楊 銘 趙萍萍 劉恩山

（北京師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院 北京 100875）

0 引言

教材是核心教學(xué)材料，也是教學(xué)研究的重要對(duì)象。教材的研究和改革能促進(jìn)教學(xué)向著更適合學(xué)生學(xué)習(xí)的方向發(fā)展。教材難度是影響教材質(zhì)量的重要因素［1］，也是教材研究的方向之一。對(duì)于教材的難度可進(jìn)行定量的分析研究，例如通過(guò)建立數(shù)學(xué)模型分析課程的深度、廣度及時(shí)間等因素對(duì)教材難度的影響［2］。許多科學(xué)課程理念也可用于教材的編寫(xiě)與評(píng)價(jià)，例如“為理解而教”（teaching for understanding）?！盀槔斫舛獭睆?qiáng)調(diào)“理解”在教學(xué)中的重要性，主張學(xué)生靈活有效地應(yīng)用所學(xué)知識(shí)，獲得實(shí)踐的能力［3］。根本目的是著力培養(yǎng)學(xué)生的高級(jí)思維能力，學(xué)會(huì)科學(xué)研究的一般方法和基本技能［4］。以往諸多對(duì)于教材的研究主要側(cè)重于數(shù)學(xué)、語(yǔ)文、歷史等學(xué)科，對(duì)于生物學(xué)教材的研究相對(duì)較少［5］，尤其從難度的視角對(duì)我國(guó)高中生物學(xué)教材與發(fā)達(dá)國(guó)家教材的國(guó)際比較研究甚少。

近年來(lái)，世界各國(guó)都在開(kāi)展教育改革，其中課程標(biāo)準(zhǔn)和教材是課程改革的重要環(huán)節(jié)。

許多發(fā)達(dá)國(guó)家的課程改革已取得一些成效，有值得借鑒的成功經(jīng)驗(yàn)。新中國(guó)成立以來(lái)，我國(guó)一共進(jìn)行了8 次基礎(chǔ)教育課程改革，自2001年至今已發(fā)生顯著變化，但在課程標(biāo)準(zhǔn)和教材方面仍有改進(jìn)的空間。因此，從難度的角度比較我國(guó)與其他國(guó)家的教材，可為我國(guó)高中生物學(xué)教材的修訂提供參考。

德國(guó)的課程改革有非常悠久的歷史，早在19 世紀(jì)，德國(guó)就開(kāi)始了教育事業(yè)改革。19 世紀(jì)中葉，科學(xué)技術(shù)和生產(chǎn)出現(xiàn)重大變化，科學(xué)的發(fā)展超過(guò)技術(shù)和生產(chǎn)的發(fā)展，德國(guó)迅速適應(yīng)了科學(xué)技術(shù)和生產(chǎn)發(fā)展的新特點(diǎn)，在應(yīng)用科學(xué)上取得了成功，形成科學(xué)-技術(shù)-生產(chǎn)的體制化［6］。1990年，東、 西德完全統(tǒng)一后，德國(guó)尤其是東德地區(qū)，從教育體制、學(xué)制到課程內(nèi)容，進(jìn)行了全方位的調(diào)整甚至根本性改革，增加了課程的寬泛性，重視對(duì)基礎(chǔ)性的關(guān)鍵技能及學(xué)習(xí)能力的培養(yǎng)，促進(jìn)個(gè)性化［7］。德國(guó)作為生物產(chǎn)業(yè)大國(guó)，其生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)在歐洲處于領(lǐng)先地位，這些特色都在一定程度上影響了其生物學(xué)課程和教材的發(fā)展。在生物學(xué)教材的內(nèi)容結(jié)構(gòu)、整體布局方面都有值得研究和借鑒的地方。

英國(guó)作為科學(xué)教育的發(fā)祥地，早在1989年就正式頒布了英國(guó)歷史上首部國(guó)家科學(xué)教育課程標(biāo)準(zhǔn)［8］。通過(guò)改革基礎(chǔ)教育體制提高中小學(xué)生的素質(zhì)，增強(qiáng)綜合國(guó)力，也是英國(guó)政府關(guān)心的問(wèn)題。經(jīng)過(guò)幾次修改和完善，英國(guó)自2000年9月起開(kāi)始實(shí)施新的國(guó)家課程標(biāo)準(zhǔn)，旨在提高教育質(zhì)量。在教材選擇和教學(xué)組織方面賦予教師更多的靈活性，致力于加強(qiáng)對(duì)學(xué)生核心知識(shí)和文化經(jīng)驗(yàn)的能力提高［9］。英國(guó)十分重視科學(xué)教育，它在英國(guó)的普通教育中占有十分重要的地位，科學(xué)與英語(yǔ)、數(shù)學(xué)并列為3 門(mén)核心學(xué)科之一。英國(guó)的科學(xué)教育注重促進(jìn)學(xué)生精神、道德及社會(huì)和文化方面能力的發(fā)展，重視科學(xué)探究。

本文主要聚焦于中國(guó)、德國(guó)、英國(guó)高中生物學(xué)教材難度的評(píng)價(jià)和分析。本研究主要對(duì)教材文本內(nèi)容進(jìn)行分析，通過(guò)定量數(shù)據(jù)反映教材的概念組成，比較分析我國(guó)高中生物學(xué)教材與德國(guó)、英國(guó)生物學(xué)教材之間的共同特點(diǎn)和差異。

為簡(jiǎn)化本研究所涉及的系統(tǒng)要素, 分析中不考慮課程（使用教材授課）時(shí)間的影響，主要對(duì)教材進(jìn)行靜態(tài)文本分析，包括影響教材難度的2 個(gè)因素：教材廣度（G）和教材深度（S）。教材廣度指教材中概念涉及的范圍和領(lǐng)域的廣泛程度，用教材中的概念術(shù)語(yǔ)的數(shù)量衡量。教材深度指教材中的概念對(duì)學(xué)生認(rèn)知水平及思維強(qiáng)度的要求，通過(guò)統(tǒng)計(jì)教材中出現(xiàn)的不同（學(xué)段）認(rèn)知要求的概念數(shù)量衡量。教材難度（N）指教材中概念講述的難易程度，是較難量化的一個(gè)概念，主要強(qiáng)調(diào)概念的抽象程度。本研究中難度的計(jì)算公式為：N=G×S。

1 研究對(duì)象

本研究的研究對(duì)象是中國(guó)、德國(guó)、英國(guó)3 國(guó)的高中生物學(xué)教材。

中國(guó)選取的高中生物學(xué)教材是人民教育出版社《普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教材·生物》必修3 冊(cè)。此版教材目前應(yīng)用于全國(guó)多個(gè)省份，覆蓋面較廣，能反映新課程標(biāo)準(zhǔn)的要求。

德國(guó)選取的高中生物學(xué)教材是由家庭教育教材出版社在2010年出版的《林德生物學(xué)》，這本教材有悠久的歷史和科學(xué)的體系，2010年出版了修訂后的第23 版。此本教材是由德國(guó)課程研究所的專(zhuān)家推薦選取的。

英國(guó)選取的高中生物學(xué)教材是牛津大學(xué)出版社在2011年出版的Twenty First Century Science。這本教材由教師、學(xué)校和學(xué)院合作開(kāi)發(fā)，是英格蘭和威爾士大約1 000 所學(xué)校使用的課程教材。選取此教材是通過(guò)對(duì)各版本的教材了解論證后，力圖能選取的最有代表性的出版社和教材，且符合英國(guó)A-level 考試要求。

2 研究方法

2.1 廣度工具介紹及廣度計(jì)分說(shuō)明 本研究根據(jù)計(jì)劃課程調(diào)查 （survey of enacted curriculum，簡(jiǎn)稱(chēng)SEC）工具，開(kāi)發(fā)了廣度分析工具。SEC 研究工具是波特（A.Porter）等人于2001年構(gòu)建的，用于對(duì)課程標(biāo)準(zhǔn)、 課堂教學(xué)與學(xué)業(yè)評(píng)價(jià)等教育要素兩兩之間進(jìn)行一致性比較［10］。課題組利用SEC 工具中的《中小學(xué)科學(xué)主題列表》（K-12 Science Topic List）進(jìn)一步補(bǔ)充生物學(xué)各領(lǐng)域的概念，并按照其從屬關(guān)系整理成為不同層級(jí)的條目，構(gòu)建廣度分析工具，用以對(duì)概念術(shù)語(yǔ)進(jìn)行量化分析。廣度分析工具的結(jié)構(gòu)如圖1所示。

在統(tǒng)計(jì)廣度得分時(shí)，對(duì)教材中具體闡釋的概念進(jìn)行計(jì)分。在分析的過(guò)程中，對(duì)于疾病類(lèi)術(shù)語(yǔ)、過(guò)于細(xì)微的結(jié)構(gòu)名稱(chēng)類(lèi)術(shù)語(yǔ)、具體的分類(lèi)學(xué)術(shù)語(yǔ)、非基本生物技術(shù)類(lèi)術(shù)語(yǔ)、物理化學(xué)類(lèi)術(shù)語(yǔ)（與生物學(xué)無(wú)很大關(guān)系）、分支學(xué)科類(lèi)術(shù)語(yǔ)，均不計(jì)分。在統(tǒng)計(jì)時(shí)，按照最小單元格計(jì)分，每個(gè)計(jì)1 分。如果某個(gè)教材中出現(xiàn)的生物學(xué)內(nèi)容在上述表格中沒(méi)有相應(yīng)的位置，則在每個(gè)主題下的“其他”中補(bǔ)充，并進(jìn)行計(jì)分。

2.2 深度工具介紹及深度計(jì)分說(shuō)明 張穎之和李紅菊分別對(duì)生物學(xué)科遺傳學(xué)主題與生態(tài)學(xué)主題進(jìn)行了核心概念的篩選，篩選出遺傳學(xué)和生態(tài)學(xué)核心概念及其認(rèn)知水平分布［11－12］。本研究基于張穎之與李紅菊篩選核心概念的理念與原則，根據(jù)陳閱增主編的《普通生物學(xué)》，篩選出遺傳學(xué)與生態(tài)學(xué)領(lǐng)域內(nèi)大學(xué)認(rèn)知水平的核心概念，以此完善生物學(xué)教材深度的分析工具，將其作為分析與衡量生物學(xué)教材中核心概念深度的標(biāo)尺。深度分析工具的結(jié)構(gòu)如圖2所示。

在“學(xué)段”一欄：K 代表“幼兒園”，權(quán)重賦值為1；P 代表“小學(xué)”，權(quán)重賦值為2；JH 代表“初中”，權(quán)重賦值為3；SH 代表“高中”，權(quán)重賦值為4；U代表“大學(xué)”，權(quán)重賦值為5。本研究對(duì)教材中出現(xiàn)的概念術(shù)語(yǔ)及概念內(nèi)涵進(jìn)行賦分，即需要學(xué)生較強(qiáng)的認(rèn)知能力才能被理解的概念內(nèi)涵會(huì)被賦予較高的分?jǐn)?shù)，反之則被賦予較低的分?jǐn)?shù)。以教材中出現(xiàn)的概念和術(shù)語(yǔ)的平均分值作為教材深度值（S），作為衡量教材概念深度大小的標(biāo)準(zhǔn)。

工具中陰影的位置指相應(yīng)的核心概念要求學(xué)生的認(rèn)知水平達(dá)到的學(xué)段水平。對(duì)于陰影涵蓋2 個(gè)學(xué)段的核心概念，在本研究中統(tǒng)一取高學(xué)段計(jì)分。

2.3 難度計(jì)算公式

N（難度）=G（總廣度值）×S（深度值）

2.4 工作模式 A、B 2 名研究者同時(shí)對(duì)某本教材的廣度和深度進(jìn)行獨(dú)立分析。教材廣度由2 名研究者獨(dú)立分析之后，共同討論達(dá)成一致形成，得到各個(gè)國(guó)家的廣度總得分。教材深度涉及2 名研究者對(duì)于核心概念的不同理解，2 人均保留個(gè)人觀點(diǎn)。因此，每本教材有2 份深度總得分，分別表示為A 和B。經(jīng)統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)，2 名研究者的深度評(píng)分結(jié)果一致性較高，可以保證數(shù)據(jù)的可靠性。

遺傳模塊深度值={［遺傳部分核心概念總分/項(xiàng)數(shù)］（研究者A）+［遺傳部分核心概念總分/項(xiàng)數(shù)］（研究者B）}/2

生態(tài)模塊深度值={［生態(tài)部分核心概念總分/項(xiàng)數(shù)］（研究者A）+［生態(tài)部分核心概念總分/項(xiàng)數(shù)］（研究者B）}/2

S=（遺傳模塊深度值+生態(tài)模塊深度值）/2

3 研究結(jié)果與分析

3.1 高中生物學(xué)教材的難度 利用高中生物學(xué)教材廣度和深度分析工具，分別統(tǒng)計(jì)3 個(gè)國(guó)家高中生物學(xué)教材的總廣度值和深度值，并根據(jù)教材難度計(jì)算公式計(jì)算每個(gè)國(guó)家教材的難度值。此外，還分別將廣度值（G）、深度值（S）和難度值（N）以百分制統(tǒng)一轉(zhuǎn)換為G100、S100、N100。例如，難度 最 高 的 為 德 國(guó) 教 材（1416.012），以 此 為 基準(zhǔn)（100），計(jì)算英國(guó)教材的難度百分制分?jǐn)?shù)，N100 英國(guó)=N 英國(guó)×100/N 德國(guó)=793.208×100/1416.012=56。統(tǒng)計(jì)結(jié)果如表1和圖3所示。

表1 中、德、英3 國(guó)高中生物學(xué)教材的廣度、深度、難度比較

根據(jù)表1和圖3可以看出，難度最高的是德國(guó)教材，最低的是英國(guó)教材，中國(guó)教材的難度位于二者之間。以德國(guó)教材的難度為基準(zhǔn)（100），中國(guó)教材的難度分值為70，英國(guó)教材的難度分值為56。由此可見(jiàn)中國(guó)教材的難度與德國(guó)教材的難度相差較大，與英國(guó)教材的難度更加接近，說(shuō)明中國(guó)高中生物學(xué)教材在3 個(gè)國(guó)家中仍屬于難度較低的水平。

3.2 高中生物學(xué)教材的廣度

3.2.1 中、德、英3 國(guó)高中生物學(xué)教材的廣度3 國(guó)高中生物學(xué)教材的廣度見(jiàn)圖4所示。

由圖4可知，在高中生物學(xué)教材的內(nèi)容廣度上德國(guó)的得分最高，英國(guó)最低，中國(guó)位于二者之間。以廣度得分最高的德國(guó)為基準(zhǔn)（100），中國(guó)教材的廣度總得分為74，英國(guó)教材的廣度總得分為67。由此可見(jiàn)中國(guó)教材的總廣度與英國(guó)教材的總廣度接近，與德國(guó)教材的廣度相差較遠(yuǎn)，說(shuō)明在教材內(nèi)容廣度方面中國(guó)教材仍屬于較低的水平。

（待續(xù)）