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随着新课程改革在各地的全面实施,客观有效地对教科书进行评价具有重要的意义. 而在物理教科书的评价研究中,课程难度是衡量教科书质量的一个重要数据指标,通过课程难度定量模型对课程标准和教科书的文本材料进行难度研究,可以了解不同地区课程难度的差别,不论对指导教师教学,还是进行理论研究都具有现实意义. 但若要全面客观地评价课程实施的难度,还需要参考课堂的实际教学情况来综合分析.
本文以《全日制义务教育物理课程标准(试验稿)》作为参照,分别对现行的五个版本高中物理教科书,即人民教育出版社(简称人教版)、广东教育出版社(简称粤教版)、上海科技教育出版社(简称沪科版)、教育科学出版社(简称教科版)和山东科学出版社(简称鲁科版)教科书中选修3-4模块中的“相对论”部分进行课程难度的比较研究. 由于新课标首次对其提出了明确的教学要求,编写的自由度比较大,不同版本教科书的编制者对课程标准理解不同,使各版本教科书的课程难度表现出差异,因此课程难度具有可比性. 分析难度模型也在一定程度上反映了相应的课程理念和教科书的编制水平. 本文将从教科书内容入手,对课程难度进行定量分析,并进一步比较与课程标准的一致性.
一、定量评价课程难度的模型[1]
已有研究者构建了一类课程难度的模型,并在数学和化学教科书的定量分析上被广泛参考使用,其对教科书难度评价的有效性也已经得到了检验. 模型如下:
N=(αS/T) (1-α)G/T
其中,N表示课程难度;S表示课程深度;T表示课程时间;G表示课程广度;S/T表示可比深度;G/T表示可比广度;α指加权系数,取值范围满足0<α<1,反映了课程对于“可比深度”或“可比广度”的侧重程度. 这里的课程难度指的是静态的课程难度,仅从文本的角度对教科书进行分析和评价,并不涉及课程实施状态下的教科书使用问题. 若想对教科书进行动态的分析和评价,还要考虑课程实施中的教师、学生等复杂因素.
二、利用课程难度模型定量分析教科书
关于“相对论”这部分内容,各版本在高一必修模块中已有一些介绍,例如狭义相对论是爱因斯坦创立的,运动的棒的长度比静止的要短等等. 在选修3-4模块中,将课程标准对“相对论”部分的教学要求细化如下:知道狭义相对论实验基础;知道狭义相对论基本原理;知道同时的相对性;知道时间间隔的相对性;知道空间距离的相对性;知道速度变换;知道相对论质量;知道相对论质能关系;了解经典时空观与相对论时空观的主要区别;体会相对论的建立对人类认识世界的影响;初步了解广义相对论的主要观点;初步了解广义相对论的主要观测证据;关注宇宙学研究的新进展. 共13个知识点,对各版本教科书中出现的主要知识点和三维目标的要求统计见表1.
这里的目标动词是结合教师用书的要求,以及综合分析各章节教科书中文字和课后习题得出的. 据此,作以下定量分析:
1. 课程广度(G)——是指课程内容所涉及的范围和领域的广泛程度,我们可以用通常所说的“知识点”的多少进行量化.
课程标准中内容标准规定的知识点有13个,课程广度系数取值Gz=13. 人教版:G1=14;教科版:G2=14;粤教版:G3=14;鲁科版:G4=15;沪科版:G5=16.
2. 课程时间(T)——指课程内容的完成所需要的时间,可用“课时”多少进行量化. 课时数选取教师用书的建议课时来统计,对于没有建议课时的情况,选择用同版本教科书的不同地区的教师所用课时的代数平均值来计算. 由于课程标准里没有规定各部分课程内容所需要的时间,鉴于五套教科书已经通过全国中小学教科书审定委员会审查,可认定其平均水平能够较好地反映课程标准对课程时间的要求,从而,我们可以取这五套具有代表性的教科书的平均课时数作为课程标准中相应内容的课程时间.则人教版:T1=6;教科版:T2=6;粤教版:T3=5;鲁科版:T4=6;沪科版:T5=5. 课程标准:Tz= 5.6.
3. 课程深度(S)——泛指课程内容所需要的思维的深度,通过对相应课程目标的不同要求程度的加权平均来刻画.
课程标准对目标要求的描述所用的词语分别指向认知性学习目标、技能性学习目标和体验性学习目标. 但课程标准对相对论的教学要求基本是从认知性和体验性目标角度出发的,以认知性目标为主. 参考已有研究中不同目标动词所体现的程度并不明显,[2]想要很好地区分课程深度并不容易,这里对动词分层赋值再细化. 见表2.
表2 各目标动词赋值
此分层标准虽然增大了目标动词之间的差别量,但由于本研究是按照统一的标准对课标和教材深度量化,因此,统计结果仍然是客观的. 基于以上设计,各版本的课程深度可以计算如下:课程标准:Sz=33/13=2.5385;人教版:S1=34/14;教科版:S2=35/14;粤教版:S3=34/14;鲁科版:S4=35/15;沪科版:S5=34/16.
通过以上分析,得出各版本有关课程难度的相关数据,见表3.
表3 各版本教科书有关课程难度的数据
将表3中相关数据代入课程难度模型,得课程难度系数,为进行详尽比较,通过求α取0.5时的课程难度系数,代入吻合度的计算式|Nx-Nz|/Nz,可以得到与课程标准在课程难度方面的吻合度,见表4.
表4 课程难度系数以及与课标的吻合度
三、结论与分析
综合分析表3和表4,可以得出如下结论:就课程广度而言,五套教科书都达到课程标准所规定的知识点的范围,而且相差不大;比较可比广度,人教版的可比广度与课程标准最接近,其次是教科版和鲁科班相同,粤教版次之,而沪科版的可比广度与课程标准相差最大;从可比深度来看,只有粤教版高于课程标准,比较其余四个版本,沪科版>教科版>人教版>鲁科版;比较课程难度,除人教版的课程难度低于课程标准外,其余四套教科书课程难度系数均高于课程标准:沪科版>粤教版>教科版>鲁科版. 分析其原因,虽然鲁科版在课程广度系数上比其他三套教科书大,但课程深度偏低,而课时数较多,导致课程难度系数不高;人教版的课程难度与课程标准吻合度较好;沪科版课程深度值虽不高,但是广度较大,课时数又较少,导致了课程难度最大,偏离课程标准也最多.
由以上分析可以得出,关于这部分教学内容,从可比深度、可比广度和课程难度三方面综合比较看来,人教版更忠实于课程标准,编写特点更贴近于课程标准的要求.
作了理论上的分析,我们再来看教科书中的内容细节,可以发现各版本教材的不同特点.
1. 人教版教科书,语言通俗易懂,举例和插图形象生动,注重拓展学生的知识面,比如在相对论的时空观一节后面有“狭义相对论出现的前夜”,介绍了洛伦兹和庞加莱为狭义相对论的诞生作出的贡献. 教材的编写体现出很强的整体性、系统性与逻辑性,结合课程标准来看,与通过难度模型得出的结论是一致的.
2. 教科版教科书,语言简练,知识点紧凑,正文附有“讨论交流”和一些例题,以帮助学生理解概念. 每节后面配有“练习与评价”和“发展空间”栏目,最后“本章小结”,将本章的知识点做了归纳整理,内容很丰富. 值得注意的是这一章中出现的所有插图都是同一系列的,连贯性很强的同时也利于学生理解教科书中的内容.
本文以《全日制义务教育物理课程标准(试验稿)》作为参照,分别对现行的五个版本高中物理教科书,即人民教育出版社(简称人教版)、广东教育出版社(简称粤教版)、上海科技教育出版社(简称沪科版)、教育科学出版社(简称教科版)和山东科学出版社(简称鲁科版)教科书中选修3-4模块中的“相对论”部分进行课程难度的比较研究. 由于新课标首次对其提出了明确的教学要求,编写的自由度比较大,不同版本教科书的编制者对课程标准理解不同,使各版本教科书的课程难度表现出差异,因此课程难度具有可比性. 分析难度模型也在一定程度上反映了相应的课程理念和教科书的编制水平. 本文将从教科书内容入手,对课程难度进行定量分析,并进一步比较与课程标准的一致性.
一、定量评价课程难度的模型[1]
已有研究者构建了一类课程难度的模型,并在数学和化学教科书的定量分析上被广泛参考使用,其对教科书难度评价的有效性也已经得到了检验. 模型如下:
N=(αS/T) (1-α)G/T
其中,N表示课程难度;S表示课程深度;T表示课程时间;G表示课程广度;S/T表示可比深度;G/T表示可比广度;α指加权系数,取值范围满足0<α<1,反映了课程对于“可比深度”或“可比广度”的侧重程度. 这里的课程难度指的是静态的课程难度,仅从文本的角度对教科书进行分析和评价,并不涉及课程实施状态下的教科书使用问题. 若想对教科书进行动态的分析和评价,还要考虑课程实施中的教师、学生等复杂因素.
二、利用课程难度模型定量分析教科书
关于“相对论”这部分内容,各版本在高一必修模块中已有一些介绍,例如狭义相对论是爱因斯坦创立的,运动的棒的长度比静止的要短等等. 在选修3-4模块中,将课程标准对“相对论”部分的教学要求细化如下:知道狭义相对论实验基础;知道狭义相对论基本原理;知道同时的相对性;知道时间间隔的相对性;知道空间距离的相对性;知道速度变换;知道相对论质量;知道相对论质能关系;了解经典时空观与相对论时空观的主要区别;体会相对论的建立对人类认识世界的影响;初步了解广义相对论的主要观点;初步了解广义相对论的主要观测证据;关注宇宙学研究的新进展. 共13个知识点,对各版本教科书中出现的主要知识点和三维目标的要求统计见表1.
这里的目标动词是结合教师用书的要求,以及综合分析各章节教科书中文字和课后习题得出的. 据此,作以下定量分析:
1. 课程广度(G)——是指课程内容所涉及的范围和领域的广泛程度,我们可以用通常所说的“知识点”的多少进行量化.
课程标准中内容标准规定的知识点有13个,课程广度系数取值Gz=13. 人教版:G1=14;教科版:G2=14;粤教版:G3=14;鲁科版:G4=15;沪科版:G5=16.
2. 课程时间(T)——指课程内容的完成所需要的时间,可用“课时”多少进行量化. 课时数选取教师用书的建议课时来统计,对于没有建议课时的情况,选择用同版本教科书的不同地区的教师所用课时的代数平均值来计算. 由于课程标准里没有规定各部分课程内容所需要的时间,鉴于五套教科书已经通过全国中小学教科书审定委员会审查,可认定其平均水平能够较好地反映课程标准对课程时间的要求,从而,我们可以取这五套具有代表性的教科书的平均课时数作为课程标准中相应内容的课程时间.则人教版:T1=6;教科版:T2=6;粤教版:T3=5;鲁科版:T4=6;沪科版:T5=5. 课程标准:Tz= 5.6.
3. 课程深度(S)——泛指课程内容所需要的思维的深度,通过对相应课程目标的不同要求程度的加权平均来刻画.
课程标准对目标要求的描述所用的词语分别指向认知性学习目标、技能性学习目标和体验性学习目标. 但课程标准对相对论的教学要求基本是从认知性和体验性目标角度出发的,以认知性目标为主. 参考已有研究中不同目标动词所体现的程度并不明显,[2]想要很好地区分课程深度并不容易,这里对动词分层赋值再细化. 见表2.
表2 各目标动词赋值
此分层标准虽然增大了目标动词之间的差别量,但由于本研究是按照统一的标准对课标和教材深度量化,因此,统计结果仍然是客观的. 基于以上设计,各版本的课程深度可以计算如下:课程标准:Sz=33/13=2.5385;人教版:S1=34/14;教科版:S2=35/14;粤教版:S3=34/14;鲁科版:S4=35/15;沪科版:S5=34/16.
通过以上分析,得出各版本有关课程难度的相关数据,见表3.
表3 各版本教科书有关课程难度的数据
将表3中相关数据代入课程难度模型,得课程难度系数,为进行详尽比较,通过求α取0.5时的课程难度系数,代入吻合度的计算式|Nx-Nz|/Nz,可以得到与课程标准在课程难度方面的吻合度,见表4.
表4 课程难度系数以及与课标的吻合度
三、结论与分析
综合分析表3和表4,可以得出如下结论:就课程广度而言,五套教科书都达到课程标准所规定的知识点的范围,而且相差不大;比较可比广度,人教版的可比广度与课程标准最接近,其次是教科版和鲁科班相同,粤教版次之,而沪科版的可比广度与课程标准相差最大;从可比深度来看,只有粤教版高于课程标准,比较其余四个版本,沪科版>教科版>人教版>鲁科版;比较课程难度,除人教版的课程难度低于课程标准外,其余四套教科书课程难度系数均高于课程标准:沪科版>粤教版>教科版>鲁科版. 分析其原因,虽然鲁科版在课程广度系数上比其他三套教科书大,但课程深度偏低,而课时数较多,导致课程难度系数不高;人教版的课程难度与课程标准吻合度较好;沪科版课程深度值虽不高,但是广度较大,课时数又较少,导致了课程难度最大,偏离课程标准也最多.
由以上分析可以得出,关于这部分教学内容,从可比深度、可比广度和课程难度三方面综合比较看来,人教版更忠实于课程标准,编写特点更贴近于课程标准的要求.
作了理论上的分析,我们再来看教科书中的内容细节,可以发现各版本教材的不同特点.
1. 人教版教科书,语言通俗易懂,举例和插图形象生动,注重拓展学生的知识面,比如在相对论的时空观一节后面有“狭义相对论出现的前夜”,介绍了洛伦兹和庞加莱为狭义相对论的诞生作出的贡献. 教材的编写体现出很强的整体性、系统性与逻辑性,结合课程标准来看,与通过难度模型得出的结论是一致的.
2. 教科版教科书,语言简练,知识点紧凑,正文附有“讨论交流”和一些例题,以帮助学生理解概念. 每节后面配有“练习与评价”和“发展空间”栏目,最后“本章小结”,将本章的知识点做了归纳整理,内容很丰富. 值得注意的是这一章中出现的所有插图都是同一系列的,连贯性很强的同时也利于学生理解教科书中的内容.