科学调整中小学教材难度：物理培养科学探究能力

　　2011年2月起，由中国教育科学研究院袁振国教授担任组长的“中小学理科教材难度的国际比较研究”课题组，汇集了六所教育部所属师范大学的150多名学科专家，分别围绕小学、初中、高中三个层次，数学、物理、化学、生物、地理、科学六个学科，中国、美国、俄罗斯、英国、德国、法国、澳大利亚、新加坡、韩国、日本十个国家，对教材的难易程度进行了大规模的国际比较研究，“用数据说话”，在实证研究基础上得出结论：我国中小学理科教材难度属中等水平。(相关报道见本报5月8日6版《我国中小学生教材难度被高估》)《国家中长期教育改革和发展规划纲要》提出“调整教材内容，科学设计课程难度”，针对目前现状，要不要降低国内教材难度？我国中小学教材应该如何改进？本期特邀课题组专家答疑解惑。

　　教 材 不宜轻言降低难度

　　争议：中小学生学习的东西太难，所以孩子们的课业负担才重！减负首先要降低教材难度。

　　中国教育科学研究院袁振国教授：“中小学理科教材难度的国际比较研究”发现，在10个国家中，中国教材的难度大多排在第4-6位之间，属中等水平。其中，小学数学排在第4位，初中和高中数学排在第3位；初中和高中物理教材难度分别排在第4和第5位；初中和高中化学分别排在第4和第6位；初中和高中生物均排在第7位；初中和高中地理分别排在第五和第4位；小学和初中科学分别排在第5和第6位。

　　教材“难不难”，不能一言以蔽之。教材难度由广度和深度决定，广度是指教材内容的多少，即教材容量；教材深度是指教材内容要求的高低。研究发现，总体上说我国教材难度处于世界中等水平，但在广度、深度和不同知识主题的难度上表现出不同特征。有的学科教材容量不大，更重内容深度，表现出“窄而深”的取向，如物理学科；有的学科教材知识点覆盖面宽，知识点多，但内容较浅，表现出“大而宽”“浅而散”的倾向，如化学学科。在不同学段和具体内容方面，难度表现也有所不同。如，小学数学教材难易比较适中，初高中教材偏难。小学数学教材内容略偏少，初高中内容偏多。小学、初中数学教材习题偏难，高中偏易。初中数学教材中“空间几何图形与统计”内容知识点不足，高中数学中“集合”领域知识点过多，“集合”“向量几何”内容过难。初高中物理，实验难度大，知识和习题偏易。初高中化学内容偏多，知识和实验偏易。总之，教材难度呈现出不均衡的特征。

　　学生课业负担过重主要是由于课外加码和教不得法所致。教材难度不宜轻言降低，但教材的结构需要优化，教材的呈现方式需做较大改革。

　　数 学 兼顾实用性与教育性

　　争议：在国内学不好数学的孩子，怎么到了欧美等国却游刃有余？

　　东北师范大学史宁教授：我国小学数学教材的综合难度在所比较的10国12套教材中排名第五。我国小学数学教材综合难度、习题难度和内容深度都较为合适，内容广度则偏小，即知识面较为狭窄。但适当“增加”知识点时应特别注意“精选内容，科学设计难度”，避免拔高小学数学教材的综合难度。我们的学校、家长往往期望值太高，给学生定的标准太高，导致未能考95分以上的小学生都被认为是“差生”，即使是现在提倡的等级评价事实上也基于考试分数，而且现在考试题太难，命题缺乏明确的标准，随意性大，往往超过课程标准的要求，这致使我国大部分学生都觉得学不好数学，事实上也给一线教师的教学带来巨大障碍。

　　争议：我国小学数学教材的内容较少，知识面较窄，应该增加一些内容。高中数学教材内容多且难，对学生数学思维和能力有好处。

　　西南大学宋乃庆教授：我国小学数学教材的内容较少，知识面较窄，可考虑适当充实和丰富一些内容。为什么说是“充实和丰富”而不是“增加”呢？因为我国小学数学教材就课程内容以及各课程内容的基本知识板块而言是完备的，和其他国家的区别或差异主要在于各基本知识点的充实和丰富程度不一致。而这往往与各国对小学数学教育的价值或目标的认识密切相关。我国现阶段小学数学教育有过于关注数学实用性的趋势，弱化了数学对学生发展的教育价值。因此，可借鉴其他国家的经验，在课程教材的设计与编写中兼顾实用性和教育性。比如：德国小学数学教材中“数字模型”“简单数列”“逆推法”“裴波那契数列”等内容强调对学生推理、建模等数学能力的培养和后续相关内容的学习，还特别重视基于算术的归纳推理。

　　我国高中数学教材的难易程度虽然处在世界中等偏前的位置，但是，就内容的深度而言，我们依然处在世界最难的行列，而内容的广度而言，我们却处在世界中低水平行列，依然有较强的“注重深度”的传统习惯，亦即，时代的发展需要我们进一步克服“不学则已，一学就要一次学精、学深”的习惯思维。我们高中数学课程形式上“给学生有足够的选择空间”，而事实上，这种“貌似选择性很大”、而多数高中数学选学的课程模块其实是“聋子的耳朵”，是个“摆设而已”。正是这种过于统一、不能满足高中生个性化需求的数学课程设计风格，极大地限制(甚至阻遏)了学生数学思维的个性化发展。

　　争议：我国小学、初中习题偏难，高中习题偏易，感觉美国教材的习题难度随着学生年龄而加大，我国的却有些与年龄不匹配。

　　北京师范大学曹一鸣教授：我国实际执行的课程未必完全按照课程标准进行，就我国高中数学而言，“仅仅掌握高中数学教材中的例题、习题，能考上‘三类本科’，那就是非常之幸运！”以美国为代表的发达国家的小学、初中生的数学学习，却相对轻松，“孩子的确能有一个美好的、令人回味的童年时光”，这既是我国传统的中小学数学设计的习惯，也是老百姓所持有的“不能让孩子输在起跑线上”的习惯思维所致。我国中小学数学学习的负担问题，既缘于我国注重基础知识、基本技能的传统，也缘于我国中小学数学课程教材设计注重结果性目标达成的习惯，更与华人注重子女教育、主张教育孩子“做听话的孩子”的习惯相关。

　　物 理 培养科学探究能力

　　争议：我国物理教材实验难度、广度为第一，可是联系实际不深入，物理实验都是小实验，只是点到为止。

　　西南大学廖伯琴教授、北京师范大学李春密教授：我国高初中物理教材的难度居中，处于中等水平；我国高初中物理教材的容量不大，处于中等水平，这应是导致我国高初中物理教材总体难度不大的主要原因；我国高初中物理教材平均深度均排在第4位，这说明我国中学物理教材虽然容量不大，但比较注重每个内容的深度，在内容选入方面原则上有“窄而深”的取向。

　　在实验难度上，各国高中物理教材从难到易的排序为：中、美、日、澳、韩、法、德、英、俄、新，结果显示中国高中物理教材的实验难度排序第1。初中物理教材实验难度的排序为：中、韩、俄、澳、法、美、德、日、英、新，中国初中物理教材的实验难度也为第1。我国高初中物理教材的实验难度最大，这表明我国中学物理教材是很重视实验内容纳入的。进一步的结果表明，实验难度大的原因主要是我国中学物理教材在实验内容的广度方面最大，排序第1，但在实验内容的平均深度方面则排序皆为第8。这说明我国中学物理教材在实验内容的纳入方面更注重容量，而每个实验内容深度比较浅。因此，我国中学物理教材在实验内容的设计方面有“广而薄”的取向。

　　因此，教材中实验内容的设计应适当深入，应有一定的操作空间，以便能促使学生真正动手，有效培养其科学探究能力。同时，教材对知识、实验、习题、拓展等内容的纳入应均衡考虑，对不同难度水平的内容纳入也应均衡考虑，教材不是应试的工具，教材内容的选入应满足学生全面发展的需要。

　　生 物 增强内容可读性

　　争议：“鸟为什么会飞，鱼为什么会游……”我们的生物学教材是不是太简单了？

　　北京师范大学刘恩山教授、华东师范大学陆建身教授：从10国初中生物学教材广度排名来看，中国位居第6。从教学内容的含量来看，如果将排名第1的德国的内容量化为100，我国初中教材的内容只有60，这个差别还是十分明显的。从内容主题上看，我国初中生物学教材在植物学内容上与排名最前的国家差别较小(100∶85)，而在进化(100∶32)和遗传学(100∶47)主题上，内容明显偏少。我国高中生物学教科书的广度值在10国中排名第7，我国和澳大利亚高中生物学教材内容覆盖的差别也刚好是60到100的差别，教材容量显著不同。与其他国家在内容主题覆盖上的差别主要表现为进化、生殖、植物学和遗传学等内容，这些主题的内容明显少于排名在前的国家。

　　我国初中生物学教材深度排名第8，初中教材在生命系统组成、植物学、进化、生殖和生态学这5个主题内容上都低于10个国家的深度均值。我国高中生物学教材深度值在10国中居于第5位，处于一个较为适中的水平。排名前4的国家是德国、韩国、美国和日本，这些国家高中生物学教材中包含了更多的要求较高的概念和内容，甚至有一些适合在大学基础课中学习的内容。高深的教学内容进入教材，为有能力学生的学习提供了发展的空间。

　　20世纪90年代末，北京有十几所学校试用了美国高中生物学教材，从翻译人员到所在学校的生物学教师都一致认为，该教材明显比我国当时教材更深、更广。教材国际比较这个研究给我们的启示，既包括对我国课程教材认识和水平判定的问题，又涉及学生学习和课程资源研发的问题。它至少对我们有以下启示：除了教学内容要求的广度和深度外，影响教材难度的因素还涉及课文的可读性、插图的有效性、内容结构的编排及针对特有年龄学生的认知困境等。如果教材中的这些因素的积极贡献得以充分展现，可以大大化解学生学习时的实际困难；我国需要加大在课程和教材研究上的投入，促进将学习科学和生物学教育研究结果向良好教育产品(如教材)的转化。

　　地 理 改变知识量多应用性差

　　争议：我国的中学地理教材不难，但是，我国中学地理教材好不好呢？

　　北京师范大学王民教授、华东师范大学段玉山教授：地球与地图部分，我国更注重学科系统，而其他国家则强调应用。在水系内容部分，国外较多国家对水系治理、水文原理讲解更详细，实践(调查、考察)要求较多。在陆地(含板块、地质、地貌、地形、岩石)部分，其他国家更重视岩石、地貌的深入介绍，我国对地形、板块介绍较详细。在气候部分，我国知识量偏多，实用性较差，英、美、德、法强调应用性。在自然资源部分，俄、澳、韩等国难度较大，我国初中教材对资源问题的深入分析比较薄弱，日、法遥感等地理信息技术应用较广泛。在生态环境部分，我国教材难度在于知识广度大，其他国家则在应用性方面。再从高中地理教科书研究选择的8个知识主题(行星地球、地球运动、地球圈层结构、大气圈、水圈、岩石圈、自然地理环境、人口)看，我国教科书中的“地球运动”主题总难度最大，显著高于国际平均水平，10国中只有3个国家的教科书中有该主题的内容，其中只有我国进行了系统的讲解；“地球圈层结构”“人口”主题也较难，其他主题的排名居中，接近国际平均水平。从内容广度而言，中国的数值排名接近国际平均值，只有“地球运动”和“人口”内容广度较大。在内容深度上，我国教科书的数值较大，排名靠前，“水圈”和“大气圈”主题排名各国第1。大气圈是我国高中地理教科书的经典核心内容，所涉及的知识点是8个知识主题中最多的，使用的篇幅和教学时间也是最多的，如“三圈环流”“热力环流”“海陆热力差异”等知识的深度较深。

　　我国中学地理教材的总难度是中等水平，各个主题却是有难有易。选择哪些知识主题，不仅要考虑地理科学体系，也要联系中国的地理国情，增加如水系、自然资源、自然灾害、生态环境等方面的知识。地理学科是一个紧密结合实际的学科，我国中学地理教科书在这方面普遍不足，应用性较差，值得我们认真关注。

　　化 学 合理匹配教材深广度

　　争议：法国习题提问“谁能生产出世界上第一台绿色电脑？”澳大利亚习题提问“铁是世界上最有价值的元素，你怎么看？”而我们的习题则缺少这类开放性的提问。缺少趣味性和开放性的问题也同样出现在化学实验中。

　　华东师范大学王祖浩教授、陕西师范大学周青教授：法国初中教材习题栏目多样，功能丰富。有一类学科交叉融合题，涉及科学新闻(如超导材料的性能)、卫生健康(如浴室装潢构造、面积、密度)等。我国化学教材现有习题数目合适，难度中等。但为对付考试，多年来形成了“大容量、高强度”的训练模式，习题围绕知识展开，答案固定，学生在有限时间内需进行大量测试以提高成绩。虽然我国教材也有少量的开放性题目，如撰写小论文、开展调查研究等，但在实践中多被忽视。

　　新的化学教材愈来愈重视实验的趣味化、开放性，但问题仍然明显，如低水平实验所占比重较大(超过1/3)，实验的探究性(探究深度列第7位)和开放性水平不高等。国外化学教材可供借鉴的有：各种类型实验丰富(如德国初中化学的实验数量超过110个)；切实发挥实验的探究作用，如美国初中化学教材中的“Explore Activity”(探究实验)，提供课题和简单的步骤(不提供现象及解释)，要求学生动手和观察，解决有关的问题；强化实验的趣味性和开放性，如美国初中化学教材设置“Mini Lab—Try at home”(家庭小实验)和“Design your own Experiment”(自行设计实验)栏目。

　　化学教材的优化可从以下几方面入手：精选化学内容，突出核心知识，适当降低教材的内容广度；对抽象的化学理论知识或复杂的定量计算知识，应降低水平或分解难点；根据学生发展需要，适当提高有机化学知识的深度；教材实验的类型和数量进一步丰富，发挥实验探究知识、启迪思维的功能；适当增加化学教材习题数量，体现习题的层次性、综合性、开放性和人文性，强化解决实际问题的能力；内容呈现生动、有趣，增强可读性，符合学生的认知习惯。

　　科 学 系统设计教材

　　争议：我国科学教材小学是小学，中学是中学，缺乏系统、整体的设计，这是否对学生的学习造成了困扰，会增加重复学习带来的厌烦性学习负担？

　　陕西师范大学胡卫平教授、华中师范大学崔鸿教授：从科学课程标准的制订来讲，中小学课标专家团队各自独立，课程标准缺乏一体化设计；从教学内容的选择和教学目标的设计来讲，小学忽视陈述性知识，但中学需要加强程序性知识，缺少利用核心概念和概念进阶的思想对中小学科学教学内容和目标层级的整体设计，缺乏对能力培养和态度形成的系统安排。建议重视跨学科的基础原理，加强工程、技术和社会的相关内容，考虑科学与数学、技术等相关知识之间的联系，系统设计中小学科学课程标准和编写科学教材，注重引导学生形成对自然和科学的整体认识。

　　与其他国家相比，我国中小学科学教材的设计缺乏层次性和递进性，这无疑会导致每个知识点的学习难度加大；对最新的科学成果的介绍不够，对科学本质的认识不足；教材趣味性缺乏，指导性不强，不利于激发学生的学习兴趣。建议我国科学教材修订和编写中，吸收最新的学习心理、学习科学和科学教育的研究成果，体现学习进阶和科学本质，按照不同年级学生的认知特点和知识基础，螺旋式设计知识目标、能力目标、态度目标及其教学；增加实物图、示意图、模型图、概念图、图表、曲线等形象、直观、生动的素材，以及类比、模拟等方法，增强科学教材的趣味性，激发学生的学习兴趣。

　　虽然我国的科学教材强调探究能力，但学而不思、行而不知或者知而不行的现象比较严重。建议改变教材探究活动的编写过于简单化、粗略化、表面化的问题，激发学生的内在学习动机，推动学生的积极思维，培养学生的学习能力，做到学思结合、知行统一，促进学生思维能力和创新素质的发展。

　　教师教学中，不仅需要教材，更需要丰富的、与教材配套的资源作为支撑，相比其他国家，我国小学科学教材缺少相关的网站链接和对应的课后资源。建议教材修订和编写中增加网站链接、图表链接、电子杂志、课外阅读等丰富的、选择性和支持性强的配套文本与电子资源，有效支撑学生的科学学习。(张晓娇)