高中物理教材难易程度的国际比较研究

廖伯琴，霍 静

西南大学科学教育研究中心，重庆400715

随着基础教育课程改革的深入，提高教学质量、减轻课业负担已成为推进素质教育，让学生全面发展的重要举措。“减轻学生课业负担是全社会的共同责任，政府、学校、家庭、社会必须共同努力，标本兼治，综合治理。把减负落实到中小学教育全过程，促进学生生动活泼学习、健康快乐成长”[1]。教材是学生直接使用的课程资源，教材的难易程度将直接影响学生的课业负担问题。为此，本研究对国际上四大洲十个国家的高中物理教材进行了难易程度的比较研究。下面将从相关研究综述、研究设计、研究过程及研究结果等几个方面介绍高中物理教材难易程度的国际比较研究结果。

1 研究综述

课程难度既是客观的又是主观的。在课程学习中，认识主体不断克服其体验到的难度，可以使其认识水平逐渐从低向高发展。有研究者从若干方面对课程难度进行了分类：1）根据结构序列内在层次的不同，课程难度可分为阶段难度、年级难度、单元难度和节目难度；2）根据横向结构因素的不同，课程难度分语文、外语、政治、历史、地理、数学、物理、化学、生物、音乐、美术、体育和劳动技术等课程难度；3）根据性质的异同，课程难度分为表征难度和内在难度；4）从立体结构的维度看,课程难度又分为广度、深度和进度等难度，其中广度难度指预期教育结果在量上从少到多的分布，深度难度指预期教育结果在质上从低到高的排列，进度难度则是指预期教育结果在时间上从短到长的延续；5）从教育活动中主体和客体相互作用来分析，课程难度则分为绝对难度和相对难度，其中绝对难度指通过课程规划形成的针对课程客体自身而言的难度，相对难度则是实施课程时受教育者体验到的课程难度[2]。

在学科课程的难度研究中，研究者对本学科的课程难度也有相当的研究。如史宁中和孔凡哲认为，影响课程难度的因素是课程深度、广度和时间，其课程难度数学模型为：N=αG/T+(1-α)S/T，其中N为课程难度，G为课程广度，S为课程深度，T为课程实施时间，α为经验性的加权系数[3]。鲍建生认为，影响数学题综合题难度的因素有探究、背景、运算、推理和知识含量，且这五个因素有不同的水平[4]。还有一些研究者应用史宁中等提出的模型进行了难度研究，如袁海泉和施娟利用史宁中等提出的模型研究了新旧物理课程中“电磁感应”的难度[5]；仲扣庄和郭玉英比较研究了人教版、沪科版、鲁科版、教科版关于“量子理论”的课程难度[6]；尹璐等人分析了五个版本高中物理教材“相对论”的课程难度[7]。有一些研究者对该模型提出质疑，如李高峰对史宁中等提出的模型进行了修正[8]；周文波和黄晓以“地球、月球与太阳”主题为例，用修订后的模型研究了中美科学教材的难度[9]。

国际上也有不少研究者对课程难度及教材难度进行了研究，由于篇幅所限，此处略。总体看，国外关于教材难度的研究主要针对教材文本的可读性，而国内则侧重以课程标准为依据进行课程难度和教材难度的研究。这些研究各有所长，但目前还缺乏比较系统且针对性强的关于中学物理教材难度的国际比较研究。

表1 十国高中物理教材信息

2 研究目的与教材选定

2.1 研究目的

本研究通过清晰且相对科学的指标体系和难度计算模型，比较研究我国与世界上一些主流高中物理教材的难度，以此了解我国高中物理教材的难度，了解世界一些主要国家高中物理教材的难度，了解我国高中物理教材的主要特点等。通过本研究，希望能从高中物理教材的角度，探索教材是否是学生课业负担的主要来源，这对高中物理教材的进一步完善、课程改革的深入进行、国家“减负”决策的有效推行、中小学生身心的健康发展等皆有重要意义。

2.2 教材选定

首先，从美、欧、亚、大洋四个洲选取了美、英、法、德、俄、中、日、韩、新、澳十个国家。接着，在每个国家选择一套高中物理教材（见表1），其选择依据综合考虑了核心课程、出版社、出版时间、使用面、权威推荐、研究者关注等因素，综合根据教材的权威性、影响力、认可度及使用量等选取了这些高中物理教材。

3 研究过程

高中物理教材难度的国际比较主要有以下部分：构建研究模型、选取研究对象、研制研究工具、教材的研读和赋值、处理与分析数据、撰写研究报告。

在文献研究的基础上，构建切实可行的高中物理教材难度研究模型。首先，将高中物理教材内容分为四个研究维度：知识、实验、习题、拓展，接着分别确定不同维度的不同水平。如，知识的广度为 G1=G11+G12+G13,知识总深度为S总1=G11+2G12+3G13；实验的广度为 G2=G21+G22+G23，实验总深度为S总2=G21+2G22+3G23；习题的广度为G3=G31+G32+G33，习题总深度为 S总3=G31+2G32+3G33；拓展的广度为G4=G41+G42+G43，拓展总深度为S总4=G41+2G42+3G43，那么，教材的总广度为G=G1+G2+G3+G4，教材的总深度为S总=S总1+S总2+S总3+S总4，教材的平均深度为 S=S总/G，教材的难度则为 N=S总/S总max，其中S总为总深度，S总max近似用所比较的教材中总深度的最大值代替（详见总报告）。

为了提高评分者的信度，需规范赋值标准及内容模板。首先，让各子课题负责人以人教版的“牛顿运动定律”为例，进行赋值并计算对应难度。然后分析其赋值信息及难度结果，找出赋值中的差异及问题，继而修订并细化赋值标准，规范内容模板，提高评分者的信度。根据修改后的赋值标准及参考模板，各子课题负责人以人教版的“匀变速直线运动的研究”为例再次赋值，并算出其难度。随后，再次修订赋值标准和内容模板，商讨解决教材分析中的一些普遍及特殊的问题等。

接着各子课题负责人依据最终的赋值标准，研读各国高中物理教材，并对各维度对应的不同深度水平赋值。在研读教材中，每两个子课题组研读一个国家的高中物理教材，以保证赋值的有效性及可信度。

收到子课题负责人传来的研究结果后，总课题组还对每套教材的赋值逐一检查校对，并多次与子课题负责人交流沟通。在确定所有数据准确无误后，对十个国家的数据进行了分析统计，最后得出关于教材难度的相关结论，形成最终研究报告。

4 研究结果

依据上述方法评价所选高中物理教材，得出十个国家高中物理教材的难度、广度、总深度、平均深度以及不同维度、不同认知水平、不同主题等方面的结果。

4.1 高中物理教材难度的国际比较

根据本研究的难度计算公式及相关赋值，得到十国教材的总深度及难度值（见表2）。由该表可知，各国高中物理教材的难度按照从难到易的排序依次为：美、新、英、澳、中、俄、法、日、德、韩。我国教材难度排在第五位，处于十个国家的中间水平，难度中等。美国教材难度最大，韩国教材难度最小。

表2 高中物理教材总深度与难度值

4.2 高中物理教材广度与平均深度的国际比较

教材难度与内容广度和平均深度密切相关，表3给出了教材内容广度与平均深度的信息。由该表可知，十国高中物理教材的广度按照从多到少的排序依次为：美、英、新、俄、澳、中、法、日、德、韩。我国高中物理教材容量的排序为第六，美国物理教材内容点的总个数最多，韩国最少。十国高中物理教材的平均深度按照从高到低的排序依次为：新、英、美、中、法、澳、日、德、俄、韩。我国教材排序第四，新加坡教材第一，韩国教材第十。

表3 高中物理教材广度与平均深度

综合来看，美、英、新的高中物理教材偏难，其中美国更注重广度，而新加坡更注重每个内容的深度；澳、中、法的高中物理教材难度处于中间水平；日、德、韩的高中物理教材偏易，其中韩国最易，不仅内容最少，而且每个内容的深度也小；俄罗斯的高中物理教材难度居中，平均深度较低，更注重广度；中国高中物理教材难度、广度皆居中，容量不大，但较注重每个内容的深度。

4.3 高中物理教材各维度难度的国际比较

高中物理教材的难度分别与知识、实验、习题、拓展这四个维度的难度有关，图1为十国教材在这四个维度方面的难度信息。

图1 高中物理教材各维度难度的国际比较结果

由图1可知，在知识维度从难到易的排序为：英、俄、日、中、澳、美、新、德、韩、法，中国教材的知识难度排在第四，可见中国高中物理教材较注重知识的难度，英国教材的知识难度明显最大，法国教材的知识难度最小。在实验维度，从难到易的排序为：中、美、日、澳、韩、法、德、英、俄、新，中国教材的实验难度最大，新加坡教材的难度最小。这说明中国教材注重实验的纳入，不过深入分析可知，中国教材实验的内容较多，但不够深入。在习题维度，从难到易的排序为：美、新、法、英、澳、中、俄、德、韩、日，中国教材的习题难度适中，略为偏易，美国教材的习题难度远大于其他国家。在拓展维度，从难到易的排序为：澳、日、中、美、德、英、俄、新、法、韩，中国教材的拓展难度偏大，而韩国教材的拓展难度最小。中国教材的拓展内容比较丰富。

综合看，英国更注重知识，中国更注重实验的广度，美国更注重习题，澳大利亚更注重拓展。

4.4 高中物理教材不同深度物理内容比例的国际比较

在每个维度皆有不同的深度水平，表4展示了十国高中物理教材处于“了解”“理解”“应用”三个认知水平的内容统计。由该表可知，中国教材中处于“了解”水平的内容比例为37.6%，排序第七；处于“理解”水平的内容比例为55.7%，排序第四；处于“应用”水平的内容比例为6.6%，排序第6。这说明中国教材更多是“理解”水平的内容，属于“窄而深”的类型。

总体看，韩、俄、日教材“了解”水平的内容比例较大，新、美、英教材“理解”水平的内容比例较大，日、法、新教材“应用”水平的内容比例较大。相比之下，韩国教材“了解”水平的内容比例最大，“理解”水平的内容比例最小，这应是韩国教材相对最易的原因。新加坡教材“理解”水平的内容比例最大，致使新加坡教材的平均深度最大，这也是新加坡教材偏难的原因。十国教材在“应用”水平的内容比例皆很小，相对而言美国的比例最小。

表4 高中物理教材不同深度内容的比例

4.5 研究结论

综上研究结果可知：1）我国高中物理教材的难度属于中等水平，美、新、英、澳的高中物理教材比我国的难。2）我国教材的容量不大，美、英、新、俄、澳的教材内容皆比我国的多，但我国教材注重每个内容的深度，有“窄而深”的取向。3）我国教材在知识难度方面排序第四，在实验难度和广度方面排序第一，在习题难度方面排序第六，在拓展内容的难度方面排序第三，我国教材的实验设计有“广而浅”的取向。英国教材的知识难度最大，美国教材的习题难度最大，澳大利亚教材的拓展难度最大。4）我国教材“理解”水平的内容较多，“了解”水平的内容较少，更注重内容的深度，韩国教材“了解”水平的内容比例最大，新加坡教材“理解”水平的内容比例最大，所有教材“应用”水平的内容比例皆较小。研究可知，我国高中物理教材的难度不是中学物理课业负担的主要原因。