龔偉+傅權(quán)嵚

摘要：美國初中科學(xué)教科書《科學(xué)探索者：化學(xué)反應(yīng)》的習(xí)題具有欄目設(shè)置多樣、模擬真實(shí)情境、深化概念理解、關(guān)注方法學(xué)習(xí)、注重能力提升等特點(diǎn)，啟示我國科學(xué)教科書在選編習(xí)題時(shí)應(yīng)賦予習(xí)題更多的功能：立足概念學(xué)習(xí)、促進(jìn)教材理解、體驗(yàn)真實(shí)問題，全面提升學(xué)生的學(xué)科能力。

關(guān)鍵詞：科學(xué)探索者；習(xí)題特色；化學(xué)反應(yīng)；教材研究

文章編號(hào)：1005–6629（2017）2–0021–06 中圖分類號(hào)：G633.8 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

1 研究緣起

習(xí)題作為教科書的重要組成部分，既是學(xué)習(xí)者理解教科書、有效學(xué)習(xí)的輔助工具，也是評(píng)估學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)目標(biāo)達(dá)成度的重要載體。近年來，隨著我國基礎(chǔ)教育新課程改革的深化實(shí)施，化學(xué)教科書從設(shè)計(jì)理念到內(nèi)容選擇、組織與呈現(xiàn)都有了顯著改進(jìn)，但尚存在不少問題，因而國內(nèi)外化學(xué)教科書習(xí)題的比較研究仍然值得關(guān)注。

本研究以美國初中主流理科教科書《科學(xué)探索者》（Science Explorer）為研究對(duì)象，重點(diǎn)從習(xí)題的欄目設(shè)置、情境選擇、關(guān)注重點(diǎn)以及考查功能等角度剖析《化學(xué)反應(yīng)》一冊(cè)的習(xí)題特色，以期能夠探析教材編寫者的編寫意圖，進(jìn)而分析其課程觀、教材觀、教學(xué)觀，以期為我國初中化學(xué)教科書編寫以及教學(xué)實(shí)踐提供參考。

2 《科學(xué)探索者》習(xí)題體系特色探析

《科學(xué)探索者》（Science Explorer）是由帕迪利亞（M. J. Padilla）主持編寫、經(jīng)培生教育集團(tuán)（Prentice Hall）出版的5～8年級(jí)的主流理科系列教科書?！痘瘜W(xué)反應(yīng)》是17本單冊(cè)中的一冊(cè)，該冊(cè)由四個(gè)章節(jié)組成：原子和化學(xué)鍵，化學(xué)反應(yīng)，酸、堿和溶液，碳化學(xué)。對(duì)《化學(xué)反應(yīng)》一冊(cè)的課后習(xí)題進(jìn)行深入分析，發(fā)現(xiàn)其習(xí)題編寫有以下特色：

2.1 借助欄目設(shè)置，突出習(xí)題功能

《義務(wù)教育化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》（2011版）中對(duì)教科書的整體編寫提出了具體要求：采用生動(dòng)多樣的呈現(xiàn)方式，發(fā)揮教材的多樣教育功能[1]?！犊茖W(xué)探索者》課后習(xí)題欄目豐富，每一個(gè)欄目承擔(dān)著不同的教學(xué)功能，更好地為學(xué)習(xí)者“理解教材、探究學(xué)習(xí)”服務(wù)，較好地體現(xiàn)了學(xué)習(xí)活動(dòng)的規(guī)劃和指導(dǎo)。

表1列出了《科學(xué)探索者》課后習(xí)題系統(tǒng)的欄目設(shè)置，每個(gè)章節(jié)的習(xí)題系統(tǒng)由四個(gè)部分組成：“節(jié)末評(píng)估”用于學(xué)習(xí)者對(duì)本節(jié)內(nèi)容進(jìn)行小結(jié)，既包括“復(fù)習(xí)主要概念”欄目，大約聚焦于2～3個(gè)主要概念，用于輔助學(xué)習(xí)者進(jìn)行內(nèi)容復(fù)習(xí)，又根據(jù)具體內(nèi)容配有“科學(xué)寫作”、“家庭活動(dòng)”或“技能實(shí)驗(yàn)室”來支持學(xué)習(xí)者開展課外活動(dòng)，進(jìn)一步加深學(xué)生對(duì)主要概念的理解；“學(xué)習(xí)指導(dǎo)”以“節(jié)”為單位，列出每一節(jié)的主要概念及主要術(shù)語，有助于學(xué)習(xí)者構(gòu)建起全章的概念體系；“復(fù)習(xí)與評(píng)估”環(huán)節(jié)包括“組織信息”、“復(fù)習(xí)主要術(shù)語”、“檢測(cè)概念”、“批判性思考”、“應(yīng)用技能”等欄目，并通過“表格”、“選擇”、“判斷”、“問答”等形式引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行系統(tǒng)復(fù)習(xí)，每一章節(jié)的復(fù)習(xí)評(píng)估題量在25題左右；“標(biāo)準(zhǔn)化測(cè)試卷”題量雖然不多，但旨在給學(xué)習(xí)者提供一個(gè)模擬的測(cè)試環(huán)境，檢測(cè)其認(rèn)知水平發(fā)展?fàn)顩r，以便很好地反饋教學(xué)。

進(jìn)一步比較發(fā)現(xiàn)，國內(nèi)初中化學(xué)教科書已經(jīng)在借鑒國外教科書的處理方式，如滬教版初中化學(xué)在每章章末均設(shè)置了“歸納與整理”欄目[2]，供學(xué)習(xí)者復(fù)習(xí)所用，具有一定的指導(dǎo)意義。而《科學(xué)探索者》章末的“學(xué)習(xí)指導(dǎo)”更具特色，借鑒了“核心概念”的研究成果，不僅列舉主要概念，而且用一句完整的陳述句來表達(dá)化學(xué)概念[3]。這樣的表達(dá)，一方面更易于明確需要學(xué)習(xí)者理解和掌握概念的主要內(nèi)容及其學(xué)習(xí)價(jià)值，也更易于建立概念間的聯(lián)系；另一方面也有助于學(xué)習(xí)者“不再停留在記住幾個(gè)術(shù)語的表面”，而是促進(jìn)概念的理解深入到“內(nèi)核”。

2.2 重視情境設(shè)計(jì)，突出應(yīng)用價(jià)值

化學(xué)教育的本質(zhì)在于讓學(xué)習(xí)者洞悉化學(xué)學(xué)科的內(nèi)在屬性與本質(zhì)規(guī)律，從化學(xué)的視角去觀察、分析和處理事件，讓學(xué)習(xí)者在學(xué)習(xí)化學(xué)知識(shí)、技能之后能應(yīng)用到日常生活中與化學(xué)有關(guān)的問題上，真正成為其科學(xué)素養(yǎng)的一部分[4]。因此，“在生活中學(xué)習(xí)化學(xué)”成為了現(xiàn)代化學(xué)教育的基本理念，《科學(xué)探索者》習(xí)題正是秉承這一理念，讓學(xué)習(xí)者在解決化學(xué)習(xí)題的同時(shí)體會(huì)感受到真實(shí)存在與實(shí)際應(yīng)用，從而體會(huì)到化學(xué)對(duì)人類的生存與發(fā)展所起到的巨大作用。

《科學(xué)探索者》一般在學(xué)習(xí)者充分理解基本概念與掌握基本技能之后設(shè)置情境化問題，著眼于學(xué)習(xí)者是否能夠在相對(duì)真實(shí)的情境下識(shí)別與分析所要解決的問題，進(jìn)而提出合理的解決方案，最終順利地解決化學(xué)問題。一般在“科學(xué)寫作”、“家庭活動(dòng)”或“技能實(shí)驗(yàn)室”以及章末“標(biāo)準(zhǔn)化測(cè)試卷”中模擬真實(shí)的情境，每章大約10個(gè)左右習(xí)題屬于情境化習(xí)題。如“共價(jià)鍵”一節(jié)中的“家庭活動(dòng)”欄目要求學(xué)習(xí)者利用洗滌劑或肥皂向家人展示除垢效果，并解釋具體原因；“碳化合物”一節(jié)的“技能實(shí)驗(yàn)室”欄目要求學(xué)習(xí)者利用牙簽和橡皮糖來模擬碳原子的鏈接；“酸、堿和溶液”一章的“本章課題”要求學(xué)習(xí)者自制指示劑并思考如何選擇材料。對(duì)比國內(nèi)化學(xué)情境化習(xí)題可以發(fā)現(xiàn)，《科學(xué)探索者》中的情境化習(xí)題綜合評(píng)估學(xué)習(xí)者的概念理解、技能掌握、方案設(shè)計(jì)等方面的能力，要求更高，也更有利于學(xué)習(xí)者發(fā)展自身的學(xué)科能力。

2.3 深化概念理解，建構(gòu)內(nèi)容體系

化學(xué)是在原子、分子水平上研究物質(zhì)的組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)及其應(yīng)用的一門基礎(chǔ)自然科學(xué)，其特征是研究物質(zhì)和創(chuàng)造物質(zhì)。概念在化學(xué)的發(fā)展歷程中起到了舉足輕重的功能，可以幫助人們將現(xiàn)實(shí)世界中紛繁復(fù)雜的現(xiàn)象、事物加以抽象、概括以及分類并建立起相互間的廣泛聯(lián)系，最終形成對(duì)世界整體化、結(jié)構(gòu)化的認(rèn)識(shí)，即幫助人們將其認(rèn)識(shí)從簡(jiǎn)單的知覺水平提升到思維水平，這樣可以更加全面地認(rèn)識(shí)世界。因此，《科學(xué)探索者》的習(xí)題十分注重檢測(cè)學(xué)習(xí)者概念的理解深度，圖1是其習(xí)題設(shè)計(jì)思路。從整體上看，上文所述的眾多欄目設(shè)置其實(shí)是在統(tǒng)一的框架下設(shè)計(jì)的。

宏觀層次上，教科書的習(xí)題系統(tǒng)先是節(jié)末初步評(píng)估學(xué)習(xí)者的概念理解，重在引導(dǎo)學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)；其次是章末學(xué)習(xí)指導(dǎo)對(duì)本章主要概念進(jìn)行概括，供學(xué)習(xí)者總結(jié)參考；再次是復(fù)習(xí)與評(píng)估通過“比較與分析”的視角讓學(xué)習(xí)者進(jìn)一步深化概念的理解；最后是標(biāo)準(zhǔn)化測(cè)試綜合檢測(cè)學(xué)習(xí)者概念發(fā)展水平。而這些欄目均圍繞本章的核心思想而設(shè)置的，從整體上為學(xué)習(xí)者提供一個(gè)完整的認(rèn)知框架。

中觀層次上，以“節(jié)末評(píng)估”為例來說明。不同章節(jié)的“節(jié)末評(píng)估”有著不同的設(shè)計(jì)，但起始環(huán)節(jié)均是“復(fù)習(xí)主要概念”，在于支持學(xué)習(xí)者復(fù)習(xí)初學(xué)概念；后續(xù)環(huán)節(jié)要求學(xué)習(xí)者收集材料進(jìn)行科學(xué)寫作或相關(guān)實(shí)驗(yàn)。如“元素和原子”這一節(jié)的“復(fù)習(xí)主要概念”從微觀層次上評(píng)估學(xué)習(xí)者對(duì)原子、元素以及原子模型的認(rèn)識(shí)；“科學(xué)寫作”要求學(xué)習(xí)者以湯姆生的名義給另外一名科學(xué)家寫信解釋為什么原子必須包括正電荷與負(fù)電荷以及為什么會(huì)提出這種原子模型。這種“先基礎(chǔ)、后綜合”的學(xué)習(xí)要求，符合學(xué)生的認(rèn)知順序，有助于學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)層次的提高。

從微觀層次上看，各欄目設(shè)計(jì)的最大特點(diǎn)就是逐步加大學(xué)習(xí)任務(wù)的難度。如“復(fù)習(xí)主要概念”針對(duì)“價(jià)電子”的學(xué)習(xí)對(duì)學(xué)習(xí)者提出如下的學(xué)習(xí)要求：“定義（什么是價(jià)電子？）→復(fù)習(xí)（價(jià)電子在元素結(jié)合形成化合物的過程中起著什么作用？）→比較和比對(duì)（當(dāng)氧元素與其他元素形成化合物時(shí)，氧原子是變得更加穩(wěn)定，還是變得更加活潑？）”。這樣的設(shè)計(jì)遵循了“最近發(fā)展區(qū)”理論的要求，讓學(xué)習(xí)者親身經(jīng)歷像科學(xué)家一樣的思維過程，不斷完善自身的概念發(fā)展水平。

2.4 關(guān)注方法學(xué)習(xí)，提供學(xué)習(xí)指導(dǎo)

“學(xué)科結(jié)構(gòu)”（structure of the disciplines）是“一門學(xué)科特定的一般概念、一般原理所構(gòu)成的體系”與“該門學(xué)科特定的探究方法與探究態(tài)度”兩者的有機(jī)統(tǒng)一。當(dāng)課程按照學(xué)科結(jié)構(gòu)的要求組織的時(shí)候，就能使課程站在知識(shí)的最前沿，學(xué)習(xí)者也能夠像科學(xué)家一樣從事發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)、探究學(xué)習(xí)[5]。作為啟蒙教材的《科學(xué)探索者》，不僅重視學(xué)習(xí)者理解科學(xué)概念本身，更對(duì)學(xué)習(xí)者如何學(xué)習(xí)化學(xué)、如何解答習(xí)題給予了十分具體的指導(dǎo)與支持。在整個(gè)習(xí)題體系中，相同欄目的習(xí)題一般具有相同的學(xué)習(xí)要求。為此，《科學(xué)探索者》在附錄部分詳細(xì)列舉了相應(yīng)的技能要求：運(yùn)用已有知識(shí)、提出問題、預(yù)覽直觀教具、列提綱、確認(rèn)主要思想、比較與比對(duì)、確定正面證據(jù)、排序、構(gòu)建因果關(guān)系、概念圖，并簡(jiǎn)要地進(jìn)行解釋以幫助學(xué)習(xí)者正確理解和解答習(xí)題。

以“酸、堿和溶液”一章為例（圖2），這一章包括五節(jié)內(nèi)容，每一節(jié)的習(xí)題設(shè)置均提出了不同的閱讀技能要求。其中，“描述酸和堿”這一節(jié)的閱讀技能要求是“提出問題”，習(xí)題中通過若干具體小問題一方面引導(dǎo)學(xué)習(xí)者完成相應(yīng)的技能要求，另一方面強(qiáng)化學(xué)習(xí)者的概念理解，以完成相應(yīng)的學(xué)習(xí)目標(biāo)。這種將方法學(xué)習(xí)要求顯性化的做法，不僅深化了學(xué)習(xí)者的概念理解，更使得學(xué)習(xí)者“走在‘適當(dāng)?shù)挠?xùn)練遷移的大道上”。

此外，《科學(xué)探索者》不僅對(duì)習(xí)題中出現(xiàn)的各種技能要求作出說明，而且在“標(biāo)準(zhǔn)化測(cè)試卷”的試題前設(shè)置了“測(cè)試小貼士”，為學(xué)習(xí)者解答相關(guān)問題提供了具體范例指導(dǎo)，以便答題時(shí)有章可循。

2.5 注重能力提升，追求全面發(fā)展

2010年頒布的《國家中長(zhǎng)期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要（2010～2020年）》[6]以“堅(jiān)持能力為重”作為當(dāng)前基礎(chǔ)教育的重要指導(dǎo)思想。科學(xué)教育必須為學(xué)習(xí)者未來發(fā)展必需的多種能力作準(zhǔn)備，在這準(zhǔn)備過程中“習(xí)題”也必須發(fā)揮其不可或缺的作用。對(duì)《科學(xué)探索者》中的習(xí)題體系中的能力要素進(jìn)行梳理發(fā)現(xiàn)，大體在兩個(gè)方面關(guān)注學(xué)習(xí)者的能力提升：

第一種設(shè)計(jì)思路與美國《國家科學(xué)教育標(biāo)準(zhǔn)》[7]相似，依據(jù)科學(xué)家在認(rèn)知過程中所運(yùn)用的知識(shí)、方法、過程將能力進(jìn)行分解，著眼于學(xué)習(xí)者的整體“科學(xué)探究能力”，讓學(xué)習(xí)者親身經(jīng)歷科學(xué)探究的全過程。如“技能實(shí)驗(yàn)室”欄目提供具體的問題情境，激勵(lì)學(xué)習(xí)者像科學(xué)家一樣思考和探究問題，在科學(xué)探究的各環(huán)節(jié)按科學(xué)探究總目標(biāo)進(jìn)行細(xì)化，并在探究完成后提出進(jìn)一步探索的課題。表2展示了“揭示離子的性質(zhì)”對(duì)學(xué)習(xí)者的科學(xué)探究能力要求。

第二種設(shè)計(jì)思路是根據(jù)具體學(xué)習(xí)內(nèi)容的內(nèi)在特點(diǎn)及特殊要求來設(shè)計(jì)習(xí)題，不同學(xué)習(xí)內(nèi)容對(duì)能力的要求有所不同，但類似于指向培養(yǎng)未來公民的總的能力要求[8]，如表3列出不同章節(jié)“復(fù)習(xí)與評(píng)估”部分中“批判性思考”欄目的能力要求，它們具有一定的共同之處，這種做法有助于學(xué)習(xí)者基于共同能力去解決不同問題。

3 對(duì)我國化學(xué)教材習(xí)題編寫的啟示

習(xí)題的功能不僅在于鞏固與強(qiáng)化，更可以促進(jìn)學(xué)生繼續(xù)學(xué)習(xí)，依據(jù)對(duì)《科學(xué)探索者》習(xí)題體系特色的分析，以及借鑒相關(guān)學(xué)習(xí)理論研究成果，對(duì)我國化學(xué)教材習(xí)題編寫提出如下建議：

3.1 習(xí)題編寫理念需堅(jiān)持“整體學(xué)習(xí)”思想

自從20世紀(jì)80年代以來，“整體學(xué)習(xí)（Holistic Learning）”成為了課程與教學(xué)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)?！罢w學(xué)習(xí)”基于相互關(guān)聯(lián)和整體性的原則，把學(xué)習(xí)者看作是身體、心理、情感和精神相統(tǒng)一的完整的人，是一種通過不同形式的共同體尋求學(xué)科之間、學(xué)習(xí)者之間關(guān)聯(lián)的教與學(xué)的方式[9]。《科學(xué)探索者》習(xí)題正是基于“整體學(xué)習(xí)”的思想來進(jìn)行設(shè)計(jì)的，也給予我們相應(yīng)的啟示：宏觀層面上，習(xí)題可將知識(shí)理解、能力提升以及情感體驗(yàn)融為一體，讓學(xué)習(xí)者在解決化學(xué)習(xí)題過程中憑借自身能力來綜合運(yùn)用已學(xué)知識(shí)，并感知化學(xué)知識(shí)的價(jià)值與意義；中觀層次上，應(yīng)將習(xí)題的評(píng)估功能（如深化概念理解）分解——節(jié)末習(xí)題主要承擔(dān)概念理解功能，章末習(xí)題主要承擔(dān)知識(shí)框架構(gòu)建功能，標(biāo)準(zhǔn)化測(cè)試則承擔(dān)能力提高的功能；微觀層次上，習(xí)題所評(píng)估的核心概念及基本技能的掌握需考慮學(xué)習(xí)者的認(rèn)知順序，逐步加大難度。

3.2 習(xí)題選擇內(nèi)容需著眼于學(xué)習(xí)者概念理解

化學(xué)屬于科學(xué)的一個(gè)分支，與人們的日常生產(chǎn)、生活密切聯(lián)系，涉及了大量的化學(xué)概念?，F(xiàn)代公民要學(xué)習(xí)和了解這些化學(xué)概念及其系統(tǒng)，才能對(duì)世界有更清晰、更深刻的理解，才能促進(jìn)對(duì)科學(xué)本質(zhì)的理解、解決有關(guān)化學(xué)的現(xiàn)實(shí)問題，最終與自然界和諧共處。因此，化學(xué)課程的習(xí)題內(nèi)容選擇，應(yīng)以基本概念為起點(diǎn)，模擬真實(shí)的生活情境，重點(diǎn)評(píng)估學(xué)習(xí)者的概念理解水平。同時(shí)，節(jié)末、章末以及具體的每一道練習(xí)題必須考慮到“學(xué)習(xí)者概念學(xué)習(xí)往往被分解成漸進(jìn)發(fā)展的幾步”，形成不同層次的習(xí)題鏈，逐步來評(píng)估學(xué)習(xí)者的概念發(fā)展水平，而不是僅僅做到不重復(fù)。此外，《科學(xué)探索者》章末“學(xué)習(xí)指導(dǎo)”欄目進(jìn)一步啟示我們：減少支離破碎的、條目式的羅列，基于整合的觀點(diǎn)、用生動(dòng)而恰當(dāng)?shù)恼Z句向?qū)W習(xí)者呈現(xiàn)化學(xué)核心概念，幫助學(xué)習(xí)者建立一個(gè)完整的概念理解框架。

3.3 習(xí)題評(píng)估功能需突出學(xué)習(xí)者的能力提升

習(xí)題評(píng)估以概念理解為起點(diǎn)的，同時(shí)也要考慮其整體功能，最終也是最重要的是評(píng)估學(xué)習(xí)者的學(xué)科能力，這就需要教科書編寫者在編制習(xí)題時(shí)考慮到習(xí)題的形式、情境以及問題設(shè)計(jì)均為學(xué)科能力提升而服務(wù)的（圖3）。內(nèi)容豐富、靈活多變的形式的不同習(xí)題要求學(xué)習(xí)者掌握不同的解題思路與方法，可以很好地評(píng)估學(xué)習(xí)者各種必備的基本概念與技能，如增加實(shí)驗(yàn)題既可以強(qiáng)化學(xué)習(xí)者的實(shí)驗(yàn)思維與動(dòng)手操作能力，也增進(jìn)他們對(duì)科學(xué)探究過程的認(rèn)識(shí)，并激發(fā)他們積極探究的興趣。有的放矢地設(shè)置真實(shí)情境，不僅僅是要求學(xué)習(xí)者在解決問題過程中情感態(tài)度價(jià)值觀方面有所發(fā)展，更重要的是要求學(xué)習(xí)者利用化學(xué)知識(shí)與信息加工策略將復(fù)雜的問題簡(jiǎn)化成“已知條件+未知空間”的形式，這就鍛煉了學(xué)習(xí)者作為一個(gè)現(xiàn)代人的基本信息素養(yǎng)。待學(xué)習(xí)者對(duì)化學(xué)問題有了正確的表征之后，就需要他們動(dòng)用自己的已有認(rèn)知結(jié)構(gòu)對(duì)問題的解決方法和程序進(jìn)行思考并付諸行動(dòng)，必要時(shí)還需運(yùn)用元認(rèn)知策略，最終有效解決化學(xué)習(xí)題，學(xué)習(xí)者的知識(shí)結(jié)構(gòu)得到完善，學(xué)科能力也得到了充分的提升。

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