初中物理教科书与课程标准的一致性分析——以人教版、北师大版和苏科版为例

赵雪珍 陈 宇 魏志方 崔雪梅

(延边大学师范学院,吉林 延吉 133002)

2011 年教育部颁布了《义务教育物理课程标准(2011年版)》,在“一标多本”的教材多样化政策下,不同出版社经教育部审核出版了初中物理教科书．课程实践中,课程各个要素之间具有良性匹配和较高的吻合度是课程系统有效运行的基本前提．[1]因此,依据2011年版义务教育物理课程标准编写的初中物理教科书是否与课程标准的要求一致,对有效实施2011年版义务教育物理课程标准具有重要的意义．

教科书编写人员依据课程标准编写教科书,努力使教科书与课程标准的要求保持一致．为了明确教科书与课程标准的一致性程度,有必要对两者的一致性程度进行定量和定性的研究．[2-14]

国外的一致性研究工作已有20多年的发展历史．最初,美国的一致性研究主要是为了评价行为目标与任务两者之间的一致性,并研究出一些一致性分析模式．一致性分析模式就是判断和分析课程系统各个要素之间吻合程度的理念、程序与方法的总和．[15]SEC一致性分析模式[16]是美国学者安德鲁·帕特(Andrew Porter)和约翰·史密斯(John Smithson)在韦伯一致性分析模式[15]的基础上提出的应用最广泛的一致性分析模式之一．

本文利用美国学者帕特(Porter)于2002年提出的SEC一致性分析模式,对《义务教育物理课程标准(2011年版)》与3个版本初中物理教科书之间的一致性进行分析,探查3个版本教科书与课程标准的一致性程度,并进一步分析内容主题维度的一致性和认知水平维度的一致性,为教科书编写者和一线教师提供有益的参考和借鉴．

1 研究对象与工具

1.1 研究对象

以2011年教育部颁布的《义务教育物理课程标准(2011年版)》(以下简称“课程标准”),2012年教育部审定的彭前程主编、人民教育出版社出版(以下简称“人教版”)的义务教育《物理》教科书8年级上册、下册和9年级全一册,闫金铎主编、北京师范大学出版社出版(以下简称“北师大版”)的义务教育《物理》教科书8年级上册、下册和9年级全一册,刘炳昇、李容主编、江苏凤凰科学技术出版社出版(以下简称“苏科版”)的义务教育《物理》教科书8年级上册、下册和9年级上册、下册为研究对象．本研究只对认知性目标进行比较研究,不包含技能性目标与体验性目标维度．

1.2 研究工具

SEC一致性分析模式能够适用于多种教育体系,可以比较分析不同教育要素之间的关系,具有较强的包容性．该模式能够计算出精确的Porter一致性指标,定量地对各要素间的关系进行分析,还可以通过数据的曲面图和柱形图,进一步分析研究对象之间的定性关系,其研究结果很有参考价值．因此,本研究选用 SEC一致性分析模式,对3个版本的初中物理教科书与课程标准的一致性进行定量和定性的分析．

2 研究过程

2.1 一致性分析编码框架

在SEC模式中,构建“内容主题×认知水平”分析框架是首要的、也是最为关键的环节,这就需要对初中物理课程内容进行以上两个维度的划分和编码．

表1 SEC一致性分析编码框架

本研究的划分以及一致性分析都基于课程标准,内容主题维度采用课程标准中“科学内容”的二级主题(以下简称“内容主题”)划分,共分为14个内容主题．认知水平维度采用的是课程标准中认知性目标的水平,即“了解”、“认识”和“理解”3个层次．由此形成如表1所示“14×3”的“内容主题×认知水平”的二维编码框架．表1中二维单元格的数据为,对应内容主题和认知水平的知识点数目．

2.2 教科书编码依据

将3个版本教科书按照课程标准中各主题内容标准的描述划分,使每章节的知识点对应课程标准中的二级主题,在此基础上分析每个二级主题内容的认知水平层次．由此,得到一个“14×3”的分析框架,形成本研究“14×3”的“内容主题×认知水平”二维表格．

对教科书中知识点的认知水平的编码是本研究的难点．因为教科书每节内容并无明显的行为动词,而且教科书的设计栏目较多,对知识点需达到的认知水平判断就较为棘手．因此,为使教科书与课程标准间的一致性研究更加有效,经过多次尝试和讨论,最终确定了教科书的编码原则:仔细分析教科书对一个知识点的呈现方式,参考吴刚平的国家课程标准中的学习水平与行为动词解读,[17]确定每个章节的知识点数目以及认知水平层次．

2.3 研究对象的编码结果

根据以上的编码框架和编码依据,经过多轮讨论、协商和结合专家意见,得到的课程标准和3个版本教科书的编码结果如表2和表3．

表2 课程标准编码结果

表3 人教版、北师大版和苏科版教科书编码结果

3 研究结果及分析

3.1 一致性分析

3.1.1P值的临界值

在计算Porter一致性指标之前,还需要确定一致性指标P的临界值,只有Porter一致性指标实际值大于这个临界值,才能说两个矩阵具有统计学意义上显著的一致性．研究表明,对于14×3的二维矩阵,为了使其在0.05水平上达到显著性一致,对应的一致性系数的临界值为P=0.8083．[18]

3.1.2 研究对象的P值

将课程标准和3个版本教科书编码结果的比率数据代入一致性系数公式中,计算出3个版本的初中物理教科书与课程标准之间的一致性系数P,结果如表4所示．

表4 3个版本教科书与课程标准的一致性系数P值

由表4可知,人教版、北师大版和苏科版初中物理教科书与课程标准的Porter一致性系数均大于临界值．因此,人教版、北师大版和苏科版初中物理教科书与课程标准之间存在统计学意义上显著的一致性,其中北师大版教科书与课程标准的一致性系数最大,其次分别为苏科版和人教版教科书．

3.2 曲面图分析

为了更直观地比较分析课程标准和教科书在内容主题和认知水平的重点分布,将课程标准和教科书的比率数据信息呈现在曲面图上．图1为基于表2和表3的比率数据呈现的内容主题和认知水平维度的曲面图．

图1 课程标准和3个版本教科书的曲面图

从图1中可知,在认知水平维度,课程标准和3个版本教科书的曲面图主要集中在“了解”水平;在内容主题维度,课程标准的重点分布在“了解”水平的“1.1物质的形态和变化”、“2.2机械运动和力”、“2.3声和光”、“2.4电和磁”、“3.2机械能”和“3.4电磁能” 等6个主题;3个版本教科书内容主题也重点分布在这6个主题,不同的是3个版本教科书“理解”水平的“2.2机械运动和力”的比例均高于课程标准;3个版本教科书“了解”水平的“3.2机械能”的比例均低于课程标准;人教版教科书的“了解”水平的“1.3物质的结构与物质的尺度”的比例低于课程标准,从而导致教科书整体的认知水平稍高与课程标准．从曲面图可知,课程标准与3个版本教科书的重点分布情况基本一致,但是仍存在一些差异．下面通过柱形图具体分析内容主题和认知水平维度的一致性．

3.3 柱形图分析

3.3.1 课程标准与3个版本物理教科书内容主题的比较

将表2和表3各内容主题小计(即表格中横向小计)的比率数据以内容主题为横轴呈现在柱形图上得到如图2的结果．从图中可知,3个版本教科书的内容主题的分配与课程标准基本一致,突出了“1.1物质的形态和变化”、“2.2机械运动和力”、“2.3声和光”、“2.4电和磁”、“3.2机械能”和“3.4电磁能” 等6个主题．

图2 课程标准和3个版本物理教科书的内容主题柱形图

为了定量地了解课程标准与3个版本教科书在14个内容主题分布比例的相关程度,利用表2和表3的比率数据进行相关性分析,其结果如表5所示．相关性系数的值均大于0.95,说明课程标准与3个版本教科书在14个内容主题的分布情况具有很强的相关性,其中北师大版与课程标准在二级主题内容分布的相关性最高,其次分别是苏科版和人教版教科书,这一结果与一致性系数的结果也是相相吻合的．另外,根据显著性值可知,样本来自的总体之间均有显著的相关关系．

表5 课程标准与3个版本教科书在14个内容

3.3.2 课程标准与3个版本物理教科书认知水平的比较

将表2和表3中 “了解”、“认识”和“理解”层次小计(即表格中纵向小计)的比率数据以认知水平为横轴呈现在柱形图上得到如图3的结果．从图中可知,3个版本教科书的认知水平分布与课程标准基本一致,集中在“了解”层次上．通过具体分析可知,3个版本教科书的“了解”水平的比例稍低于课程标准,“认识”水平的比例与课程标准保持一致,“理解”水平的比例稍高于课程标准．为了判断这种差异是否为统计学意义上的显著性差异,在此采用卡方检验．由于认知水平维度只有3个,所以不适合用皮尔逊相关系数说明相关性,所得的卡方检验值如表6所示．

图3 课程标准和3个版本物理教科书的认知水平柱形图

检验指标人教版北师大版苏科版 与课程标准差异的卡方检验值χ20.01670.01270.0163

4 研究结论及讨论

4.1 结论

通过研究可知,在0.05显著性水平上,人教版、北师大版和苏科版初中物理教科书与课程标准在内容主题和认知水平维度上保持一致,并且北师大版教科书与课程标准的一致性程度略高于苏科版和人教版教科书．

在知识内容主题和认知水平分布上,3个版本初中物理教科书与课程标准基本保持一致,重点均分布在“了解”水平的6个主题上,“认识”和“理解”水平的知识分布比例较小,充分体现了义务教育阶段物理课程的基础性．3个版本教科书在“了解”水平的内容分布稍低于课程标准,典型的是“3.2机械能”主题,“理解”水平的内容分布稍高于课程标准,典型的是“2.2机械运动和力”主题,但这样的差异并不是统计学意义上的显著性差异．

4.2 讨论

4.2.1 教科书编写者在课程改革中发挥着重要的作用

从以上的研究可知,3个版本初中物理教科书与课程标准的一致性程度较高,这也证实了教科书编写者在课程改革进程中及时领会课程标准的要求,并将课程标准的要求准确、有效地体现在教科书中,为课程改革的有效推进发挥了重要的作用．

3个版本教科书在内容主题和认知水平维度上相对于课程标准均有一些非显著的差异．为了进一步提高教科书与课程标准的一致性,教科书编写者在教科书编审过程中,需要进一步全面贯彻课程标准倡导的课程理念和课程目标,也应该发现课程标准中存在的问题,为课程标准的研制者提供进一步修改的意见和建议,使义务教育物理课程标准更加科学、合理．

4.2.2 义务教育初中物理课程标准有待进一步完善

课程标准是课程的中观结构,教科书是课程的微观结构;课程标准中提出了面向全体学生的基本要求,内容标准是概括性的,因此在教科书编审中如何准确体现课程标准的要求显得尤为重要．分析中发现,3个版本教科书对于某些章节内容的处理上与课程标准有着共性的差异,如“理解”水平比例高于课程标准等．这表明3个版本教材的编写者可能对该部分课程标准内容的理解和解读有相同的误区,或者课程标准在这部分存在一些的问题.这就需要课程标准的研制者思考课程标准的科学性和合理性．

另外,在编码过程中发现,初中物理课程标准中界定的行为动词中包含“了解”、“认识”、“理解”等心理动词,而且“认识”水平只有一个行为动词就是“认识”．行为动词界定不规范,可能导致课程标准不能准确、有效地实施．因此,初中物理课程标准中的行为动词有必要进一步修改．

4.2.3 教师在教学中要合理地使用教科书

研究表明,教科书的认知水平相对于课程标准的认知水平要求有所提高,也就是说教科书中的一些内容相对于课程标准的难度有所增加．因此,教师在教学过程中,要参考课程标准,兼顾物理学科知识的特点,合理地使用教科书和其他教学资源．

5 研究展望

本研究通过实证的方法分析初中物理教科书与课程标准的一致性程度,探查了课程标准的指导教材编写功能发挥的情况,为教材编写人员的今后工作提供了基于研究的证据．本研究只对认知性目标进行了比较研究,未包含技能性目标与体验性目标维度．在学生全面发展的过程中,技能性目标和体验性目标的重要性是众所周知的．因此,有必要继续进行技能性目标和体验性目标维度的研究,从认知性、技能性和体验性目标维度检测教科书与课程标准的一致性程度,为教科书编写人员和一线教师提供更加全面的参考依据,有效推进课程改革的进程．