析[J]．教育科学,2007(1):32-35．

A Quantitative Analysis on Difficulty Degree of Multi-version Senior High School Biology Textbooks under Curriculum Standards: A Case Study of“the Chemical Composition of Cells”

GAO Xiang-ping,SHI Ou
(School of Education,Capital Normal University,Beijing 100047)

This paper utilizes the quantitative model of course difficulty degree to analyze the course difficulty degree of 3 versions of senior high school biology textbooks quantitatively according to the“General Senior High School Biology Curriculum Standard(Experiment)”,trying to provide useful suggestions for textbook writing or textbook reform under“One Standard,Multiple Versions of Textbook”policy and offer constructive comments on helping teachers choose and arrange teaching contents in textbooks．

quantitative model;difficulty degree;constant scope;constant depth;biology textbook

G632.3

A

1674-831X（2016）06-0029-05

[责任编辑：胡 伟]

2016-10-11

高湘平（1992-），女，北京人，首都师范大学教育学硕士研究生，主要从事教科书研究；石鸥（1956-），男，湖南新宁人，首都师范大学教育学院教授，博士生导师，主要从事课程与教学论、教科书研究。