教科版小学科学中段新旧教材化学内容比较分析
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钱丰清，樊敏四川师范大学化学与材料科学学院摘要：本文以2001年版教科版小学科学教材和2017年版新教材为研究对象。从两版教材中段化学部分的知识点分布、化学知识内容的结构、广度、深度等方面进行比较分析。旨在帮...
钱丰清，樊敏四川师范大学化学与材料科学学院摘要：本文以2001年版教科版小学科学教材和2017年版新教材为研究对象。从两版教材中段化学部分的知识点分布、化学知识内容的结构、广度、深度等方面进行比较分析。旨在帮助专业教师区分新旧教材中段化学知识的不同。以便教师深刻地理解教材中化学部分的资源，更好培养学生的科学素养。关键词：小学科学；新旧教材；化学知识；教材比较本文为四川师范大学2018年“小学科学实验教学训练教程”项目成果。小学科学课程是一门综合性的课程，教材中涉及到物理、化学、生物、地理、数学等简单而又综合的学科知识。而化学学科是我国科学界的核心学科，是衡量各国工业水平的标准，化学与人类生活息息相关[1]。小学科学课程标准中有“物质科学”、“生命科学”、“地球与宇宙科学”三大领域，其中物质科学领域包含物理、化学学科知识。课程标准中没有明确界定物理、化学学科的知识范畴，导致有些学者在研究小学科学中的化学知识时分类不清，常将有关物理知识归为化学知识的范畴[2]。化学是在原子基础上研究物质组成、结构、性质及变化规律的学科[3]。小学科学化学知识中主要有物质的组成、物质的化学变化与化学性质。随着2017年小学科学课程标准的颁布，国家强调开设小学低段1~2年级科学课程，并将教材进行改版。2001年教科版小学科学教材中段（3-4年级）和2017版教科版教材中段都有涉及到化学领域的内容，但是新旧教材中段部分在化学知识点分布、知识内容结构、化学知识内容深广度等方面都有所不同。本文从以上方面对两版教材中段化学知识进行比较分析。1、新旧教材中段化学知识分布比较分析新版教材中段(3、4年级)一共有4册，每册3个单元共12个单元。每个单元有8个主题，共有96个主题。其中涉及到化学知识的有3个主题，占比是3.1%。老版教材中段共有4册，每册4个单元共16个单元。每个单元7个主题，共有112个主题。化学知识占9个主题，占比8.0%。所以新教材中段化学知识所占的比例比旧教材少。由表1.1可知，新教材中段的化学知识全部分布在三年级上册一单元。旧教材中段的化学知识分别分布在三年级上册三单元、四年级上册一单元。新教材中段化学知识分布不合理，三年级下册，四年级上、下册都没有涉及与化学有关的知识。旧教材中段的化学知识分布相比新教材要好一点，但是依然存在分布不均的问题。旧教材中段共有9个主题，有7个主题都在四年级上册一单元。两版教材中段的化学知识都没有体现知识螺旋式分布的原则，不利于学生学习化学知识，培养学生科学素养。应该将知识分布在不同的学习阶段，三年级安排一些符合学生认知发展的知识，四年级在三年级所学知识的基础上增加一些知识，加深知识难度。表1.1新旧教材中段化学知识分布表年级单元主题新教材三年级上册一单元水5.水能溶解多少物质6.加快溶解7.混合与分离旧教材三年级上册三单元我们周围的材料1.观察我们周围的材料6.砖和陶瓷四年级上册一单元溶解1.水能溶解一些物质2.水是怎样溶解物质的3.液体之间的溶解现象4不同物质在水中的溶解能力5.溶解的快慢6.一杯水能溶解多少食盐7.分离食盐和水的方法2、新旧教材中段化学内容结构比较分析新教材中段三年级上册一单元有3个主题与化学内容相关。三个主题知识点层层递进，围绕溶解的概念扩展知识。但化学知识点太少且都集中在这一个单元，所以新教材中段化学知识内容衔接性差。旧教材中段与化学知识相关内容有9个主题，但内容结构联系不紧密。三年级上册是我们周围的材料，四年级上册溶解，两者之间知识没有相关性。溶解单元各个主题知识点有交叉，有层次递进，但是知识点之间的逻辑性不强。旧教材溶解单元先介绍固体溶解的概念；再说明溶解的过程；然后又介绍液体的溶解；接着介绍不同物质溶解能力不同，这一课包含气体的溶解；再探究影响溶解的因素等知识结构。应该先介绍固体、液体、气体的溶解现象；再阐述溶解过程；接着探究不同物质溶解能力不同。体现知识点之间的连贯、层次递进关系，有利于学生理解知识之间的联系。可以利用思维导图整理这个单元的知识，有利于培养学生思维能力。比较两版教材化学知识内容结构发现两者之间有相同性与差异性，相同点：两版中段教材与化学相关知识内容所占比例少。中段教材与化学有关知识点内容衔接性都不好。皮亚杰的认知发展理论认为不应该在同一个阶段将所有的某个化学知识全部教授给学生，应该随着学生的认知发展规律，将教材知识点按照螺旋式上升结构排列[4]。所以新旧教材中段化学知识编写不合符螺旋式上升的原则。新旧教材都有涉及与溶解有关的知识，知道溶解概念，理解不同物质溶解能力不同，学会混合与分离食盐。不同点：新教材中段没有涉及与材料相关的知识。旧教材溶解单元比新教材多了“液体溶解的过程”、“气体的溶解能力”、“一杯水能溶解多少食盐”等知识。旧教材相比新教材中段溶解部分的知识更加复杂。新教材溶解知识的内容结构：溶解在水中的物质及溶解能力——影响溶解的因素——如何分离物质（过滤、蒸发）。旧教材溶解单元内容结构：区分溶解与不溶解（过滤）——固体、液体、气体在水中的溶解过程——物质在水中的溶解能力——溶解快慢——进一步探究食盐在一杯水中的溶解能力——分离食盐与水（蒸发）。由此得出，旧教材溶解部分的知识逻辑性不如新教材。但旧教材比新教材呈现的知识更加细致，知识点更加全面。3、新旧教材中段化学内容广度分析教材知识内容广度指教材的知识范围，涉及知识的宽广程度，用教材中的知识点数量来衡量[5]。新旧教材中段化学内容的广度是从横向的角度比较相同化学知识的宽窄程度。本文针对新旧教材中段相同化学内容涉及知识点进行统计。为了更好区分两版教材中段相同化学知识的内容广度，本研究将一些细小的知识点纳入统计。如表3.1所示，分析两版教材中段相同化学知识内容广度。表3.1新旧教材中段相同化学内容知识点数量统计新版中段化学内容新版知识点数量旧版中段化学内容旧版知识点数量水能溶解多少物质2水能溶解一些物质2加快溶解2水是怎样溶解物质的2混合与分离2液体之间的溶解现象2不同物质在水中的溶解能力2溶解的快慢2一杯水能溶解多少食盐1分离食盐和水的方法1合计6合计12新旧教材中段化学知识少，相同知识内容部分只有与溶解相关知识。统计新旧教材中段与溶解相关的知识数量发现，旧教材中段与溶解有关知识点有12个，而新教材只有6个。因此新教材中段溶解这一部分知识广度不及旧教材。旧教材溶解部分的知识点划分更加详细，不仅介绍固体在水中的溶解，还观察了液体、气体在水中是怎样溶解的。有利于加深学生对溶解概念的理解，知道不同物质在水中溶解能力不同，进一步探究一杯水能溶解多少食盐。另外，新教材低段（1~2年级）有涉及溶解知识，将溶解概念的相关知识分布在一年级，所以新教材中段与溶解有关的知识更少。4、新旧教材中段化学内容深度分析知识深度是指知识本身的深浅程度，涉及到概念与原理的抽象程度。知识越抽象，表示知识内容深度越深，但是这样的知识深度难以量化，无法比较知识的深浅程度[6]。因此本研究采用课程对知识认知要求的程度来衡量知识深度[7]。学生的认知水平以及操作技能，反映教材知识的复杂程度，可以根据布鲁姆划分的知识目标动词程度进行量化[8]。给目标动词进行等级划分并赋值。了解为“1”，认识/知道为“2”，理解/掌握为“3”。量化时采用加权平均计算知识内容的平均深度，便于比较[7]。计算公式：G=(a1+b2+c3)/(a+b+c)。G表示内容深度，a表示为1的知识数量，b表示2的知识数量，c表示3的知识数量，a+b+c是知识点总数量。以新教材“水能溶解多少物质”内容为例。知道水能溶解食盐和小苏打”为2。“理解相同水溶解食盐和小苏打的质量不同”是3。所以这一节知识的内容深度是（12+13）/2=2.5。以此方法计算新旧教材中段化学知识的内容深度。从数值的角度分析，新教材中段化学知识深度为2.5，旧教材中段化学知识为2.33。因此，新教材中段溶解部分知识深度比旧教材深。知识深度不仅与认知要求有关，还与知识广度有关。旧教材中段化学知识广度大于新教材，知识广而不深。因为旧版教材从3年级开始编写，学生刚开始接触溶解概念，所学知识多而浅，对学生认知要求不及新教材高。另外，新教材编写有1-2年级内容，1年级有涉及溶解有关概念，三年级溶解部分知识是在一年级的基础上加深知识深度，对学生要求逐渐提高，符合学生认知发展。5、结论与建议通过比较小学科学教科版新旧教材中段化学知识的内容，发现新旧教材中段化学知识所占比例少，知识分布不均匀，没有较好体现教材编写的螺旋式原则，不很符合学生的认知发展顺序。比较新旧教材中段化学知识内容结构的异同点发现：两版教材中段化学知识每册内容衔接性差，知识少。但新教材中段化学知识内容结构比旧教材更有逻辑性。采用量化的方法分析新旧教材中段化学知识内容的深广度发现：新教材中段的化学知识广度不及旧教材，但新教材的知识深度比旧教材深。因为新教材有编写低段年级知识，其中涉及到溶解的概念。旧教材知识广而不深，学生才开始接触科学课程，对学生掌握知识程度要求不高。建议教师在使用新教材进行教学时，区分新旧教材的不同，以便掌握新教材的知识深广度，在教学中突出知识重难点。另外，新教材在中段应该适当增加一些与化学有关的知识。如化学史等知识，体现化学学科在小学科学中的重要性，有利于培养学生的科学素养。中段的学生是接触化学学科的最佳时期，有利于培养学生的化学意识，实验素养[1]。因此应该适当扩充新教材中化学知识的广度。参考文献：[1]彭博.小学科学化学部分课程资源的开发与利用[D].四川师范大学,2013.[2]杜君兰.高师小教专业与小学科学课程中化学知识内容的对比分析[J].内蒙古师范大学学报(教育科学版),2014,27(08):127-130.[3]课程教育教材研发中心．化学九年级上册绪言．北京：人民教育出榜社，2012年：第4页[4]皮连生主编.教育心理学：上海出版社，2011.[5]陈丹丹,黄清.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[J].陕西学前师范学院学报,2015,31(06):5-9.[6]孔凡哲,史宁中.现行教科书课程难度的静态定量对比分析——以初中数学课程标准实验教科书“不等式”、“四边形”课程内容为例[J].教育科学,2006(03):40-43.[7]佘亚芳.普通高中物理课程标准知识内容广度和深度的比较研究[D].南京师范大学,2012.[8]朱雪芳，叶立军.中国和澳大利亚高中数学微积分教材比较研究［J］．数学教育学报，2014(2):25-27．
