摘要:數(shù)學(xué)素養(yǎng)作為一項(xiàng)重要素養(yǎng)已經(jīng)受到國際的高度重視,教科書中的例題對(duì)于培育學(xué)生的數(shù)學(xué)素養(yǎng)具有重要育人價(jià)值。通過運(yùn)用內(nèi)容分析法,分別依照中國數(shù)學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)框架與PISA數(shù)學(xué)素養(yǎng)框架對(duì)人教版數(shù)學(xué)教科書中例題的類型與水平進(jìn)行編碼分析。研究發(fā)現(xiàn)兩者在素養(yǎng)類型上基本相同,但在素養(yǎng)水平上存在顯著差異。隨后運(yùn)用多源流理論分析產(chǎn)生異同的原因,“問題流”與“政策流”解釋兩者素養(yǎng)類型為何相同,“政治流”解釋兩者素養(yǎng)水平為何存在差異。
關(guān)鍵詞:數(shù)學(xué)素養(yǎng);高中;教科書;例題;PISA
中圖分類號(hào):G633.6 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1673-4289(2024)04-0017-05
一、問題提出
“數(shù)學(xué)素養(yǎng)”這一概念最早出現(xiàn)在1959年英國發(fā)表的《克勞瑟報(bào)告》中。隨著時(shí)代的發(fā)展,當(dāng)前數(shù)學(xué)素養(yǎng)受到世界各國的重視,逐漸在理論和實(shí)踐中完善,其不僅具備理解概念、解決問題的意義,同時(shí)也具備培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)習(xí)慣等諸多價(jià)值。國際上也出現(xiàn)對(duì)數(shù)學(xué)素養(yǎng)的不同理解,不同國家和組織都有自己的數(shù)學(xué)素養(yǎng)框架,如美國NRC數(shù)學(xué)素養(yǎng)觀、中國數(shù)學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)與OECD提出的PISA數(shù)學(xué)素養(yǎng)等。不同國家的數(shù)學(xué)素養(yǎng)同時(shí)也代表著其獨(dú)有的育人理念。
此外,教科書是學(xué)生學(xué)習(xí)的重要材料與載體,同時(shí)也是教師在課堂教學(xué)中的基本資料,教科書中的例題具有示范功能,對(duì)于培育學(xué)生數(shù)學(xué)素養(yǎng)具有重要價(jià)值。因此,關(guān)注教科書中的數(shù)學(xué)素養(yǎng)具有較強(qiáng)的理論價(jià)值與現(xiàn)實(shí)意義。盡管當(dāng)前已經(jīng)有學(xué)者關(guān)注了對(duì)教科書中數(shù)學(xué)素養(yǎng)的研究,但是相關(guān)研究依然較少?,F(xiàn)有研究的框架仍然以PISA數(shù)學(xué)框架為主,既缺乏對(duì)各國本土框架的關(guān)注與使用,也缺乏比較的視角。此外,對(duì)于數(shù)學(xué)素養(yǎng)的分析維度主要包括數(shù)學(xué)素養(yǎng)的類型與水平,但是已有研究中對(duì)素養(yǎng)不同水平的分析僅僅呈現(xiàn)了教科書中的素養(yǎng)是何種水平,缺乏理論深度及背后原因的挖掘。
基于此,本文運(yùn)用中國數(shù)學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)框架與PISA數(shù)學(xué)素養(yǎng)框架對(duì)人教版數(shù)學(xué)教科書中的例題進(jìn)行比較,試圖回答如下兩個(gè)研究問題:運(yùn)用中國數(shù)學(xué)素養(yǎng)框架與PISA數(shù)學(xué)素養(yǎng)框架分析教科書例題中的數(shù)學(xué)素養(yǎng),兩者有何異同?為何存在異同?即背后的原因是什么。以期從數(shù)學(xué)素養(yǎng)的視角為教科書的編寫與教師在實(shí)際教學(xué)中的應(yīng)用提供啟示與建議。
二、研究設(shè)計(jì)
(一)理論框架
本文主要運(yùn)用多源流理論解釋兩個(gè)框架中素養(yǎng)類型與水平存在異同的深層次原因。多源流理論(the Multiple Streams)最早是由美國著名公共政策學(xué)家金登于1984年提出的,具體包括問題流(problem stream)、政策流(policy stream)和政治流(political stream),三個(gè)源流代表了影響政策制定的三個(gè)不同的維度,三者相互獨(dú)立,最終匯合決定政策的制定即打開政策之窗(policy window)。
首先,問題流主要回答在政策借鑒過程中為什么一些問題能夠得到政策制定者的關(guān)注,包括其對(duì)社會(huì)的影響是什么。其次,政策流注重分析政策專家們共同關(guān)注的問題,突出政策因素在政策制定中的重要作用。最后,政治流指向更為上位的國家意識(shí)形態(tài)等內(nèi)容。在政治領(lǐng)域內(nèi),政治性因素都能夠促使政治家們?cè)诳紤]問題時(shí)調(diào)整他們的側(cè)重點(diǎn),從而影響政策的制定。多源流理論廣泛應(yīng)用于公共政策的分析中,是分析社會(huì)和公共問題的工具,同時(shí)也是分析環(huán)境政策與教育政策的主要理論框架。
目前也有中國學(xué)者運(yùn)用該理論對(duì)中國的課程標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行分析。中國新一輪高中課程標(biāo)準(zhǔn)的修訂對(duì)教科書中的數(shù)學(xué)素養(yǎng)提出了明確要求,應(yīng)用多源流理論,結(jié)合中國的本土情況,對(duì)深入理解中國數(shù)學(xué)教科書中體現(xiàn)的中國數(shù)學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)為何與PISA數(shù)學(xué)素養(yǎng)存在異同具有較強(qiáng)的適切性。
(二)研究方法
1.樣本選擇
本研究的研究對(duì)象為人教版高中數(shù)學(xué)必修教科書(必修一與必修二)中的例題。首先,人教版為中國高中數(shù)學(xué)教科書中的主流版本,中國的34個(gè)省份中有23個(gè)省份使用該版,使用范圍最廣,具有一定的典型性。其次,該版教科書依照最新課程標(biāo)準(zhǔn)編寫,于2019年出版,與本研究的分析框架匹配。再次,必修部分為全體學(xué)生所學(xué)的內(nèi)容,具有廣泛性。最后,例題在教科書中起到示范作用,對(duì)培育學(xué)生的數(shù)學(xué)素養(yǎng)具有引導(dǎo)功能?;谏鲜鲈瓌t,本研究選擇人教版必修1與必修2的例題展開編碼。
2.分析框架
本文聚焦數(shù)學(xué)教科書例題中的數(shù)學(xué)素養(yǎng),運(yùn)用比較的視角對(duì)比中國本土數(shù)學(xué)素養(yǎng)框架與國際PISA數(shù)學(xué)素養(yǎng)框架的差異,因此,本研究的分析框架有如下兩個(gè):中國數(shù)學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)框架與PISA數(shù)學(xué)素養(yǎng)框架。
中國數(shù)學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)框架主要參照《普通高中數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)(2017年版2020年修訂)》。中國數(shù)學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)主要分為數(shù)學(xué)抽象、直觀想象、邏輯推理、數(shù)學(xué)運(yùn)算、數(shù)學(xué)建模與數(shù)據(jù)分析六個(gè)維度。每個(gè)維度下有三個(gè)水平,為了更好地分析,研究者根據(jù)教科書特點(diǎn)進(jìn)行操作性定義以便編碼。
PISA數(shù)學(xué)素養(yǎng)框架主要參照OECD發(fā)布的數(shù)學(xué)素養(yǎng)框架。數(shù)學(xué)素養(yǎng)類型與水平框架參照PISA2018 Assessment and Analytical Framework。因此,數(shù)學(xué)素養(yǎng)類型主要依照基本數(shù)學(xué)能力的8個(gè)維度進(jìn)行編碼:Communication, Mathematising,Representa-tion,Reasoning and argument,Devising strategies for solving problems,Using symbolic,formal and technicallanguage and operations,Using mathematical tools。PISA數(shù)學(xué)素養(yǎng)水平共有6個(gè)水平,為了與中國的三級(jí)水平具有可比性,本研究將6個(gè)水平合并為3個(gè)水平,其中PISA框架中水平一和水平二合并、水平三和水平四合并、水平五與水平六合并,與中國素養(yǎng)框架的三級(jí)水平保持對(duì)應(yīng)與一致。
3.分析過程
本研究主要運(yùn)用內(nèi)容分析法。首先,對(duì)分析框架進(jìn)行信度檢驗(yàn)。在確立分析框架及具體的描述性指標(biāo)后,本研究選取兩位測試人員,對(duì)研究最終形成的可操作性定義進(jìn)行信度檢測。檢驗(yàn)時(shí)隨機(jī)抽取樣本即人教版高中數(shù)學(xué)必修教科書不同章節(jié)中的20道題目。兩位測試人員依照可操作性定義進(jìn)行編碼。兩位測試人員編碼后,對(duì)編碼結(jié)果進(jìn)行肯德爾檢驗(yàn),結(jié)果顯著,說明該研究的分析框架具有較強(qiáng)的可操作性。本研究的可操作性定義均參照課程標(biāo)準(zhǔn)與PISA數(shù)學(xué)框架中的概念,并進(jìn)行適度改編,具有較好的效度。隨后,依照分析框架進(jìn)行編碼,分別運(yùn)用中國數(shù)學(xué)素養(yǎng)框架與PISA數(shù)學(xué)素養(yǎng)框架從類型與水平兩個(gè)維度進(jìn)行分類統(tǒng)計(jì),從而得出研究結(jié)果。隨后運(yùn)用多源流理論解釋產(chǎn)生異同的原因。
三、研究結(jié)果
(一)數(shù)學(xué)素養(yǎng)類型的統(tǒng)計(jì)結(jié)果分析
前文已對(duì)本研究的研究過程作了詳細(xì)說明,下文將對(duì)不同章節(jié)所體現(xiàn)的中國數(shù)學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)與PISA數(shù)學(xué)素養(yǎng)類型進(jìn)行具體說明,具體數(shù)據(jù)詳見表1與表2。
由表1數(shù)據(jù)可知,人教版高中數(shù)學(xué)必修教科書體現(xiàn)的中國數(shù)學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)以數(shù)學(xué)抽象、邏輯推理、直觀想象與數(shù)學(xué)運(yùn)算為主,這主要與必修部分教科書的數(shù)學(xué)章節(jié)內(nèi)容有關(guān),必修部分的教科書以“預(yù)備知識(shí)”“函數(shù)”和“幾何與代數(shù)”三個(gè)主題為主。主題四“概念與統(tǒng)計(jì)”僅涉及兩個(gè)單元。主題五“數(shù)學(xué)建?;顒?dòng)與數(shù)學(xué)探究活動(dòng)”的相關(guān)內(nèi)容僅在“指數(shù)函數(shù)與對(duì)數(shù)函數(shù)”這一章節(jié)呈現(xiàn)。由此可見,對(duì)于中國數(shù)學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的體現(xiàn)符合教科書數(shù)學(xué)知識(shí)的內(nèi)在邏輯,與數(shù)學(xué)學(xué)科知識(shí)本身具有一定的吻合性。
由表2數(shù)據(jù)可知,人教版高中數(shù)學(xué)必修教科書體現(xiàn)的PISA數(shù)學(xué)素養(yǎng)以“推理與論證”“使用符號(hào)、形式和技術(shù)語言和運(yùn)算”為主,同樣符合數(shù)學(xué)學(xué)科知識(shí)自身的特征即必修部分以“預(yù)備知識(shí)”“函數(shù)”“幾何與代數(shù)”三個(gè)主題為主,也與中國數(shù)學(xué)核心素養(yǎng)的體現(xiàn)具有一定的相似之處,其中PISA框架中的“推理與論證”與中國數(shù)學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的“邏輯推理”,PISA框架中的“使用符號(hào)、形式和技術(shù)語言和運(yùn)算”與中國數(shù)學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)框架中的“數(shù)學(xué)運(yùn)算”本質(zhì)意涵相同,僅僅是名稱的表達(dá)不同。在分析完相同之處后,筆者將通過圖1對(duì)教科書例題中體現(xiàn)的中國與PISA數(shù)學(xué)素養(yǎng)的類型進(jìn)行對(duì)比分析。
依照兩個(gè)框架對(duì)教科書例題中的數(shù)學(xué)素養(yǎng)進(jìn)行編碼,由圖1可以發(fā)現(xiàn)教科書中的例題重點(diǎn)關(guān)注了兩個(gè)框架中的“邏輯推理”“數(shù)學(xué)運(yùn)算”;體現(xiàn)中國框架中的“直觀想象與數(shù)據(jù)分析素養(yǎng)”次之,體現(xiàn)PISA框架中的“表征與數(shù)字化”次之;體現(xiàn)中國素養(yǎng)框架中的“數(shù)學(xué)建?!睒O少,體現(xiàn)PISA框架中的“使用數(shù)學(xué)工具與溝通素養(yǎng)”極少。由此可見,例題中體現(xiàn)的數(shù)學(xué)素養(yǎng),無論是中國的框架還是PISA的框架,盡管兩者在命名上存在差異,但是在類型上保持了高度一致。
從“問題流”來看,人類面臨的挑戰(zhàn)需要學(xué)生不斷提高思維能力,數(shù)學(xué)素養(yǎng)作為學(xué)生思維能力的重要品質(zhì)是全球需要的。無論是中國還是其他國家,世界面對(duì)的復(fù)雜形勢基本是一致的,在全球化時(shí)代的背景下,社會(huì)的發(fā)展以及對(duì)于高質(zhì)量人才的需要對(duì)于數(shù)學(xué)素養(yǎng)這種高階能力的要求是共通的。因此,從“問題流”的角度上來看,無論是中國的數(shù)學(xué)素養(yǎng)框架還是PISA的數(shù)學(xué)素養(yǎng)框架,人教版教科書必修部分例題中的類型體現(xiàn)具有高度的一致性。
從“政策流”來看,我國的課程改革從“雙基”到“三維目標(biāo)”再到“核心素養(yǎng)”代表著我國課程的發(fā)展走向。當(dāng)下中國的課程改革政策提倡素養(yǎng)為導(dǎo)向的數(shù)學(xué)課程,高中數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)也明確將數(shù)學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)作為數(shù)學(xué)課程的目標(biāo),素養(yǎng)時(shí)代的數(shù)學(xué)教科書編寫呼喚數(shù)學(xué)素養(yǎng)的落地與轉(zhuǎn)化。因此,從“政策流”的視角分析,中國的框架與PISA的框架依然保持高度一致。
綜上所述,從素養(yǎng)類型來看,我國數(shù)學(xué)教科書體現(xiàn)的素養(yǎng)類型無論是中國框架還是PISA框架均保持較強(qiáng)的一致性,也突出了我國在政策借鑒過程中對(duì)于本土概念的重構(gòu)。
(二)數(shù)學(xué)素養(yǎng)水平的統(tǒng)計(jì)結(jié)果分析
前文已對(duì)教科書例題體現(xiàn)的兩個(gè)框架的素養(yǎng)類型進(jìn)行比較,發(fā)現(xiàn)兩個(gè)框架體現(xiàn)的素養(yǎng)類型具有高度的一致性,且圍繞“問題流”與“政策流”展開了原因分析。圖2呈現(xiàn)的則是教科書例題體現(xiàn)的兩個(gè)框架下的素養(yǎng)水平對(duì)比狀況。
由圖2可以清晰地看出,兩者的素養(yǎng)水平差異較大。通過對(duì)水平整合,教科書例題體現(xiàn)中國框架中的素養(yǎng)水平1大于水平2大于水平3,梯度明顯,分布相對(duì)均勻。而體現(xiàn)PISA框架的素養(yǎng)水平,幾乎全部集中于水平1,水平2與水平3極少。這主要由于PISA框架中的水平2與水平3需要達(dá)到數(shù)學(xué)建模的要求,與我國數(shù)學(xué)教科書的必修部分對(duì)于數(shù)學(xué)建模要求的現(xiàn)實(shí)情況相吻合,也與上文對(duì)于類型的分析結(jié)果吻合。同時(shí)也說明我國的教科書例題中體現(xiàn)的兩個(gè)框架下的數(shù)學(xué)素養(yǎng)在水平上的特征存在較大差異。由此可見,我國本土教科書的框架水平相對(duì)均勻,符合我國的實(shí)際教學(xué)情況即在強(qiáng)調(diào)情境與高階數(shù)學(xué)建模素養(yǎng)的同時(shí),更為關(guān)注數(shù)學(xué)素養(yǎng)水平的進(jìn)階,整體考慮到了大多數(shù)學(xué)生具備的能力,符合素養(yǎng)作為目標(biāo)的本質(zhì)要求。從“政治流”的角度分析,PISA素養(yǎng)要求的水平與中國對(duì)高質(zhì)量教育的追求目標(biāo)存在戰(zhàn)略上的差異,PISA的水平要求過高,不符合我國數(shù)學(xué)課程育人的基本邏輯,也在一定程度上說明PISA框架并不完全適用于我國,需要依照我國的實(shí)際教育情況作出調(diào)整。
四、結(jié)論與建議
(一)結(jié)論
首先,我國人教版高中數(shù)學(xué)必修教科書例題體現(xiàn)的數(shù)學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)與數(shù)學(xué)知識(shí)的主題具有高度的一致性,不同主題對(duì)于學(xué)生素養(yǎng)的培育有側(cè)重點(diǎn),如“立體幾何初步”章節(jié)著重培育學(xué)生的“直觀想象”素養(yǎng),“統(tǒng)計(jì)”與“概率”章節(jié)著重培育學(xué)生的“數(shù)據(jù)分析”素養(yǎng)等。
其次,我國人教版高中數(shù)學(xué)必修教科書例題體現(xiàn)的數(shù)學(xué)素養(yǎng),無論是中國的框架還是PISA的框架盡管體現(xiàn)素養(yǎng)的名稱不同,但是素養(yǎng)類型均保持高度一致性。從“問題流”來看是由于全球?qū)τ跀?shù)學(xué)素養(yǎng)這種高階能力的要求是共通的,從“政策流”來看是由于我國的課程改革對(duì)數(shù)學(xué)學(xué)科素養(yǎng)的呼喚。
最后,我國人教版高中數(shù)學(xué)必修教科書例題體現(xiàn)的數(shù)學(xué)素養(yǎng)水平,中國框架與PISA框架存在較大差異。從“政治流”來看是由于PISA素養(yǎng)要求的水平過高,不完全符合我國對(duì)高質(zhì)量教育的追求目標(biāo),我國考慮到的是大多數(shù)學(xué)生的整體水平。
(二)建議
首先,從教科書編寫層面來看,教科書的編寫是教育活動(dòng)中的重要環(huán)節(jié),它直接關(guān)系到學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。本文通過對(duì)比中國數(shù)學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)框架與國際PISA數(shù)學(xué)素養(yǎng)框架,發(fā)現(xiàn)我國在國際經(jīng)驗(yàn)借鑒的基礎(chǔ)上對(duì)本土的素養(yǎng)提出了符合我國實(shí)際情況的修正與調(diào)整。盡管我國在教材建設(shè)過程中已經(jīng)積累了豐富的智識(shí)成果,但是我們?nèi)砸蜷_眼界,看到全球化的發(fā)展趨勢,通過學(xué)習(xí)借鑒他國的成功經(jīng)驗(yàn),不僅可以為中國提供一面鏡子,反思和改進(jìn)中國教材建設(shè)體系,還能提升中國教育質(zhì)量和水平。因此,教材的編寫者應(yīng)該高度關(guān)注教材建設(shè)在國際經(jīng)驗(yàn)借鑒中融合本土特色與智慧的重要價(jià)值。例如,我們?cè)诰帉懡炭茣倪^程中可以參照PISA數(shù)學(xué)素養(yǎng)測試題目中的語言表述與情境設(shè)計(jì),在我國高中數(shù)學(xué)教科書中融入具有中國本土特色的情境,學(xué)生通過在較為真實(shí)的生活情境中解決現(xiàn)實(shí)數(shù)學(xué)問題,從而逐漸習(xí)得素養(yǎng)。目前高中數(shù)學(xué)教科書中的例題大多以純數(shù)學(xué)情境為主,這也需要我們不斷借鑒國際教科書的命題經(jīng)驗(yàn),將異域情境轉(zhuǎn)化為本土情境,將純數(shù)學(xué)情境轉(zhuǎn)化為具有數(shù)學(xué)問題的真實(shí)生活情境。
其次,從教科書使用層面來看,在“雙基”和“三維目標(biāo)”的時(shí)代,教師與學(xué)生使用教科書更多是“教教科書”,而非“用教科書教”,素養(yǎng)時(shí)代的到來對(duì)數(shù)學(xué)教科書的使用提出了更新的要求。前者即把數(shù)學(xué)知識(shí)教給學(xué)生,學(xué)生學(xué)習(xí)的內(nèi)容就是數(shù)學(xué)知識(shí)。而后者則強(qiáng)調(diào)用數(shù)學(xué)教科書教學(xué)生的數(shù)學(xué)素養(yǎng)。數(shù)學(xué)知識(shí)只是培育學(xué)生數(shù)學(xué)素養(yǎng)的一個(gè)載體,學(xué)生需要學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)知識(shí),但是數(shù)學(xué)知識(shí)本身不是目標(biāo),數(shù)學(xué)素養(yǎng)才是目標(biāo)。因此,教師與學(xué)生在使用數(shù)學(xué)教科書時(shí),應(yīng)該關(guān)注數(shù)學(xué)教科書中的素養(yǎng),而非知識(shí)本身,教師需要深度挖掘教科書中體現(xiàn)的數(shù)學(xué)素養(yǎng),并嘗試運(yùn)用多元的教學(xué)方式和教學(xué)活動(dòng)促進(jìn)學(xué)生的深度學(xué)習(xí),從而促進(jìn)學(xué)生數(shù)學(xué)素養(yǎng)的真正習(xí)得。比如在教學(xué)設(shè)計(jì)時(shí),教師應(yīng)該通過研讀課程標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)于不同素養(yǎng)類型與水平的定義,熟悉教學(xué)設(shè)計(jì)中體現(xiàn)了什么數(shù)學(xué)素養(yǎng),以某一素養(yǎng)為側(cè)重點(diǎn)展開實(shí)際的教學(xué)工作。比如本研究的結(jié)論之一為不同主題對(duì)于學(xué)生素養(yǎng)的培育具有側(cè)重點(diǎn),教師可以在備課“函數(shù)”這一章時(shí)重點(diǎn)關(guān)注“邏輯推理”“數(shù)學(xué)運(yùn)算”與“數(shù)學(xué)抽象”三個(gè)素養(yǎng),并將例題與習(xí)題中體現(xiàn)的素養(yǎng)進(jìn)行分析,通過例題的講解與習(xí)題的布置逐漸培養(yǎng)學(xué)生舉一反三的能力,而非單純講解某一道題。素養(yǎng)的習(xí)得有助于學(xué)生掌握這種思維方式與分析問題的能力。因此,教師在實(shí)際的教學(xué)中應(yīng)該從“教教科書”轉(zhuǎn)變?yōu)椤坝媒炭茣獭?,即不僅僅教教科書中的某一道例題如何做,而是從素養(yǎng)的視角以教科書中的某一道題為例,分析其中的素養(yǎng)體現(xiàn),隨后布置給學(xué)生具有相同素養(yǎng)的題目,逐漸讓學(xué)生觸類旁通,體會(huì)背后的思維,從而讓學(xué)生習(xí)得素養(yǎng)。
基金項(xiàng)目:黑龍江省基礎(chǔ)教育教研專項(xiàng)課題新課程背景下學(xué)科試題研制理論與實(shí)踐研究(JYB1320101)