中美高中生物教材难度比较*——以“遗传的基本规律”为例

□徐思麒 任山章

（杭州师范大学生命与环境科学学院，浙江杭州 311121）

教材编写难度是衡量一个国家或地区教材质量的重要指标。教材难度作为一个抽象的概念，在评价过程中往往带有片面和主观的特点。为了科学评价教材难度，许多学者构建了教材课程难度模型，试图通过定量研究的方法对教材难度进行量化。目前，在学术界使用最广泛的是由东北师范大学史宁中教授等构建的教材课程难度定量模型[1]，该模型在物理、化学等多个学科使用广泛，但在高中生物学科领域的应用甚少。故笔者选用浙科版高中生物教材（2019版，简称“中国教材”）[2]与美国高中生物教材《生物：生命的动力》（简称“美国教材”）[3]为研究对象，选取“遗传的基本规律”这一章内容为样本，运用此难度模型，在定量比较的基础上进行定性分析，实现定量和定性的有机结合，得出科学的结论。

一、生物教材难度评价模型的构建

依据史宁中教授等人所刻画的教材课程难度模型，影响教材课程难度的因素主要是：课程时间、课程广度和课程深度。应用到生物教材难度的评价体系中，课程时间是指某一生物教材所对应的课时量，用T表示；课程广度是指生物教材内容所涉及的知识范围和领域的广泛程度，用G表示；课程深度是指生物教材内容所要求的学生思维的深度，用S表示；三者共同作用影响教材的难度系数，用N表示，如表1所示。李高峰对此模型进行了修正，提出“用所有课程目标的多少来量化课程广度，用课程目标的总赋值来表示课程深度[4]，以下主要通过修正后的赋值方法进行课程难度的比较分析。

表1 教材难度评价模型

二、中美生物教材难度比较

（一）课程时间（T）

对于“遗传的基本规律”这一章而言，浙科版高中生物教材2019版与2005版[5]相比，虽然在部分章节模块的文字表述上略有差异，但是教材的整体设计思路、编排方式与旧教材相同，所以课程时间参考2014版《浙江省普通高中科学指导意见》中的课时分配建议[6]，得T1=7；美国科学教材依据考试指南来确定课程时间，将教材中呈现的每一个知识点记为1课时，以教材中每一个单独成页的探究活动记为1课时[7]，结合教材具体内容，得T2=6。单从课时量来看，中国教材的课时量略多于美国教材。

（二）课程广度（G）

在教材的编排体系中，课程内容是不同知识点的集合，不同知识点可以按照所在知识层面的不同进行分类。在评价生物教材的课程广度时，可以用知识点的数量进行衡量，教材中所涉及的知识点数量越多，课程广度越大，反之越小。对中美教材的知识点分级量化可得表2。结合表2数据，在本章中，中国教材的知识覆盖面略大于美国教材；从知识的层级结构上看，中国教材的知识层次更细，分支知识点更多，对于知识点的描述更为具体详细。

（三）课程深度（S）

课程深度泛指课程内容所要求的思维深度，涉及知识的抽象程度，在量化的过程中比较困难。根据布鲁姆的教育目标分类学，把知识的层次由低到高划分为知识和领会，应用和分析，综合和评价。其中，参照2014版《浙江省普通高中科学指导意见》和美国教材中本章节的学习目标，将教科书深度划分为三个层次[8]，具体划分和赋值如表3所示。课程深度应用课程目标的总赋值来进行比较研究，依据表3，对中美教材课程深度进行量化可得到表4。从表4中可以看出，美国教材的课程深度明显大于中国教材，这说明在本章的学习过程中，美国教材更注重培养学生综合和评价的能力，对学生运用所学知识的思维能力要求较高。也可能是因为中国教材的课程广度大于美国教材，所以在课程深度上有所降低。

表2 中美高中生物教材“遗传的基本规律”课程广度比较

表3 课程深度划分及赋值

表4 中美高中生物教材“遗传的基本规律”课程深度比较

（四）课程难度（N）

结合前文的分析结果，依据教材课程难度模型，对中美教材课程难度进行计算，结果如表5所示。其中，系数α表示对可比深度和可比广度的侧重程度，根据十八大提出的“立德树人”的发展要求，课程设置要注重学生核心素养的全面发展[9]，故系数α取0.5。

单独对影响课程内容难度的三个影响因素进行分析，可发现在课程广度的比较上，中国教材大于美国教材，课程时间也多于美国教材，因此在可比广度上两者无差异。造成差异的主要因素是可比深度，中国教材课时量多于美国，但是要求学生对知识点掌握程度却不如美国。因此，综合对比下，就“遗传的基本规律”这一章而言，中国浙科版教材内容难度略低于美国教材。分析其深层原因可能是在本章的课程设置中，美国教材主要是从分子层面来解释遗传定律，添加了P方阵和概率等模块内容，从统计学的角度分析和应用遗传定律；而中国教材则强调模拟实验，采用较为清晰易懂的棋盘格方法分析实验结果，得出结论。

表5 中美高中生物教材“遗传的基本规律”课程难度比较

三、思考与建议

“遗传的基本规律”这一章是遗传学最基础、最重要的内容，高中生物学中遗传学占有较大的比重，因此分析研究本章的课程难度具有必要性，根据研究结论提出相关的教学建议具有重要性。

（一）适当降低课程时间与课程广度，学习“少而精”的生物知识

学生课业负担过重一直是社会讨论的热点，也是教育研究者密切关注的问题。尤其对于高中生而言，在有限的时间里学习有用的知识非常关键。

首先，应当在课程内容的选择和安排上做到“少而精”，剔除繁难偏旧的知识内容，使得课程内容真正贴合学生生活，适应学生生物科学素养发展的需要。

其次，对于概念性和抽象程度较高的内容应该适当调整表述方式，使学生更易理解。在这一点上，浙科版高中生物教材2019版相比2005版已经有了较大的改变，对章节名称的描述更具体科学，配图更形象生动，更有利于学生理解。例如原第一节标题为“分离定律”，新教材改为“孟德尔从一对相对性状的杂交实验中总给出分离定律”，这一改变能够科学地概括章节内容，学生通过这一标题可以了解本节知识的核心。

最后，对于授课教师而言，要不断改进生物教学方式，采用更适切的教学方法，为学生创设更优质的课堂环境，培养学生的动手操作能力，在降低知识难度的同时，提高学生实践操作技能，让学生真正学到“少而精”的生物知识。

（二）适当增加课程深度，促进学生高阶能力的发展

在实际授课过程中，教师可在教材课程内容的基础上挖掘和拓展深层知识，适当增加课程深度，注重培养学生的科学思维、科学探究和模型建构等高阶能力，强调科学本质观的构建，使学生了解什么是科学，掌握科学探究的基本方法，能够对知识进扩充、推理和归纳，并尝试利用已有知识解决实际问题。