不同版本高中化学教科书中学...“科学探究与创新意识”素养_周冬冬.pdf

课程教材评价*安徽省教育科学研究项目(J K 2 0 0 0 7);安徽省高等学校质量工程教学研究项目(2 0 2 0 j y x m 0 6 8 0)*通信联系人,E-m a i l:c h.l c.z h o u d o n g d o n g 1 6 3.c o m不同版本高中化学教科书中学生必做实验的分析与启示*基于“科学探究与创新意识”素养周冬冬*高 龙 修运程 胡美娟 李畅畅(安徽师范大学化学与材料科学学院 安徽芜湖 2 4 1 0 0 2)摘要 以人教版、苏教版、鲁科版(2 0 1 9年版)和沪科版(2 0 2 0年版)高中化学教科书中的学生必做实验文本为研究对象,基于“科学探究与创新意识”素养构建高中化学教科书中学生必做实验文本的分析框架,分析和比较4个版本教科书中学生必做实验文本“科学探究与创新意识”素养的体现及其异同,为学生必做实验教学提供启示和建议。关键词 学生必做实验“科学探究与创新意识”素养 高中化学 教科书D O I:1 0.1 3 8 8 4/j.1 0 0 3-3 8 0 7 h x j y.2 0 2 2 0 9 0 1 4 5 普通高中化学课程标准(2 0 1 7年版2 0 2 0年修订)(以下简称 课程标准)中明确规定了化学必修和选择性必修课程中的1 8个学生必做实验,突出对学生实验探究能力的培养1-2,落实对学生“科学探究与创新意识”素养的发展3-5。课程标准中强调化学教材应精心设计学生必做实验1,国家教材委员会专家委员会于2 0 1 9年审核通过人教版、苏教版、鲁科版等高中化学教科书,2 0 2 0年审核通过沪科版高中化学教科书,不同版本高中化学教科书中均重视学生必做实验的编排与呈现。已有研究关注高中化学教科书中的学生必做实验文本的设计3,6-1 1,但不同版本高中化学教科书中学生必做实验文本如何体现“科学探究与创新意识”素养,有无差异,有何差异?因此,本研究以人教版、苏教版、鲁科版和沪科版高中化学教科书中的学生必做实验文本为研究对象,基于“科学探究与创新意识”素养构建高中化学教科书中学生必做实验文本的分析框架,分析和比较不同版本高中化学教科书中学生必做实验文本对“科学探究与创新意识”素养的体现,为学生必做实验教学提供启示和建议。1 研究对象本研究以人教版、苏教版、鲁科版(2 0 1 9年版)和沪科版(2 0 2 0年版)等高中化学教科书中的学生必做实验文本为研究对象。不同版本教科书中学生必做实验文本所处的位置和栏目不尽相同,人教版教科书中“实验活动”栏目为学生必做实验,苏教版教科书中“基础实验”栏目为学生必做实验,鲁科版教科书中标注有“学生必做实验”标签的“活动探究”栏目为学生必做实验,沪科版教科书中附录提供学生必做实验索引,学生必做实验分布情况如表1所示。其中,字母R代表人教版,字母S代表苏教版,字母L代表鲁科版,字母H代表沪科版;代码A 1表示必修(第一册),代码A 2表示必修(第二册),代码B 1表示选择性必修1(化学反应原理),代码B 2表示选择性必修2(物质结构与性质),代码B 3表示选择性必修3(有机化学基础);具体数字是指出现在教科书中起始页码。表1 4个版本教科书中学生必做实验的分布情况T a b l e 1 T h e d i s t r i b u t i o n o f s t u d e n t s c o m p u l s o r y e x p e r i m e n t s i n t h e f o u r v e r s i o n s o f t e x t b o o k s模块版本人教版苏教版鲁科版沪科版必修(第一册)R A 1 0 6 1,R A 1 0 8 4,R A 1 1 1 5S A 1 0 3 9,S A 1 0 7 9,S A 1 0 9 1,S A 1 1 1 7,S A 1 1 2 2,S A 1 1 3 6L A 1 0 2 5,L A 1 0 5 9,L A 1 0 8 3,L A 1 0 8 8,L A 1 0 9 6H A 1 0 3 0,H A 1 0 4 4,H A 1 0 6 4,H A 1 0 7 6,H A 1 0 7 8,H A 1 0 7 9,H A 1 1 1 112 0 2 3年第4 4卷第5期 化 学 教 育(中英文)(h t t p:/w w w.h x j y.c h e m s o c.o r g.c n)续表1模块版本人教版苏教版鲁科版沪科版必修(第二册)R A 2 0 2 9,R A 2 0 3 0,R A 2 0 5 6,R A 2 0 5 7,R A 2 0 9 5,R A 2 0 9 6S A 2 0 0 3,S A 2 0 0 4,S A 2 0 1 9,S A 2 0 5 7,S A 2 0 6 2,S A 2 0 7 0,S A 2 0 7 1,S A 2 1 0 2L A 2 0 2 0,L A 2 0 2 3,L A 2 0 5 1,L A 2 0 5 7,L A 2 0 7 9,L A 2 1 0 4,L A 2 1 0 7H A 2 0 1 5,H A 2 0 2 0,H A 2 0 2 6,H A 2 0 4 3,H A 2 0 7 2,H A 2 0 9 2,H A 2 0 9 3,H A 2 0 9 5选择性必修1(化学反应原理)R B 1 0 5 3,R B 1 0 8 9,R B 1 0 9 2,R B 1 1 1 8,R B 1 1 1 9S B 1 0 2 1,S B 1 0 2 6,S B 1 0 6 5,S B 1 0 7 0,S B 1 0 9 9,S B 1 1 0 6L B 1 0 1 7,L B 1 0 2 6,L B 1 0 5 8,L B 1 1 0 5,L B 1 1 2 0H B 1 0 3 6,H B 1 0 6 9,H B 1 0 7 0,H B 1 0 9 6,H B 1 1 0 4选择性必修2(物质结构与性质)R B 2 1 0 4S B 2 1 0 7L B 2 0 6 3H B 2 0 5 6选择性必修3(有机化学基础)R B 3 0 9 6,R B 3 0 9 7,R B 3 1 2 6S B 3 0 7 9,S B 3 0 8 7,S B 3 0 9 3,S B 3 1 0 1,S B 3 1 4 2,S B 3 1 4 3L B 3 0 7 9,L B 3 0 9 3,L B 3 1 2 7H B 3 0 6 3,H B 3 0 6 5,H B 3 0 3 8,H B 3 0 5 2,H B 3 0 5 7,H B 3 0 7 5,H B 3 0 7 7,H B 3 1 1 3 由表1可看出,人教版教科书中共有1 8个学生必做实验,必修和选择性必修模块各9个;苏教版教科书中共有2 7个学生必做实验,必修和选择性必修模块分别是1 4个和1 3个;鲁科版教科书中共有2 1个学生必做实验,必修和选择性必修模块分别是1 2个和9个;沪科版教科书中共有2 9个学生必做实验,必修和选择性必修模块分别是1 5个和1 4个。其中,苏教版、鲁科版和沪科版教科书中学生必做实验均多于1 8个,是由于教科书呈现时会将部分学生必做实验拆分,例如:鲁科版中将学生必做实验“乙醇、乙酸的主要性质”拆分为“探究乙醇的化学性质”和“探究乙酸的化学性质”。2 研究工具 课程标准中强调教材编写时,需让学生在实验探究活动中学习科学方法,认识科学探究过程,体会、认识技术手段的创新对化学科学的重要价值,形成严谨求实、勇于实践的科学态度,发展实践能力1。学生必做实验是一类重要的实验探究活动,已有研究者构建了评价其他学科教科书中学生实验文本的分析框架,Y a n g W e n y u a n等从支持建构科学概念、科学探究技能和科学探究理解等3个维度构建分析量表1 2-1 3;谢孟耘等从支持建构科学概念、引领探究过程和树立对科学探究本质的认识等3个维度构建物理教科书中学生实验科学探究特征的分析框架1 4。王存宽等从提出不同类型的方法/假设/原因、提出合理且原创的问题解决方案、评价与改进他人的方案、创新的主观能动性等4个维度构建化学创新意识素养模型1 5。本研究基于 课程标准中对“科学探究与创新意识”素养的描述1及已有研究1 2-1 5,从科学探究过程、科学探究本质、创新意识等维度构建基于“科学探究与创新意识”素养分析高中化学教科书中学生必做实验文本的框架,主要包括体现对科学探究过程的引领、体现对科学探究本质的理解、体现对创新意识的培养等3个维度及2 2项指标,具体如表2所示。3 评定说明评定过程中,对所有指标均采用“1”或“0”评定。若符合某一指标的描述,则评定为“1”,不符合则评定为“0”,评定说明如表3所示。同时,邀请2位研究者分别应用分析框架对4个版本高中化学教科书中的学生必做实验文本进行评定,比较2位研究者对所有指标的评定结果,利用S P S S 2 6.0软件进行一致性检验,K a p p a值为0.9 1 5,具有较高的一致性。对评定不一致处重新讨论,达成一致后确定最终评定结果。2化 学 教 育(中英文)(h t t p:/w w w.h x j y.c h e m s o c.o r g.c n)2 0 2 3年第4 4卷第5期表2 基于“科学探究与创新意识”素养分析高中化学教科书中学生必做实验文本的框架T a b l e 2 T h e f r a m e w o r k o f s t u d e n t s c o m p u l s o r y e x p e r i m e n t t e x t s b a s e d o n t h e“s c i e n t i f i c i n q u i r y a n d i n n o v a t i o n c o n s c i o u s n e s s”c o m p e t e n c e s维度指标具体描述维度1:体现对科学探究过程的引领1 1提出问题引导并启发学生从观察事实经验中发现问题,或要求学生提出探究中的主要研究问题1 2形成假设要求学生预测可能出现的现象,或要求学生对可能出现的结果进行推测和假设1 3设计方案:明确实验目的提供充分的已知条件,表述清晰的实验目的1 4设计方案:选择实验用品提供实验药品和仪器1 5设计方案:制定实验步骤没有具体的实验步骤指引,或只提供部分的实验步骤1 6实施实验和获取证据:正确使用仪器、搭建装置、规范操作包括实验仪器的正确使用或操作说明,或实验装置图示意图,或明确要求学生注意安全和操作规范1 7实施实验和获取证据:观察并如实记录实验数据要求学生观察实验数据或现象,或描述数据或现象1 8分析推理与形成结论:分析解释或建构模型通过分析和推理,寻找数据(证据)与结论之间的关系,总结科学规律1 9反思与评价要求学生对探究过程或结果进行评价、反思或改进1 1 0交流与合作要求学生合作完成探究或进行讨论交流维度2:体现对科学探究本质的理解2 1探究是从问题开始的,但不一定都是验证某个假说同时满足指标1 1、不属于验证型探究、不要求学生提出假设2 2探究没有一个或一系列固定的方法和步骤未采用“提出问题 形成假设 制定计划”的探究模式,不要求学生遵循一套确定的过程2 3探究的过程是由提出的问题引领的提出的探究问题定义明确、科学且相关,且提供的实验步骤或学生自主设计的实验步骤是以提出的问题为指导2 4实验步骤相同的科学探究可能会得到不同的结果体现为任务的预期结果是不确定的,如存在实验误差、测量对象不同会造成测量值不同、建议与标准数据进行比较2 5探究的过程会影响结果允许学生自主设计部分或完整的实验方案2 6探究的结论与收集的数据一致要求学生根据收集的数据得出结论2 7科学数据与科学证据是不同的要求学生描述和收集观察结果,分析和解释数据2 8解释是基于收集的数据和已有的知识构建的要求学生结合收集的数据和已有的知识进行解释维度3:体现对创新意识的