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结构化视域下新旧三版高中化学教材内容比较研究

摘要：基于教学内容结构化组织视角，采用流程图分析法对新人教版、新鲁科版、旧人教版三版高中化学教材中热化学主题内容进行比较。研究发现：新教材在内容结构化水平上有显著提升。结合教材文本实例进一步对热化学主题下知识关联、认识思路、核心观念结构化加以分析，并整合各版本教材优势特点提出教学实施建议。

关键词：教材对比；教学内容结构化；化学反应热效应；流程图法

1问题的提出

教材是课程的物化形态和文本素材，是培养学生学科核心素养的重要载体［1］。《普通高中化学课程标准（2017年版2020年修订）》（简称“2017版课标”）提出教学与教材编写均应关注教学内容组织结构化以促进学生从学科知识向学科核心素养转化。内容结构化主要有三种形式，即基于知识关联的结构化、基于认识思路的结构化、基于核心观念的结构化［2］。分析教材内容结构化组织设计可为教师开展促进学生学科核心素养发展的教学提供指导。

当前化学教学内容结构化研究具有以下特点：第一，关注某主题下单一课题或多主题交叉而较少关注大单元（如物质的分类［3］、人工固碳项目式学习［4］等）。第二，重教学实践而轻文本分析，多由教学实践经验总结内容结构化，研究方法也以定性分析为主。第三，侧重知识关联结构化，如使用文本分析法对新旧教材热化学主题下概念组织结构加以对比［5］，但更具统整性的认识思路结构化、核心观念结构化情况则未能加以阐释。

化学反应的热效应（热化学）是高中化学选择性必修模块化学反应原理的核心内容之一，为学生认识化学反应引入能量视角。本研究在该主题下选择旧人教版选修4，新人教版、新鲁科版选择性必修1三版教材作为研究对象，使用Flowmap（流程图）作为教材知识结构化分析工具，按内容结构化内涵建立分析框架以分析三版教材编写特点。

2研究对象和方法

2.1研究对象

如表1所示。对新旧人教版内容结构化纵向对比以认识课标修订后教材内容选择和编排上的承继与创新，新人教版、新鲁科版横向对比以认识不同版本教材特点，整合多版教材内容组织以结构化构建高中热化学教学内容。

2.2研究方法

使用Flowmap（流程图）作为获取教材知识架构的工具，梳理各版教材化学反应的热效应主题知识点编排逻辑，选择闫春更等研究者建立的教材难度评价模型中的整合广度［6］对三版教材内容组织有效性、知识关联结构化水平进行定量表征，具体操作步骤为［7］：将各知识点按教材编排先后顺序自上而下排列，用线性箭头连接，当下方知识点对上方知识点有概念重现或信息回访关系时使用回归箭头连接，具体可见图1。最终得到各版教材化学反应的热效应主题知识架构流程图，再依据公式“整合广度=概念回访总数/（概念回访总数+知识点总数）”计算整合广度。以知识架构流程图为基础，分析知识点及其呈现顺序所体现的认识思路，抽提可统整该主题的学科观念，以確定该主题下认识思路结构化与核心观念结构化情况。

为保障研究一致性及分析结果信效度，由一名教育专家及课题组另一成员彼此独立进行教材分析，达到95%一致性；不一致处再进一步讨论直至达成共识。最终得到各版教材知识架构流程图、认识思路图、核心观念结构图。

3热化学模块教学内容结构化的内涵

图1以新人教版教材化学反应的热效应主题为例，呈现知识架构流程。

依据知识架构流程图对三版教材该主题下整合广度进行计算，结果见表2。

由整合广度可知新教材知识关联结构化水平较旧教材有所提升，这与已有研究结果一致［8］。以下将分别从知识关联结构化、认识思路结构化、核心观念结构化三个维度结合教材文本实例加以阐述。

3.1基于知识关联的热化学结构化分析

相较于化学反应原理模块中其他主题，热化学所涉知识体系并不庞大，但由于学生缺乏对各知识点间联系的条理性认识，故而感到内容繁多且理解困难。整合三版教材知识流程架构图，将各知识点及其关联以概念图形式绘出（如图2）。概念图中箭头多次指向的概念如焓变、反应热、内能等亦为知识架构流程图中多次信息回访的节点，相关概念可界定为热化学主题下核心概念，教师在教学中应当对核心概念内涵深入剖析并多次巩固。

三版教材核心概念选择上有共性，但呈现形式存在差异，按照概念呈现栏目、概念阐述深度等对教材中出现的概念梳理可得表3。

由统计结果可见，新教材在概念选择上具有共性，体现为核心概念相似度高，且对核心概念中原本语焉不详的如反应热、焓变、内能等都进行补充阐述，突出了核心概念在知识关联结构化中的作用。旧教材核心概念选择相同，但在内涵阐释详尽程度上显著弱于新教材，学生不知概念内涵便难以建立概念间的联系。如热化学方程式书写要点中需标注压强、温度、聚集状态实际源于以上三种因素能影响物质内能，内能变化又是化学变化伴随能量变化的原因，在旧教材中未提及内能及其影响因素，割裂概念联系，无形中增