符吉霞 沙莎 占小紅

摘要：基于對教材合作問題解決設(shè)計的要素分析，提出教材合作問題解決設(shè)計分析框架，據(jù)此對新版高中化學(xué)必修教材欄目內(nèi)容進(jìn)行編碼分析，總結(jié)合作問題解決設(shè)計特征，為優(yōu)化教材合作問題解決設(shè)計及實踐應(yīng)用提出參考性建議。

關(guān)鍵詞：合作問題解決; 高中化學(xué)教材; 任務(wù)設(shè)計; 教材分析

文章編號：1005-6629（2020）09-0015-07

中圖分類號：G633.8

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B

《中國學(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng)》將“問題解決”作為學(xué)生適應(yīng)終身發(fā)展和社會發(fā)展需要的必備品格和關(guān)鍵能力之一[1]，而合作更是當(dāng)今社會發(fā)展的關(guān)鍵能力[2]。PISA2015首次提出合作問題解決（Collaboration Problem Solving），它是指個體能有效參與由兩個或以上成員組成的團(tuán)隊，通過合作的方式，達(dá)成共識、尋求解決方案、匯集組內(nèi)知識與技能進(jìn)行問題解決的過程[3]。自PISA2015將合作問題解決能力作為測試重點以來，合作問題解決受到了國內(nèi)外廣泛的關(guān)注。

化學(xué)是一門以實驗為基礎(chǔ)的學(xué)科，學(xué)生往往需要采用合作的方式進(jìn)行實驗探究以解決問題。合作是問題解決的重要方式，在問題解決中關(guān)注合作十分必要。在教學(xué)中，學(xué)生個體經(jīng)驗背景不同，通過合作可促進(jìn)不同觀點間的碰撞與反思。必修教材作為課程的重要載體，是普通高中學(xué)生共同發(fā)展的學(xué)科基礎(chǔ)[4]，應(yīng)關(guān)注合作問題解決的設(shè)計，促進(jìn)學(xué)生合作問題解決能力的提升。而現(xiàn)有相關(guān)研究主要關(guān)注合作問題解決能力的測評[5]或是合作問題解決對學(xué)生學(xué)業(yè)成就影響的實證分析，對教材中的合作問題解決設(shè)計關(guān)注較少。

教材中合作問題解決內(nèi)容主要出現(xiàn)在教材欄目中，通過對2019年新出版的人教版高中化學(xué)必修教材欄目中合作問題解決內(nèi)容設(shè)計進(jìn)行分析，總結(jié)合作問題解決設(shè)計特征，為教學(xué)實踐提供一定的參考建議。

1?化學(xué)教材中的合作問題解決

合作問題解決是一個將合作和問題解決融于一體的整體性、過程性的概念。根據(jù)PISA2015中對合作問題解決的界定，合作問題解決主要具有以下特征：（1）需要兩個或以上的成員合作參與;（2）強調(diào)有效的互動過程;（3）合作問題解決最終的目標(biāo)是解決問題，但更關(guān)注合作過程本身而非設(shè)計方案的優(yōu)劣[6]。

教材是知識的重要載體，承載著對相關(guān)問題解決活動的組織與引導(dǎo)的功能[7]。為發(fā)展合作問題解決能力，教材需要有相關(guān)的內(nèi)容設(shè)計。當(dāng)前教材問題解決的活動設(shè)計越來越受到重視，且問題解決中合作元素也頻繁出現(xiàn)，對教材中的合作問題解決設(shè)計進(jìn)行分析具有重要的意義。這能為教師對活動內(nèi)容和過程的理解和二次開發(fā)應(yīng)用提供參考，對改變當(dāng)前教學(xué)中問題解決活動相對弱化合作的情況具有一定的針對性作用。

2?研究設(shè)計

2.1?研究工具

對教材合作問題解決內(nèi)容設(shè)計的分析，實際上就是對其欄目內(nèi)容的呈現(xiàn)方式及其任務(wù)設(shè)計的討論。

教材的呈現(xiàn)方式是合作問題解決設(shè)計的關(guān)鍵因素。教材文本中是否清晰、明確地提出合作要求，會直接影響合作問題解決設(shè)計的呈現(xiàn)效果，依據(jù)呈現(xiàn)方式可分為顯性呈現(xiàn)和隱性呈現(xiàn)。參照合作問題解決測評矩陣，提煉出教材中有關(guān)合作的關(guān)鍵詞，即“合作、交流、討論、分享”，若欄目中明確出現(xiàn)此類詞語，則認(rèn)定為顯性呈現(xiàn);若并未出現(xiàn)此類關(guān)鍵詞，但該內(nèi)容通過合作問題解決的方式更為高效，則為隱性呈現(xiàn);若該內(nèi)容并未出現(xiàn)關(guān)鍵詞且適合學(xué)生獨立進(jìn)行問題解決的，則不屬于研究對象。

接著，對教材合作問題解決的任務(wù)設(shè)計要素進(jìn)行分析。合作問題解決的任務(wù)設(shè)計與三個要素有關(guān)，一是合作與問題解決的內(nèi)在聯(lián)系，即問題解決是否需要合作;二是學(xué)科特色的符合度，即呈現(xiàn)內(nèi)容是否符合學(xué)科育人特色等;三是功能指向的差異，即內(nèi)容的功能傾向于學(xué)習(xí)性或情感性[8]。首先，合作問題解決設(shè)計應(yīng)注重合作與問題解決的內(nèi)在聯(lián)系，問題解決是否需要合作，是判斷教材合作問題解決設(shè)計質(zhì)量的重要指標(biāo)。其次，從學(xué)科特色來看，新版化學(xué)教材以課標(biāo)為導(dǎo)向，其內(nèi)容能夠體現(xiàn)出學(xué)科特色，故不再對其學(xué)科特色符合度進(jìn)行分析。最后，從功能指向看，功能類別主要包括學(xué)習(xí)性和情感性兩種。其中，具有情感性的合作問題解決內(nèi)容是指內(nèi)容知識能與學(xué)生日常生活實踐進(jìn)行聯(lián)系，激發(fā)學(xué)生對化學(xué)學(xué)習(xí)價值的認(rèn)識。

從合作問題解決的特征要求來看，除了關(guān)注合作與問題解決的內(nèi)在聯(lián)系和任務(wù)設(shè)計，還應(yīng)提供一定的腳手架，促成有效的互動，如情境的創(chuàng)設(shè)、合作步驟或相關(guān)的數(shù)據(jù)信息支持等。值得注意的是，不同欄目的合作問題解決設(shè)計定位不同，是否提供系統(tǒng)完整的互動支持不是判斷合作問題解決設(shè)計優(yōu)劣的標(biāo)準(zhǔn)。

綜上，結(jié)合對教材合作問題解決內(nèi)容的呈現(xiàn)方式與任務(wù)設(shè)計分析，將影響其設(shè)計的要素依據(jù)不同形式進(jìn)行劃分，形成化學(xué)教材合作問題解決設(shè)計分析框架，見表1。

2.2?研究過程

運用上述分析框架對化學(xué)必修教材內(nèi)容進(jìn)行編碼。首先，確定教材中的研究對象及其呈現(xiàn)方式。接著，對任務(wù)設(shè)計下各維度進(jìn)行分析。最后，得到該內(nèi)容的編碼結(jié)果。具體編碼分析過程如圖1所示。

教材中的合作問題解決設(shè)計有三種類型：一是顯性的合作問題解決內(nèi)容，即出現(xiàn)合作的關(guān)鍵詞，但不考慮合作與問題解決內(nèi)在聯(lián)系的內(nèi)容;二是隱性的合作問題解決內(nèi)容，即并未出現(xiàn)合作的關(guān)鍵詞，但內(nèi)容本身適合通過合作進(jìn)行問題解決的內(nèi)容;三是不屬于合作問題解決的內(nèi)容，即并沒有出現(xiàn)合作的關(guān)鍵詞，且本身并不適合通過合作進(jìn)行問題解決的內(nèi)容。

值得注意的是，如何判斷內(nèi)容是否適合通過合作進(jìn)行問題解決?；瘜W(xué)教材中適合開展合作問題解決的內(nèi)容主要有三類，一是內(nèi)容側(cè)重于實驗探究等，實驗探究過程適合學(xué)生由小組合作的方式進(jìn)行分工，討論分析研究問題，并共同完成研究報告等。二是問題解決的內(nèi)容及其過程較為重復(fù)，如元素周期律中由學(xué)生對多種短周期元素相關(guān)性質(zhì)的查找并總結(jié)規(guī)律、相同重復(fù)多次的實踐操作等，適合學(xué)生分工合作，并共同討論事實規(guī)律等。三是所要解決的問題結(jié)果較為開放，如要求學(xué)生形成對某一內(nèi)容的多種不同設(shè)計方案等。對教材中隱性呈現(xiàn)的內(nèi)容進(jìn)行分析有助于教師挖掘教材合作問題解決內(nèi)容，進(jìn)行創(chuàng)造性的設(shè)計，發(fā)揮其育人功能。

2.3?信效度分析

對教材內(nèi)容進(jìn)行嘗試性分析，確保該編碼表能反映教材中不同的合作問題解決設(shè)計形式。接著，咨詢化學(xué)教材領(lǐng)域的兩位專家，確認(rèn)該編碼結(jié)構(gòu)有效，并確定最終分析框架。此外，由兩位編碼者分別進(jìn)行編碼，針對不一致的編碼再進(jìn)行協(xié)商討論。編碼結(jié)果一致率為81.4%，研究結(jié)果具有一定的信度。

2.4?編碼示例

為進(jìn)一步說明對教材合作問題解決相關(guān)內(nèi)容的編碼分析，結(jié)合具體實例進(jìn)行編碼示例。

如某一欄目內(nèi)容（見圖2）。首先，該內(nèi)容出現(xiàn)合作的關(guān)鍵詞“討論”，屬于顯性的合作問題解決內(nèi)容，編碼為A1。接著，該內(nèi)容主要是學(xué)生進(jìn)行獨立思考之后再進(jìn)行的合作交流，問題解決并不需要合作分工來完成，合作與問題解決機械化結(jié)合，編碼為B2;最后，該欄目側(cè)重于學(xué)習(xí)性，且并未創(chuàng)設(shè)問題情境和提供合作步驟，但提供了部分的信息支持，故編碼為C2D2。綜上，該合作問題解決內(nèi)容編碼為A1B2C2D2。

又如某一欄目內(nèi)容（見圖3）。首先，該內(nèi)容并未包括合作的關(guān)鍵詞，但該內(nèi)容設(shè)計結(jié)果具有一定的開放性，適合學(xué)生分工合作，從不同方面思考問題，合作形成最終的問題解決設(shè)計方案，其內(nèi)容適合通過合作的方式進(jìn)行問題解決，合作與問題解決聯(lián)系較好，故屬于隱性的合作問題解決內(nèi)容，編碼為A2B1。接著，該內(nèi)容將化學(xué)知識與日常生活相聯(lián)系，能夠提升學(xué)生對化學(xué)知識價值的認(rèn)識，兼顧了學(xué)習(xí)性與情感性。此外，該欄目對合作的分工任務(wù)給出了一定的信息支持，但未創(chuàng)設(shè)相關(guān)的問題情境等，故編碼為C1D2。綜上，該內(nèi)容編碼為A2B1C1D2。

思考與討論

為提高燃料的燃燒效率，應(yīng)如何調(diào)控燃燒反應(yīng)的條件？（提示：可以從以下幾方面考慮，如燃料的狀態(tài)、空氣用量、爐膛材料、煙道廢氣中熱能的利用，等等。）

又如某一欄目內(nèi)容（見圖4）。首先，該內(nèi)容并未包含合作的關(guān)鍵詞，且所提出的問題解決主要為理論性的

思考與討論

（1） 回憶前面做過的實驗，描述氧化鈉和過氧化鈉的顏色、狀態(tài)。

（2） 氧化鈉與水的反應(yīng)和氧化鈣與水的反應(yīng)類似，請寫出氧化鈉與水反應(yīng)的化學(xué)方程式。

思考題，適合學(xué)生進(jìn)行獨立思考并解決問題，故該內(nèi)容并不屬于合作問題解決內(nèi)容。

3?結(jié)果與分析

3.1?合作問題解決的整體設(shè)計情況

教材中合作問題解決內(nèi)容主要存在于“思考與討論”“實驗活動”“習(xí)題”“探究”“研究與實踐”欄目中。其中，“習(xí)題”為“練習(xí)與應(yīng)用”與“復(fù)習(xí)與提高”兩個欄目中習(xí)題的總和?？偣卜治錾鲜鰴谀?44處內(nèi)容設(shè)計，其中屬于合作問題解決的設(shè)計達(dá)67處，占19.48%，

必修教材中各維度的量化結(jié)果如圖5所示。整體來看，合作問題解決內(nèi)容中以顯性呈現(xiàn)為主。此外，合作問題解決內(nèi)在聯(lián)系維度中合作與問題解決內(nèi)在聯(lián)系較好的內(nèi)容占58.21%;任務(wù)功能維度上，C1與C2相近;互動支持維度上，教材中大部分的合作問題解決設(shè)計主要提供部分的互動支持。

3.2?不同欄目的合作問題解決設(shè)計結(jié)果與分析

結(jié)合教材欄目的設(shè)置特點分析，欄目中的合作問題解決內(nèi)容主要分為兩類，一是實踐探究類的合作問題解決設(shè)計，即內(nèi)容側(cè)重于實驗探究類的內(nèi)容設(shè)計，主要在實驗活動、探究、研究與實踐欄目中呈現(xiàn);二是理論思考類的合作問題解決設(shè)計，即內(nèi)容較為注重理論性、思考性的內(nèi)容設(shè)計，主要在思考與討論、習(xí)題欄目中呈現(xiàn)。

教材欄目中合作問題解決設(shè)計編碼情況如表2所示，實踐探究類的合作問題解決設(shè)計約占35.8%，理論思考類的合作問題解決設(shè)計約占64.2%。

3.2.1?實踐探究類的合作問題解決設(shè)計

結(jié)合量化數(shù)據(jù)及教材內(nèi)容分析，實踐探究類合作問題解決設(shè)計大部分出現(xiàn)在每個章節(jié)末，所占的比例相對較少，絕大部分內(nèi)容為顯性呈現(xiàn)，合作問題解決內(nèi)容的設(shè)計較為合理。

實踐探究類設(shè)計中各欄目雖然合作問題解決設(shè)計均主要為顯性呈現(xiàn)，且能夠較好體現(xiàn)合作與問題解決的聯(lián)系，但各欄目在任務(wù)功能與互動支持維度上則存在一定的不同。研究與實踐欄目的合作問題解決設(shè)計均能體現(xiàn)情感性，而實驗活動與探究欄目中體現(xiàn)情感性的較少。此外，研究與實踐欄目絕大部分內(nèi)容都能夠提供系統(tǒng)的合作問題解決互動支持，但在實驗活動和探究欄目中絕大部分內(nèi)容僅提供部分互動支持。

研究與實踐欄目能夠在一定的情境下創(chuàng)設(shè)問題解決內(nèi)容，將化學(xué)知識與生產(chǎn)生活實際進(jìn)行聯(lián)系，因而任務(wù)功能較好地兼顧學(xué)習(xí)性與情感性，并提供系統(tǒng)的互動支持。而實驗活動欄目的內(nèi)容主要為對某一化學(xué)知識的探究或驗證，所提供的互動支持主要為實驗步驟等，缺乏一定的情境創(chuàng)設(shè)，難以將化學(xué)知識與日常生活進(jìn)行聯(lián)系，因此很難體現(xiàn)情感性。探究欄目中則包括一定的研究實踐活動與實驗探究活動，當(dāng)探究欄目內(nèi)容側(cè)重于研究實踐活動時，則和研究與實踐欄目的合作問題解決設(shè)計特征相近;當(dāng)探究欄目內(nèi)容側(cè)重于實驗探究時，則與實驗活動欄目的合作問題解決設(shè)計特征相近。

值得注意的是，雖然實踐探究類的合作問題解決設(shè)計上較為合理，要求學(xué)生進(jìn)行一定的合作交流，但對具體的合作任務(wù)分工設(shè)計有待進(jìn)一步的加強。

3.2.2?理論思考類合作問題解決設(shè)計

理論思考類合作問題解決設(shè)計分布在教材的每個章節(jié)，在教材中所占的比例較高，大部分內(nèi)容設(shè)計屬于顯性呈現(xiàn)，主要提供部分的互動支持。此外，理論思考類欄目的內(nèi)容較為注重學(xué)生獨立思考后進(jìn)行問題交流，故合作與問題解決聯(lián)系機械化的內(nèi)容較多。

理論思考類的問題解決較為封閉，強調(diào)應(yīng)用學(xué)科理論知識的合作問題解決設(shè)計，學(xué)生的合作僅為問題解決后的交流，難以體現(xiàn)合作與問題解決的結(jié)合。此外，兩個欄目中存在一定的區(qū)別，思考與討論欄目的任務(wù)功能主要是學(xué)習(xí)性，而習(xí)題欄目中大部分內(nèi)容則能夠兼顧學(xué)習(xí)性和情感性。習(xí)題欄目中的合作問題解決設(shè)計比例較低，且合作問題解決內(nèi)容設(shè)計主要出現(xiàn)在習(xí)題的后半段，如圖6所示，內(nèi)容設(shè)計往往能夠利用一定的問題情境，將化學(xué)知識與生活實際相聯(lián)系，但思考與討論欄目中大部分內(nèi)容直接呈現(xiàn)問題解決的內(nèi)容，理論難以聯(lián)系日常生活。

此外，隱性呈現(xiàn)的內(nèi)容主要出現(xiàn)在理論思考類設(shè)計中，特別是在思考與討論欄目中。教材中的隱性呈現(xiàn)內(nèi)容設(shè)計大部分都缺乏一定的情感性以及互動支持，但內(nèi)容設(shè)計開放度較高，且有較為重復(fù)性的內(nèi)容，需要學(xué)生集思廣益進(jìn)行方案的設(shè)計。

4?結(jié)果討論與建議

4.1?教材內(nèi)容滲透合作問題解決培養(yǎng)意識，但有待進(jìn)一步系統(tǒng)的設(shè)計規(guī)劃

必修教材中結(jié)合不同的知識載體以及多樣化的教材欄目，提供了較多的合作問題解決平臺，滲透了一定的合作問題解決培養(yǎng)意識。整體來看，化學(xué)教材合作問題解決的設(shè)計效果相對較好，顯性呈現(xiàn)內(nèi)容近九成，能夠較好體現(xiàn)合作與問題解決聯(lián)系的內(nèi)容達(dá)58.21%，且主要提供部分的互動支持。但教材的合作問題解決設(shè)計有待進(jìn)一步優(yōu)化，不同欄目的設(shè)計具有不同的優(yōu)勢與不足，應(yīng)結(jié)合各欄目的設(shè)計特征，針對不足之處加以系統(tǒng)完善。

教師在問題解決的教學(xué)中往往弱化合作，在教材設(shè)計層面應(yīng)強化合作問題解決的設(shè)計與指導(dǎo)，讓教師能夠從對教材的分析中獲得一定的啟示。教材內(nèi)容對教師具有一定的引導(dǎo)作用，強化教材對合作問題解決的要求與指導(dǎo)，才能夠有效轉(zhuǎn)變教師的觀念，幫助合理利用教材開展教學(xué)。教材受到課標(biāo)的影響，為完善教材合作問題解決的設(shè)計，應(yīng)進(jìn)一步系統(tǒng)規(guī)劃課程標(biāo)準(zhǔn)中對合作問題解決內(nèi)容的相關(guān)要求，提供一定的教學(xué)參考性建議，在教材中明確提出合作問題解決的要求，提供一定的合作問題解決示范內(nèi)容。

4.2?合作問題解決設(shè)計形式多樣化，設(shè)計特征受內(nèi)容知識載體影響

合作問題解決設(shè)計在不同的欄目中具有多樣化的表現(xiàn)形式。在不同的知識載體及不同欄目設(shè)置特征的影響下，不同欄目具有不同的設(shè)計特征。實踐探究類的合作問題解決設(shè)計重視實驗與生產(chǎn)實際相聯(lián)系，互動支持設(shè)計的開放度相對較高，任務(wù)功能方面大部分能夠兼顧學(xué)習(xí)性和情感性，合作與問題解決能較好結(jié)合;而理論思考類的內(nèi)容設(shè)計較為強調(diào)理論性的思考與回答，合作與問題解決機械化聯(lián)系的內(nèi)容相對較多，問題答案較為封閉，其互動支持設(shè)計的開放度相對較低。

教師應(yīng)了解教材的合作問題解決設(shè)計特征，并依據(jù)問題解決的過程對顯性活動的內(nèi)容進(jìn)行適應(yīng)性教學(xué)調(diào)整與應(yīng)用，對隱性的活動進(jìn)行創(chuàng)造性的設(shè)計。教材中的合作問題解決設(shè)計具有不同的特征，教師應(yīng)注意對不同的設(shè)計內(nèi)容進(jìn)行適當(dāng)?shù)慕虒W(xué)處理，注重加強情境創(chuàng)設(shè)，發(fā)展學(xué)生的學(xué)科核心素養(yǎng)。此外，教師要意識到并非所有的顯性呈現(xiàn)內(nèi)容開展合作問題解決活動的效果就一定好，是否進(jìn)行合作的前提是內(nèi)容本身是否能很好地體現(xiàn)合作與問題解決的內(nèi)在聯(lián)系。

4.3?實踐探究類合作問題解決設(shè)計水平較高，但理論思考類設(shè)計為主要形式

實踐探究類欄目的設(shè)計水平相對較高，但該內(nèi)容數(shù)量較少，而理論思考類的合作問題解決內(nèi)容較多，但該類設(shè)計水平相對較低。化學(xué)是以實驗為基礎(chǔ)的科學(xué)，以實踐探究的形式開展合作問題解決教學(xué)活動是提升學(xué)生合作問題解決能力的重要途徑，但理論思考類設(shè)計能穿插于相應(yīng)知識點提供即時的平臺，以思辨性的形式要求學(xué)生合作討論，形成一定的設(shè)計方案，也是提升合作問題解決能力的重要途徑。此外，教材中的隱性呈現(xiàn)內(nèi)容主要存在于理論思考類設(shè)計中，教師需重視對教材內(nèi)容進(jìn)行挖掘與創(chuàng)造性設(shè)計。

教師應(yīng)考慮到進(jìn)行合作問題解決活動過程中的各環(huán)節(jié)設(shè)計與實施內(nèi)容，以更好地改進(jìn)合作問題解決活動，對內(nèi)容進(jìn)行素材選擇、任務(wù)設(shè)計以及合作內(nèi)容、方式等方面進(jìn)行合理的設(shè)計，避免像以往實驗活動那樣只給文本框讓學(xué)生自主填空進(jìn)行實驗設(shè)計或只是簡單的現(xiàn)象描述。此外，合作問題解決的學(xué)習(xí)活動需要一定的框架引導(dǎo)，對內(nèi)容素材的選擇應(yīng)當(dāng)弱化單純的理論思考，注重實驗探究對引導(dǎo)學(xué)生合作學(xué)習(xí)的作用，強化化學(xué)知識與生產(chǎn)實際的聯(lián)系，學(xué)習(xí)活動則結(jié)合具體的教學(xué)內(nèi)容設(shè)置一定的互動支持引導(dǎo)等，通過問題啟發(fā)學(xué)生的合作。

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