美國高中化學教材習題難度的研究

馮仔霞

中圖分類號：G633 文獻標志碼：A 文章編號：2095-9214（2016）05-0042-01

習題是教材的重要組成部分，不同類型的習題對學生的發展也有不同的影響，因此對于習題的研究具有重要的意義。

1.研究過程

1.1 研究對象

本研究研究的對象是美國主流教材—《Chemistry： Concepts and Applications》中的課后習題和章末習題。

1.2 研究方法

本研究采用的是鮑建生在David Nohara提出的擴展性問題、背景、 數學技能和多步推理難度的基礎上提出的關于難度研究的模型來研究美國高中化學教材的習題。

2002年鮑建生修改了Nohara的數學習題難度模型，提出影響習題難度的因素有背景、運算、知識含量、推理、探究等五個維度，在2014年王建磐、鮑建生運用專家認證和統計分析對原有模型進行修正，修正后的難度因素見表1。

本研究根據化學學科的具有的特點將鮑建生難度表征模型中的認知水平改為：識記、理解、簡單應用和綜合應用四個水平，基于此將化學教材習題的難度分為五個因素即背景、認知水平、運算、推理、知識綜合五個因素并進行研究。研究模型為：

通過操作得出每一道習題在五個難度因素上的值，并通過利用下面的公式計算所有的習題在每個因素上的加權平均值：

2.結果與討論

2.1 美國高中化學教材習題難度因素的分析

依據上面給出的分析框架和綜合難度的計算公式，得到如下數據：

下面，我們按照每個難度特征分別對美國教材進行定量分析和定性描述，然后在再從綜合難度進行比較。

從表3可以看出，在美國教材中習題在背景水平中屬于“無實際背景”和“科學情景”水平的習題占絕大部分，“個人生活”和“公共常識”所占比例較少。在認知水平上，“識記”和“理解”所占比例較大，“簡單應用”相對較少，但“綜合應用”所占比例最少，為601%。在運算水平中，屬于“無運算”的習題占絕大部分，例如在教材中就有7855%的習題是不涉及運算的。“數值運算”、“簡單符號運算”所占比例較少，而“復雜符號運算”所占比例最少，占整套教材的250%。在推理的各個水平中美國教材中的習題幾乎是以單點遞減的速度下降，以“無推理”的習題居多，占習題總數的7972%，而“復雜推理”幾乎沒有，例如在整套教材只有9道題目是有“復雜推理”的。在知識綜合水平中美國教材中的習題以“單個知識點”習題出現的居多，占習題總數的8848%，而“三個及三個以上知識點”很少。

總體來看，在背景因素中美國教材中的習題側重于“無背景”的題目，習題中幾乎一半屬于“無任何實際背景”的題目，一些含有“實際背景”的題目，大多在“科學情景”范疇內，較少出現與學生“個人日常生活”及“公共常識”緊密相關的背景，這說明教材中習題更多考慮的是知識的縱向延伸。在認知水平方面，美國高中化學教材中的習題側重于“識記”和“理解”，認知水平明顯較低，屬于“綜合應用”的習題相對較少且“綜合應用”的習題大多出現在小節習題的最后或章復習題的最后，用于測查學生通過學習本節課或本章的知識分析和綜合、比較和論證、選擇和評價、類推和計算等方法解決一些具體的化學問題。在運算水平上美國高中化學教材中的習題運算水平較低，普遍集中在“無運算”水平。在推理水平上美國高中化學教材中的習題側重的是“無推理”，推理水平明顯較低，屬于“簡單推理”和“復雜推理”的習題較少。在知識綜合水平上也明顯較低，只側重于“一個知識點”。

2.2 美國高中化學習題的綜合難度分析

美國高中化學教材習題的綜合難度見下圖。

由圖中可以看出，美國高中化學教材習題大多傾向于背景和認知水平，對于運算、推理和知識含量涉及的較少。

3.啟示

對于化學這門一實驗為基礎的學科，其主要的研究手段就是科學探究，通過探究來實現化學學科的科學性，而這一點在美國高中化學教材習題中充分體現了這一點。如在背景因素中的水平四科學情景就體現了這一點，其約占整套教材的36.89%。例如：在章節習題中實驗以“迷你實驗”的形式出現，以真實的問題情境開展以化學實驗為主的探究活動，激發學生學習化學的興趣，以此促進學生學習方式的轉變，培養他們的創新精神和實踐能力。我國高中化學教材習題也可以根據生活中常見的現象等設計或組織學生通過討論和交流設計出他們認為可行的實驗，并進行實驗，以此提高學生學習化學的興趣。

通過分析知美國高中化學教材習題的推理因素側重于無推理，簡單推理和復雜推理涉及的很少，對于化學來講推理是我們探究的手段，如元素及其化合物的性質等就需要進行推理，因此在我國教材習題的設計上可以設計適量的推理性的習題。

（作者單位：陜西師范大學化學化工學院）