内地与香港高中化学教科书难度比较研究

［摘 要］文章以内地人教版化学教科书与香港雅集版化学教科书为研究对象，根据“二维度四指标”教科书难度评价模型对两版教科书中的“化学反应与能量”知识内容进行比较。研究发现雅集版教科书中的“化学反应与能量”相关知识的基本难度较高，而其知识表征方式对难度的消解效果较优。研究建议人教版教科书可在知识螺旋上升整合设计的基础上，借鉴雅集版教科书的知识表征设计。同时，一线化学教学在教学中可适当拓展学科深层知识，加强化学知识的跨学段衔接。

［关键词］高中化学；人教版教科书；雅集版教科书；比较研究；化学反应与能量

［中图分类号］ G633.8 ［文献标识码］  A ［文章编号］ 1674-6058（2023）32-0061-05

一、问题的提出

为适应当下社会发展对国民素质和人才培养所提出的新要求，内地于2018年颁布了新版高中化学课程标准，而香港亦于2018年对高中化学课程标准的内容进行了补充更新，且两地均根据新课程标准出版了新高中化学教科书。经过阅读比对两地课程标准后发现，二者存在一定的差异。下面以“化学反应与能量”为例，展示两版标准对相关章节内容的具体描述（如表1）。

课程标准是教科书编写的重要指引，是教科书选取、编排知识内容的依据。内地与香港高中化学课程标准在“化学反应与能量”内容要求上的不同，会对两地化学教科书相关知识的广度、深度、知识整合方式与表征思路产生怎样的影响？是否会导致两地化学教科书的具体难度出现差异？为探究上述问题，本研究选取两地主流高中化学教科书中的“化学反应与能量”相关知识内容进行难度比较，以期得到答案。

二、两版教科书比较研究的对象选取

本研究选取内地人民教育出版社于2019年出版的普通高中化学教科书（简称人教版教科书）以及香港雅集出版社于2022年出版的教科书《香港中学文凭   新现代化学  3B》（简称雅集版教科书）中的“化学反应与能量”知识内容作为研究对象。人教版教科书将“化学反应与能量”相关知识设置于必修第二册第二章第一节“化学反应与能量变化”、选择性必修1第一章“化学反应的热效应”之中［3-4］；而雅集版教科书将相关知识集中设置于课题八“化学反应与能量”之中［5］。故本研究选取上述两版化学教科书相关章节的正文内容作为具体研究对象。

三、两版教科书比较研究的方法选定

（一）“二维度四指标”教科书难度评价模型

闫春更在“二维度四指标”教科书难度评价模型中提出，教科书的广度与深度具有“二象性”特点［6］。如表2所示，教科书的基本广度和基本深度初步决定教科书知识内容的广度与深度，其指标数值越大则教科书难度越大；而教科书的整合广度和表征深度体现的是教科书的编排设计理念对教科书具体难度的消解效果，其指标数值越大则教科书难度越小。本研究沿用该评价模型，对人教版与雅集版教科书的基本广度、基本深度、整合广度与表征深度进行测定研究。

（二）教科书基本广度、基本深度的测量思路

陈燕在“化学教科书学习难度指标体系”评价模型中提出了教科书知识内容基本广度与基本深度的计算方法［7］。教科书基本广度计算思路为：对各版教科书知识点数目（g）进行清点，统计各版教科书互补的知识点总量（gmax），以各版教科书知识点与知识点总量的比值（g/gmax）作为各版教科书的基本广度数值；教科书基本深度计算思路为：按照内容抽象程度的高低，将知识点分为“原理通则层面”“概念方法层面”“术语事实层面”三类，分别为这三类知识点赋予1分、0.6分、0.2分并求出总平均分，以此作为教科书的基本深度数值。

（三）教科书整合广度、表征深度的测量思路

Flow Map是指兼备知识结构与信息表征作用的流程图，闫春更将Flow Map引入到“二维度四指标”评价模型中，用于计算教科书的整合广度、表征深度：根据教科书的知识结构顺序绘制Flow Map，并在其中添加知识回溯箭头，以回溯箭头与信息图形之间的数量关系作为教科书的整合广度数值；对Flow Map中信息图形的信息处理水平进行评判并分级赋值（具体标准如表3所示），求出高表征水平图形分值之和与总图形分值之和的比值，以此作为教科书的表征深度数值。具体计算公式如下：整合广度=信息回访箭头数目／（信息图形数目+信息回访箭头数目）；表征深度=C级、D级表征水平分值之和／四个等级表征水平分值总和。

四、两版教科书比较研究的数据结果

根据上述教科书研究思路，本文对人教版教科书与雅集版教科书中的“化学反应与能量”相关知识的行文顺序进行Flow Map绘制，并对其中信息图形的信息处理水平进行评判分级（如图1、图2），并对两版教科书的“化学反应与能量”相关知识点进行数目清点与抽象度分类（如表4、表5），最后计算出两版教科书相关内容的基本广度、基本深度、整合广度、表征深度的数值（如表6）。

五、两版教科书比较研究的结果分析

（一）两版教科书的基本广度、基本深度分析

1.雅集版教科书的基本广度、基本深度高于人教版教科书

由表6的数据可知，雅集版教科书与人教版教科书的基本广度数值分别为0.8620和0.7931，前者比后者高出约9%；雅集版教科书与人教版教科书的基本深度数值分别为0.6000和0.5478，前者比后者高出约10%。结合数据对比结果来看，雅集版教科书中的“化学反应与能量”相关知识的基本难度高于人教版教科书。

2.雅集版教科书中的非共有知识抽象度较高，而人教版教科书中的非共有知识与生活实际的关联度较高

从表4的统计结果看，两版教科书的知识点均包含能量守恒定律、焓变、盖斯定律等19个共有知识点。而雅集版教科书根据香港课程标准相关知识的内容要求，进一步设置标准中和焓变、标准生成焓变、标准燃烧焓变等深层抽象知识，为学生呈现更为完整的化学热效应知识版图；人教版教科书在必修模块中加入了能源发展史、新能源种类及应用等结合生活实际的知识点，拉近化学学科知识与学生日常生活的联系，让学生了解新能源应用对社会发展的重要性，有助于培养学生的“科学态度与社会责任”化学学科核心素养。

（二）两版教科书的整合广度分析

由表6可知，雅集版教科书与人教版教科书的整合广度数值分别为0.3788和0.3256，前者比后者高出约16%。从两版教科书的Flow Map结构来看，两版教科书所选择的知识整合方式并不一致。

1.人教版教科书注重以螺旋上升的方式对知识内容进行整合

如图1所示，人教版教科书循序渐进地对“化学反应与能量”知识内容进行编排，首先在必修模块中设置吸热反应与放热反应、化学键与化学能等基础的化学反应热效应知识，再结合宏观反应现象以及化学键的反应变化机理提出“化学键的断裂与形成是化学反应能量变化的主因”的观点，而在选择性必修模块中设置焓变、盖斯定律等抽象知识，进一步补充和完善了化学反应与能量的知识版图。人教版教科书知识螺旋上升复现的整合思路，有利于学生在学习前期对相关基础知识建立起初步认知，以此作为后续抽象知识学习的先行组织者，帮助学生更好地理解与消化抽象知识内容。

2.雅集版教科书注重按知识体系的逻辑结构对知识内容进行整合

如图2所示，雅集版教科书与人教版教科书的知识编排思路不同：雅集版教科书先对“焓变”的抽象概念进行介绍，利用“焓变”的定义对化学反应的吸热、放热现象进行解释，进而引出标准反应焓度、标准燃烧焓度、标准中和焓度、标准生成焓变、赫斯定律等知识内容，更强调知识的整体逻辑结构。此外，雅集版教科书对“化学反应与能量”相关知识进行专题体系化的编排设计，侧重在课题章节内部中进行知识回溯，这有利于相关知识内容的专项突破。综上所述，雅集版教科书注重按知识体系的逻辑结构对“化学反应与能量”相关知识进行整合。

（三）两版教科书的表征深度分析

由表6可知，雅集版教科书与人教版教科书的表征深度数值分别为0.4946和0.3607，前者比后者高出将近37%。虽然雅集版教科书相关知识的基本难度较大，但是从表征深度数值的对比来看，雅集版教科书对基本难度的消解效果优于人教版教科书。

1.雅集版教科书注重以对比的方式对知识进行表征

以“运用化学键解释反应热量改变”知识内容为例，人教版教科书列举氢气与氯气反应生成氯化氢的放热反应，结合化学键的反应变化示意图以及化学键成键、断键的能量变化数据，揭示化学键能与反应热之间的关系。而雅集版教科书在此表征思路的基础上，选取氢气燃烧、氨气分解反应分别作为放热反应、吸热反应的具体例子进行分析，并在章节最后以表格的形式对两类实验的相对能量变化、焓变图等信息进行对比，总结焓变与反应热量改变的联系，引导学生更为全面地认识化学反应的热效应现象。

2.雅集版教科书注重知识定律的重复运用和巩固

以“盖斯定律”知识内容为例，两版教科书均以“选择不同的登山路线（登山起点与终点相对高度始终不变）”为例，对“盖斯定律”的定义进行表征，并呈现“碳与氧气生成二氧化碳”的焓变循环图，利用热化学方程式计算无法直接测定的“碳与氧气生成二氧化碳”的反应焓变，以此完成“盖斯定律”知识内容的应用表征。在此基础上，雅集版教科书还结合前文知识设置“利用标准生成焓变计算标准反应焓变”“利用标准燃烧焓变计算标准反应焓变”等小节内容，在其中运用“盖斯定律”绘制碳酸钙分解反应、乙醇生成反应的焓变循环图，并对相关反应焓变进行计算推断，以此落实对“盖斯定律”应用的多次回溯表征，巩固学生所建立的知识认知模型。

六、结论与启示

从“二维度四指标”评价模型的定量统计结果来看，雅集版教科书中的“化学反应与能量”相关知识的基本广度、基本深度数值均高于人教版教科书，即雅集版教科书相关知识的基本难度较大；而雅集版教科书相关知识的表征深度数值高出人教版教科书近四成，即雅集版教科书对相关知识难度的消解效果较优。

从两版教科书相关知识的Flow Map来看，雅集版教科书注重以较高水平的信息处理方式对知识进行表征处理，并在课文中对知识定律进行反复运用，以此消解抽象知识内容的难度；而人教版教科书以螺旋式上升的方式进行知识编排，能够让学生在必修阶段掌握更多的基础性化学知识，将深层次、抽象繁难的知识内容留给选修化学学科的学生进行深入学习。后续内地化学教科书的改革可在原有知识整合思路的基础上，参考雅集版教科书的知识表征设计，增加图文结合、表格对比梳理等化学知识表征形式，适当提高基本定律知识在正文中复现应用的次数，以提升内地化学教科书的知识表征效果。

虽然雅集版教科书中的“化学反应与能量”相关知识的基本难度较大，但合理的知识表征方式能较好地对知识难度进行消解中和。而相关抽象知识的提早出现，能够让高中阶段的学生提早接触深层次化学学科知识，有利于中学化学教育与高等化学教育相衔接［8］。一线高中化学教师可参考雅集版教科书的知识表征设计，在选择性必修模块知识的教学中适当拓展基本原理、基础概念等抽象知识内容，从而让有意深入钻研化学学科知识的学生能够提前接触化学学科深层次知识概念，加强中学化学与大学化学知识之间的过渡衔接，建立起知识联系更为紧密的化学跨学段教学体系。

［   参   考   文   献   ］

［1］  中华人民共和国教育部.普通高中化学课程标准：2017年版2020年修订［M］.北京：人民教育出版社，2020.

［2］  香港课程发展议会与香港考试及评核局.科学教育学习领域化学课程与评估指引：中四至中六［M］.香港：香港课程发展议会与香港考试及评核局，2018.

［3］  人民教育出版社，课程教材研究所，化学课程教材研究开发中心.普通高中教科书 化学 必修第二册［M］.北京：人民教育出版社，2019.

［4］  人民教育出版社，课程教材研究所，化学课程教材研究开发中心.普通高中教科书 化学 选择性必修2［M］.北京：人民教育出版社，2019.

［5］  郑与周，周恩辉，纪思辉，等.香港中学文凭    新现代化学  3B［M］.香港：雅集出版社有限公司，2022.

［6］  闫春更，周青，王婷婷.教科书难度评价的模型建立与方法改进［J］.上海教育科研.2015（9）：42-45.

［7］  陈燕.化学教科书学习难度评估工具的开发与应用［D］.上海：华东师范大学，2013.

［8］  展树中.试论中学化学教育与高等化学教育的衔接［J］.化学教育.2012（8）：2-3，14.

（责任编辑 罗 艳）