以“离子反应”为例对比探究人教版新旧教科书学习难度

季春阳　李伟明

摘要：教科书学习难度即学生在没有教师帮助的情况下，由教科书文本特性导致的学习困难程度，难度越低则越有利于学生独立学习。为分析人教版新旧教科书学习难度差异，以“化学教科书学习难度评估工具”为评价工具，以“离子反应”为例对人教版新旧教科书从文本组织和文本表征两方面进行对比分析。研究发现，新版教科书在文本组织和文本表征两个方面整体的学习难度均低于旧版教科书，更有利于学生自行阅读，但新版教科书在学习目标指引等指标上仍然存在难度过大的问题。

关键词：人教版;新旧教科书;学习难度;离子反应

文章编号：1005-6629（2021）05-0020-07 中图分类号：G633.8 文献标识码：B

1问题的提出

《普通高中化学课程标准（2017年版）》（以下简称课标）中多次提出，要促进学生的自主学习。教科书作为学生自主学习的主要材料，其学习难度的高低直接影响着学生的学习效果，难度越低则越有利于学生的独立学习。对于学习难度的定义，专家和学者们众说纷纭，本文的学习难度指的是学生在没有教师帮助的情况下，由教科书文本特性导致的学习困难程度。根据相关统计，教科书的文本内容、组织形式、表征方面的难度对于学生学习至关重要。

“离子反应”是学生步入高中以后接触到的第一个宏微结合的学习内容，对于学生落实“宏观辨识与微观探析”的核心素养起着至关重要的作用，同时又为高中后续诸如“水溶液中的离子平衡”“化学电池”等内容奠定了学习基础。“离子反应”一节在人民教育出版社2019年6月第一版高一化学教材（以下简称2019版）中占了7页，比人民教育出版社2007年7月第三版高一化学教材（以下简称2007版）整整增加了2页。笔者对人教版新旧教科书“离子反应”一节的学习难度进行分析，以期对比出新旧教科书的学习难度差异。

2研究工具的介绍

该文借鉴了陈燕开发的化学教科书学习难度评估工具，该工具从化学学科的特点出发，结合各类专家和一线教师的意见，充分考虑了可能影响化学教科书难度的各种因素，通过访谈确定评价指标;指标权重则是通过问卷调查逐级分析确定下来的，并且难度指标及难度值的合成计算方式均通过了信效度的检验。在开发完成后得到了教师和研究工作者的应用，并获得专家认可。该工具将化学教科书学习难度分为“文本内容”“文本组织”“文本表征”三个维度。文本内容由教科书中的知识、实验和习题三方面共同组成;文本组织指的是教科书内容组织的学科逻辑顺序和心理认知顺序以及教科书功能模块和栏目等外在表现形式;文本表征即内容的呈现方式，包括文字表征、图像表征以及图文表征。通过对比可以发现，两版教科书“离子反应”一节的文本内容上并未做过多变化，所以两版教科书“离子反应”的学习难度差异主要是由文本组织和文本表征这两个方面引起的。因此本文分析的是文本组织和文本表征两个层面的教科书学习难度，对于教科书的文本内容则不做研究。

该工具进一步将这三个维度一一细分为2～3个二级指标，并通过层次分析法确定每个指标的权重，有关一级指标和二级指标的解释及权重的确定请参阅参考文献，具体见表1，其中的数字表示的是每个指标的权重。

文本组织和文本表征中的三级指标评价标准见表2，表2中的“1、2、3”表示三种等级，分别对应2、6、10分。

在文本组织和文本表征的各指标中，多重表征清晰度和图文对应解释性为多对象评估指标，即要通过分别计算该指标下每一个对象的分值，然后取平均数得到该指标的分值。其他均属于整体性评估指标。

指标的计算方法是先根据评价标准进行“1、2、3”等级的确定，三个等级分别对应2、6、10分，然后乘以各自的权重系数，计算出最终得分。最后将各维度下所有指标的最终得分加和，即为该维度的难度值。最终分值越低则表示难度越低，反之则表示难度越高。具体计算公式如下：

难度值=各指标得分×权重系数

3結果

表3、表4展示了两版教科书“离子反应”一节的文本组织和文本表征的难度值，为了方便衡量各指标的难度高低，笔者将各指标难度为1级时的难度值计算出来作为最低难度值。对于整体性评估指标，笔者以整节内容为单位，根据评价标准进行等级确定以及分数计算;针对多对象评估指标，笔者对每一个对象（即每一张图片）进行分析，依据评价标准确定其等级并计算分数，然后将每个对象的得分取平均分即为最终分值。由于该工具在评价标准和指标权重上均有着良好的信效度，因此以该工具为指导进行的教材分析也即为合理有效。

4结论与分析

由表3、表4的结果可知，从整体上看，2019版在文本组织和文本表征学习难度上都低于2007版，可见2019版教科书更有利于学生的自主阅读学习。其中2019版在“内容组织连贯性”“内容组织一致性”“学习方法指导”“表述清晰性”以及“多重表征清晰度”上均处在最低难度，在“内容组织关联性”“学习动机激发”“学习评价反馈”“表述亲和性”“多重表征类型多样性”这几个指标上，虽然没有降至最低难度，但是相较2007版难度值也有所下降，并且计算最低难度值也并非为了说明每个指标都一定要达到最低难度才是最好，仅仅只是为衡量两版教科书的难度提供参考。下面笔者将针对变化较大之处对新旧教科书进行具体比较分析。

4.1内容组织连贯性

内容组织的连贯性指不同知识内容问的编排，以及相同知识在不同情境中的发展是否符合学生的心理发展顺序和学科逻辑顺序。因此该部分主要从“无前提性知识倒置”“重复出现的知识在不同情境中逐渐深入”以及“内容组织遵循由简到繁”三个角度衡量难度。两版教科书对于后两个方面均处理得很好，并且2019版无前提性知识的倒置。但是2007版存在一定程度的前提性知识的倒置，具体体现在：2007版在电解质的定义中明确指出了“电解质为在水溶液中或熔融状态下能导电的化合物”，然而在后续的学习中仅仅介绍了电解质在水溶液中的电离过程，完全没有提及电解质在熔融状态下是如何导电的，而学生此前并未接触过熔融状态下物质的运动过程，突然出现该定义并且未进行相关解释会引起学生的认知困难。而此2019版则在正文中以图文结合的形式描述了NaCl晶体在熔融状态下的运动过程，帮助学生理解该内容。

4.2内容组织一致性

“一致性”即相似主题内容的组织形式是否按照相同的学科逻辑顺序编排。两版教科书对于“电离”和“离子反应”概念的编排顺序如图1、图2所示。

由图1、图2可以看出2019版对于“电离”和“离子反应”均采用“宏—微—符”的顺序呈现，体现化学学科的“宏—微—符”三重表征特征，反映化学学科特点。这既能够降低学生的阅读难度，同时有利于培养学生的“宏观辨识与微观探析”这一核心素养。而2007版对于“离子反应”也是以三重表征的顺序呈现，但电离过程的描述则缺少了宏观表征，这就造成了相似主题组织的不一致性，增加了学生的学习难度。

4.3学习目标指引

在该工具中，将教科书中的学习目标的呈现形式分为了行为目标、陈述式内容目标以及标题式内容目标。两版教科书在“离子反应”这一节均是在正文内容里采用标题式内容目标，并且在该章的章末通过“整理与提升”环节陈述该章的知识内容。在该环节里，2007版将全部知识点列为流程图的形式进行描述，2019版则是针对不同知识点采取不同的表示方式，更有利于表达知识问的关系。但是具体知识内容的呈现方式依然沿用了2007版中的简单叙述知识点的形式。这样的叙述方式只是能够告知学生该章的学习内容，很难提示重点，如果能够针对不同类型的知识采取不同的行为动词描述，从内容和行为两个方面描述具体知识则可以更好地给学生以指引。

4.4学习动机激发

学习动机激发的具体表现为两个方面，一方面为是否指出了学习内容的价值和意义;另一方面为是否设置情境、活动来激发学生兴趣。2019版没有明确说明“离子反应”这一节的学习价值，仅仅是在文末简单说明了离子反应的应用。对于情境设置，2019版以生活常识“为什么湿手容易触电”为线索，首先在该节正文内容的最开始抛出问题“为什么湿手容易引起触电”，然后用“物质导电性”实验引出电解质的概念。在电解质的概念讲解完成后，在下文具体解释了湿手触电的原因从而完成了该环节的动机激发。这样的环节设置既能够通过生活相关的情境引起学生的兴趣，同时还能培养学生将化学运用到生活中的意识。而2007版则没有安排任何形式的动机激发。

4.5学习方法指导

学习方法的指导主要包含两方面，一方面是诸如概念图、框架结构图、要点小结等的学习策略。对于这一点两版教科书都做得很好，2007版和2019版在每一章的“整理与提升”环节都会有该章知识的框架图。另一方面是与学科特性相关的科学方法指导。新版教科书中新增加的“方法导引”栏目就是对该内容最好的体现，在这一栏目中会为学生提供学习化学学科的方法，外显思维过程和方法，有利于彰显核心知识的素养发展价值，促进知识能力和素养的转化。

4.6学习评价反馈

学习评价主要从以下四个角度进行考察：（1）是否频繁地提出问题引发学生思考;（2）问题组织是否一环扣一环;（3）是否在章末或附录等处提出问题的解决方案或答案;（4）是否详细展示问题解决的策略及程序。“符合所有标准”——1级;“符合2～3条标准”——2级;“符合1条或都不符合”——3级。通过对两版教科书内容的分析，总结出其问题组织如图3所示。

从图3中可以看出，2019版从学生已有知识引入，提出“酸碱盐在水溶液中是怎么变化的”这一问题，然后进行“湿手触电”情境设置，引出学习内容，根据实验提出“为什么干燥时不导电而溶于水或熔融状态导电”这一问题引出电解质的概念，接下来在学生学习完电离角度的酸的本质后，通过让学生书写几种强碱的电离方程式从而帮助学生总结电离角度碱的本质，最后通过酸碱反应的化学方程式和离子方程式的对比，引出中和反应的实质。可以看到，2019版“离子反应”这一节的问题编排方式可以将教科书的文本内容串联在一起，增强了教科书内容的整体性。而2007版仅有两个问题设置在思考与交流环节中。另外，两版教科书都没有对思考与讨论等栏目中设置的问题给出答案以及问题解决的策略分析。

4.7表述的清晰性

两版教科书都力求表达的简洁性，并且针对学生容易出现混淆或错误的地方重点强调。2007版难度值高的原因在于，有两处表述不清楚的地方。2007版对电离的解释为“酸碱盐在水溶液中能够导电，是因为它们在溶液中发生了电离”（2019版把熔融状态也补充进去了），实际上电离不仅仅发生在溶液中，熔融状态下电解质也可以发生电离，因此2007版在这里的表述不够准确。另外，2007版在描述离子反应的书写步骤时，最后一步为“检查方程式两边各元素的原子个数和电荷总数是否相等”（2019版将“方程式”补充“为离子方程式”），在这里“方程式”一词用的不够准确，应改为“离子方程式”。以上两处科学性错误会引起学生的认知偏差，因此在表述清晰性方面，2019版是优于2007版的。

4.8多重表征类型多样性

2007版在“离子反应”这一节仅有一组图片，即“NaCl在水中的溶解和电离示意图”（如图1中②所示），该图片包含了微观表征和符号表征，因此2007版“离子反应”这一节里没有宏观表征的图片。2019版在2007版图片的基础上增加了三张图片，分别为“试验物质的导电性”（如图1中③所示）的宏观表征的图片、“干燥的NaCl固体不导电”（如图4所示）、“NaCl电离示意图”（如图5所示），图4和图5均为微观表征和符号表征相结合的图片，2019版在图片上的增加，更有利于学生微观概念的建构。但是新版教科书仍然没有能够将三重表征结合在一起的图片。

5启示

基于上述分析，笔者对于教科书编写、学生学习以及教师教学得到如下启示。

5.1教科书编写启示

教科书作为化学课程的物化形态，承载着培养学生核心素养、实现课程目标等重要作用。因此除了教师要明确教学目标外，教科书中的学习目标也是非常重要的。课标中新增了“学业质量标准”，教科书可以依据其内容，合理制定学生的学习目标以帮助学生自主学习教科书。另外，在教科书编写过程中语言的表述也十分重要，丰富的语言体系可以帮助学生理解学习内容，减少学习困难。

5.2学生学习建议

2019版教科书新增了多个栏目，其中“方法导引”环节介绍了化学学科的学习方法，可以有效地进行学习方法的指导，同时化学史内容的增加以及“化学与职业”栏目的设计都是新版教科书的突出亮点，这些内容不仅可以帮助学生的学习，更是有利于培养学生的核心素养。因此学生要改变以往不读教科书，直接听教师讲授，或者只看正文内容而不看辅助型阅读材料的习惯。在阅读教科书的过程中，要注意对阅读材料的使用，使其发挥应有的功能和价值，在收获知识的同时，促进核心素养的发展。

5.3教师教学启示

教科书作为学生获取知识的最主要途径，其功能及适用范围限定了其语言的丰富性，尤其针对化学等自然学科的专业，为保证教科书语言的科学性和严谨性，很难做到语言类型丰富生动，因此教师在教学中可以尽量使用生动活泼的语气，减少和学生的距离感。并且针对抽象的知识内容，可以适当地采取比喻、类比等手法，既能降低知识本身的难度，也能够增加课堂的情境性和丰富性，以便更好地激发学生的学习兴趣。另外，图片的多重表征对学生的学习同样十分重要，教师在进行教学时，可以适当加人一些三重表征的图片，并且尽量保证三个水平的表征均占有一定的比例，既能够體现化学学科的特点，也更有利于培养学生的核心素养。