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        人教版、魯科版、蘇教版教材習(xí)題難度比較研究*
        ——以“硫及其化合物”為例

        2023-11-06 02:23:08姚娟娟
        化學(xué)教與學(xué) 2023年17期
        關(guān)鍵詞:蘇教版人教版習(xí)題

        姚娟娟

        (合肥師范學(xué)院化學(xué)與制藥工程學(xué)院 安徽 合肥 230601)

        《普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)(2017 年版2020 年修訂)》的“實(shí)施建議”中明確指出“提問與點(diǎn)評、練習(xí)與作業(yè)、復(fù)習(xí)與考試等是有效開展化學(xué)日常學(xué)習(xí)評價的基本途徑和方法;教師應(yīng)注意發(fā)揮課堂練習(xí)和課后作業(yè)對于學(xué)生化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的診斷與發(fā)展功能”[1]。由此可知,教材的章節(jié)習(xí)題對評價學(xué)生的學(xué)習(xí)成效和素養(yǎng)發(fā)展具有至關(guān)重要的作用。當(dāng)下新版人教版[2]、魯科版[3]、蘇教版[4]高中化學(xué)教科書已經(jīng)頒布并用于教學(xué),其教材習(xí)題的難度如何是值得研究的問題。文章以“硫及其化合物”為載體開展三版本教材習(xí)題的對比分析,旨在找出三版本教材習(xí)題的相同點(diǎn)和不同點(diǎn),以便為教師更好地認(rèn)識和使用教材習(xí)題提供建議。

        一、三版本教材習(xí)題的數(shù)目統(tǒng)計(jì)

        對于三版本教材中與硫有關(guān)習(xí)題的統(tǒng)計(jì),采用的方法是統(tǒng)計(jì)與硫有關(guān)章節(jié)或?qū)n}的課后習(xí)題和章末習(xí)題。此外,如果一道習(xí)題中包含多個小題,如(1)、(2)、(3)……則按小題計(jì)數(shù)。基于以上統(tǒng)計(jì)思路,發(fā)現(xiàn)人教版教材共有與硫相關(guān)的習(xí)題20道;魯科版中與硫相關(guān)的習(xí)題有31道;蘇教版中硫及其化合物內(nèi)容相關(guān)習(xí)題共37道。單從題目數(shù)量上看,關(guān)于硫及其化合物的習(xí)題,蘇教版的題量最多,其次是魯科版,人教版題量最少。

        二、教材習(xí)題難度評價框架的構(gòu)建

        關(guān)于教材習(xí)題難度的影響因素研究,韓云鳳等人通過課后習(xí)題難度預(yù)估方法指出影響習(xí)題難度的主要因素是運(yùn)算要求、知識量、題型和行為目標(biāo)層次[5]。薛亮等人提出評價試題難度的因素包括背景、內(nèi)容、推理、探究、開放、運(yùn)算、知識綜合、階梯8 個維度[6]?;矢?、王后雄指出分析習(xí)題靜態(tài)難度需要關(guān)注習(xí)題閱讀量、情境、能力層級、推理數(shù)、問題類型、數(shù)學(xué)技能、隱蔽性、知識點(diǎn)數(shù)和階梯性[7]。通過文獻(xiàn)梳理,本文將以習(xí)題背景、運(yùn)算、習(xí)題表征、知識點(diǎn)數(shù)、認(rèn)知要求、開放程度6個一級維度作為影響習(xí)題難度的難度因素,每個難度因素劃分為具體的難度水平,并對不同的水平進(jìn)行賦值,形成教材習(xí)題難度評價框架,具體如表1所示。

        表1 教材習(xí)題難度評價框架

        三、教材習(xí)題難度因素的統(tǒng)計(jì)與分析

        1.三版本教材習(xí)題的難度因素水平分布

        根據(jù)表1 教材習(xí)題難度評價框架,分析三版本教材中與硫相關(guān)章節(jié)或?qū)n}的習(xí)題,統(tǒng)計(jì)出三版本教材中各難度因素對應(yīng)水平的題目數(shù)量及百分比,分析結(jié)果如表2所示。

        表2 三版本教材中習(xí)題的不同難度因素水平及所占百分比分布情況

        由表2可知,三版本教材在“習(xí)題背景”這一難度影響因素上,大部分的習(xí)題都為無情境習(xí)題,分別占比為70%、67.74%、62.16%,即直接以“硫及其化合物”的知識內(nèi)容為依托設(shè)置相關(guān)題目,側(cè)面說明三版本教材在無情境題目設(shè)置上存在一致性。三版本教材在“公共常識”水平上均未設(shè)置相關(guān)習(xí)題。另外,人教版在“個人熟悉的生活經(jīng)驗(yàn)”水平上設(shè)置的習(xí)題少于魯科版和蘇教版,魯科版和蘇教版差距較小。人教版根據(jù)“科學(xué)情境”背景設(shè)置的習(xí)題占比為20%,比魯科版的3.22%和蘇教版的8.11%要高,比如人教版“練習(xí)與應(yīng)用”的第8題,該題目將化學(xué)、地理、生物等學(xué)科進(jìn)行融合,引導(dǎo)學(xué)生查閱資料思考硫在自然界中的循環(huán)過程,增進(jìn)學(xué)科知識與自然界科學(xué)變化的聯(lián)系,強(qiáng)化學(xué)生對化學(xué)作用于社會生活的認(rèn)識和理解,引導(dǎo)學(xué)生基于科學(xué)情境建構(gòu)有意義的知識體系,發(fā)展學(xué)生對知識的學(xué)科價值和社會價值的雙重認(rèn)知水平。

        對于“運(yùn)算”難度因素,人教版、魯科版、蘇教版對硫相關(guān)內(nèi)容設(shè)置運(yùn)算的題目極少,絕大多數(shù)均不需要計(jì)算,三版本教材在無計(jì)算水平上的占比分別為85%、93.55%、94.59%。人教版、魯科版、蘇教版三版本教材中需要計(jì)算的習(xí)題占比分別為15%、6.45%、5.41%,且人教版高于魯科版與蘇教版。另外,三版本教材設(shè)置的計(jì)算題均需要多步計(jì)算,均是將初中所學(xué)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)、體積分?jǐn)?shù)與高中所學(xué)的物質(zhì)的量、物質(zhì)的量濃度等物理量相結(jié)合設(shè)計(jì)的題目,這說明三版本習(xí)題在硫相關(guān)內(nèi)容計(jì)算題的設(shè)置上體現(xiàn)了以學(xué)生認(rèn)知經(jīng)驗(yàn)或認(rèn)知起點(diǎn)為基礎(chǔ),重視對學(xué)生已有數(shù)理知識的調(diào)用,符合最近發(fā)展區(qū)理念。

        對于“習(xí)題表征”難度因素,人教版、魯科版、蘇教版的習(xí)題呈現(xiàn)大部分都是語言文字描述,少有圖像表征等形式,表明三版本教材在習(xí)題編制上強(qiáng)調(diào)直接表述。三版本教材中處于“單純的文字表述”的習(xí)題占比分別為65%、87.1%、81.08%。當(dāng)然,除“單純的文字表述”外,三版本教材在硫相關(guān)習(xí)題編制上也存在流程圖、實(shí)驗(yàn)裝置圖和表格的形式,無曲線表征,比如人教版“復(fù)習(xí)與提高”的第5題以濃硫酸與炭的實(shí)驗(yàn)反應(yīng)裝置圖為問題呈現(xiàn)的信息載體;魯科版“練習(xí)與活動”的第11題以煤燃燒過程中廢氣處理的流程圖展現(xiàn)硫元素的轉(zhuǎn)化進(jìn)程;與魯科版相似,蘇教版專題4第三單元“理解應(yīng)用”的第8題采用流程圖呈現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)中不同的脫硫系統(tǒng),說明三版本教材都在一定程度上關(guān)注了非文字表征的信息呈現(xiàn)方式,重視對學(xué)生從不同習(xí)題表征形式中獲取信息的能力培養(yǎng)和圖像解析能力的提升。另外,人教版非文字表征的習(xí)題占比多于魯科版和蘇教版,魯科版和蘇教版接近,說明人教版在習(xí)題表征的多樣性上優(yōu)于魯科版和蘇教版。

        在“知識點(diǎn)”難度因素上,人教版、魯科版、蘇教版在不同“知識點(diǎn)”難度因素水平上的占比集中在25%~40%之間,三個水平的分布相對均衡,可表征出三版本教材對有關(guān)硫考查的知識點(diǎn)水平存在一致性。比如人教版“練習(xí)與應(yīng)用”的第1題通過物質(zhì)中硫元素的價態(tài)判斷考查硫元素是否具有氧化性,其是考查元素價態(tài)在化學(xué)反應(yīng)中可能發(fā)生的轉(zhuǎn)化關(guān)系,與其相似,魯科版的“練習(xí)與活動”的第3題考查了應(yīng)用氧化還原反應(yīng)理論分析硫元素在反應(yīng)中的價態(tài)變化,同樣蘇教版“硫及其化合物的相互轉(zhuǎn)化”的“理解應(yīng)用”的第1題也考查了同樣類型的題目,可以看出,三版本教材在知識點(diǎn)水平考查上表現(xiàn)相近,此外在知識內(nèi)容的選擇上也具有共同點(diǎn)。

        對于“認(rèn)知要求”維度,人教版、魯科版、蘇教版在有關(guān)硫的習(xí)題設(shè)置上趨向于“理解、應(yīng)用、探究”三個水平,對最低水平“記憶”的考查相對較少,其“記憶”水平占比分別為5%、12.90%、2.70%,說明三版本教材對有關(guān)硫習(xí)題的設(shè)計(jì)未停留在識記層面,對學(xué)生正確解答問題所要達(dá)到的思維水平有較高的要求,側(cè)面可以表明元素化合物知識的教學(xué)目標(biāo)并不是學(xué)生以羅列碎片化知識的形式記憶各物質(zhì)的性質(zhì)及其能發(fā)生的化學(xué)反應(yīng),而是在理解等更高層級的水平上建構(gòu)起關(guān)于元素價態(tài)與物質(zhì)類別的關(guān)系,并應(yīng)用氧化還原相關(guān)理論處理物質(zhì)間的相互轉(zhuǎn)化,創(chuàng)造性地解決某些問題。具體對比三版本教材,會發(fā)現(xiàn)在最高水平“探究”的習(xí)題考查量占比分別為30%、12.9%、16.22%,人教版在“探究”水平考查的題量占比大約是魯科版和蘇教版的2倍。

        在難度因素“開放程度”上,三版本教材的習(xí)題開放水平集中在第1和第2難度水平,在第1水平的占比分別為35%、48.39%、51.35%,在第2水平的占比分別為50%、35.48%、35.14%,三版本教材在兩個較低水平的習(xí)題設(shè)置占比之和較為接近。三版本教材的習(xí)題開放水平處于第3 和第4 水平的習(xí)題占比相對較少,在第3 水平的占比分別為10%、6.45%、8.11%,在第4水平的占比分別為5%、9.68%、5.41%。以上數(shù)據(jù)一方面表明三版本教材關(guān)于硫習(xí)題的設(shè)置注重結(jié)論的唯一確定性,強(qiáng)調(diào)學(xué)生思維的嚴(yán)謹(jǐn)性和科學(xué)性;另一方面開放度較高的題目設(shè)置表明了教材習(xí)題關(guān)注學(xué)生在解決社會性議題中創(chuàng)新性思維的培育和科學(xué)辯論能力的發(fā)展,這與課程標(biāo)準(zhǔn)中“常見的無機(jī)物及其應(yīng)用”的第6條學(xué)業(yè)要求“能有意識運(yùn)用所學(xué)的知識或?qū)で笙嚓P(guān)證據(jù)參與社會性議題的討論(如酸雨和霧霾防治、水體保護(hù)、食品安全等)”相符合,說明其習(xí)題編制在一定程度上滿足課程標(biāo)準(zhǔn)的要求,但相關(guān)習(xí)題較少。

        2.三版本教材習(xí)題難度的計(jì)算比較

        為了得出人教版、魯科版、蘇教版中的習(xí)題在每一難度因素上的平均難度和三版本教材的綜合難度,采用以下兩個公式進(jìn)行計(jì)算。對于相對平均難度計(jì)算公式,x表示第x個影響習(xí)題難度的難度因素,y表示某一習(xí)題在某一難度影響因素所處的水平;Ax表示教材中第x個習(xí)題難度因素的加權(quán)平均值,也即某一難度因素的相對平均難度;B表示第x個習(xí)題的難度因素在第y個水平上的權(quán)重,依水平分別取1、2、3、4,即Bxy=y,如B42=2,其表示習(xí)題“知識點(diǎn)數(shù)”中“2個知識點(diǎn)”水平的權(quán)重為2;nxy表示所選教材習(xí)題中屬于第x個習(xí)題難度因素且在第y個水平上的題目個數(shù),如n23表示第2個難度因素(運(yùn)算)中處于第3水平(復(fù)雜的數(shù)學(xué)計(jì)算)的題目個數(shù),n表示所選教材習(xí)題的總數(shù)目。綜合難度公式計(jì)算的是三版本教材“硫及其化合物”習(xí)題的整體平均難度,其是由每版本教材中6 個難度因素的相對平均難度之和的平均值得出。利用以上數(shù)學(xué)統(tǒng)計(jì)方法計(jì)算得出三版本教材中“硫及其化合物”習(xí)題各難度因素的相對平均難度和綜合難度,經(jīng)過計(jì)算得出如表3所示的數(shù)據(jù)。

        表3 三版本教材習(xí)題中各難度因素的相對平均難度

        由表3可知,有關(guān)硫的習(xí)題,三版本教材在“認(rèn)知要求”這一難度因素的相對平均難度最為突出,相對平均難度值最大,其次是“知識點(diǎn)數(shù)、開放程度、習(xí)題背景、習(xí)題表征、運(yùn)算”,三版本教材習(xí)題在各難度因素的呈現(xiàn)趨勢上具有較強(qiáng)的一致性。同時,對于每一難度因素的相對平均難度,人教版均大于魯科版和蘇教版,魯科版和蘇教版較為接近。具體而言,三版本教材在6 個難度因素上的相對平均難度居于第1 至3水平之間,其中在“習(xí)題背景、運(yùn)算、習(xí)題表征、開放程度”4個難度因素的相對平均難度居于第1~2水平,另外除了蘇教版,人教版和魯科版在“知識點(diǎn)數(shù)、認(rèn)知要求”的相對平均難度居于第2~3 水平之間。而且,除了“習(xí)題背景”之外,三版本教材在其他5個難度因素的相對平均難度值較為接近。另一方面,從數(shù)據(jù)中可以看出,人教版習(xí)題6個因素的相對平均難度最大差值為1.55,魯科版最大差值為1.55,蘇教版最大差值1.62。人教版、魯科版、蘇教版習(xí)題的綜合難度分別為1.85、1.70、1.70,表明人教版有關(guān)硫習(xí)題設(shè)置的綜合難度大于魯科版和蘇教版。

        四、研究結(jié)果

        根據(jù)數(shù)據(jù)分析,可知三版本教材關(guān)于硫相關(guān)習(xí)題的設(shè)置具有共通性,其在于三版本教材在6個難度因素上的呈現(xiàn)趨勢是一致的,“認(rèn)知要求”和“知識點(diǎn)數(shù)”的水平要求是相對較高的,“運(yùn)算”這一難度因素的水平要求是最低的;同時,三版本教材在“習(xí)題背景、運(yùn)算、習(xí)題表征、開放程度”4 個難度因素的習(xí)題編制上以低水平為主,在“知識點(diǎn)數(shù)”的各水平分布上較為均勻,而對“認(rèn)知要求”難度因素多集中在較高水平。另外會發(fā)現(xiàn)三版本教材在某些具體的習(xí)題編制中所依照的知識載體也是一樣的。對比而言,不論是在具體難度因素的相對平均難度上還是在綜合難度上,人教版均高于魯科版和蘇教版,魯科版和蘇教版相近,表明人教版教材有關(guān)于“硫及其化合物”習(xí)題難度高于魯科版和蘇教版。

        五、研究啟示

        1.準(zhǔn)確判斷習(xí)題難度,開展有效評價

        教材中習(xí)題的使用可以評價學(xué)生的素養(yǎng)發(fā)展?fàn)顩r,但學(xué)生的能力層級不同,部分學(xué)生在解決習(xí)題時會有思維障礙。作為教師,在開展習(xí)題講評時,應(yīng)該準(zhǔn)確判斷習(xí)題難度,根據(jù)習(xí)題難度對不同層級學(xué)生進(jìn)行提問,使得全體同學(xué)都能在習(xí)題評價中有所收獲,同時通過出聲思維判斷學(xué)生的習(xí)得程度,基于學(xué)生的實(shí)際問題解決過程進(jìn)行引導(dǎo),從而促進(jìn)學(xué)生的思維發(fā)展。

        2.善于利用課外資源,優(yōu)化習(xí)題設(shè)計(jì)

        作為教師,應(yīng)該在日常教學(xué)中,善于積累各種教學(xué)資源,優(yōu)化化學(xué)教材中的習(xí)題編制。某些教材中的習(xí)題存在過于容易或難度過大的問題,此時需要教師對習(xí)題進(jìn)行一定程度上的設(shè)計(jì)與改編。比如對于難度過大的習(xí)題,教師可以提供資料或相關(guān)情境,幫助學(xué)生在資料分析或情境解讀中獲取到解決問題的關(guān)鍵信息,從而更好地實(shí)現(xiàn)習(xí)題教學(xué)的功能價值,促進(jìn)學(xué)生核心素養(yǎng)的穩(wěn)步發(fā)展。

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