人教版、魯科版、蘇教版教材習(xí)題難度比較研究*
——以“硫及其化合物”為例

姚娟娟

（合肥師范學(xué)院化學(xué)與制藥工程學(xué)院 安徽 合肥 230601）

《普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017 年版2020 年修訂）》的“實施建議”中明確指出“提問與點評、練習(xí)與作業(yè)、復(fù)習(xí)與考試等是有效開展化學(xué)日常學(xué)習(xí)評價的基本途徑和方法；教師應(yīng)注意發(fā)揮課堂練習(xí)和課后作業(yè)對于學(xué)生化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的診斷與發(fā)展功能”［1］。由此可知，教材的章節(jié)習(xí)題對評價學(xué)生的學(xué)習(xí)成效和素養(yǎng)發(fā)展具有至關(guān)重要的作用。當(dāng)下新版人教版［2］、魯科版［3］、蘇教版［4］高中化學(xué)教科書已經(jīng)頒布并用于教學(xué)，其教材習(xí)題的難度如何是值得研究的問題。文章以“硫及其化合物”為載體開展三版本教材習(xí)題的對比分析，旨在找出三版本教材習(xí)題的相同點和不同點，以便為教師更好地認識和使用教材習(xí)題提供建議。

一、三版本教材習(xí)題的數(shù)目統(tǒng)計

對于三版本教材中與硫有關(guān)習(xí)題的統(tǒng)計，采用的方法是統(tǒng)計與硫有關(guān)章節(jié)或?qū)ｎ}的課后習(xí)題和章末習(xí)題。此外，如果一道習(xí)題中包含多個小題，如（1）、（2）、（3）……則按小題計數(shù)。基于以上統(tǒng)計思路，發(fā)現(xiàn)人教版教材共有與硫相關(guān)的習(xí)題20道；魯科版中與硫相關(guān)的習(xí)題有31道；蘇教版中硫及其化合物內(nèi)容相關(guān)習(xí)題共37道。單從題目數(shù)量上看，關(guān)于硫及其化合物的習(xí)題，蘇教版的題量最多，其次是魯科版，人教版題量最少。

二、教材習(xí)題難度評價框架的構(gòu)建

關(guān)于教材習(xí)題難度的影響因素研究，韓云鳳等人通過課后習(xí)題難度預(yù)估方法指出影響習(xí)題難度的主要因素是運算要求、知識量、題型和行為目標(biāo)層次［5］。薛亮等人提出評價試題難度的因素包括背景、內(nèi)容、推理、探究、開放、運算、知識綜合、階梯8 個維度［6］?；矢弧⑼鹾笮壑赋龇治隽?xí)題靜態(tài)難度需要關(guān)注習(xí)題閱讀量、情境、能力層級、推理數(shù)、問題類型、數(shù)學(xué)技能、隱蔽性、知識點數(shù)和階梯性［7］。通過文獻梳理，本文將以習(xí)題背景、運算、習(xí)題表征、知識點數(shù)、認知要求、開放程度6個一級維度作為影響習(xí)題難度的難度因素，每個難度因素劃分為具體的難度水平，并對不同的水平進行賦值，形成教材習(xí)題難度評價框架，具體如表1所示。

表1 教材習(xí)題難度評價框架

三、教材習(xí)題難度因素的統(tǒng)計與分析

1.三版本教材習(xí)題的難度因素水平分布

根據(jù)表1 教材習(xí)題難度評價框架，分析三版本教材中與硫相關(guān)章節(jié)或?qū)ｎ}的習(xí)題，統(tǒng)計出三版本教材中各難度因素對應(yīng)水平的題目數(shù)量及百分比，分析結(jié)果如表2所示。

表2 三版本教材中習(xí)題的不同難度因素水平及所占百分比分布情況

由表2可知，三版本教材在“習(xí)題背景”這一難度影響因素上，大部分的習(xí)題都為無情境習(xí)題，分別占比為70%、67.74%、62.16%，即直接以“硫及其化合物”的知識內(nèi)容為依托設(shè)置相關(guān)題目，側(cè)面說明三版本教材在無情境題目設(shè)置上存在一致性。三版本教材在“公共常識”水平上均未設(shè)置相關(guān)習(xí)題。另外，人教版在“個人熟悉的生活經(jīng)驗”水平上設(shè)置的習(xí)題少于魯科版和蘇教版，魯科版和蘇教版差距較小。人教版根據(jù)“科學(xué)情境”背景設(shè)置的習(xí)題占比為20%，比魯科版的3.22%和蘇教版的8.11%要高，比如人教版“練習(xí)與應(yīng)用”的第8題，該題目將化學(xué)、地理、生物等學(xué)科進行融合，引導(dǎo)學(xué)生查閱資料思考硫在自然界中的循環(huán)過程，增進學(xué)科知識與自然界科學(xué)變化的聯(lián)系，強化學(xué)生對化學(xué)作用于社會生活的認識和理解，引導(dǎo)學(xué)生基于科學(xué)情境建構(gòu)有意義的知識體系，發(fā)展學(xué)生對知識的學(xué)科價值和社會價值的雙重認知水平。

對于“運算”難度因素，人教版、魯科版、蘇教版對硫相關(guān)內(nèi)容設(shè)置運算的題目極少，絕大多數(shù)均不需要計算，三版本教材在無計算水平上的占比分別為85%、93.55%、94.59%。人教版、魯科版、蘇教版三版本教材中需要計算的習(xí)題占比分別為15%、6.45%、5.41%，且人教版高于魯科版與蘇教版。另外，三版本教材設(shè)置的計算題均需要多步計算，均是將初中所學(xué)的質(zhì)量分數(shù)、體積分數(shù)與高中所學(xué)的物質(zhì)的量、物質(zhì)的量濃度等物理量相結(jié)合設(shè)計的題目，這說明三版本習(xí)題在硫相關(guān)內(nèi)容計算題的設(shè)置上體現(xiàn)了以學(xué)生認知經(jīng)驗或認知起點為基礎(chǔ)，重視對學(xué)生已有數(shù)理知識的調(diào)用，符合最近發(fā)展區(qū)理念。

對于“習(xí)題表征”難度因素，人教版、魯科版、蘇教版的習(xí)題呈現(xiàn)大部分都是語言文字描述，少有圖像表征等形式，表明三版本教材在習(xí)題編制上強調(diào)直接表述。三版本教材中處于“單純的文字表述”的習(xí)題占比分別為65%、87.1%、81.08%。當(dāng)然，除“單純的文字表述”外，三版本教材在硫相關(guān)習(xí)題編制上也存在流程圖、實驗裝置圖和表格的形式，無曲線表征，比如人教版“復(fù)習(xí)與提高”的第5題以濃硫酸與炭的實驗反應(yīng)裝置圖為問題呈現(xiàn)的信息載體；魯科版“練習(xí)與活動”的第11題以煤燃燒過程中廢氣處理的流程圖展現(xiàn)硫元素的轉(zhuǎn)化進程；與魯科版相似，蘇教版專題4第三單元“理解應(yīng)用”的第8題采用流程圖呈現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)中不同的脫硫系統(tǒng)，說明三版本教材都在一定程度上關(guān)注了非文字表征的信息呈現(xiàn)方式，重視對學(xué)生從不同習(xí)題表征形式中獲取信息的能力培養(yǎng)和圖像解析能力的提升。另外，人教版非文字表征的習(xí)題占比多于魯科版和蘇教版，魯科版和蘇教版接近，說明人教版在習(xí)題表征的多樣性上優(yōu)于魯科版和蘇教版。

在“知識點”難度因素上，人教版、魯科版、蘇教版在不同“知識點”難度因素水平上的占比集中在25%～40%之間，三個水平的分布相對均衡，可表征出三版本教材對有關(guān)硫考查的知識點水平存在一致性。比如人教版“練習(xí)與應(yīng)用”的第1題通過物質(zhì)中硫元素的價態(tài)判斷考查硫元素是否具有氧化性，其是考查元素價態(tài)在化學(xué)反應(yīng)中可能發(fā)生的轉(zhuǎn)化關(guān)系，與其相似，魯科版的“練習(xí)與活動”的第3題考查了應(yīng)用氧化還原反應(yīng)理論分析硫元素在反應(yīng)中的價態(tài)變化，同樣蘇教版“硫及其化合物的相互轉(zhuǎn)化”的“理解應(yīng)用”的第1題也考查了同樣類型的題目，可以看出，三版本教材在知識點水平考查上表現(xiàn)相近，此外在知識內(nèi)容的選擇上也具有共同點。

對于“認知要求”維度，人教版、魯科版、蘇教版在有關(guān)硫的習(xí)題設(shè)置上趨向于“理解、應(yīng)用、探究”三個水平，對最低水平“記憶”的考查相對較少，其“記憶”水平占比分別為5%、12.90%、2.70%，說明三版本教材對有關(guān)硫習(xí)題的設(shè)計未停留在識記層面，對學(xué)生正確解答問題所要達到的思維水平有較高的要求，側(cè)面可以表明元素化合物知識的教學(xué)目標(biāo)并不是學(xué)生以羅列碎片化知識的形式記憶各物質(zhì)的性質(zhì)及其能發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)，而是在理解等更高層級的水平上建構(gòu)起關(guān)于元素價態(tài)與物質(zhì)類別的關(guān)系，并應(yīng)用氧化還原相關(guān)理論處理物質(zhì)間的相互轉(zhuǎn)化，創(chuàng)造性地解決某些問題。具體對比三版本教材，會發(fā)現(xiàn)在最高水平“探究”的習(xí)題考查量占比分別為30%、12.9%、16.22%，人教版在“探究”水平考查的題量占比大約是魯科版和蘇教版的2倍。

在難度因素“開放程度”上，三版本教材的習(xí)題開放水平集中在第1和第2難度水平，在第1水平的占比分別為35%、48.39%、51.35%，在第2水平的占比分別為50%、35.48%、35.14%，三版本教材在兩個較低水平的習(xí)題設(shè)置占比之和較為接近。三版本教材的習(xí)題開放水平處于第3 和第4 水平的習(xí)題占比相對較少，在第3 水平的占比分別為10%、6.45%、8.11%，在第4水平的占比分別為5%、9.68%、5.41%。以上數(shù)據(jù)一方面表明三版本教材關(guān)于硫習(xí)題的設(shè)置注重結(jié)論的唯一確定性，強調(diào)學(xué)生思維的嚴謹性和科學(xué)性；另一方面開放度較高的題目設(shè)置表明了教材習(xí)題關(guān)注學(xué)生在解決社會性議題中創(chuàng)新性思維的培育和科學(xué)辯論能力的發(fā)展，這與課程標(biāo)準(zhǔn)中“常見的無機物及其應(yīng)用”的第6條學(xué)業(yè)要求“能有意識運用所學(xué)的知識或?qū)で笙嚓P(guān)證據(jù)參與社會性議題的討論（如酸雨和霧霾防治、水體保護、食品安全等）”相符合，說明其習(xí)題編制在一定程度上滿足課程標(biāo)準(zhǔn)的要求，但相關(guān)習(xí)題較少。

2.三版本教材習(xí)題難度的計算比較

為了得出人教版、魯科版、蘇教版中的習(xí)題在每一難度因素上的平均難度和三版本教材的綜合難度，采用以下兩個公式進行計算。對于相對平均難度計算公式，x表示第x個影響習(xí)題難度的難度因素，y表示某一習(xí)題在某一難度影響因素所處的水平；Ax表示教材中第x個習(xí)題難度因素的加權(quán)平均值，也即某一難度因素的相對平均難度；B表示第x個習(xí)題的難度因素在第y個水平上的權(quán)重，依水平分別取1、2、3、4，即Bxy=y，如B42=2，其表示習(xí)題“知識點數(shù)”中“2個知識點”水平的權(quán)重為2；nxy表示所選教材習(xí)題中屬于第x個習(xí)題難度因素且在第y個水平上的題目個數(shù)，如n23表示第2個難度因素（運算）中處于第3水平（復(fù)雜的數(shù)學(xué)計算）的題目個數(shù)，n表示所選教材習(xí)題的總數(shù)目。綜合難度公式計算的是三版本教材“硫及其化合物”習(xí)題的整體平均難度，其是由每版本教材中6 個難度因素的相對平均難度之和的平均值得出。利用以上數(shù)學(xué)統(tǒng)計方法計算得出三版本教材中“硫及其化合物”習(xí)題各難度因素的相對平均難度和綜合難度，經(jīng)過計算得出如表3所示的數(shù)據(jù)。

表3 三版本教材習(xí)題中各難度因素的相對平均難度

由表3可知，有關(guān)硫的習(xí)題，三版本教材在“認知要求”這一難度因素的相對平均難度最為突出，相對平均難度值最大，其次是“知識點數(shù)、開放程度、習(xí)題背景、習(xí)題表征、運算”，三版本教材習(xí)題在各難度因素的呈現(xiàn)趨勢上具有較強的一致性。同時，對于每一難度因素的相對平均難度，人教版均大于魯科版和蘇教版，魯科版和蘇教版較為接近。具體而言，三版本教材在6 個難度因素上的相對平均難度居于第1 至3水平之間，其中在“習(xí)題背景、運算、習(xí)題表征、開放程度”4個難度因素的相對平均難度居于第1～2水平，另外除了蘇教版，人教版和魯科版在“知識點數(shù)、認知要求”的相對平均難度居于第2～3 水平之間。而且，除了“習(xí)題背景”之外，三版本教材在其他5個難度因素的相對平均難度值較為接近。另一方面，從數(shù)據(jù)中可以看出，人教版習(xí)題6個因素的相對平均難度最大差值為1.55，魯科版最大差值為1.55，蘇教版最大差值1.62。人教版、魯科版、蘇教版習(xí)題的綜合難度分別為1.85、1.70、1.70，表明人教版有關(guān)硫習(xí)題設(shè)置的綜合難度大于魯科版和蘇教版。

四、研究結(jié)果

根據(jù)數(shù)據(jù)分析，可知三版本教材關(guān)于硫相關(guān)習(xí)題的設(shè)置具有共通性，其在于三版本教材在6個難度因素上的呈現(xiàn)趨勢是一致的，“認知要求”和“知識點數(shù)”的水平要求是相對較高的，“運算”這一難度因素的水平要求是最低的；同時，三版本教材在“習(xí)題背景、運算、習(xí)題表征、開放程度”4 個難度因素的習(xí)題編制上以低水平為主，在“知識點數(shù)”的各水平分布上較為均勻，而對“認知要求”難度因素多集中在較高水平。另外會發(fā)現(xiàn)三版本教材在某些具體的習(xí)題編制中所依照的知識載體也是一樣的。對比而言，不論是在具體難度因素的相對平均難度上還是在綜合難度上，人教版均高于魯科版和蘇教版，魯科版和蘇教版相近，表明人教版教材有關(guān)于“硫及其化合物”習(xí)題難度高于魯科版和蘇教版。

五、研究啟示

1.準(zhǔn)確判斷習(xí)題難度，開展有效評價

教材中習(xí)題的使用可以評價學(xué)生的素養(yǎng)發(fā)展?fàn)顩r，但學(xué)生的能力層級不同，部分學(xué)生在解決習(xí)題時會有思維障礙。作為教師，在開展習(xí)題講評時，應(yīng)該準(zhǔn)確判斷習(xí)題難度，根據(jù)習(xí)題難度對不同層級學(xué)生進行提問，使得全體同學(xué)都能在習(xí)題評價中有所收獲，同時通過出聲思維判斷學(xué)生的習(xí)得程度，基于學(xué)生的實際問題解決過程進行引導(dǎo)，從而促進學(xué)生的思維發(fā)展。

2.善于利用課外資源，優(yōu)化習(xí)題設(shè)計

作為教師，應(yīng)該在日常教學(xué)中，善于積累各種教學(xué)資源，優(yōu)化化學(xué)教材中的習(xí)題編制。某些教材中的習(xí)題存在過于容易或難度過大的問題，此時需要教師對習(xí)題進行一定程度上的設(shè)計與改編。比如對于難度過大的習(xí)題，教師可以提供資料或相關(guān)情境，幫助學(xué)生在資料分析或情境解讀中獲取到解決問題的關(guān)鍵信息，從而更好地實現(xiàn)習(xí)題教學(xué)的功能價值，促進學(xué)生核心素養(yǎng)的穩(wěn)步發(fā)展。