基于CIR-FS框架的化學教科書教學支持比較研究

張溢恒 曾艷

摘要：借鑒侯前偉等人的CIR-FS教科書評價理論，建立化學教科書教學支持分析指標及評價標準，運用內(nèi)容分析法從教學目標、教學模式、敘述方式三個維度對人教版高中化學新舊教科書進行編碼統(tǒng)計與分析。新教科書在敘述方式、教學策略和活動空間設計上繼承舊教科書教學支持的特點。新教科書教學支持在教學目標、素材選擇和活動問題設計上得到發(fā)展?；诖?，對教師的“教”和學生的“學”提出建議。

關鍵詞：高中化學；教科書；教學支持；比較研究

文章編號：1008-0546（2022）11-0066-06

中圖分類號：G632.41

文獻標識碼：Bdoi：10.3969/j.issn.1008-0546.2022.11.015

基礎教育課程改革要求教科書編寫必須充分考慮學生的特點與學習需求，為學生的學和教師的教提供充分的引導和支持?！度珖笾行W教材建設規(guī)劃（2019-2022年）》[1]首次對教材建設做出系統(tǒng)設計，強調(diào)教材在解決“為什么學”和“怎么學”中的重要作用。人教社第十一套普通高中化學教科書的出版正值2019年這一關鍵節(jié)點。作為師生開展教學活動的重要資源，新時代建設中教科書在提供教學支持方面發(fā)生了怎樣的變革？對人教社2007版和2019版普通高中化學教科書的教學支持進行對比分析，探尋發(fā)展的趨勢及特征，對于教科書的充分利用具有重要價值。

一、問題的提出

教科書教學支持的概念緣于教科書編制歷程三階段：課程內(nèi)容規(guī)劃、教學支持設計、文本呈現(xiàn)設計。[2]侯前偉、張增田[3]提出教學支持是指教科書根據(jù)課程標準或課程目標，運用課程內(nèi)容規(guī)劃所提供的資源，連接學習內(nèi)容與學生已有經(jīng)驗和興趣，以符合認知理解的形式和速度來組織學習內(nèi)容，提供機會促進思維發(fā)展，讓學生有適當機會將所學延伸到新情境。教學支持主要承載教科書的教學設計和支持功能，反映和解決的是師生教學需要的問題。[2]

目前，教學支持視角的化學教科書分析框架大多聚焦于單一的教科書功能或結構。[4]實踐方面，部分教師和中學生對教科書的重視程度不夠，沒有深入思考教科書編寫中蘊含的教學支持功能，造成各式各樣教輔的深度使用和教科書的淺層利用之間的不平衡。本研究將從教學目標、教學模式和敘述方式三個維度的要素及其聯(lián)結方式分析評價教科書為師生提供的教學支持，啟迪教師的教和學生的學。

二、研究設計

1．研究對象

本研究選取人教社2019版普通高中教科書化學必修（以下稱新教科書）和2007版普通高中課程標準實驗教科書化學必修（以下稱舊教科書）?？紤]研究對象的代表性，分別從三大主題中選取部分章節(jié)開展研究。具體為元素化合物“非金屬元素”，化學原理“物質(zhì)結構元素周期律”和有機化學“有機化合物”。

2．研究工具

侯前偉等[2]基于教科書功能和結構有效關聯(lián)的新思路，將功能指標與“要素一聯(lián)結”所構成的教科書結構指標相對應，提出教科書通用評價框架CIR-FS。本研究借鑒CIR-FS框架，從教學目標、教學模式和敘述方式三個維度建立化學教科書教學支持分析框架，如表1所示。參考《普通高中化學課程標準（2017年版2020年修訂）》的教學實施建議[5]，制訂了各指標的評價標準，具體如表2所示。

下面對各維度指標和評價標準的設計特點進行闡述。

維度一：教學目標?；凇敖?、學、評一體化”理念，本框架在功能指標設計上除導向功能外凸顯目標的評價功能。根據(jù)ABCD目標陳述方法設計要素及相應評價標準。考慮教科書目標編寫的規(guī)范性及給師生自主使用留下彈性空間，刪去行為主體和表現(xiàn)水平要素。維度二：教學模式。功能指標設計上同時考慮教學模式對“教”和“學”兩方面的支持功能。原CIR-FS評價理論中此維度要素之一為“教學環(huán)節(jié)設計”，考慮這一詞多指教師在設計教學時對活動的規(guī)劃而非對教科書結構的闡述，將其更改為“教學活動”。設計“教學模式”T7-T15評價標準時，根據(jù)課標實施建議要求充分體現(xiàn)化學學科特色。維度三：敘述方式。通過研讀教科書發(fā)現(xiàn)敘述方式承載的功能可大致分為兩類：正向遷移和反向引導功能。

為檢驗工具信度，三位編碼員抽取兩節(jié)內(nèi)容進行獨立編碼。計算穩(wěn)定性系數(shù)分別為0.822、0.799、0.807、0.834，均在0.70以上。說明化學教科書教學支持分析框架具有較高的信度。

三、分析與討論

1．“教學目標”維度

新舊教科書在“教學目標”維度的分布見圖1。

教學目標在新舊教科書的章引言均有呈現(xiàn)。此外，還分別分布于“整理與提升”“歸納與整理”欄目。功能方面，新舊教科書教學目標均充分發(fā)揮導向功能（F1），從宏觀上為教師選定教學內(nèi)容提供支持。除“教什么”“學什么”，在“學的效果”上新教科書為評價路徑提供更為顯著的支持（F2），主要體現(xiàn)在目標的附屬內(nèi)容。說明目標統(tǒng)領下“教、學、評”設計的一致性更高。具體到各教學目標的組成部分，新『日教科書目標行為動詞的可評測性均較低（T3），而行為動詞水平與課標要求一致的比例有明顯提升（T4）。改革中目標編寫輸出水平較高落實國家要求。新教科書61.9%目標行為條件為教師確定教學活動提供支持，改變舊教科書缺乏此項支持的現(xiàn)狀（T5）。綜合分析整章教學目標群的組成結構，新教科書教學目標群很少涵蓋三個維度，舊教科書甚至沒有（L1）。編碼過程中筆者發(fā)現(xiàn)三個維度中情感態(tài)度價值觀維度的目標數(shù)量最欠缺。

以“物質(zhì)結構元素周期律”部分教學目標為例，見圖2。舊教科書目標支持以知識點形式呈現(xiàn)，教學內(nèi)容清晰。但這也正反映舊教科書的不足，此形式的目標支持與教師真實設計的教學目標有較大不同，缺失幫助教師確定教學水平的行為動詞和教學活動的行為條件。此案例無論是目標附屬內(nèi)容填空形式的評價還是教學目標本身，都局限于知識與技能維度。知識內(nèi)容暗含的思維方法和素養(yǎng)要求需要教師挖掘，對教師專業(yè)水平要求高。相比之下，新教科書目標支持展現(xiàn)全新面貌，表述完整的目標不局限于單個知識點，更重視知識之間的關聯(lián)，更符合結構化的學習方式。改變靜態(tài)填空，以框圖提供評價學生認識視角與方法思路的路徑?？傮w上案例中新教科書目標群維度拓展至過程與方法，顯性關注更多學科素養(yǎng)的達成。

2．“教學模式”維度

新舊教科書在“教學模式”維度的分布見圖3。

化學教科書編寫采用的教學模式均屬于信息加工類模式。“物質(zhì)結構元素周期律”主要采用歸納思維模式，“非金屬元素”主要采用先行組織者模式，“有機化合物”主要采用“科學探究及其訓練模式”。功能方面，新教科書為教師提供豐富教學策略（T7）。對于學生，新舊教科書均于高水平提供多樣化學習方式引導（T8），但新教科書百分比略有降低，主要為非金屬元素統(tǒng)計部分。是否選取多樣化學習方式與學習內(nèi)容重要程度有關。新教科書降低了對非金屬硅系統(tǒng)學習的要求，從應用角度常識性介紹硅酸鹽材料和新型無機非金屬材料。內(nèi)容組織多為組成、性能、用途直接呈現(xiàn)，為接受學習?！傲私狻彼介喿x量大的教學內(nèi)容如何進行二次加T需要教師下功夫。

要素方面，比較三種不同類型的教學素材，新教科書將對生活經(jīng)驗素材（T9）的關注部分轉(zhuǎn)向時代性（T10）和人文性（T11）教學素材，更加注重化學知識與人文、科技的融合。如：非金屬元素部分增加前沿碳納米材料教學素材，有機化合物部分增加人文性教學素材“紀念人工合成牛胰島素郵票”。此類素材旨在改變學生對化學的刻板印象，向?qū)W生傳達學科價值，幫助教師做好領路人的角色。新教科書教學活動總數(shù)有所增加，在問題解決整體設計上提供更多教學支持（T12）。難度進階設計支持均較低，難以滿足分層教學需要（T13）。新教科書留給學生自主空間的教學活動頻次增加但百分數(shù)減少，說明新增活動開放性有待提高（T14）。以“堿金屬化學性質(zhì)比較”探究活動為例，見圖4。新教科書以標題和“問題與預測”點明核心問題，指向?qū)W生活動目的。問題解決和總結設置進階，從宏觀已知現(xiàn)象總結元素性質(zhì)，到宏觀未知反應的推斷，再到宏微結合發(fā)現(xiàn)原子結構與元素性質(zhì)的關系，最后上升到同族元素性質(zhì)，總結堿金屬性質(zhì)相似和遞變規(guī)律。對比之下舊教科書缺少由鈉、鉀元素性質(zhì)到堿金屬元素性質(zhì)規(guī)律的進階，研究問題的模糊也導致問題總結缺失。

綜合分析教學模式的設計，新教科書增強教學內(nèi)容的結構化（L2）。以非金屬元素為例，舊教科書將與環(huán)境關系密切的硫、氮的氧化物編排為一節(jié)，將硫酸、硝酸、氨編排為一節(jié)，突出由性質(zhì)到應用的認識思路結構化。新教科書將硫、氮獨立編排，不僅從位、構、性、用途引導學生形成結構化認識思路和統(tǒng)攝性觀念，還構建“單質(zhì)一氧化物一酸一鹽”的結構化知識體系。

3．“敘述方式”維度

新舊教科書在“敘述方式”維度的分布見圖5。

化學教科書基本敘述模式有說明式：呈現(xiàn)屬性或事件、論證式：呈現(xiàn)主張的證據(jù)、解說式：設計或邏輯推演填補學習者與專家理解的鴻溝、混合式：一種敘述類型嵌入到另一種敘述類型當中。[6]功能方面，對比F5和F6，新舊教科書均偏重從舊知尋找新知的教學契機，提供知識結構銜接支持。對于創(chuàng)設矛盾情境搭建認知銜接，引導學生通過順應調(diào)節(jié)建立新的認知平衡還存在較大不足。具體到各敘述單元，新舊教科書主題與論點大部分呈現(xiàn)醒目突出，或置于段首或獨立成段或以藍色字體顯示。但仍有一定數(shù)量需要師生在文本研讀后進行挖掘。新教科書在高支持程度上進一步發(fā)展，幾乎均根據(jù)不同主題與論點提供相符的描述與論述。如：原子結構部分，針對論點“核外電子排布規(guī)律”，舊教科書直接呈現(xiàn)1-20號元素核外電子排布結果，缺少論述。新教科書以思考與討論欄目活動作為論述，從稀有氣體元素原子的電子層排布逐步歸納規(guī)律。根據(jù)不同主題與論點的需要，描述與論述還采用符號、示意圖、模型、典型案例等多種形式。

綜合分析不同敘述模式的邏輯結構，對于概念性知識“物質(zhì)結構元素周期律”新舊教科書均側重采用論證式模式。對于事實性知識“非金屬元素及其化合物”新舊教科書主要采用說明和解說混合模式，而舊教科書側重前者，新教科書側重后者。解說式讓元素化合物的學習不停留于簡單性質(zhì)羅列，而是由物質(zhì)類別或元素價態(tài)或結構完成性質(zhì)的邏輯推演或根據(jù)實驗設計完成表觀現(xiàn)象到性質(zhì)的歸納。突顯知識的生成性，便于學生理解，更符合新知引入的節(jié)奏和方式。對于事實性知識“有機化合物”新教科書在舊教科書說明和解說混合模式基礎上，針對有機化合物種類繁多的特點，新增說明式敘述烴的分類（分支型）、常見有機化合物的分類（矩陣型）。敘述方式幫助學生梳理基本視角：碳骨架和官能團，匹配知識特點。

四、結論與建議

1．研究結論

新舊教科書教學目標均充分發(fā)揮導向功能，新教科書目標評價功能顯著提升。除了在常規(guī)欄目“章引言”中呈現(xiàn)，也暗藏于“整理與提升”欄目，提供清晰完整、表述具體的教學目標群及附屬內(nèi)容。但行為動詞的可評測性和目標群的組成結構仍然有待完善。

新舊教科書根據(jù)不同知識類型以信息加工類不同模式編寫。對于教師，新教科書進一步提升策略支持；對于學生，新教科書根據(jù)學習內(nèi)容需要引導適宜多樣的學習方式。時代性和人文性教學素材顯著增加，拓寬學生對前沿科技成就的了解，感受科學家精神，增強文化自信。教學活動組織的具體環(huán)節(jié)表述更加明確清晰，科學方法和實踐過程外顯化。教師教學策略知識是學科教學知識的核心構成要素，[7]受實踐經(jīng)驗積累的直接影響，[8]故此支持對于新手教師積淀教學策略知識并于實踐中不斷發(fā)展完善有重要意義。整體上新教科書教學模式進一步提升內(nèi)容組織的結構化。

新教科書敘述方式延續(xù)舊教科書特點提供充分知識結構銜接支持，但對于沖突創(chuàng)設構建認知銜接還存在不足。主題與論點呈現(xiàn)醒目，有助于學生把握主要知識概念的脈絡聯(lián)系。新教科書提供充足解釋與論證的描述與論述，同時采用符號、示意圖、模型、典型案例等多種表征形式。不同敘述模式的邏輯結構更匹配相應的知識類型。

2．研究建議

（1）理解欄目特點，發(fā)揮目標群導向和評價功能

新教科書“整理與提升”欄目較原“歸納與整理”欄目有很大變化，不僅僅呈現(xiàn)知識層面目標，更提煉認識思路、核心觀念，展現(xiàn)過程與方法。但整章的教學目標群指向終點，不同課時學習中學生要經(jīng)歷多個中間水平以達成最終目標。因此教師要將目標群合理拆解到各節(jié)課學習中，兼顧知識邏輯和學生認知現(xiàn)狀。教科書關于情感態(tài)度價值觀層面目標較為缺失，教師需要進行補充，尤其是挖掘文化自信內(nèi)容的獨特價值。[9]此外，教師應借鑒目標評價路徑的設計，將整章的總結性評價優(yōu)化設計為貫穿于化學課堂教學的形成性評價。借鑒框圖方式，利用概念圖、價類二維圖等可視化圖譜策略評價學生目標達成。

（2）統(tǒng)籌方法策略，優(yōu)化素材組織和活動設計

對于不同類型的章節(jié)知識，新教科書規(guī)劃的教學模式展現(xiàn)出內(nèi)部統(tǒng)一性，有利于培養(yǎng)學生針對某一知識特有的思維范式。教師在進行單元備課時應注意核心模式的貫穿，提升教學內(nèi)容的結構化設計，有意識發(fā)展學生核心素養(yǎng)水平。具體到一節(jié)課，教師需要依據(jù)模式對活動和素材進行二次優(yōu)化。如：仍有部分教學活動的問題線索待提取，教師應明確核心問題，以問題驅(qū)動活動。適當增加部分活動的思維容量，創(chuàng)設結構不良問題，重視有效失敗。拆分教學活動環(huán)節(jié)，滿足不同層次學生的需要。以內(nèi)在邏輯脈絡構建素材和活動的聯(lián)結，共同指向目標達成。

（3）創(chuàng)設有效刺激，發(fā)揮知識結構與認知銜接雙重功能

敘述本質(zhì)上是用文字與圖片構成的對學習者有挑戰(zhàn)性的信息脈絡。[12]新教科書更加注重學生的知識起點，根據(jù)不同知識類型以適宜模式呈現(xiàn)邏輯進程。教師應從大量的敘述中抽提出新知與舊知的銜接結構和新知內(nèi)部的邏輯結構，為有效刺激的發(fā)生提供基礎支持。新信息作為刺激進入頭腦是否能與學生認知銜接從而促進信息編碼，對內(nèi)容的記憶理解具有重要價值。新教科書對于認知沖突的創(chuàng)設有待提高?；趯W生原有認知水平和差異點的分析，教師應設計矛盾情境，逐步轉(zhuǎn)變原有觀念，激發(fā)學習動機與興趣。提示學生在文本閱讀時將主題與論點以不同顏色標注，采用符合知識特點和學生習慣的敘述方式，降低相應難度。

參考文獻

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[8]曹鵬杰，李艷靈，李川，劉敬華，高中化學教師“教學策略知識”特征研究[J]．化學教學，2021（10）：19-24+32．

[9]孟潘，孫影，毛宣海．文化自信視域下新版高中化學教科書的內(nèi)容選擇分析[J]．化學教與學，2022（3）：84-89+78.

*本文系華中師范大學中央高?；究蒲袠I(yè)務費“教師教育專項”課題“師范生專業(yè)認證背景下教師教育實踐體系的貫通與融合研究”（項目編號：CCNUTEI 2021-09）、華中師范大學研究生教學改革研究項目“基于認知網(wǎng)絡分析的卓越教師項目協(xié)作創(chuàng)新能力培養(yǎng)和評價研究”（項目編號：2019JG10）的階段性研究成果。

**通訊聯(lián)系人，E-mail：zyan@ccnu.edu．cn