基于課程標準的不同版本高中教科書課程難度定量分析
——以高中生物“細胞的化學組成”為例

高湘平，石 鷗

（首都師范大學 教育學院，北京 100047）

基于課程標準的不同版本高中教科書課程難度定量分析
——以高中生物“細胞的化學組成”為例

高湘平，石 鷗

（首都師范大學 教育學院，北京 100047）

基于課程難度定量模型，以《普通高中生物課程標準(實驗)》（以下簡稱課程標準）為參照系，對3套高中生物教科書課程難度進行定量對比分析，可為“一綱多本”政策下教科書的編寫與改革提供一定的參考，同時對教師選用和處理教科書內容提供建設性的啟示。

定量模型；課程難度；可比廣度；可比深度；生物教科書

一、研究背景與綜述

改革開放以來，隨著我國教育體制的不斷深化改革，教科書的發展經歷了從“一綱一本”到“一綱多本”的歷史跨越。1985年《中共中央關于教育體制改革的決定》頒布，指出由于我國幅員遼闊，經濟文化發展很不平衡，義務教育的內容應該因地制宜，有所不同。為此，中小學教材建設開始實行國家統一基本要求下的多樣化的方針，即“一綱多本”的政策。教科書編寫權的下放為我國教科書的多樣化帶來了星火燎原般的發展動力。自此，教科書的出版逐漸呈現出“百花齊放，百家爭鳴”的景象。

“一綱多本”政策下的教科書多樣化滿足了不同地區的需求，同時也給教科書的質量帶來了挑戰。教科書的編寫者基于對統一的課程標準的不同理解，編制出的各個版本教科書的質量參差不齊。如何使不同版本的教科書與課程標準更加契合，如何把握教科書的難度以促進不同地區學生的個性發展，如何既保持教科書多樣化的繁榮又保證不同版本教科書質量的提高，這不僅是教科書研究者，更是教育理論與教育實踐者應亟待探索和解決的議題。

課程難度是衡量教科書質量的一個重要數據指標，也定量地呈現了教材內容的難易程度[1]。20世紀90年代，華南師范大學黃甫全教授對課程難度進行了系統研究。他認為，課程難度，實質上就是以課程內容為表征的預期結果從簡單到復雜、從低級到高級的質與量在時間上相統一的動態進程，中小學生課程難度具體表現為課程內容在廣度、深度和進度上的時空分布[2]。此外，黃甫全教授建立了中小學課程難度的灰色模型體系，首次以用定量的方法研究課程難度。但由于灰色模型是累加生成模型，計算繁瑣，可操作性不強。2005年，東北師范大學史寧中教授從課程廣度、課程深度和課程時間三個要素入手，建構了刻畫課程難度的一個定量分析模型，即課程難度定量模型，并對義務教育教科書中的幾何課程深入地進行了課程難度研究。此后，課程難度定量模型的使用不脛而走，被廣泛運用到等教科書課程難度研究當中。

鑒于此，利用史寧中教授的課程難度定量模型，從影響課程難度的三要素入手，以《普通高中生物課程標準(實驗)》（以下簡稱課程標準）[3]為參照標準，對人民教育出版社（以下簡稱人教版）[4]，北京師范大學出版社（以下簡稱北師大版）[5]和江蘇教育出版社（以下簡稱蘇教版）[6]出版的3套普通高中課程標準實驗教科書進行定量對比分析。研究選取各版本高中生物教科書（必修1）“細胞的化學組成”這一主題為樣本，以深入地研究不同版本教科書課程難度和與課程標準適切性。

二、課程難度定量模型

影響課程難度的基本因素至少有三個：課程深度、課程廣度和課程時間。課程難度與課程深度和課程廣度成正比，與課程時間成反比。史寧中教授運用以上三個因素建構了課程難度定量模型。如果用N來表示課程難度，用S表示課程深度，用G表示課程廣度，用T表示課程時間，那么課程難度與上述三個影響因素之間的函數關系式為：N= (αS/T)+(1-α)G/T[7-8]。

其中，α滿足0＜α＜1，被稱為加權系數，反映了課程對于“可比深度”或者“可比廣度”的側重程度。單位時間的課程深度S/T和單位時間的課程廣度G/T是刻畫課程難度很重要的量，我們分別稱之為“可比深度”和“可比廣度”。如此，課程難度系數N實際上就是可比深度S/T和可比難度G/T的加權平均值。

課程深度（S）泛指課程內容所需要的思維深度，這是一個非常難以量化的要素，涉及到概念和原理的抽象程度以及概念之間的關聯程度，還涉及到課程內容的推理與運算步驟，對此，我們可以用課程標準中關于知識性、技能性和體驗性三維學習目標賦值的加權平均數來量化。

課程廣度（G）是指課程內容所涉及的范圍和領域的廣泛程度，對此，我們可以用通常所說的“知識點”的多少進行量化。

課程時間（T）是指課程內容的完成所需要的時間，對此，我們可以用通常所說的“課時”多少進行量化。

這里的課程難度（N）實際上特指絕對的課程難度，亦即靜態的課程難度——僅僅從文本角度對教科書進行分析、評價，不涉及課程實施狀態下的教科書使用問題，而對教科書的動態分析、評價，還要考慮課程實施中的教師、學生等特別復雜的眾多因素。

三、不同版本教科書課程難度比較

依據上述的課程難度模型，參照高中生物課程標準中“內容標準”所規定的6個主題，選取高中階段最基礎且最重要的內容主題“細胞的化學組成”（必修1）作為研究對象，針對人教版、北師大版、蘇教版高中生物教科書中出現的該主題相應內容進行課程難度比較。

（一）課程廣度

依據課程廣度的定義，采取教科書涵蓋“知識點”的多少來進行量化。目前，在課程難度分析的模型中都沒有明確提出如何劃分知識點的標準。因此，基于對課程標準和不同版本教科書中各知識點的理解，以課程標準中內容標準規定的知識點來為參照，將每章節中的一個小標題的主要內容視為一個知識點并進行量化，將屬于“細胞的化學組成”這一主題范圍內的知識點分別于教科書中的內容一一對應。課程廣度量化如表1所示。

“化學的細胞組成”這一主題全都編排在3個版本高中生物教科書必修1的第二章。根據對課程標準和各個版本高中生物教科書知識點的量化，從表1中我們可以看出，在“細胞的化學組成”主題范圍內，課程標準列出13個知識點，人教版教科書列出14個知識點，北師大版教科書列出17個知識點，蘇教版教科書列出14個知識點。若用G0、G1、G2、G3分別表示課程標準、人教版、北師大版和蘇教版教科書課程廣度系數取值，則不同版本教科書課程廣度分別為：G0=13，G1=14，G2=17，G3=14。

（二）課程深度

課程深度通過相應的課程目標的不同要求程度的加權平均來刻畫[9]，即我們通過對課程標準中不同層次要求的目標詞語的描述進行賦值，取平均值。換句話說，就是以知識點所對應的平均深度來刻畫。課程標準中對學習目標有不同層次水平的要求，并用具體的行為動詞對加以描述。課程標準對目標要求的描述詞語分別是知識性學習目標，技能性學習目標和情感性學習目標，在不同層次水平的目標下還分別有不同的目標行為動詞作為闡釋。我們以此來進行賦值，具體的目標要求程度及賦值說明如表2所示。

從表2中我們可以看出，知識性目標的要求程度分別是了解、理解和應用，深度賦值分別為1，2，3；技能性目標的程度分別是模仿和獨立操作，深度賦值分別為1，2；情感性目標的要求程度分別是經歷、反應和領悟，深度賦值分別為1，2，3。課程深度賦值情況如表1中各知識點后的數值所示。

課程深度是以所有知識點深度的平均值來刻畫，若S0、S1、S2、S3、分別表示課程標準、人教版、北師大版和蘇教版課程深度系數取值，則不同版本教科書課程深度（表1所示）分別為S0=19/13=1. 46，S1=21/14=1.5，S2=25/17=1.47，S3=20/14=1.42。

表1 不同版本教科書“細胞的化學組成”課程廣度量化及課程深度賦值表

表2 學習目標要求及賦值說明

（三）課程時間

課程時間采用完成課程內容所需課時數來量化，由于課程標準中沒有明確規定完成各個部分課程內容所需要的時間，而3套教科書業已通過全國高級中學教科書審定委員會的審查，我們認定其平均水平能夠較好地反映相應課程標準對相應課程內容和相應課程時間的要求[10]。因此，我們可以取人教版、北師大版和蘇教版這3套教科書的平均課時數作為課程標準中相應內容的課程時間。課程標準、人教版、北師大版和蘇教版課程時間系數取值分別用T0、T1、T2、T3表示，因此課程標準課程時間系數取值T0=(T1+T2+T3)/3=(5+7+5)/3=5.67。

人教版第二章共分5節：細胞中的元素和化合物需1課時，生命活動的主要承擔者——蛋白質需1課時，遺傳信息的攜帶者——核酸需1課時，細胞中的糖類和脂質需1課時，細胞中的無機物需1課時，因此人教版課程時間系數取值T1=5。

北師大版第二章共分3節：構成生命的元素需1課時，生命之源——水和無機鹽需1課時，生物大分子需5課時，因此北師大版課程時間系數取值T2=7。

蘇教版第二章共分5節：細胞中的化學元素和化合物需1課時，生命活動的主要承擔者——蛋白質需1課時，遺傳信息的攜帶者——核酸需1課時，細胞中的糖類和脂類需1課時，細胞質中的無機物需1課時，因此蘇教版課程時間系數取值T3=5。

通過上述分析，我們可以得出3個不同版本有關課程難度的相關數據，如表3所示。

表3 不同版本教科書“細胞的化學組成”課程難度相關系數

（四）課程難度計算

將表3中的數據帶入課程難度定量模型N= (αS/T)+(1-α)G/T，在此假設課程廣度與課程深度對課程難度的影響程度相同，即取α＝0.5，這樣就不難求出課程的難度系數。具體數值如表4所示。

表4 不同版本教科書“細胞的化學組成”課程難度對比

將可比深度系數、可比廣度系數(見表3)和α取值0.5時的課程難度系數 (見表4)計算公式|Sx/TX-S0/T0|/S0/T0、|Gx/Tx-G0/T0|/G0/T0和|Nx-N0|/N0中，可得出3個版本教科書在可比深度、可比廣度和課程難度方面與課程標準的吻合度，如表5所示。

表5 不同版本教科書與課程標準吻合度

綜合表3、表4、表5可以得出如下結論：

在可比廣度方面，三套教科書均高于課程標準，其順序表現為：人教版=蘇教版＞北師大版＞課程標準。人教版和蘇教版的可比廣度相等，原因在于各自版本的課程廣度和課程時間均相等。北師大版的可比廣度低于人教版和蘇教版，但是在課程廣度和課程時間方面都比人教版和蘇教版的多。也就是說，北師大版教科書在該主題中所涉及的知識點比其他兩個版本教科書多，但是所需要投入的課時也比兩個版本多，所以北師大版的可比廣度（即單位時間要求達到的知識量）相對于人教版和蘇教版較低。就可比廣度吻合度而言，北師大版與課程標準的吻合度最高（6.11%），而人教版和蘇教版對課程標準偏離程度較大（22.27%）。分析產生上述情況的原因在于，人教版和蘇教版的課程廣度大于課程標準的課程廣度，但兩個版本所需投入的課程時間卻少于課程標準的課程時間；而北師版本的課程廣度雖大于課程標準的課程廣度，但是其所需投入的課程時間也多于課程標準的課程時間。故此，人教版和蘇教版的可比廣度相對于北師大版本比課程標準的可比廣度大的多，北師大版的可比廣度與課程標準的可比廣度更接近一些，所以北師大版可比廣度吻合度與課程標準更接近。

在可比深度方面，北師大版低于課程標準，人教版和蘇教版都高于課程標準，其順序表現為：人教版＞蘇教版＞課程標準＞北師大版。北師大版的可比深度低于課程標準的原因在于，北師大版課程深度與課程標準課程深度旗鼓相當，但它所需課時多于課程標準的課時，也就是說要求程度相當的教材內容，其所需占用的課時更多，北師大版教材內容單位時間所要求達到的課程深度比課程標準低。就可比深度吻合度而言，蘇教版與課程標準的吻合度最高（7.69%），人教版（15.38%）和北師大版（19.23%）對課程標準偏離程度較大。主要原因在于蘇教版的可比深度與課程標準的可比深度更加接近，即單位時間內蘇教版的教材內容要求程度與課程標準更加接近。

在課程難度方面，人教版、北師大版和蘇教版3套教科書的課程難度均高于課程標準的課程難度，其順序表現為：人教版＞蘇教版＞北師大版＞課程標準。北師大版課程難度與課程標準的吻合度最高，人教版和蘇教版課程難度偏離課程標準較大，其中人教版課程難度偏離課程標準最大。北師大版雖然在課程廣度系數上比其他兩套教科書都大，課程深度與課程標準相持平，但是由于課程時間比較多，因此導致課程難度系數相對較低。人教版和蘇教版雖在課程廣度和課程時間方面相等，但由于人教版課程深度遠大于蘇教版，因此導致人教版課程難度大于蘇教版。

四、結論與分析

由上述數據分析可知，就課程難度而言，3個版本教科書的課程難度均高于課程標準。其中，北師大版的課程難度與課程標準吻合較好，體現了其更忠實、更加貼近于課程標準要求的特點。人教版和蘇教版課程難度均較大的偏離課程標準。人教版課程深度均高于其他兩個版本，分析課程深度和課程時間不難看出，人教版教科書課程深度（學習目標）要求較高，體現了人教版可比深度偏難的特點。北師大版教科書課程廣度最大，但所需課時數最多，因此其可比廣度與課程難度在3個版本教科書中最低，體現了北師大版教科書知識主題“廣而淺”的鮮明特點。

通過以上定量分析，以“細胞的化學組成”為主題，我們大致了解了人教版、北師大版和蘇教版3個不同版本教科書的課程難度以及與課程標準的契合。各個版本的教科書具有各自不同的特點。教師選用教科書可以根據具體情況，選取深度、廣度、難度均適宜的選修教科書進行知識拓展，精選其優勢內容進行教學設計和實施。同時，各校可以根據學生起點能力及教學實際選取難度恰當的教科書，做到因“材”選“材”、因材施教。

需要特別強調的是，此結論是針對高中生物（必修1）“細胞的化學組成”主題部分而言，考慮到課程難度模型N=(αS/T)+(1-α)G/T中課程深度(S)、課程廣度(G)和課程時間(T)在不同的主題部分會有不同的取值，故所得的課程難度系數也會有所不同，所以需要具體問題具體分析。

值得思考的是，由于課程難度要受到課程深度(S)、課程廣度(G)和課程時間(T)三個變量的影響，所以在教科書的設計和編制方面，控制教科書的難度，需要有效地協調、統籌好可比深度、可比廣度的關系，單單考慮一方面，往往會導致課程難度過高和過低而偏離課程標準的要求。在教科書的選用和處理方面，更是應辨證地、全面地考慮三者之間的關系。以高中生物教科書為樣本研究課程難度，旨在構建評價生物教科書難度的一般模式和思路，為教科書編寫者和教科書選用者提供建議和參考。

[1]周文波,黃曉．中、美初中科學教材課程難度的比較與分析——以“地球、月球與太陽”主題為例[J]．江蘇教育研究,2011(22):17-20．

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[5]劉植義,付尊英．普通高中課程標準實驗教科書:生物·必修1·分子與細胞[M]．北京：北京師范大學出版社, 2011．

[6]汪忠．普通高中課程標準實驗教科書:生物·必修1·分子與細胞[M]．南京：江蘇教育出版社,2005．

[7]孔凡哲,史寧中．現行教科書課程難度的靜態定量對比分析——以初中數學課程標準實驗教科書“不等式”、“四邊形”課程內容為例[J]．教育科學,2006(3): 40-43．

[8]孔凡哲,史寧中．四邊形課程難度的定量分析比較[J]．數學教育學報,2006(1):11-15．

[9]黃郁郁．高中化學新課程教科書課程難度的靜態定量對比分析[D]．武漢：華中師范大學,2008:27-29．

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A Quantitative Analysis on Difficulty Degree of Multi-version Senior High School Biology Textbooks under Curriculum Standards: A Case Study of“the Chemical Composition of Cells”

GAO Xiang-ping,SHI Ou
(School of Education,Capital Normal University,Beijing 100047)

This paper utilizes the quantitative model of course difficulty degree to analyze the course difficulty degree of 3 versions of senior high school biology textbooks quantitatively according to the“General Senior High School Biology Curriculum Standard(Experiment)”,trying to provide useful suggestions for textbook writing or textbook reform under“One Standard,Multiple Versions of Textbook”policy and offer constructive comments on helping teachers choose and arrange teaching contents in textbooks．

quantitative model;difficulty degree;constant scope;constant depth;biology textbook

G632.3

A

1674-831X（2016）06-0029-05

[責任編輯：胡 偉]

2016-10-11

高湘平（1992-），女，北京人，首都師范大學教育學碩士研究生，主要從事教科書研究；石鷗（1956-），男，湖南新寧人，首都師范大學教育學院教授，博士生導師，主要從事課程與教學論、教科書研究。