小学科学“物质世界”内容的广度、深度和难度比较——以“苏教版”和“教科版”为例

陈丹丹，黄 清

（闽南师范大学教育科学学院，福建漳州 363000）

小学科学“物质世界”内容的广度、深度和难度比较——以“苏教版”和“教科版”为例

陈丹丹，黄 清

（闽南师范大学教育科学学院，福建漳州 363000）

物质科学内容是小学科学课程的重要组成部分，其内容广度、深度和难度将影响小学生对这一部分内容的掌握。本文以“苏教版”和“教科版”为例，对教科书中的物质科学内容进行广度、深度和难度比较，并在此基础上尝试对小学科学教科书中关于物质科学内容方面的编写提出一些建议。

小学科学；教科书；物质世界

一般而言，广度是指课程内容所涵盖的知识点数量，深度是指课程内容知识点要求掌握的程度，课程内容的广度和深度进而会影响课程内容的难度。对于同一课程内容，在广度相同的情况下，内容越深，难度就会随之加大；同样，在深度保持不变的情况下，内容知识面越广，难度也会相应增大。在我国实行教科书“一纲多本”的思想指导下，根据新课程标准（以下简称“新课标”）的要求，不同版本的教科书编写除了在内容广度、深度和难度上有所差异之外，更加强调教科书的开放性和适用性。目前，“苏教版”（以下简称S版）［1］和“教科版”（以下简称J版）［2］作为两套使用率较高的小学科学教科书，在课程内容编写上都各具特色。两版教科书的编写都更加注重人文关怀，以求更加符合学生的年龄特点和认知水平。然而，与J版相比，S版的课程内容更加丰富，学生在内容选择上更加广泛，其科学视野能够得到进一步拓宽，J版则细化了学生建构科学概念的过程，在内容结构安排上倾向于由浅入深，帮助学生实现科学概念从事实知识到经验知识的转变。因而，本文根据我国东北师范大学孔凡哲教授提出的难度模型N＝a＊S／T+（1－a）＊G／T，以S版和J版为例，对这两个版本小学科学教科书中关于“物质世界”内容的广度、深度和难度进行比较，对小学科学教科书中关于物质科学内容方面的编写提出一些建议。

一、内容广度

知识点的数量用课程内容广度G来表示。以“物质的特征”具体内容标准要求的知识点为例，“能用感官判断物体的特征，如大小、轻重、形状、颜色、冷热、沉浮等，并加以描述。”“能根据特征对物体进行简单分类或排序。”“会使用简单仪器（如尺、天平、温度计）测量物体的常见特征（长度、重量、温度），能设计简单的二维记录表格，做简单的定量记录，并能使用适当的单位。在此经验基础上，对其他物体进行估量。意识到多次测量能够提高测量的准确性。”“了解通过加热或冷却可使物体的形状或大小发生变化，列举常见的热胀冷缩现象。”共计4个知识点，因此，取“物质的特征”的内容广度为4。以此方法计算，各部分内容广度取值见表1。

表1　两个版本教科书中“物质世界”的内容广度

图1　“物质世界”内容广度比较折线图

根据表1及图1显示，与“新课标”相比，S版除“材料的性质与用途”、“热现象”、“光的传播”、“简单电路”、“磁现象”、“能量的转换”高出“新课标”1－3个知识点外，其余均符合或低于“新课标”；J版除“物质的特征”、“物质的利用”、“位置与运动”、“简单机械”、“磁现象”低于“新课标”1－2个知识点外，其余均符合“新课标”。可以说，两个版本的教科书除个别知识点，都基本完成了“新课标”的要求。

二、内容深度

一般而言，明确“新课标”要求的高低可以用目标动词来衡量，而内容深度S则可以通过目标动词的程度来表示。（如下表2）

表2　科学课程标准的目标动词

“物质世界”的每一部分内容深度，与该部分所涉及的知识目标和过程与方法目标的总和平均数相对应。以S版五年级下册“简单机械”部分涉及的科学内容为例，在知识目标方面，如“了解一些简单机械的使用。”为等级1。“知道利用机械可以提高工作效率。”为等级2。因此，其科学知识目标等级为1+2＝3。在过程与方法目标方面，如“观察和描述哪些物品属于机械。”为等级1。“区分简单机械与复杂机械。”为等级2。“探究哪些机械可以降低工作难度。”为等级3。因此，其过程与方法目标的等级为1+2+3＝6。“简单机械”部分的课程内容深度为（3+6）／2＝4．5。通过这种方法得出各部分内容的深度值见下表3。

表3　两个版本教科书中“物质世界”的内容深度

通过表3及图2可以看出，相较于“新课标”而言，J版教科书的内容深度较高，而S版教科书的内容较低。其中，J版除了“材料的性质与用途”、“位置与运动”低于“新课标”以外，其它均高于或符合“新课标”；与J版相反，S版除“物质的特征”、“简单机械”、“热现象”、“能量的转换”高于“新课标”以外，其它均符合或低于“新课标”。

三、内容难度

根据难度模型：N＝a＊S／T+（1－a）＊G／T，其中S／T表示单位时间的课程深度，称为可比深度；G／T表示单位时间的课程内容广度，称为可比广度；a满足0≤a≤1，反映课程对于可比深度S／T和科比广度G／T的侧重程度。因为小学科学属于科普性知识，我们可以认为小学科学课程对可比深度和可比广度的侧重一致，a取0．5。［3］“物质世界”各部分课程内容的难度比较如下：

表4　有关“物质的特征”的内容难度

从表4可以看出，就“物质的特征”部分的内容而言，在内容深度方面，S版教科书略高于“新课标”而J版教科书略低于“新课标”；在内容广度方面，J版教科书高于“新课标”而J版教科书低于“新课标”；在可比深度方面，S版教科书最高而J版教科书最低；在可比广度方面，J版教科书高出“新课标”而S版教科书低于“新课标”；在绝对难度上，S版教科书与“新课标”较为吻合，而J版教科书的难度程度远低于“新课标”。

表5　有关“材料的性质与用途”的内容难度

从表5可以看出，对于“材料的性质与用途”这一部分内容，两版教科书的内容深度都低于“新课标”；S版教科书的内容广度稍高于“新课标”，而J版则教科书与“新课标”保持一致；S版教科书的可比广度超出“新课标”，而可比深度低于“新课标”；J版教科书的可比深度与可比广度接近“新课标”；。在绝对难度方面，S版教科书稍高而J版教科书稍低。

表6　有关“物质的变化”的内容难度

从表6可以看出，有关“物质的变化 ”的课程内容，J版教科书的内容深度略高于“新课标”，而S版教科书的内容深度仅为“新课标”的1／2；且S版教科书的内容广度低于“新课标”，J版教科书的内容广度与“新课标”保持一致。J版教科书的可比深度与可比广度最接近于“新课标”，其绝对难度较大，与“新课标”的吻合度最高；S版教科书的可比深度、可比广度、绝对难度显著低于“新课标”。

表7　有关“物质的利用”的内容难度

从表7可以看出，有关“物质的利用”部分的内容，J版教科书的内容深度稍高出“新课标”而S版教科书远低于“新课标”；两版教科书的内容广度均远低于“新课标”；S版教科书的可比广度和可比深度均低于“新课标”和J版教科书；J版教科书的可比深度高出“新课标”，而可比广度低于“新课标”，在绝对难度上更忠实于“新课标”。

表8　有关“位置与运动”的内容难度

从表8可以看出，有关“位置与运动”部分的内容，在内容深度和内容深度方面，两版教科书均远低于“新课标”；且S版教科书和J版教科书在内容的可比深度、可比广度和绝对难度也均显著低于“新课标”；但两版教科书在这一部分内容上所需课程时间都较多，出现这一结果可能与学生对这一部分内容的接受能力有关。

表9　有关“常见的力”的内容难度

从表9中可以看出，有关“常见的力”这一内容，两版教科书在内容深度、内容广度、可比深度、可比广度、绝对难度方面都与“新课标”的要求保持一致；但与其它部分的课程内容相比，两版教科书与“新课标”在内容深度、内容广度、可比深度、可比广度、绝对难度方面都较低，其原因可能与这一部分内容的性质相关。

表10　有关“简单机械”的内容难度

从表10可以看出，就“简单机械”这一内容而言，两版教科书的内容深度都高于“新课标”，其中J版教科书显著高于新课标，而S版教科书略高于新课标；而在内容广度方面，两版教科书均低于新课标；S版与J版教科书的可比深度、绝对难度均高于“新课标”，其中J版教科书的可比深度与绝对难度偏高，S版教科书偏低；但两版教科书的可比广度都低于“新课标”。

从表11可以看出，有关“声音的产生与传播”这一内容，总体而言，以“新课标”的要求作为参照，在内容深度和内容广度方面，两版教科书与新课标的契合度都很高，都忠实于“新课标”的要求；然而，在可比深度、可比广度、绝对难度方面，S版教科书偏高，而J版教科书偏低。出现这一结果可能与两版教科书所安排的课程时间有差异相关。

表11　有关“声音的产生与传播”的内容难度

表12　有关“热现象”的内容难度

从表12可以看出，有关“热现象”这一内容，与“新课标”相比，两版教科书的内容深度均高于“新课标”；在内容广度上，S版教科书稍高出“新课标”而J版教科书与“新课标”保持一致；在可比深度上，J版教科书高于S版教科书与“新课标”；在可比广度上，J版教科书与课程标准吻合程度最高，数值一致。然而，在绝对难度上，S版教科书显著高于J版教科书与“新课标”。

表13　有关“光的传播”的内容难度

从表13可以看出，有关“光的传播”这一内容，在内容深度上，以“新课标”为参照，J版教科书的内容深度略高而S版教科书略低；在内容广度上，S版教科书的内容广度稍高而J版教科书稍低；两版教科书的可比广度与绝对难度都高于“新课标”。其中，S版教科书的可比广度偏高，J版教科书的可比广度最接近于“新课标”；J版教科书的绝对难度最大，S版教科书的绝对难度最接近于“新课标”。

表14　有关“简单电路”的内容难度

从表14可以看出，有关“简单电路”这一内容，在内容深度上，S版教科书低于“新课标”而J版教科书与“新课标”保持一致；在内容广度上，S版教科书高于“新课标”而J版教科书与“新课标”保持一致；S版教科书的可比广度与绝对难度显著高于“新课标”和J版教科书，而可比深度低于“新课标”和J版教科书；反之，J版教科书的可比广度与绝对难度偏低，但在可比深度上比较忠实于“新课标”的要求。

从表15可以看出，有关“磁现象”这一内容，两版教科书在内容深度上均与“新课标”保持一致；在内容广度上，S版教科书高于“新课标”而J版教科书低于“新课标”；S版教科书在可比深度、可比广度、绝对难度上显著高于“新课标”和J版教科书；而J版教科书虽然可比广度最低，但可比深度更贴近“新课标”的要求。

表16　有关“能量的转换”的内容难度

从表16可以看出，有关“能量的转换”这一内容，在内容深度和内容广度两个方面，S版教科书均高于“新课标”而J版教科书则与“新课标”保持一致；在可比深度、可比广度、绝对难度方面，S版教科书显著高于J版教科书和“新课标”，而J版教科书则更符合“新课标”的要求。

四、总结与建议

通过以上比较和分析，本文尝试对小学科学教科书中关于物质科学内容广度、深度和难度方面的编写提出一些建议。

（一）通过大概念的把握拓展课程的内容广度

科学知识以概念的获得为基础，并从核心概念发展到大概念。在小学科学教科书中，一些常见的简单机械的名称、种类、特点，生活中光、热、声、电、磁等现象的产生，都要通过核心概念的获得来了解事物或现象的本质特征。小学科学教科书的内容编写应从核心概念发展到大概念，以帮助所有学生发展科学大概念作为目标，遵循熟悉事物→小概念→更大概念→原理和系统的发展过程。［4］例如，在“材料的性质与用途”这一部分的内容中，除了让学生把握“什么是材料”这一核心概念之外，逐渐帮助学生发展“材料的性质”这一小概念，再到发展“材料的用途”这一更大概念，最后落实到“人类怎样通过使用各种材料改善自身周围环境赖以生存发展”这样的科学大概念。通过科学大概念的把握，使学生能够将科学知识与自身已有的生活经验联系起来，让学生的科学视野不再局限于书本知识，课程内容的广度从而得以拓展。

（二）提供多彩的科学探究活动延伸课程的内容深度

在“做中学”理念的指导下，多彩的科学探究活动是帮助学生深入学习科学知识的重要途径。根据上述统计，在我国课程标准中，“了解”、“知道”这一类的科学知识目标动词以及“观察”、“区分”这一类的科学过程与方法目标动词数量居多，而真正围绕“探究”这一目标动词进行科学活动的数量较少。近年来，学生科学探究的能力的培养日益成为科学教育改革的焦点，科学探究活动在小学科学教科书的编写中逐渐受到重视。因此，根据不同的主题单元，教科书在编写过程中应精心设计更多丰富多彩的科学探究活动，将一些有趣的“小制作”、“小实验”以栏目的形式编排在教科书中。通过多彩的科学探究活动，不仅可以点燃学生的科学热情，亲历科学探究的过程，还可以培养学生动手探究的能力，形成主动探究的科学态度。力求使得课程内容真正从探究活动开始，也于探究活动结束，帮助学生在愉悦的氛围中深入学习科学知识，延展课程内容的深度。

（三）强化不同学段之间的主题衔接缩小课程的内容难度

根据心理学的观点，当知识处于学生的最近发展区内最易于被接受。科学是一门知识性和逻辑性很强的学科，对学生认知层次性的关注，不仅体现于针对某一主题内容呈现的层级性，而且体现于不同年级教科书在同一主题内容组织的层级性。［5］不同学段之间的主题衔接能否得到强化，将会影响学生认知水平的发展，进而影响学生对课程内容的理解。在小学3～6年级物质科学内容的主题单元编排中，例如从“物质的特征”→“物质的变化”→“物质的利用”虽然内容由浅入深，由易到难，但随着学生年级的升高，课程标准对学生掌握这三部分内容的要求却逐渐降低。换言之，从一定意义上来说，课程内容难度越低，要求就相对较高，反之，课程内容难度越高，要求就相对较低。因此，根据学生认知能力的发展，强化不同学段之间的主题衔接可以缩小课程内容难度。只有当课程内容的难度处于学生最近发展区时，学生才能根据自身的经验和已有知识对课程内容寻求主动建构，从而达到更高的理解水平。

［1］ 郝京华，路培琪．科学（3－6年级1－8册）［M］．南京：江苏教育出版社，2007．

［2］ 郁波．科学（3－6年级1－8册）［M］．北京：教育科学出版社，2002．

［3］ 刘金洋．小学科学教科书“生命世界”课程内容比较研究——以“苏教版”和“教科版”为例［D］．长春：东北师范大学学位论文，2011．

［4］ 鲍佩华．美国科学启蒙教材生命科学部分的特色及启示［J］．教学月刊小学版，2013（9）：55－56．

［5］ 吴术强，孙立伟，侯晓梅．小学科学教材中“物质科学”内容的比较与分析［J］．物理教学探讨，2013（11）：11－12．

［责任编辑 李亚卓］

A Comparative Research on the Wideness，Profundity and Difficulty of the“Physical World Study”in Elementary School Science——Taking the S and J Version of Science Textbook as an Example

CHEN Dan－dan，HUANG Qing
（Department of Educational Science，Minnan Normal university，Zhangzhou 363000，China）

Physical science is an important part of elementary school science curriculum，which its wideness，profundity and difficulty will affect pupils’capability to understand．Therefore，in this paper，the author takes the S and J version of the science textbook as an example to compare the wideness，profundity and difficulty of the“physical world"content in elementary school science，and try to put forward some suggestions about the content writing of elementary school science textbooks．

elementary school；textbooks；physical world

G623．6

A

2095－770X（2015）06－0005－05

2015－05－12；

2015－06－15

陈丹丹，女，福建长乐人，闽南师范大学研究生。