高中化学“有机化学基础”模块课程难度变化研究*

姚娟娟 王后雄

摘      要 借助课程难度定量统计模型，对新旧高中化学课标及新人教版、新鲁科版教材中“有机化学基础”模块的静态课程难度进行统计分析。结果发现：新课标“有机化学基础”模块的课程难度、课程深度、课程广度大于旧课标，两版课标有相同的课程时间规定；新人教版教材课程难度、课程深度、课程广度大于新鲁科版，新鲁科版课程时间多于新人教版，新人教版教材课程难度高于新课标要求，新鲁科版教材课程难度与新课标基本一致。基于课程改革下“有机化学基础”模块课程难度的提高，提出实施大概念教学，促进知识结构化；变革教学方式，倡导学习自主化的教学建议。

关 键 词 高中化学；课程标准；化学教材；有机化学基础；课程难度

课程标准是指导教材编写、教师教学以及学习评价的纲领性文件，课程标准中的内容标准或内容要求蕴含着特定主题内容的课程难度。教材及对应教师用书是教师开展教学工作的重要文本，其体现出的课程难度会影响教师教学和学生学习[1]。对于教师而言，准确把握课程标准及教材的课程难度对于开展教育教学、发展学生素养具有重要价值。“有机化学基础”内容在发展学生化学学科核心素养中有着重要的价值，其能引导学生建立“组成、结构决定性质”的基本观念，帮助学生形成基于官能团、化学键与反应类型认识有机物的视角等[2]。据此，本文对《普通高中化学课程标准（2017年版2020年修订）》和《普通高中化学课程标准（实验稿）》（以下简称“新课标”“旧课标”）中的“有机化学基础”模块的课程难度进行对比分析[3]，同时借助教师用书对新人教版（2020年版）、新鲁科版（2019年版）选择性必修3“有机化学基础”教材的课程难度进行分析，以期发现两版课标以及两版新教材在“有机化学基础”模块的差异点。

一、研究工具

东北师大史宁中教授等人提出了课程难度定量统计模型（N=α S/T+（1-α） G/T）[4]。其中N代表课程难度，具体表征的是静态课程难度；S代表课程深度，描述为主题内容对学生的思维能力要求，可从内容标准或内容要求中的行为动词层级进行判断；G代表课程广度，描述为主题内容中呈现的知识点数目；T代表课程时间，其表示规定完成课程学习需要的教学时间。S/T为可比深度，即单位时间下的课程深度；G/T为可比广度，即单位时间下的课程广度；α代表加权系数，取值范围为0<α<1。为了避免α太大导致课程呈现“窄而深”，或α太小导致课程呈现“广而浅”的问题，一般情况下α取值为0.5，即认为课程深度与课程广度对于课程难度的影响程度相同。该模型常被用于研究数学、物理、化学等学科的课程难度[5]。

二、课程难度影响因素赋值与统计

1.课程广度赋值与统计

课程广度是通过统计知识点个数而进行量化的。对新旧课标中“有机化学基础”模块的课程广度进行分析时，主要统计的是新旧课标在内容要求或内容标准中所阐述的知识点。另外，由于各版教材都有对应的教师用书，且教师用书同样具有权威性，新人教版、新鲁科版教材对应的教师用书主编主要是王晶、王磊等人[6，7]，教师用书中明确了内容分析、教学目标、教学建议等内容，在分析教材知识点上具有指导作用。新人教版、新鲁科版教材所呈现的知识点个数，即教材对应的课程广度，是通过分析教材章节的小标题，并整合两版教师用书各章节“教学目标”中描述的知识点而得到的。

（1）课程标准的课程广度对比

旧课标中的“有机化学基础”模块属于选修内容，模块共4个主题；新课标中的“有机化学基础”模块属于选择性必修内容，模块共3个主题。由表1可知，在主题上，新课标未将“糖类、氨基酸和蛋白质”设为单独主题，而是将有关内容融合进“生物大分子及合成高分子”主题，使得新课标“有机化学基础”模块的主题比旧课标少1个。统计得出：旧课标“有机化学基础”模块的课程广度为45，新课标的课程广度为63，新课标中“有机化学基础”模块的课程广度高于旧课标，新课标“有机化学基础”模块的知识点数目比旧课标增加18个，增幅为40%，增加幅度较大。

通过具体分析发现，“有机化学基础”模块，新、旧课标的内容要求发生了一些变化。比如，主题1中，新课标强化了对官能团内容的要求，不仅将“有机化合物中的官能团”独立编写为二级主题，而且将官能团内容学习细化为命名、种类、性质、鉴别方法、相互影响与转化等等，其明确指出学生要学习的10种官能团及其鉴别方法，要求学生从官能团的角度认识有机化合物、认识其对有机化合物性质的影响等。这一变化凸显官能团作为核心概念内容对学生有效学习有机化合物的重要性，同时为学生学习有机化合物指明思路和方法。而旧课标是较为简单的“了解有机物分子中的官能团”这一陈述。新、旧课标的不同要求，影响教师对官能团教学内容的认知，新课标中的官能团内容会转变教师对官能团内容教学的重视程度。旧课标的内容标准未提及有机物中的化学键（共价键），新课标则新增了要认识共价键的极性与有机反应的关系、从化学键的角度认识官能团与有机物间的相互转化等内容，新课标强调在有机化合物学习中，要关注结构与性质的关系，引导学生从化学反应的实质上学习有机物间的相互转化。在主题2中，新课标在旧课标基础上新增了醚、酮、胺和酰胺这4种烃的衍生物，扩大了学生对代表性烃的衍生物的性质与应用的学习。旧课标主题3的内容在新课标主题4中呈现，且新课标增加了有关葡萄糖、淀粉、纤维素、脱氧核糖核酸、核糖核酸的内容要求。

综上，尽管新课标比旧课标少1个主题，但新课标增多了有机化学基础知识内容，导致课程广度不降反增。同时，新课标对“有机化学基础”呈现的内容标准进行了核心内容的抽取和关键概念的选取，更加彰显“化学键、官能团、化学反应类型”等核心概念在有机化合物知识学习中的引领作用。

（2）教材的课程广度对比

通过分析得到新人教版和新鲁科版教材对应的课程广度，统计结果见表2。

由表2可知，新人教版、新鲁科版教材的“有机化学基础”模块内容均以章节形式编写，分别为5章、3章，新人教版教材章数多于新鲁科版。新人教版、新鲁科版教材的课程广度分别为67、62，新人教版教材知识点多于新鲁科版教材，课程广度大于新鲁科版教材。相对课程标准而言，新人教版教材课程广度高于新课标，新鲁科版教材课程广度仅比新课标少1个。

整体而言，两版新教材对“有机化学基础”内容的编排和新课标主题1、2、3的呈现基本匹配，对“有机化学基础”核心内容的编排较为一致，均强调对有机化合物分类、烃及烃类衍生物结构和性质、有机物官能团、有机反应类型、有机合成中构建碳骨架和引入官能团的学习等，但部分内容在编排上存在不同，继而导致课程广度产生一定区别。比如，对于新课标中明确规定的“认识有机化合物中共价键的类型”内容，新人教版教材中以标题“共价键的类型”呈现在正文标题部分，并以甲烷和乙烯为代表解释有机化合物存在σ和π两种共价键类型，但新鲁科版教材并未在正文中以标题形式呈现。

2.课程深度赋值与统计

课程标准的课程深度，是对课程标准内容要求或内容标准中具体描述的学习目标层级进行赋值加和得到；教材的课程深度，是根据教师用书中教学目标的行为动词划分等级，然后赋值加和。具体均按照有关于认知性学习目标、技能性学习目标、体验性学习目标的行为动词水平层级划分为1、2、3等级，且分别赋值1、2、3，赋值规则见表3。

（1）课程标准的课程深度对比

根据表3，对两版课标中“有机化学基础”模块的内容要求或内容标准中的行为动词进行分别赋值，然后将所有赋值求和得到“有机化学基础”模块的课程深度，得出的数据结果见表4。

由表4可知，新课标课程深度为115，旧课标为82，增幅为40.24%，该增幅与新、旧课标的课程广度增幅基本相同。通过分析发现，在“有机化学基础”模块中，两版课标均未使用赋值为3的行为动词。新课标内容要求中出现的行为动词包括认识（34次）、了解（13次）、知道（11次）、体会（3次）、比较（1次）、关注（1次）共6种，赋值为2的行为动词次数占比为82.54%，赋值为1的行为动词次数占比为17.46%，绝大部分内容要求学生达到第2等级的学习目标水平。旧课标中的行为动词种类相比新课标更为丰富，除了与新课标相同的6种，还包括说明、说出、表示、判断、讨论等，出现次数较多的是认识（12次）、说明（7次）、了解（7次）、比较（4次），赋值为2的行为动词次数占比为82.22%，赋值为1的行为动词次数占比为17.78%。由数据可知，旧课标内容标准中行为动词种类多于新课标，两版课标在行为动词赋值等级占比上差别不大。

具体分析，相比旧课标，新课标在某些相同内容的行为动词使用上提高了学习目标层级。比如“有机化合物结构”内容，旧课标使用的是“知道”，新课标使用的是“认识”；“有机合成对提高生活质量及促进社会发展的影响”内容，旧课标使用的是“讨论”，新课标使用的是“体会”；“氨基酸的组成、结构特点和主要化学性质”内容，旧课标要求“说出”，新课标要求“认识”，水平等级提升了。虽然新课标在描述“有机化学基础”模块的内容要求时减少了行为动词的使用种类，但在课程广度显著增大的情况下，并未降低内容的学习目标要求。与旧课标相比，新课标“有机化学基础”模块的课程深度得到明显提升。

（2）教材的课程深度对比

将统计出的两版教材知识点与各版本教师用书中“教学目标”对应的行为动词进行匹配，获得每一知识点的学习目标层级，从而进行量化得到两版教材“有机化学基础”内容的课程深度，见表5。

由表5可知，对于“有机化学基础”模块内容，新人教版、新鲁科版教材的课程深度分别为138、120，可知新人教版教材“有机化学基础”模块的课程深度高于新鲁科版。相对新课标而言，两版教材的课程深度更大一些。新人教版教材课程深度高于新课标的原因是知识点的增多和知识点学习目标水平要求的提升，新鲁科版教材课程深度高于新课标的原因是知识内容学习目标水平要求的提升。

总的来说，两版新教材在行为动词使用种类上多于新课标，且在新课标内容要求中无第3等级行为动词的情况下，两版新教材的教师用书对有些内容的要求存在第3等级的学习目标。比如新人教版教材教师用书中对“设计有机合成路线”的学习结果描述为“学会”，而新课标中对这一知识点的要求是“了解”；新课标中并未对有机化合物分离提纯的蒸馏、萃取、重结晶方法提出明确的学习要求，而新人教版教材教师用书中对这一内容的学习目标描述为“应用”。又如，新课标对于“有机合成中碳骨架的构建和官能团的转化”内容的学习目标要求是“认识”，而新鲁科版教材教师用书中的学习要求是“掌握”。可以看出，两版新教材均提高了学生对部分“有机化学基础”模块内容的学习要求，在一定程度上提高了课程学习难度。

3.课程时间统计

课程时间是指规定的学习相关课程内容所需要的教学时间。新、旧课标中均明确“有机化学基础”模块的学分为2分，所需学时为36学时，新、旧课标对“有机化学基础”模块的课程时间要求是一致的。人教版教师用书中规定的学时数和课程标准一致，为36学时；鲁科版教师用书要求学习“有机化学基础”模块的时间为38学时。因此，新鲁科版教材的课程时间略多于新人教版教材与课程标准。

4.课程难度计算

根据课程难度定量统计模型N=αS/T+（1-α） G/T，

将所得到的课程深度、课程广度、课程时间数据代入模型，可以得到表6的数据结果和图1的数据比较。

由表6和图1可以看出，两版课标及两版教材的课程难度N都是关于α的一元一次递增函数。不管α为何值时，新课标“有机化学基础”模块的课程难度均高于旧课标；新人教版教材的课程难度高于新课标与新鲁科版教材，而新鲁科版教材的课程难度与新课标差别较小。随着α的变化，新课标课程难度范围为1.750～3.194，变化幅度为82.51%；旧课标课程难度范围为1.250～2.278，变化幅度为82.24%。对于新教材而言，人教版课程难度范围为1.861～3.833，变化幅度为106%；鲁科版课程难度范围为1.632～3.158，变化幅度为93.50%。说明随着α的递增，两版教材课程难度的变化幅度比课程标准的大，且新人教版教材的课程难度受α的影响最大。

由图2可知，当α=0.5时，旧课标“有机化学基础”模块课程难度为1.764，新课标为2.472，增幅为40.14%，表明新课标课程难度的变化受到课程广度和课程深度相对一致性变化的共同影响，新课标“有机化学基础”模块体现出了“广而深”的课程特点。而新人教版、新鲁科版教材的课程难度分别为2.847、2.395，新人教版教材大于新课标课程难度，新鲁科版教材稍低于新课标课程难度，但均高于旧课标课程难度。说明新一轮课程改革下，“有机化学基础”模块内容的难度增大，教师教学和学生学习都面临着较大挑战。

由图2可知，旧课标“有机化学基础”模块的可比广度G/T为1.25，可比深度S/T为2.278；新课标的可比广度G/T为1.75，可比深度S/T为3.194。新人教版、新鲁科版教材的可比广度分别为1.861、1.632，可比深度分别为3.833、3.158。进一步说明新课程改革下，学生学习选择性必修3“有机化学基础”内容的过程中，在课堂教学的单位时间内要习得的知识点更多，单位时间内对所学知识点学习水平的要求更高。相对新人教版，新鲁科版教材在课程难度上更加接近新课标要求。新人教版教材的可比广度和可比深度大于新课程标准，所以使用新人教版教材开展“有机化学基础”学习时，一线教师要对课程标准的要求开展深入的思考，防止过分拓展知识广度和增加学习深度而增大学生的认知负荷。

三、研究结论与教学建议

1.研究结论

（1）新课标的课程广度、深度、难度加大

相比旧课标，新课标扩大了课程广度，加大了课程深度，课程难度整体提高。这在一定程度上反映了随着教育教学的普及与发展，学生的整体素质不断提升，由此带来课程对学生素养要求的提高。课程难度的增大凸显了时代发展与社会进步对学生素养发展水平的需求，这既是对学生素养发展的要求，也是对学生素养发展的体现。课程难度指标只能作为课程广度和课程深度是否符合课程标准的必要条件，而不是充分条件，所以在教学实施过程中，教师要同时关注课程广度和课程深度，从而保障课程广度和课程深度能在相对平衡的状态下达到课程标准的难度要求。教师要关注和剖析“有机化学基础”内容在广度和深度上发生的一系列变化，在开展教学设计时要借鉴新课标中的内容要求和教学建议，以此开展新课程理念下的课堂教学，从而达成教学目标，实现培育学生的教学目的。

（2）新人教版教材课程广度、深度、难度高于新鲁教版

新人教版教材的课程广度、课程深度均高于新鲁科版，而新人教版的课程时间少于新鲁科版，导致新人教版“有机化学基础”教材的课程难度明显高于新鲁科版。新鲁科版教材较接近课程标准的课程广度、课程深度和课程难度。而新人教版教材在课程广度、课程深度、课程难度三个指标上大于新课标。需要特别注意：在教材难度已经高于课程标准要求时，教师不能再随意扩大学生学习的知识容量和知识水平；教师要思考在使用新教材开展教学时，如果不减少教材中的知识点和不降低学生知识学习层级，该如何整合知识、如何选择教学方式与方法才能保证学生有效完成知识学习、能力提升与素养发展。面对新课程改革下，教材难度的增大，教师要转变教学理念，汲取最新教学研究成果，在把握教材知识呈现逻辑、学生心理发展规律以及学生认知发展水平的基础上学会对“有机化学”教材内容进行重组和整合。

2.教学建议

（1）实施大概念教学，促进知识结构化

知识的学习不能靠碎片化方式堆积而来，结构化和逻辑化的知识体系才能更好体现学生知识学习的广度和深度，同时学生知识的习得单靠教师在课堂上有限的内容教学是远远不够的，因此需要开展大概念引领下的教学设计与实施，在课堂教学中促进知识结构化，为学生在有限时间内学习较大难度的知识内容提供保障。具体而言，在开展课程教学时，可以突破原有的教材内容编写顺序，将具有内在联系的内容统整为一个主题单元。在“有机化学基础”模块中，其内容凸显“结构决定性质、性质决定应用”的学科大概念，教师要关注这一大概念在学习有机化合物内容中的引领作用。比如通过学科大概念开展“烃的衍生物”内容的教学实施，学生可以形成具有迁移性的认识思路，为学生学习其他类别有机化合物时提供学习视角和认识思路。

（2）变革教学方式，倡导学习自主化

面对新一轮课程标准修订下“有机化学基础”模块课程难度的增大，教师必须转变以往的教学方式，积极倡导教师课堂教学与学生课外学习的融合，促进学生学习的多元化。《中国教育现代化2035》提出要在课程教学中充分利用现代信息技术，丰富并创新课程学习形式，所以可以鼓励学生运用丰富的信息化资源，开展自主化学习。比如，对于同分异构体的书写、有机化合物中基团间的影响、有机合成等教学难点，以及与社会生活紧密相关的有机化合物应用等内容，教师可以引导学生在课外线上开展资料查阅、信息收集和知识总结等活动，帮助学生在课堂学习前积累更多的认知经验，从而在正式课堂学习时降低知识内容的学习难度。

参考文献

[1] 季春阳，李伟明.以“离子反应”为例对比探究人教版新旧教科书学习难度[J].化学教学，2021（05）：20-26.

[2] 中华人民共和国教育部.普通高中化学课程标准（2017年版2020年修订）[S].北京：人民教育出版社，2020：45-53.

[3] 中华人民共和国教育部.普通高中化学课程标准（实验稿）[S].北京：人民教育出版社，2003：25-28.

[4] 俞蓉，赵世恩.中英小学数学教材中“图形的运动”难度比较研究[J].数学教育学报，2022，31（06）：80-86.

[5] 李卓，鲍建生.21世纪以来中国数学课程教材难度模型研究评析[J].内蒙古师范大学学报（教育科学版），2021（06）：115-122.

[6] 王晶，等.普通高中教科书化学选择性必修3《有机化学基础》教师教学用书[M].北京：人民教育出版社，2020：4-183.

[7] 王磊，陈光巨.普通高中教科书化学选择性必修3《有机化学基础》教师用书[M].济南：山东科学技术出版社，2021：9-304.

[作者：姚娟娟（1992-），女，安徽阜阳人，华中师范大学人工智能教育学部，博士生，合肥师范学院化学与制药工程学院，教师；王后雄（1962-），男，湖北黄冈人，华中师范大学人工智能教育学部，教授，博士生导师。]

引用格式 姚娟娟，王后雄.高中化学“有机化学基础”模块课程难度变化研究[J].教学与管理，2024（21）：88-92.

【责任编辑   郭振玲】

*该文为合肥师范学院2023年校级质量工程教学研究项目（校级重点）“‘PBL+云平台智慧教学模式在《中学化学教学测量与评价》课程中的应用”（2023jyxm06）的研究成果