基于解釋結(jié)構(gòu)模型的高中地理各版本教材比較分析

高立洋

摘 要：隨著各版本高中地理新教材投入使用，對不同教材進行比較分析，可以發(fā)現(xiàn)各版本教材的優(yōu)點，對優(yōu)化教學(xué)很有價值。本文運用解釋結(jié)構(gòu)模型法對高中地理不同版本教材的相同內(nèi)容——“地球所處的宇宙環(huán)境”進行比較，具體分析不同教材在知識要素選取，起始要素、結(jié)點要素與要素之間形成關(guān)系異同及原因，有助于建構(gòu)清晰的知識結(jié)構(gòu)體系。同時，提出教學(xué)設(shè)計要對教材進行知識梳理，并從不同知識要素選取以及要素間形成某種邏輯關(guān)系的角度進行教學(xué)優(yōu)化。

關(guān)鍵詞：解釋結(jié)構(gòu)模型;知識要素;教材比較

教材是知識的載體，對教學(xué)有重要的指導(dǎo)作用，是教師開展教學(xué)活動的重要依據(jù)。隨著新課改的不斷深化，不同版本高中地理新教材陸續(xù)面世，雖然依據(jù)相同課程標準進行編寫，但是不同的教材在核心知識選取、知識邏輯設(shè)計等方面都有一定差異，差異化的教材設(shè)計是教材編寫者不同教材觀的體現(xiàn)。對教材的比較研究可以加深教師對學(xué)科知識與教育理念的理解，有助于教師更好地理解教材與利用教材[1]。

教材比較研究的方法有很多，解釋結(jié)構(gòu)模型法（ISM）在客觀比較不同教材同一內(nèi)容的知識編排、教材編寫特色方面有著獨特的價值，是地理教材比較研究的新視角。魏伊[2]應(yīng)用解釋結(jié)構(gòu)模型法對我國不同時期的高中地理教材結(jié)構(gòu)進行比較研究，從核心知識要素、起始要素、結(jié)點要素和要素之間的形成關(guān)系四個方面，結(jié)合課標對教材的縱向變化進行研究分析。龐緒[3]以人教版和牛津版“森林資源”為例運用ISM 法比較和總結(jié)它們的異同與特點，并提出反映“整體性”思想、貼近“地理認知過程”、體現(xiàn)“人地關(guān)系”等地理教材知識要素編寫建議。趙若琳[4]以“地球上的大氣”為例應(yīng)用ISM法對比中美兩國地理教材發(fā)現(xiàn)，兩版教材在知識要素的選擇、起始要素與結(jié)點要素的安排、要素間關(guān)系的排列方面存在的異同，對我國教材編制提出了建議。由此可見，解釋結(jié)構(gòu)模型法在中學(xué)地理教材比較研究中已經(jīng)有較多的應(yīng)用，但比較多的文章是應(yīng)用此方法對教材的編寫提出建議，雖然對一線教學(xué)的指導(dǎo)有所涉及，但是還不夠豐富。

本文應(yīng)用解釋結(jié)構(gòu)模型法，對2019年投入使用的四版本高中地理教材相同的內(nèi)容進行比較研究，客觀、量化分析知識要素的質(zhì)與量，起始要素、結(jié)點要素與要素間關(guān)系的異同，從而提出優(yōu)化教學(xué)的建議。

一、解釋結(jié)構(gòu)模型法

解釋結(jié)構(gòu)模型法（Interpretive Structural Modeling Method）簡稱為ISM法，最早由美國的沃菲爾德教授提出，是一種用于社會學(xué)研究的方法，可以用于分析社會系統(tǒng)中復(fù)雜元素之間的關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)，佐藤隆博證實解釋結(jié)構(gòu)模型可用于目標分析和教材開發(fā)。該模型在教材分析中有機地結(jié)合了主觀認識、實踐經(jīng)驗與科學(xué)系統(tǒng)方法，梳理教材中知識要素的邏輯關(guān)系，通過可視化的層級有向圖將教材的內(nèi)容結(jié)構(gòu)化和程序化。該模式的操作步驟如圖1所示。

二、ISM下不同教材中“地球所處的宇宙環(huán)境”知識梳理

本文選擇《普通高中地理課程標準》中必修一的內(nèi)容要求“1.1 運用資料，描述地球所處的宇宙環(huán)境，說明太陽對地球的影響?！保ㄒ韵潞喎Q“地理1.1”）所對應(yīng)不同版本教材的章節(jié)進行比較，對人教版、中圖版、湘教版、魯教版四個版本的教材（表1）運用解釋結(jié)構(gòu)模型法進行分析。

首先按照各要素在教材中出現(xiàn)的先后順序，抽取四版本教材的知識要素，分別編碼排序為S1、S2……S44，四版本教材相同內(nèi)容下的知識要素見表2。然后，根據(jù)各知識要素的形成關(guān)系建立鄰接矩陣并推導(dǎo)可達矩陣，制作層級有向圖（圖2）。

三、結(jié)果分析與教學(xué)思考

1. 知識要素異同

從知識要素的提取來看，雖然不同教材對該課標內(nèi)容的編排有較多差異，但是在核心知識內(nèi)容的選取方面則較為一致。從表3可以發(fā)現(xiàn)，四版本教材知識要素的選取較為統(tǒng)一，平均約38個，總共出現(xiàn)了61個不同的知識要素，其中接近一半的知識要素在至少三本教材中重復(fù)出現(xiàn)，高頻出現(xiàn)的是核心知識要素，教師在教學(xué)過程中要作為重點內(nèi)容進行落實。從知識要素出現(xiàn)的順序來看，不同版本教材都是從地球所處的宇宙環(huán)境開始，從整體逐步聚焦到太陽系，然后再具體介紹太陽對地球的影響，所以核心知識要素的選取和編排符合課程標準的要求。

同時有約1/3的知識要素在各版本教材中是獨立出現(xiàn)的，這些差異主要來自教材編寫者不同的教材編寫觀。如在概括介紹了“天體系統(tǒng)”與具體介紹了“太陽系”的同時，中圖版教材中又出現(xiàn)了“恒星系統(tǒng)”的知識內(nèi)容，介紹對已發(fā)現(xiàn)的天體系統(tǒng)的層級劃分，對同一知識內(nèi)容從不同角度差異化介紹，體現(xiàn)了教材編寫者嚴謹?shù)膶W(xué)科邏輯觀。湘教版中出現(xiàn)的“太陽常數(shù)”看似和本課關(guān)系不大，卻是幫助學(xué)生量化了解太陽對地球影響的依據(jù)，并且該內(nèi)容通過活動的形式呈現(xiàn)給學(xué)生，是教材編寫遵循學(xué)生認知邏輯的體現(xiàn)。

不同版本教材不僅在知識要素的數(shù)量上有差異，在知識要素的呈現(xiàn)方式上也有不同。比如對于“可觀測宇宙”這一知識要素，除了文字介紹以外，魯教版在天體系統(tǒng)示意圖中進行了標注說明，中圖版利用示意圖與框架圖結(jié)合的形式介紹最為詳細，而湘教版則結(jié)合光年設(shè)計了計算半徑的活動，豐富了教學(xué)的參與性。對于“太陽輻射”這一知識要素，多版本教材從知識角度具體介紹太陽輻射的數(shù)量特點、分布特征與形成和影響等內(nèi)容，人教版則結(jié)合太陽能發(fā)電的生活應(yīng)用進行編排，與生活相結(jié)合更能調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性。

2. 起始要素與結(jié)點要素的異同

在層級有向圖中，只有箭頭指出，沒有箭頭指入的要素是起始要素，起始要素是教材內(nèi)容的起點，是其他內(nèi)容展開的基礎(chǔ)。中圖版與魯教版都選擇了整體的“宇宙”作為起始要素，體現(xiàn)了起始要素的基礎(chǔ)性，接著順勢介紹宇宙中的“天體”，符合學(xué)科的知識邏輯。湘教版從人類感性認識的“銀河”與神話故事開始，然后介紹現(xiàn)代科學(xué)理性認識的宇宙，符合學(xué)生的認知規(guī)律。人教版的起始要素是學(xué)生可以具體感知的“天體”，但是缺少了“宇宙”這一時空概念的介紹，不利于形成完整的時空宇宙觀，因此，教師在實際教學(xué)中可以選擇補充這一內(nèi)容。

在層級有向圖中，沒有箭頭指出，只有箭頭指入的要素是結(jié)點要素。從數(shù)量上來看，雖然各版教材的知識要素都比較豐富，但是眾多的知識要素最后都有所聚焦，教材內(nèi)容既注重了知識的廣博性，又注重了知識的深度學(xué)習(xí)。從內(nèi)容來看，各版教材的結(jié)點要素多關(guān)于“太陽活動影響”，是“課標1.1中太陽對地球影響”這部分知識的最高目標。教材從宇宙環(huán)境整體的宏觀認識，到太陽系星體的相互聯(lián)系，最后具體到太陽活動對地球的影響，從單一的知識要素延伸到現(xiàn)象與影響，既符合地理學(xué)科的基本知識邏輯，也符合學(xué)生由易到難的認知邏輯。同時人教版、湘教版將“月相”作為結(jié)點要素，中圖版將“空間天氣”作為結(jié)點要素，都將知識學(xué)習(xí)引向情境性應(yīng)用，有利于促進學(xué)生對宇宙環(huán)境深入探究，從而形成深刻的認知。湘教版將“太陽常數(shù)”作為結(jié)點要素，并引導(dǎo)學(xué)生思考太陽常數(shù)是不是常數(shù)以及可能帶來的影響。雖然只是一個小問題，但在培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)散思維方面有著重要的作用。

3. 要素之間關(guān)系的異同

雖然在核心知識要素的選擇，起始與結(jié)點要素的編排方面不同教材有很多的共性，多數(shù)知識要素之間的形成關(guān)系受學(xué)科知識內(nèi)在邏輯影響也比較一致，但各版教材在部分知識要素的形成關(guān)系表達有相異表現(xiàn)，這些表現(xiàn)值得探究與分析。

如對于“天體”這一核心知識要素，各版教材選擇的下位知識要素不同，中圖版詳細地羅列了“仙女座星系”“星云”等八個天體，這是重視學(xué)科知識完整性的體現(xiàn);而人教版和魯教版則篩選了與地球和人類關(guān)系密切的天體進行介紹，體現(xiàn)了教材內(nèi)容的生活化特征;湘教版在“天體”知識要素之后沒有直接介紹不同的天體，而是在不同的天體系統(tǒng)中對與地球密切聯(lián)系的天體進行分散介紹，這樣的設(shè)計有助于學(xué)生在了解豐富天體的同時，理清不同天體的位置，利于對天體知識的建構(gòu)（圖3）。

關(guān)于“地球生命存在原因”這個核心知識要素，各版教材都從“地球生命存在條件”的上位知識要素得來，具體介紹了生命存在的溫度、水、大氣等條件形成的原因。而人教版與魯教版的上位知識要素增加了“太陽系”，補充了生命存在還需要相對安全的宇宙環(huán)境這一容易忽視的原因。從因果關(guān)系的完整性來看，“太陽系”的環(huán)境作為“地球生命存在原因”的上位要素是需要的，教師在教學(xué)設(shè)計時需要補充（圖4）。

關(guān)于“太陽活動”的核心知識要素，人教版、中圖版和魯教版都將“太陽大氣層”作為上位知識要素，具體介紹了太陽活動發(fā)生的空間位置特征，是培養(yǎng)區(qū)域認知素養(yǎng)的體現(xiàn)。而湘教版將“太陽輻射”作為上位知識要素，從太陽釋放能量不穩(wěn)定的形成角度進行介紹，更側(cè)重知識的科學(xué)邏輯。筆者認為，在教學(xué)中應(yīng)該將“太陽大氣層”和“太陽輻射”都作為“太陽活動”的上位知識，這樣既有助于對學(xué)生區(qū)域認知素養(yǎng)的培養(yǎng)，也使學(xué)生對太陽活動的成因有了深刻的理解（圖5）。

對于“黑子”與“耀斑”這些核心知識要素，人教版與中圖版僅從“太陽活動”的上位知識推導(dǎo)而來，僅說明了“黑子”與“耀斑”現(xiàn)象的歸屬。湘教版和魯教版則增加了這些知識要素的地理性，將具體的“太陽大氣層”與 “太陽活動”作為共同的上位知識，有助于學(xué)生在了解“黑子”與“耀斑”是“太陽活動”的基礎(chǔ)上，進一步認識他們發(fā)生的位置。同時，湘教版對“太陽活動”知識要素還做了太陽輻射差異的鋪墊，在“黑子”與“耀斑”介紹時就可以順勢介紹他們形成的原因，從而形成全面的認識（圖5）。

四、結(jié)論與啟示

解釋結(jié)構(gòu)模型法通過知識要素的提取、層級有向圖制作等，對教材知識進行了高度概括和知識邏輯的有序梳理。從課標“地理1.1”對應(yīng)內(nèi)來看，不同版本教材在知識要素選擇，起始與結(jié)點要素的安排和要素間形成關(guān)系的設(shè)計等角度大致相似，僅存在部分差異，這些差異沒有優(yōu)劣之別，是教材編寫者不同教材觀的體現(xiàn)，豐富的教材內(nèi)容為一線教師的教學(xué)提供了重要的參考和借鑒價值。一線教師在課標要求下參照教材進行教學(xué)設(shè)計，可以從解釋結(jié)構(gòu)模型法的各分析角度進行優(yōu)化。

從知識要素的選取來說，在課標的指導(dǎo)下教師可以選擇不同教材共同出現(xiàn)的高頻知識作為核心知識要素，知識要素的數(shù)量不求多，不用將教材的所有相關(guān)知識都面面俱到的介紹。而是要思考將核心知識要素編排在合適的位置，在符合學(xué)科知識邏輯的基礎(chǔ)上，由易到難符合學(xué)生的認知邏輯并激發(fā)高階思維，對于較難理解或者含義豐富的知識要素可以通過重復(fù)出現(xiàn)的形式，從不同角度對其進行認識，在學(xué)習(xí)的過程中加深理解。同時要賦予知識要素生活性與時代性的特征，在生活中選取時效性強的素材展開教學(xué)，并引導(dǎo)學(xué)生應(yīng)用所學(xué)知識解決實際問題。

就知識要素的形成關(guān)系來看，要建構(gòu)合適的知識邏輯結(jié)構(gòu)。教師在教學(xué)之前要對知識要素進行梳理，建構(gòu)系統(tǒng)的知識結(jié)構(gòu)圖并明確知識要素之間的形成關(guān)系，遵循知識邏輯與認知邏輯設(shè)計探究型的教學(xué)活動，優(yōu)化知識要素之間的形成路徑，并給學(xué)生提供豐富的參與機會，使教學(xué)過程成為學(xué)生建構(gòu)自己知識體系的過程。

結(jié)點知識要素雖然位置在一節(jié)課的結(jié)尾處，但是不能成為學(xué)生知識獲得與能力生成的終點，而應(yīng)該具有開放性與深度性等特征，所以結(jié)點知識要素的選擇不能過于簡單，而且要將結(jié)點知識放置在情境中，通過開放性的問題與深度性的實踐探究有效聯(lián)動課堂內(nèi)外與課上課下，不斷提升教學(xué)效能。

參考文獻：

[1] 周義欽.高中地理各版本新教材的比較分析與教學(xué)建議——以“地球的演化歷史與圈層結(jié)構(gòu)”為例[J].地理教育，2020（10）：11-15.

[2] 魏伊. 基于ISM法的不同時期高中地理教材結(jié)構(gòu)比較研究[D].武漢：華中師范大學(xué)，2019.

[3] 龐緒，徐志梅，王志德.基于ISM方法的高中地理教材知識要素分析——以人教版和牛津版“森林資源”為例[J].天津師范大學(xué)學(xué)報（基礎(chǔ)教育版），2018，19（02）：54-58.

[4] 趙若琳.基于ISM法的中美地理教材邏輯對比——以“地球上的大氣”為例[J].地理教學(xué)，2019（10）：13-17.