新旧人教版高中化学必修教科书的学习适应性比较研究

付士林

摘要： 教科书的适应性研究是学习适应性研究的重要组成部分。通过界定教科书学习适应性，选取新旧两版人教版高中必修教科书为研究对象，从教科书的编排结构、知识容量、呈现形式三个方面分析和比较学习适应性情况，进一步对化学教科书的优化以及教师教学提出建议。

关键词： 高中化学必修教科书; 学习适应性; 编排结构; 知识容量; 呈现形式

文章编号： 10056629（2022）04002107

中图分类号： G633.8

文献标识码： B

1 研究背景

2003年教育部颁布了《普通高中课程标准（实验）》（下文简称实验版课标），从“知识与技能”“过程与方法”“情感态度与价值观”三个维度对学生的学习目标提出要求[1]。随着科技的发展和我国教育水平的逐步提高，对提高全体国民素质和人才培养质量提出了新要求。教育部借鉴国内外课程改革的优秀成果，修订并颁布了《普通高中化学课程标准（2017年版）》（下文简称修订版课标）[2]。

教材编写的质量直接影响着教师的教与学生的学，优秀的教材不仅要关注学科知识的内在逻辑顺序，更要符合学生的认知和心理发展顺序。课标指导下编写的高中化学教科书，以人民教育出版社出版的必修教科书为例，《化学1》《化学2》（下文简称旧版教科书）[3]和《化学第一册》《化学第二册》（下文简称新版教科书）[4]在内容选择、编排结构、栏目设置等方面存在较大差异。这种变化在适应学生学习上是否有变化，具体表现如何？这些问题的研究对于教材的优化和创新具有重要意义。

为此，本研究对教材学习适应性做出界定，建立教材学习适应性的分析框架，据此对人教版新旧两版高中化学必修教科书的学习适应性进行分析和比较，为进一步完善教材编制与实际应用提供参考。

2 教科书学习适应性研究现状分析

学习适应性方面的研究成果很多，但主要集中在低学段和数学、生物等学科，对于中学化学学习适应性的研究较少。教科书的适应性研究是学习适应性研究的重要组成部分。有关教科书适应性的研究对象包含人、教学或学习方式、环境等。以教师为研究对象，如齐云峰等针对高中生物教师对人教版新教材的适应性情况进行考察[5];以学生为研究对象，如黄颖从数学新教材使用后学生学习兴趣、方式、对其接受程度等方面分析了学生对该教材的适应性状况[6];以教法与学法为研究对象，如黄亿君通过具体的实例分析教师的教法和学生的学法在教材适应性方面的问题[7]。

整体而言，当前针对教科书适应性的研究大多是关于学生、教师适应教科书的情况研究，强调了教科书使用者的能动性，即“人适应书”。而从教科书编写角度出发，强调教科书的预见性和策略性，即“书适应人”的研究较少。并且由于缺乏衡量教科书学习适应性的明确标准，鲜见针对某一版本教科书进行的学习适应性分析。为此，本研究将基于已有研究成果，从教科书的编排结构、知识容量、呈现形式三个方面，分析和比较人教版新旧两版高中化学必修教科书的学习适应性情况。

3 “教科书的学习适应性”概念界定

教科书的学习适应性是教科书适应学生学习的程度，针对的是使用教科书的学生，表现为教科书在编排结构、知识容量、呈现形式等方面能否照顾到学生的学习能力和接受能力，能否适应学生的学习习惯、认知习惯、审美习惯，能否促进学生更好地学习与发展。

4 人教版新旧高中化学必修教科书学习适应性三维度分析框架

教科书学习适应性的研究是从理论层面对教科书文本内容适应学生学习程度的分析和评估。教科书文本内容分析通常包括教科书的内容选择、组织编排、内容难度、栏目设置等维度。以已有研究结果为基础，设计学习适应性分析的三个维度： 内容编排结构、知识容量和呈现形式。

教科书内容编排结构是指教科书对知识发展进程的规划，表现为章结构和章内部的节内容编排结构。本研究将从学科逻辑和学生认知因素两个方面分析教科书内容编排结构的学习适应性。

知识容量是指教科书的内容广度。本研究将参考课程标准的学习要求，按照核心知识、一般性知识和拓展性知识对教科书中的知识进行分类和编码分析，确定教科书的内容广度及其学生学习适应性情况。

呈现形式是指教科书内容的表达方式，包括宏观和微观两个层面，宏观层面主要指体例结构，微观层面关注图表设计和教科书中重要的学习活动类型——探究与实践活动两个方面。图表设计将综合图表数量、类别、样式等分析两版教科书图表设计的适应性程度;探究与实践活动则从活动数目、形式和同一活动下包含的任务数目三个方面来比较。

5 人教版新旧高中化学必修教科书的学习适应性分析与比较

5.1 教科书内容编排结构的学习适应性分析与比较

教科书内容编排通常会考虑遵循知识内在的逻辑关系，如“由宏观到微观”，“由方法到应用”等，也会反映“由一般到特殊”“由易到难”“由低级到高级”的螺旋式发展等认识顺序。本研究从章结构和节结构分别讨论人教版新旧高中化学必修教科书的内容编排结构及其学习适应性，见图1（a）（b）。

在章结构层面，新版教科书相较于旧版教科书有两处大的变化，见图1（a）（b）。一是以“物质及其变化”一章开启全书，而把旧版教科书第一章中化学实验和化学计量的内容穿插至其他章节中。二是将旧版教科书中的“无机化学”一章拆分为三章，分两个学期学习，第一学期学习的钠、氯、铁三种元素对于学生来说相对熟悉，较为陌生的硫、氮、硅元素则在第二学期学习，体现了“由熟悉到陌生”的编排思路。“物质结构 元素周期律”排在“铁 金属材料”之后、“化工生产中的重要非金属元素”之前，起到承上启下的作用。整体而言，新版教科书的编排结构较为关注学生的认知逻辑和学习特点，元素化学和理论化学均衡分散，繁简分布得当。

节内容的编排结构方面，新版教科书在有关“无机化学”主题的章节调整较为明显。旧版教科书的“无机化学”主题的节内容主要基于类别展开，依次学习金属、非金属，而新版教科书则直接分别介绍几种主要元素（钠、氯、铁、硫、氮、硅）及其化合物。以“金属的化学性质”为例，见图2（a）（b）。旧版教科书“由一般到特殊”，先介绍金属的共性，再具体引出钠、铝、铁金属在该性质上的具体表现;新版教科书则按照“单質性质—单质用途（制备）—化合物性质—化合物用途”的顺序分别学习钠、铁和铝及其化合物的性质，凸显了某一元素及其化合物知识结构的完整性。比较而言，旧版教科书侧重于建立物质共性的认识视角，再进一步认识不同金属元素及其化合物的性质，新版教科书则以学习主要物质性质再归纳总结的方式展开，编排各有特点，从易接受性的角度看新版教科书的学习难度有所下降。

5.2 教科书知识容量的学习适应性分析与比较

教科书作为课程的物化形式，其知识容量直接影响课程的难度，从而影响学生的学习适应性。教科书的知识容量指的是教科书涉及的不同类型知识的数量。本研究将教科书知识分为核心知识、一般性知识和拓展性知识。核心知识是教科书中课程标准明确提出学习要求的知识点，一般性知识为在课程标准中没有提出学习要求但在教科书正文部分或非拓展性栏目中出现的知识点，而拓展性知识为在课程标准中没有提出学习要求但在教科书拓展性栏目（如科学史话等）中出现的知识点。

本研究首先对教科书中出现的知识点进行提取，其中拓展性栏目中出现的知识点直接编码为拓展性知识点;接着对照课程标准中的内容要求和学业要求，对提取自教科书正文部分和非拓展性栏目的知识点进行核心知识点和一般性知识点的区分编码，从而获得教科书中三类知识点的分布情况。表1为“化学反应原理”一章的知识构成情况。

由统计结果可知，旧版教科书的核心知识点96个，一般性知识点31个，拓展性知识点37个。新版教科书的核心知识点102个，一般性知识点50个，拓展性知识点41个。新版教科书的三类知识均多于旧版教科书。新版教科书的核心知识点增加了6个，主要为有机高分子材料、大气污染物等核心知识。由于修订版课标对硅、铝、常见有机物的物理性质及用途等旧版课标中规定的核心知识不作要求，但新版教科书在正文或非拓展性栏目中仍有部分涉及，这也是新版教科书核心知识点和一般性知识点多于旧版教科书的原因，尤其是一般性知识点较旧版教科书增加了19个，主要出现在“无机化合物”和“有机化合物”两个课标主题对应的章节中。此外，新版教科书的拓展性知识点数量也略多，主要关注先进科学技术、科学研究手段与方法、生活中的化学等多个方面。

整体而言，新版教科书在知识容量上大于旧版教科书，在核心知识点和拓展性知识点上增加不多，但有学习要求的一般性知识明显增加，相较于旧版教科书对学生学习形成一定的挑战。

5.3 教科书内容呈现形式的学习适应性分析与比较

教科书内容的呈现形式是教科书的重要属性，呈现形式的选择应关照学生的认知习惯和适应能力，帮助学生更好地理解教科书内容。本研究借鉴黄仕高提出的宏观（体例结构）和微观两个层面的内容呈现形式框架[8]对教科书呈现形式的学习适应性进行分析比较。

5.3.1 宏观层面

教科书宏观层面的呈现形式即体例结构，新旧教科书的体例结构如图3（a）（b）所示。其中第三层级的栏目设置是主要部分，栏目活动能指引学生掌握学习知识的方法和途径。合理的栏目设置不仅样式新颖，具有吸引力，更能传达学科思想，突出化学学科的特点。

旧版教科书在第三层级结构共设计了“资料卡片”“学与问”“思考与交流”等七个栏目，进一步可区分为两类： 学生活动和知识拓展，学生活动注重对学生思维能力和探究实践能力的培养。从知识的种类、来源来看，知识拓展类的三个栏目涉及了工具性知识、科普知识、化学史知识，涵盖范围较广，基本满足了学生的学习需求。新版教科书设计了“资料卡片”“探究”“思考与讨论”等九个栏目，在旧版教科书的学生活动和知识拓展栏目基础上，增加了方法引导栏目，主要介绍化学研究的基本方法和化学学习的思考程序和方法，帮助学生从关注知识结论转向学习过程和方法。新版教科书的栏目类型增加，内容和功能更加丰富多元，特别是方法引导栏目为学生学会思考、学会研究和实践给予了重要的支持，增強了教科书的学习适应性。

5.3.2 微观层面

从微观层面分析，教科书内容呈现包括知识内容和学习活动的呈现等。分析知识内容的呈现时主要关注教科书图表的使用，学生活动的呈现则关注探究和实践活动的设计。

5.3.2.1 图表使用

教科书中的插图、思维导图和表格是教科书内容呈现的重要手段，其运用是否得当，对学生理解物质结构的特征、揭示物质变化的规律、自主建构完善知识体系会产生直接影响。本研究依据图表呈现的不同内容，将其划分为“实验类”“拓展内容类”“知识结构类”“微观模拟类”和“物质及其性质类”五个类别，并参考徐雯[9]（2013）在小学科学教科书插图研究中给出的插图评判参考表，从数量、类别、样式等方面分析教科书中图表使用的学习适应性。表2为两版教科书中图表的统计结果。统计时根据图序号计数图片数量（单图或组图），一个完整的表格记为1，重复出现的图表只计算一次。

从表2可知，两版教科书图表数量可观，新版教科书数量略多，且均为“实验类”图表占比最大，“微观模拟类”图表占比最小。丰富的实验图表能够帮助学生直观地观察和理解实验事实，用图表形式表达实验步骤和实验结果更加清晰明了。“微观模拟类”图表方面，新版教科书在旧版教科书的基础上增加了氢气、二氧化碳等的分子结构模型，以及原电池原理的微观过程，并且在有机化合物章节中将大部分比例模型更换为球棍模型。但总体来说数量还不够，在物质的量、化学反应与能量、化学平衡等原理性内容中微观模拟图较少。

此外，旧版教科书的“实验类”表格远多于新版教科书。旧版教科书的实验结果大部分由学生在实验后自行完成，半填空式表格降低了实验分析的难度。而新版教科书删掉了大部分的表格，直接在正文中用文字描述了实验的现象。可能导致学生从做实验变成阅读实验，降低学生的学习兴趣，而且不利于学生观察能力和表达能力的提高。当然，新版教科书的“知识结构类”图表较旧版教科书多，主要出现在“整理与提升”（“归纳与整理”）栏目，样式更丰富灵活，有助于引导学生从不同视角剖析知识之间的联系。

5.3.2.2 探究和实践活动

探究和实践活动是培养学生思维能力和问题解决能力的有效途径。旧版教科书设置了“科学探究”和“实践活动”两个栏目，新版教科书设置了“探究”和“研究与实践”栏目。从活动数目、活动形式和同一活动下包含任务数量三个方面来分析比较两版教科书探究和实践活动的特点，具体见表3、表4。

新版教科书的探究和实践活动数目均比旧版教科书少，但活动中包含的平均任务数明显增加。可见新版教科书更为关注活动内部任务的细化与结构化。新旧教科书中的探究活动均以实验形式为主，旧版教科书大部分探究活动均给出实验方案以及讨论题，但没有提供或提示探究步骤;新版教科书实验设计的要求增加，大部分探究活动都有明确的探究步骤，比如“钠与水的反应”按照“预测—实验—结论”三个步骤进行。

新旧教科书中的实践活动主题来源都较为丰富，强调学生主动学习、拓展知识内容并将知识运用于实践过程。相较而言，新版教科书的实践活动更倾向于生活和社会性课题，更能激起学生的兴趣;具有明确的研究步骤，即“研究目的—研究任务—结果与讨论”，操作性强;活动形式以查资料、交流讨论为主，实践性较强;实践结果要求以研究报告、小论文、模型等形式呈现，对于旧版以小论文为主，其形式更加灵活。

6 结论与启示

本研究以人教版新旧两版高中化学必修教科书为研究对象，从教科书的内容编排结构、知识容量和呈现形式三个方面对化学教科书自身的学习适应性进行分析和比较，形成如下结论与启示。

首先，教科书内容编排应充分体现内容逻辑与学生认识规律的统一。新版教科书拆分了旧版教科书“实验基础”和“无机化学”章节，将实验知识和化学计量概念等融入其他章节，将元素化合物知识置于元素周期律前后学习，充分关照了学生的认知规律和接受能力。在元素化合物章节的内容编排上变化也较为明显，旧版教科书按照金属、非金属的分类进行学习，体现由总到分、由一般到特殊的顺序，新版教科书则以主要元素及其化合物的性质与用途学习为基础再进行总结归纳，呈现由分到总、由具体到一般的思路。不同编排结构各具特点，相较而言，基于具体物质的学习再进一步总结共性和差异更能适用高一学生的思维习惯和学习习惯。

其次，教科书核心知识的选择要基于课程标准，一般性知识和拓展性知识的引入应关注必要性和适量要求。新版教科书整体知识容量和三类知识均超过旧版教科书，主要源于新版教科书中保留了修订版课标中不作要求的铝、硅等内容，拓展性知识也增加不少。但具有学习要求的一般性知识的明显增加不可避免地会产生学习负担，应考虑进一步明确这些知识点的功能定位，寻求以合适的位置和适切的方式予以引入和呈现，从而既能发挥它们学习辅助支持的作用，又不会增加更多的学习负担。

再次，教科书呈现形式应适应学生的认知习惯和学习习惯。新版教科书在宏观层面的体例结构上有了突破创新，增加了方法引导栏目，体现了教科书强化学习引导的特征。在微观层面上，图表使用主要增加了微观模拟类、知识结构类图表，更有助于学生理解物质结构特征和反应过程机制，并帮助学生学会总结提炼知识结构。探究和实践活动数目有所减少，更注重活动内任务的细化和结构化，课题体现趣味性、学术性和社会性结合，并给予探究和实践过程或步骤的指引，活动形式丰富。整体而言，教科书在图表使用上，还可在化学理论部分适当利用微观模拟类图表降低内容的抽象性;对于探究和实践活动的设计，可在整体上考虑活动开放性的梯度设计，从最开始提供具体探究和实践步骤，到缺省部分步骤再到不提供提示，让学生逐步适应并最终自如地参与探究和实践活动。

参考文献：

[1]中华人民共和国教育部制定. 普通高中化学课程标准（实验版）[S]. 北京： 人民教育出版社， 2003.

[2]中华人民共和国教育部制定. 普通高中化學课程标准（2017年版）[S]. 北京： 人民教育出版社， 2018.

[3]宋心琦主编. 普通高中课程标准实验教科书·化学1、2[M]. 北京： 人民教育出版社， 2003.

[4]王晶， 郑长龙主编. 普通高中教科书·化学必修第一册、第二册[M]. 北京： 人民教育出版社， 2019.

[5]齐云峰， 党玉茹， 孙添添， 于长春. 高中生物教师对人教版新教材的适应性研究[J]. 现代交际， 2016， （18）： 170～171.

[6]黄颖. 数学新教材在重庆地区的适应性研究[D]. 重庆： 重庆师范大学硕士学位论文， 2004.

[7]黄亿君. 关于高中数学新教材的适应性问题初探[J]. 数学教学通讯， 2012， （21）： 32～33.

[8]黄仕高. 高中化学新教材内容呈现方式的比较研究[J]. 读与写， 2019， 16（12）： 170.

[9]许雯. 小学科学教科书插图研究[D]. 北京： 首都师范大学硕士学位论文， 2013.