基于CIR-FS框架的化学教科书教学支持比较研究

张溢恒 曾艳

摘要：借鉴侯前伟等人的CIR-FS教科书评价理论，建立化学教科书教学支持分析指标及评价标准，运用内容分析法从教学目标、教学模式、叙述方式三个维度对人教版高中化学新旧教科书进行编码统计与分析。新教科书在叙述方式、教学策略和活动空间设计上继承旧教科书教学支持的特点。新教科书教学支持在教学目标、素材选择和活动问题设计上得到发展。基于此，对教师的“教”和学生的“学”提出建议。

关键词：高中化学；教科书；教学支持；比较研究

文章编号：1008-0546（2022）11-0066-06

中图分类号：G632.41

文献标识码：Bdoi：10.3969/j.issn.1008-0546.2022.11.015

基础教育课程改革要求教科书编写必须充分考虑学生的特点与学习需求，为学生的学和教师的教提供充分的引导和支持。《全国大中小学教材建设规划（2019-2022年）》[1]首次对教材建设做出系统设计，强调教材在解决“为什么学”和“怎么学”中的重要作用。人教社第十一套普通高中化学教科书的出版正值2019年这一关键节点。作为师生开展教学活动的重要资源，新时代建设中教科书在提供教学支持方面发生了怎样的变革？对人教社2007版和2019版普通高中化学教科书的教学支持进行对比分析，探寻发展的趋势及特征，对于教科书的充分利用具有重要价值。

一、问题的提出

教科书教学支持的概念缘于教科书编制历程三阶段：课程内容规划、教学支持设计、文本呈现设计。[2]侯前伟、张增田[3]提出教学支持是指教科书根据课程标准或课程目标，运用课程内容规划所提供的资源，连接学习内容与学生已有经验和兴趣，以符合认知理解的形式和速度来组织学习内容，提供机会促进思维发展，让学生有适当机会将所学延伸到新情境。教学支持主要承载教科书的教学设计和支持功能，反映和解决的是师生教学需要的问题。[2]

目前，教学支持视角的化学教科书分析框架大多聚焦于单一的教科书功能或结构。[4]实践方面，部分教师和中学生对教科书的重视程度不够，没有深入思考教科书编写中蕴含的教学支持功能，造成各式各样教辅的深度使用和教科书的浅层利用之间的不平衡。本研究将从教学目标、教学模式和叙述方式三个维度的要素及其联结方式分析评价教科书为师生提供的教学支持，启迪教师的教和学生的学。

二、研究设计

1．研究对象

本研究选取人教社2019版普通高中教科书化学必修（以下称新教科书）和2007版普通高中课程标准实验教科书化学必修（以下称旧教科书）。考虑研究对象的代表性，分别从三大主题中选取部分章节开展研究。具体为元素化合物“非金属元素”，化学原理“物质结构元素周期律”和有机化学“有机化合物”。

2．研究工具

侯前伟等[2]基于教科书功能和结构有效关联的新思路，将功能指标与“要素一联结”所构成的教科书结构指标相对应，提出教科书通用评价框架CIR-FS。本研究借鉴CIR-FS框架，从教学目标、教学模式和叙述方式三个维度建立化学教科书教学支持分析框架，如表1所示。参考《普通高中化学课程标准（2017年版2020年修订）》的教学实施建议[5]，制订了各指标的评价标准，具体如表2所示。

下面对各维度指标和评价标准的设计特点进行阐述。

维度一：教学目标。基于“教、学、评一体化”理念，本框架在功能指标设计上除导向功能外凸显目标的评价功能。根据ABCD目标陈述方法设计要素及相应评价标准。考虑教科书目标编写的规范性及给师生自主使用留下弹性空间，删去行为主体和表现水平要素。维度二：教学模式。功能指标设计上同时考虑教学模式对“教”和“学”两方面的支持功能。原CIR-FS评价理论中此维度要素之一为“教学环节设计”，考虑这一词多指教师在设计教学时对活动的规划而非对教科书结构的阐述，将其更改为“教学活动”。设计“教学模式”T7-T15评价标准时，根据课标实施建议要求充分体现化学学科特色。维度三：叙述方式。通过研读教科书发现叙述方式承载的功能可大致分为两类：正向迁移和反向引导功能。

为检验工具信度，三位编码员抽取两节内容进行独立编码。计算稳定性系数分别为0.822、0.799、0.807、0.834，均在0.70以上。说明化学教科书教学支持分析框架具有较高的信度。

三、分析与讨论

1．“教学目标”维度

新旧教科书在“教学目标”维度的分布见图1。

教学目标在新旧教科书的章引言均有呈现。此外，还分别分布于“整理与提升”“归纳与整理”栏目。功能方面，新旧教科书教学目标均充分发挥导向功能（F1），从宏观上为教师选定教学内容提供支持。除“教什么”“学什么”，在“学的效果”上新教科书为评价路径提供更为显著的支持（F2），主要体现在目标的附属内容。说明目标统领下“教、学、评”设计的一致性更高。具体到各教学目标的组成部分，新『日教科书目标行为动词的可评测性均较低（T3），而行为动词水平与课标要求一致的比例有明显提升（T4）。改革中目标编写输出水平较高落实国家要求。新教科书61.9%目标行为条件为教师确定教学活动提供支持，改变旧教科书缺乏此项支持的现状（T5）。综合分析整章教学目标群的组成结构，新教科书教学目标群很少涵盖三个维度，旧教科书甚至没有（L1）。编码过程中笔者发现三个维度中情感态度价值观维度的目标数量最欠缺。

以“物质结构元素周期律”部分教学目标为例，见图2。旧教科书目标支持以知识点形式呈现，教学内容清晰。但这也正反映旧教科书的不足，此形式的目标支持与教师真实设计的教学目标有较大不同，缺失帮助教师确定教学水平的行为动词和教学活动的行为条件。此案例无论是目标附属内容填空形式的评价还是教学目标本身，都局限于知识与技能维度。知识内容暗含的思维方法和素养要求需要教师挖掘，对教師专业水平要求高。相比之下，新教科书目标支持展现全新面貌，表述完整的目标不局限于单个知识点，更重视知识之间的关联，更符合结构化的学习方式。改变静态填空，以框图提供评价学生认识视角与方法思路的路径。总体上案例中新教科书目标群维度拓展至过程与方法，显性关注更多学科素养的达成。

2．“教学模式”维度

新旧教科书在“教学模式”维度的分布见图3。

化学教科书编写采用的教学模式均属于信息加工类模式。“物质结构元素周期律”主要采用归纳思维模式，“非金属元素”主要采用先行组织者模式，“有机化合物”主要采用“科学探究及其训练模式”。功能方面，新教科书为教师提供丰富教学策略（T7）。对于学生，新旧教科书均于高水平提供多样化学习方式引导（T8），但新教科书百分比略有降低，主要为非金属元素统计部分。是否选取多样化学习方式与学习内容重要程度有关。新教科书降低了对非金属硅系统学习的要求，从应用角度常识性介绍硅酸盐材料和新型无机非金属材料。内容组织多为组成、性能、用途直接呈现，为接受学习。“了解”水平阅读量大的教学内容如何进行二次加T需要教师下功夫。

要素方面，比较三种不同类型的教学素材，新教科书将对生活经验素材（T9）的关注部分转向时代性（T10）和人文性（T11）教学素材，更加注重化学知识与人文、科技的融合。如：非金属元素部分增加前沿碳纳米材料教学素材，有机化合物部分增加人文性教学素材“纪念人工合成牛胰岛素邮票”。此类素材旨在改变学生对化学的刻板印象，向学生传达学科价值，帮助教师做好领路人的角色。新教科书教学活动总数有所增加，在问题解决整体设计上提供更多教学支持（T12）。难度进阶设计支持均较低，难以满足分层教学需要（T13）。新教科书留给学生自主空间的教学活动频次增加但百分数减少，说明新增活动开放性有待提高（T14）。以“碱金属化学性质比较”探究活动为例，见图4。新教科书以标题和“问题与预测”点明核心问题，指向学生活动目的。问题解决和总结设置进阶，从宏观已知现象总结元素性质，到宏观未知反应的推断，再到宏微结合发现原子结构与元素性质的关系，最后上升到同族元素性质，总结碱金属性质相似和递变规律。对比之下旧教科书缺少由钠、钾元素性质到碱金属元素性质规律的进阶，研究问题的模糊也导致问题总结缺失。

综合分析教学模式的设计，新教科书增强教学内容的结构化（L2）。以非金属元素为例，旧教科书将与环境关系密切的硫、氮的氧化物编排为一节，将硫酸、硝酸、氨编排为一节，突出由性质到应用的认识思路结构化。新教科书将硫、氮独立编排，不仅从位、构、性、用途引导学生形成结构化认识思路和统摄性观念，还构建“单质一氧化物一酸一盐”的结构化知识体系。

3．“叙述方式”维度

新旧教科书在“叙述方式”维度的分布见图5。

化学教科书基本叙述模式有说明式：呈现属性或事件、论证式：呈现主张的证据、解说式：设计或逻辑推演填补学习者与专家理解的鸿沟、混合式：一种叙述类型嵌入到另一种叙述类型当中。[6]功能方面，对比F5和F6，新旧教科书均偏重从旧知寻找新知的教学契机，提供知识结构衔接支持。对于创设矛盾情境搭建认知衔接，引导学生通过顺应调节建立新的认知平衡还存在较大不足。具体到各叙述单元，新旧教科书主题与论点大部分呈现醒目突出，或置于段首或独立成段或以蓝色字体显示。但仍有一定数量需要师生在文本研读后进行挖掘。新教科书在高支持程度上进一步发展，几乎均根据不同主题与论点提供相符的描述与论述。如：原子结构部分，针对论点“核外电子排布规律”，旧教科书直接呈现1-20号元素核外电子排布结果，缺少论述。新教科书以思考与讨论栏目活动作为论述，从稀有气体元素原子的电子层排布逐步归纳规律。根据不同主题与论点的需要，描述与论述还采用符号、示意图、模型、典型案例等多种形式。

综合分析不同叙述模式的逻辑结构，对于概念性知识“物质结构元素周期律”新旧教科书均侧重采用论证式模式。对于事实性知识“非金属元素及其化合物”新旧教科书主要采用说明和解说混合模式，而旧教科书侧重前者，新教科书侧重后者。解说式让元素化合物的学习不停留于简单性质罗列，而是由物质类别或元素价态或结构完成性质的逻辑推演或根据实验设计完成表观现象到性质的归纳。突显知识的生成性，便于学生理解，更符合新知引入的节奏和方式。对于事实性知识“有机化合物”新教科书在旧教科书说明和解说混合模式基础上，针对有机化合物种类繁多的特点，新增说明式叙述烃的分类（分支型）、常见有机化合物的分类（矩阵型）。叙述方式帮助学生梳理基本视角：碳骨架和官能团，匹配知识特点。

四、结论与建议

1．研究结论

新旧教科书教学目标均充分发挥导向功能，新教科书目标评价功能显著提升。除了在常规栏目“章引言”中呈现，也暗藏于“整理与提升”栏目，提供清晰完整、表述具体的教学目标群及附属内容。但行为动词的可评测性和目标群的组成结构仍然有待完善。

新旧教科书根据不同知识类型以信息加工类不同模式编写。对于教师，新教科书进一步提升策略支持；对于学生，新教科书根据学习内容需要引导适宜多样的学习方式。时代性和人文性教学素材显著增加，拓宽学生对前沿科技成就的了解，感受科学家精神，增强文化自信。教学活动组织的具体环节表述更加明确清晰，科学方法和实践过程外显化。教师教学策略知识是学科教学知识的核心构成要素，[7]受实践经验积累的直接影响，[8]故此支持对于新手教师积淀教学策略知识并于实践中不断发展完善有重要意义。整体上新教科书教学模式进一步提升内容组织的结构化。

新教科书叙述方式延续旧教科书特点提供充分知识结构衔接支持，但对于冲突创设构建认知衔接还存在不足。主题与论点呈现醒目，有助于学生把握主要知识概念的脉络联系。新教科书提供充足解释与论证的描述与论述，同时采用符号、示意图、模型、典型案例等多种表征形式。不同叙述模式的逻辑结构更匹配相应的知识类型。

2．研究建议

（1）理解栏目特点，发挥目标群导向和评价功能

新教科书“整理与提升”栏目较原“归纳与整理”栏目有很大变化，不仅仅呈现知识层面目标，更提炼认识思路、核心观念，展现过程与方法。但整章的教学目标群指向终点，不同课时学习中学生要经历多个中间水平以达成最终目标。因此教师要将目标群合理拆解到各节课学习中，兼顾知识逻辑和学生認知现状。教科书关于情感态度价值观层面目标较为缺失，教师需要进行补充，尤其是挖掘文化自信内容的独特价值。[9]此外，教师应借鉴目标评价路径的设计，将整章的总结性评价优化设计为贯穿于化学课堂教学的形成性评价。借鉴框图方式，利用概念图、价类二维图等可视化图谱策略评价学生目标达成。

（2）统筹方法策略，优化素材组织和活动设计

对于不同类型的章节知识，新教科书规划的教学模式展现出内部统一性，有利于培养学生针对某一知识特有的思维范式。教师在进行单元备课时应注意核心模式的贯穿，提升教学内容的结构化设计，有意识发展学生核心素养水平。具体到一节课，教师需要依据模式对活动和素材进行二次优化。如：仍有部分教学活动的问题线索待提取，教师应明确核心问题，以问题驱动活动。适当增加部分活动的思维容量，创设结构不良问题，重视有效失败。拆分教学活动环节，满足不同层次学生的需要。以内在逻辑脉络构建素材和活动的联结，共同指向目标达成。

（3）创设有效刺激，发挥知识结构与认知衔接双重功能

叙述本质上是用文字与图片构成的对学习者有挑战性的信息脉络。[12]新教科书更加注重学生的知识起点，根据不同知识类型以适宜模式呈现逻辑进程。教师应从大量的叙述中抽提出新知与旧知的衔接结构和新知内部的逻辑结构，为有效刺激的发生提供基础支持。新信息作为刺激进入头脑是否能与学生认知衔接从而促进信息编码，对内容的记忆理解具有重要价值。新教科书对于认知冲突的创设有待提高。基于對学生原有认知水平和差异点的分析，教师应设计矛盾情境，逐步转变原有观念，激发学习动机与兴趣。提示学生在文本阅读时将主题与论点以不同颜色标注，采用符合知识特点和学生习惯的叙述方式，降低相应难度。

参考文献

[1]中华人民共和国教育部，《全国大中小学教材建设规划（2019-2022年）》发布[EB/OL]．[2020-1-15].http：//www.moe.gov.cn/jyb_xwfb/xw_zt/moe_357/jyzt_2020n/2020-zt04/baodao/202004/t20200409_441835.html.

[2]侯前伟，张增田．教科书通用评价系统CIR-FS的研制与评估[J]．全球教育展望，2019，48（11）：71-95.

[3]侯前伟，张增田．基于功能——结构分析的教科书通用评价框架建构[J]．教育学报，2018，14（05）：37-46.

[4]梁一帆，占小红．基于共词分析的国内外中学化学教材研究述评[J]．化学教学，2021（11）：13-20.

[5]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）[S]．北京：人民教育出版社，2020： 68．

[6]侯前伟，教科书的“教学支持”质量评价：理论依据与标准建构[J]．基础教育，2021，18（5）：62-71．

[7Johnstone A.H.. Why is science difflcult to learn？Thingsare seldom what they seem[J].Joumal of Computer Assist-ed Leaming，1991，7（2）：75-83.

[8]曹鹏杰，李艳灵，李川，刘敬华，高中化学教师“教学策略知识”特征研究[J]．化学教学，2021（10）：19-24+32．

[9]孟潘，孙影，毛宣海．文化自信视域下新版高中化学教科书的内容选择分析[J]．化学教与学，2022（3）：84-89+78.

*本文系华中师范大学中央高校基本科研业务费“教师教育专项”课题“师范生专业认证背景下教师教育实践体系的贯通与融合研究”（项目编号：CCNUTEI 2021-09）、华中师范大学研究生教学改革研究项目“基于认知网络分析的卓越教师项目协作创新能力培养和评价研究”（项目编号：2019JG10）的阶段性研究成果。

**通讯联系人，E-mail：zyan@ccnu.edu．cn