高立洋

摘 要：隨著各版本高中地理新教材投入使用，對(duì)不同教材進(jìn)行比較分析，可以發(fā)現(xiàn)各版本教材的優(yōu)點(diǎn)，對(duì)優(yōu)化教學(xué)很有價(jià)值。本文運(yùn)用解釋結(jié)構(gòu)模型法對(duì)高中地理不同版本教材的相同內(nèi)容——“地球所處的宇宙環(huán)境”進(jìn)行比較，具體分析不同教材在知識(shí)要素選取，起始要素、結(jié)點(diǎn)要素與要素之間形成關(guān)系異同及原因，有助于建構(gòu)清晰的知識(shí)結(jié)構(gòu)體系。同時(shí)，提出教學(xué)設(shè)計(jì)要對(duì)教材進(jìn)行知識(shí)梳理，并從不同知識(shí)要素選取以及要素間形成某種邏輯關(guān)系的角度進(jìn)行教學(xué)優(yōu)化。

關(guān)鍵詞：解釋結(jié)構(gòu)模型;知識(shí)要素;教材比較

教材是知識(shí)的載體，對(duì)教學(xué)有重要的指導(dǎo)作用，是教師開(kāi)展教學(xué)活動(dòng)的重要依據(jù)。隨著新課改的不斷深化，不同版本高中地理新教材陸續(xù)面世，雖然依據(jù)相同課程標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行編寫(xiě)，但是不同的教材在核心知識(shí)選取、知識(shí)邏輯設(shè)計(jì)等方面都有一定差異，差異化的教材設(shè)計(jì)是教材編寫(xiě)者不同教材觀的體現(xiàn)。對(duì)教材的比較研究可以加深教師對(duì)學(xué)科知識(shí)與教育理念的理解，有助于教師更好地理解教材與利用教材[1]。

教材比較研究的方法有很多，解釋結(jié)構(gòu)模型法（ISM）在客觀比較不同教材同一內(nèi)容的知識(shí)編排、教材編寫(xiě)特色方面有著獨(dú)特的價(jià)值，是地理教材比較研究的新視角。魏伊[2]應(yīng)用解釋結(jié)構(gòu)模型法對(duì)我國(guó)不同時(shí)期的高中地理教材結(jié)構(gòu)進(jìn)行比較研究，從核心知識(shí)要素、起始要素、結(jié)點(diǎn)要素和要素之間的形成關(guān)系四個(gè)方面，結(jié)合課標(biāo)對(duì)教材的縱向變化進(jìn)行研究分析。龐緒[3]以人教版和牛津版“森林資源”為例運(yùn)用ISM 法比較和總結(jié)它們的異同與特點(diǎn)，并提出反映“整體性”思想、貼近“地理認(rèn)知過(guò)程”、體現(xiàn)“人地關(guān)系”等地理教材知識(shí)要素編寫(xiě)建議。趙若琳[4]以“地球上的大氣”為例應(yīng)用ISM法對(duì)比中美兩國(guó)地理教材發(fā)現(xiàn)，兩版教材在知識(shí)要素的選擇、起始要素與結(jié)點(diǎn)要素的安排、要素間關(guān)系的排列方面存在的異同，對(duì)我國(guó)教材編制提出了建議。由此可見(jiàn)，解釋結(jié)構(gòu)模型法在中學(xué)地理教材比較研究中已經(jīng)有較多的應(yīng)用，但比較多的文章是應(yīng)用此方法對(duì)教材的編寫(xiě)提出建議，雖然對(duì)一線教學(xué)的指導(dǎo)有所涉及，但是還不夠豐富。

本文應(yīng)用解釋結(jié)構(gòu)模型法，對(duì)2019年投入使用的四版本高中地理教材相同的內(nèi)容進(jìn)行比較研究，客觀、量化分析知識(shí)要素的質(zhì)與量，起始要素、結(jié)點(diǎn)要素與要素間關(guān)系的異同，從而提出優(yōu)化教學(xué)的建議。

一、解釋結(jié)構(gòu)模型法

解釋結(jié)構(gòu)模型法（Interpretive Structural Modeling Method）簡(jiǎn)稱(chēng)為ISM法，最早由美國(guó)的沃菲爾德教授提出，是一種用于社會(huì)學(xué)研究的方法，可以用于分析社會(huì)系統(tǒng)中復(fù)雜元素之間的關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)，佐藤隆博證實(shí)解釋結(jié)構(gòu)模型可用于目標(biāo)分析和教材開(kāi)發(fā)。該模型在教材分析中有機(jī)地結(jié)合了主觀認(rèn)識(shí)、實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)與科學(xué)系統(tǒng)方法，梳理教材中知識(shí)要素的邏輯關(guān)系，通過(guò)可視化的層級(jí)有向圖將教材的內(nèi)容結(jié)構(gòu)化和程序化。該模式的操作步驟如圖1所示。

二、ISM下不同教材中“地球所處的宇宙環(huán)境”知識(shí)梳理

本文選擇《普通高中地理課程標(biāo)準(zhǔn)》中必修一的內(nèi)容要求“1.1 運(yùn)用資料，描述地球所處的宇宙環(huán)境，說(shuō)明太陽(yáng)對(duì)地球的影響。”（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“地理1.1”）所對(duì)應(yīng)不同版本教材的章節(jié)進(jìn)行比較，對(duì)人教版、中圖版、湘教版、魯教版四個(gè)版本的教材（表1）運(yùn)用解釋結(jié)構(gòu)模型法進(jìn)行分析。

首先按照各要素在教材中出現(xiàn)的先后順序，抽取四版本教材的知識(shí)要素，分別編碼排序?yàn)镾1、S2……S44，四版本教材相同內(nèi)容下的知識(shí)要素見(jiàn)表2。然后，根據(jù)各知識(shí)要素的形成關(guān)系建立鄰接矩陣并推導(dǎo)可達(dá)矩陣，制作層級(jí)有向圖（圖2）。

三、結(jié)果分析與教學(xué)思考

1. 知識(shí)要素異同

從知識(shí)要素的提取來(lái)看，雖然不同教材對(duì)該課標(biāo)內(nèi)容的編排有較多差異，但是在核心知識(shí)內(nèi)容的選取方面則較為一致。從表3可以發(fā)現(xiàn)，四版本教材知識(shí)要素的選取較為統(tǒng)一，平均約38個(gè)，總共出現(xiàn)了61個(gè)不同的知識(shí)要素，其中接近一半的知識(shí)要素在至少三本教材中重復(fù)出現(xiàn)，高頻出現(xiàn)的是核心知識(shí)要素，教師在教學(xué)過(guò)程中要作為重點(diǎn)內(nèi)容進(jìn)行落實(shí)。從知識(shí)要素出現(xiàn)的順序來(lái)看，不同版本教材都是從地球所處的宇宙環(huán)境開(kāi)始，從整體逐步聚焦到太陽(yáng)系，然后再具體介紹太陽(yáng)對(duì)地球的影響，所以核心知識(shí)要素的選取和編排符合課程標(biāo)準(zhǔn)的要求。

同時(shí)有約1/3的知識(shí)要素在各版本教材中是獨(dú)立出現(xiàn)的，這些差異主要來(lái)自教材編寫(xiě)者不同的教材編寫(xiě)觀。如在概括介紹了“天體系統(tǒng)”與具體介紹了“太陽(yáng)系”的同時(shí)，中圖版教材中又出現(xiàn)了“恒星系統(tǒng)”的知識(shí)內(nèi)容，介紹對(duì)已發(fā)現(xiàn)的天體系統(tǒng)的層級(jí)劃分，對(duì)同一知識(shí)內(nèi)容從不同角度差異化介紹，體現(xiàn)了教材編寫(xiě)者嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶W(xué)科邏輯觀。湘教版中出現(xiàn)的“太陽(yáng)常數(shù)”看似和本課關(guān)系不大，卻是幫助學(xué)生量化了解太陽(yáng)對(duì)地球影響的依據(jù)，并且該內(nèi)容通過(guò)活動(dòng)的形式呈現(xiàn)給學(xué)生，是教材編寫(xiě)遵循學(xué)生認(rèn)知邏輯的體現(xiàn)。

不同版本教材不僅在知識(shí)要素的數(shù)量上有差異，在知識(shí)要素的呈現(xiàn)方式上也有不同。比如對(duì)于“可觀測(cè)宇宙”這一知識(shí)要素，除了文字介紹以外，魯教版在天體系統(tǒng)示意圖中進(jìn)行了標(biāo)注說(shuō)明，中圖版利用示意圖與框架圖結(jié)合的形式介紹最為詳細(xì)，而湘教版則結(jié)合光年設(shè)計(jì)了計(jì)算半徑的活動(dòng)，豐富了教學(xué)的參與性。對(duì)于“太陽(yáng)輻射”這一知識(shí)要素，多版本教材從知識(shí)角度具體介紹太陽(yáng)輻射的數(shù)量特點(diǎn)、分布特征與形成和影響等內(nèi)容，人教版則結(jié)合太陽(yáng)能發(fā)電的生活應(yīng)用進(jìn)行編排，與生活相結(jié)合更能調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性。

2. 起始要素與結(jié)點(diǎn)要素的異同

在層級(jí)有向圖中，只有箭頭指出，沒(méi)有箭頭指入的要素是起始要素，起始要素是教材內(nèi)容的起點(diǎn)，是其他內(nèi)容展開(kāi)的基礎(chǔ)。中圖版與魯教版都選擇了整體的“宇宙”作為起始要素，體現(xiàn)了起始要素的基礎(chǔ)性，接著順勢(shì)介紹宇宙中的“天體”，符合學(xué)科的知識(shí)邏輯。湘教版從人類(lèi)感性認(rèn)識(shí)的“銀河”與神話故事開(kāi)始，然后介紹現(xiàn)代科學(xué)理性認(rèn)識(shí)的宇宙，符合學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律。人教版的起始要素是學(xué)生可以具體感知的“天體”，但是缺少了“宇宙”這一時(shí)空概念的介紹，不利于形成完整的時(shí)空宇宙觀，因此，教師在實(shí)際教學(xué)中可以選擇補(bǔ)充這一內(nèi)容。

在層級(jí)有向圖中，沒(méi)有箭頭指出，只有箭頭指入的要素是結(jié)點(diǎn)要素。從數(shù)量上來(lái)看，雖然各版教材的知識(shí)要素都比較豐富，但是眾多的知識(shí)要素最后都有所聚焦，教材內(nèi)容既注重了知識(shí)的廣博性，又注重了知識(shí)的深度學(xué)習(xí)。從內(nèi)容來(lái)看，各版教材的結(jié)點(diǎn)要素多關(guān)于“太陽(yáng)活動(dòng)影響”，是“課標(biāo)1.1中太陽(yáng)對(duì)地球影響”這部分知識(shí)的最高目標(biāo)。教材從宇宙環(huán)境整體的宏觀認(rèn)識(shí)，到太陽(yáng)系星體的相互聯(lián)系，最后具體到太陽(yáng)活動(dòng)對(duì)地球的影響，從單一的知識(shí)要素延伸到現(xiàn)象與影響，既符合地理學(xué)科的基本知識(shí)邏輯，也符合學(xué)生由易到難的認(rèn)知邏輯。同時(shí)人教版、湘教版將“月相”作為結(jié)點(diǎn)要素，中圖版將“空間天氣”作為結(jié)點(diǎn)要素，都將知識(shí)學(xué)習(xí)引向情境性應(yīng)用，有利于促進(jìn)學(xué)生對(duì)宇宙環(huán)境深入探究，從而形成深刻的認(rèn)知。湘教版將“太陽(yáng)常數(shù)”作為結(jié)點(diǎn)要素，并引導(dǎo)學(xué)生思考太陽(yáng)常數(shù)是不是常數(shù)以及可能帶來(lái)的影響。雖然只是一個(gè)小問(wèn)題，但在培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)散思維方面有著重要的作用。

3. 要素之間關(guān)系的異同

雖然在核心知識(shí)要素的選擇，起始與結(jié)點(diǎn)要素的編排方面不同教材有很多的共性，多數(shù)知識(shí)要素之間的形成關(guān)系受學(xué)科知識(shí)內(nèi)在邏輯影響也比較一致，但各版教材在部分知識(shí)要素的形成關(guān)系表達(dá)有相異表現(xiàn)，這些表現(xiàn)值得探究與分析。

如對(duì)于“天體”這一核心知識(shí)要素，各版教材選擇的下位知識(shí)要素不同，中圖版詳細(xì)地羅列了“仙女座星系”“星云”等八個(gè)天體，這是重視學(xué)科知識(shí)完整性的體現(xiàn);而人教版和魯教版則篩選了與地球和人類(lèi)關(guān)系密切的天體進(jìn)行介紹，體現(xiàn)了教材內(nèi)容的生活化特征;湘教版在“天體”知識(shí)要素之后沒(méi)有直接介紹不同的天體，而是在不同的天體系統(tǒng)中對(duì)與地球密切聯(lián)系的天體進(jìn)行分散介紹，這樣的設(shè)計(jì)有助于學(xué)生在了解豐富天體的同時(shí)，理清不同天體的位置，利于對(duì)天體知識(shí)的建構(gòu)（圖3）。

關(guān)于“地球生命存在原因”這個(gè)核心知識(shí)要素，各版教材都從“地球生命存在條件”的上位知識(shí)要素得來(lái)，具體介紹了生命存在的溫度、水、大氣等條件形成的原因。而人教版與魯教版的上位知識(shí)要素增加了“太陽(yáng)系”，補(bǔ)充了生命存在還需要相對(duì)安全的宇宙環(huán)境這一容易忽視的原因。從因果關(guān)系的完整性來(lái)看，“太陽(yáng)系”的環(huán)境作為“地球生命存在原因”的上位要素是需要的，教師在教學(xué)設(shè)計(jì)時(shí)需要補(bǔ)充（圖4）。

關(guān)于“太陽(yáng)活動(dòng)”的核心知識(shí)要素，人教版、中圖版和魯教版都將“太陽(yáng)大氣層”作為上位知識(shí)要素，具體介紹了太陽(yáng)活動(dòng)發(fā)生的空間位置特征，是培養(yǎng)區(qū)域認(rèn)知素養(yǎng)的體現(xiàn)。而湘教版將“太陽(yáng)輻射”作為上位知識(shí)要素，從太陽(yáng)釋放能量不穩(wěn)定的形成角度進(jìn)行介紹，更側(cè)重知識(shí)的科學(xué)邏輯。筆者認(rèn)為，在教學(xué)中應(yīng)該將“太陽(yáng)大氣層”和“太陽(yáng)輻射”都作為“太陽(yáng)活動(dòng)”的上位知識(shí)，這樣既有助于對(duì)學(xué)生區(qū)域認(rèn)知素養(yǎng)的培養(yǎng)，也使學(xué)生對(duì)太陽(yáng)活動(dòng)的成因有了深刻的理解（圖5）。

對(duì)于“黑子”與“耀斑”這些核心知識(shí)要素，人教版與中圖版僅從“太陽(yáng)活動(dòng)”的上位知識(shí)推導(dǎo)而來(lái)，僅說(shuō)明了“黑子”與“耀斑”現(xiàn)象的歸屬。湘教版和魯教版則增加了這些知識(shí)要素的地理性，將具體的“太陽(yáng)大氣層”與 “太陽(yáng)活動(dòng)”作為共同的上位知識(shí)，有助于學(xué)生在了解“黑子”與“耀斑”是“太陽(yáng)活動(dòng)”的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步認(rèn)識(shí)他們發(fā)生的位置。同時(shí)，湘教版對(duì)“太陽(yáng)活動(dòng)”知識(shí)要素還做了太陽(yáng)輻射差異的鋪墊，在“黑子”與“耀斑”介紹時(shí)就可以順勢(shì)介紹他們形成的原因，從而形成全面的認(rèn)識(shí)（圖5）。

四、結(jié)論與啟示

解釋結(jié)構(gòu)模型法通過(guò)知識(shí)要素的提取、層級(jí)有向圖制作等，對(duì)教材知識(shí)進(jìn)行了高度概括和知識(shí)邏輯的有序梳理。從課標(biāo)“地理1.1”對(duì)應(yīng)內(nèi)來(lái)看，不同版本教材在知識(shí)要素選擇，起始與結(jié)點(diǎn)要素的安排和要素間形成關(guān)系的設(shè)計(jì)等角度大致相似，僅存在部分差異，這些差異沒(méi)有優(yōu)劣之別，是教材編寫(xiě)者不同教材觀的體現(xiàn)，豐富的教材內(nèi)容為一線教師的教學(xué)提供了重要的參考和借鑒價(jià)值。一線教師在課標(biāo)要求下參照教材進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)，可以從解釋結(jié)構(gòu)模型法的各分析角度進(jìn)行優(yōu)化。

從知識(shí)要素的選取來(lái)說(shuō)，在課標(biāo)的指導(dǎo)下教師可以選擇不同教材共同出現(xiàn)的高頻知識(shí)作為核心知識(shí)要素，知識(shí)要素的數(shù)量不求多，不用將教材的所有相關(guān)知識(shí)都面面俱到的介紹。而是要思考將核心知識(shí)要素編排在合適的位置，在符合學(xué)科知識(shí)邏輯的基礎(chǔ)上，由易到難符合學(xué)生的認(rèn)知邏輯并激發(fā)高階思維，對(duì)于較難理解或者含義豐富的知識(shí)要素可以通過(guò)重復(fù)出現(xiàn)的形式，從不同角度對(duì)其進(jìn)行認(rèn)識(shí)，在學(xué)習(xí)的過(guò)程中加深理解。同時(shí)要賦予知識(shí)要素生活性與時(shí)代性的特征，在生活中選取時(shí)效性強(qiáng)的素材展開(kāi)教學(xué)，并引導(dǎo)學(xué)生應(yīng)用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題。

就知識(shí)要素的形成關(guān)系來(lái)看，要建構(gòu)合適的知識(shí)邏輯結(jié)構(gòu)。教師在教學(xué)之前要對(duì)知識(shí)要素進(jìn)行梳理，建構(gòu)系統(tǒng)的知識(shí)結(jié)構(gòu)圖并明確知識(shí)要素之間的形成關(guān)系，遵循知識(shí)邏輯與認(rèn)知邏輯設(shè)計(jì)探究型的教學(xué)活動(dòng)，優(yōu)化知識(shí)要素之間的形成路徑，并給學(xué)生提供豐富的參與機(jī)會(huì)，使教學(xué)過(guò)程成為學(xué)生建構(gòu)自己知識(shí)體系的過(guò)程。

結(jié)點(diǎn)知識(shí)要素雖然位置在一節(jié)課的結(jié)尾處，但是不能成為學(xué)生知識(shí)獲得與能力生成的終點(diǎn)，而應(yīng)該具有開(kāi)放性與深度性等特征，所以結(jié)點(diǎn)知識(shí)要素的選擇不能過(guò)于簡(jiǎn)單，而且要將結(jié)點(diǎn)知識(shí)放置在情境中，通過(guò)開(kāi)放性的問(wèn)題與深度性的實(shí)踐探究有效聯(lián)動(dòng)課堂內(nèi)外與課上課下，不斷提升教學(xué)效能。

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