中美化學(xué)必修階段“化學(xué)鍵”內(nèi)容的教材編排對(duì)比研究

姚娟娟 王婧子 王世存

（1華中師范大學(xué)化學(xué)教育研究所 湖北武漢 430079;2華中師范大學(xué)第一附屬中學(xué) 湖北武漢 430223）

中美化學(xué)必修階段“化學(xué)鍵”內(nèi)容的教材編排對(duì)比研究

姚娟娟1王婧子2*王世存1

（1華中師范大學(xué)化學(xué)教育研究所 湖北武漢 430079;2華中師范大學(xué)第一附屬中學(xué) 湖北武漢 430223）

以必修階段的“化學(xué)鍵”內(nèi)容編排為例，分析中美兩套高中化學(xué)教材在知識(shí)的呈現(xiàn)范圍、圖像表征兩個(gè)方面的異同點(diǎn)，根據(jù)具體內(nèi)容呈現(xiàn)方式的差異性闡述兩套教材編寫的特點(diǎn)，并從中獲得啟示，以期為我國必修階段的“化學(xué)鍵”知識(shí)教學(xué)提供借鑒與指導(dǎo)。

中美高中化學(xué)教材；化學(xué)鍵；教材編排

教材是將課程標(biāo)準(zhǔn)具體化的載體，是教師實(shí)施教學(xué)的重要依托，是學(xué)生習(xí)得知識(shí)、開拓思維、獲得發(fā)展的重要保證，所以教材中特定內(nèi)容的編排方式對(duì)于教師的教和學(xué)生的學(xué)有著至關(guān)重要的作用，但同一內(nèi)容在教材中的呈現(xiàn)會(huì)因不同的教育理念而不同，比如中美高中化學(xué)必修階段的概念教學(xué)內(nèi)容“化學(xué)鍵”。為了能更好地實(shí)現(xiàn)以“化學(xué)鍵”作為內(nèi)容載體的學(xué)科素養(yǎng)培育，文章以由菲利普主編、王祖浩譯，浙江教育出版社出版的美國化學(xué)教材《化學(xué)：概念與應(yīng)用》（以下簡稱“美國教材”）［1］和宋心琦主編，人民教育出版社出版的《化學(xué)2》（以下簡稱“人教版《化學(xué)2》”）［2］中必修階段的內(nèi)容“化學(xué)鍵”作為研究對(duì)象，進(jìn)行這一學(xué)習(xí)主題的比較研究，以期指導(dǎo)教育工作者對(duì)此部分內(nèi)容的開發(fā)與設(shè)計(jì)。

一、中美兩套化學(xué)教材“化學(xué)鍵”內(nèi)容編排比較

“化學(xué)鍵”作為高中階段的重要概念知識(shí)，學(xué)生對(duì)內(nèi)容的理解與掌握有助于微粒觀和變化觀的學(xué)科觀念發(fā)展。兩套教材在必修、選修階段都安排了相應(yīng)的知識(shí)學(xué)習(xí)，美國教材與“化學(xué)鍵”相關(guān)的必修內(nèi)容位于教材第4章《化合物的形成》的第2節(jié)“元素如何形成化合物”，人教版是位于《化學(xué)2》第1章的第3節(jié)“化學(xué)鍵”。大體上看，兩種教材關(guān)于必修階段“化學(xué)鍵”的主要內(nèi)容安排是一致的，但具體知識(shí)的編排方式卻不同，以下將從內(nèi)容的呈現(xiàn)范圍、圖像表征兩個(gè)角度分別闡釋兩套教材在必修階段對(duì)“化學(xué)鍵”內(nèi)容的設(shè)計(jì)與編排。

1.兩套化學(xué)教材“化學(xué)鍵”內(nèi)容呈現(xiàn)范圍比較

教材中內(nèi)容的呈現(xiàn)范圍利于教師明確教學(xué)的深廣度，確定教學(xué)重難點(diǎn)，從而在一定的內(nèi)容線索下制定教學(xué)目標(biāo)。然而，不同社會(huì)背景下的教育理念不同，學(xué)生所接受的教育背景也存在差異，從而造成不同國家對(duì)同一內(nèi)容的編排范圍存在差異性，筆者分析中美兩套教材，發(fā)現(xiàn)二者關(guān)于必修階段“化學(xué)鍵”的知識(shí)呈現(xiàn)范圍的確存在些許不同，具體如下表1所示。

表1 中美兩套化學(xué)教材關(guān)于必修階段“化學(xué)鍵”的呈現(xiàn)范圍比較

從內(nèi)容選擇上看，兩套教材在正文中都出現(xiàn)關(guān)于離子鍵、離子化合物、共價(jià)鍵與共價(jià)化合物的概念教學(xué)；并要求能用電子式表示化合物的形成。人教版整體的教材呈現(xiàn)是以有限元素構(gòu)成的數(shù)以千萬種物質(zhì)引入，借宏觀物質(zhì)氯化鈉的微觀形成為例闡述離子鍵、離子化合物的概念，之后進(jìn)行共價(jià)鍵、共價(jià)化合物的概念教學(xué)且涉及共價(jià)鍵的下位概念（非極性鍵和極性鍵），然后歸納化學(xué)鍵的概念，最后將內(nèi)容延伸到分子間作用力和氫鍵。而美國教材是從原子結(jié)合的化學(xué)史角度出發(fā)，通過原子八隅體穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的兩種形成方式闡述離子鍵和共價(jià)鍵的概念，利用原子結(jié)構(gòu)示意圖對(duì)離子鍵和共價(jià)鍵的形成做出直觀解說，在離子化合物概念引出之后，介紹離子化合物的晶體結(jié)構(gòu)，最后闡明離子化合物與共價(jià)化合物的性質(zhì)差異原因。從上可知，美國教材“化學(xué)鍵”的編排比人教版難度更大，比如正文出現(xiàn)“NaCl的晶體結(jié)構(gòu)”，而該階段學(xué)生的思維發(fā)展尚不完善，所以會(huì)增加學(xué)生學(xué)習(xí)時(shí)的負(fù)擔(dān)，人教版在必修階段并未安排，而是在選修中詳細(xì)編排，即人教版必修階段“化學(xué)鍵”內(nèi)容編排注重知識(shí)的系統(tǒng)性、階段性與邏輯性。

2.兩套化學(xué)教材“化學(xué)鍵”內(nèi)容圖像表征比較

教材中信息的表征方式是教材發(fā)揮其課程與教學(xué)功能的關(guān)鍵，而作為教材第二語言的圖像，它的作用在于對(duì)抽象內(nèi)容進(jìn)行形象化解釋與直觀概括的同時(shí)能有效降低內(nèi)容的難度［3］。就“化學(xué)鍵”內(nèi)容而言，其微觀性和抽象性導(dǎo)致內(nèi)容有難度，利用圖像搭建支架是降低這一難度的策略。表2是兩套教材關(guān)于本節(jié)內(nèi)容設(shè)置的圖像。

表2 中美兩套化學(xué)教材關(guān)于必修階段“化學(xué)鍵”內(nèi)容的圖像表征比較

由表2知，在圖像數(shù)量上，美國教材在編排時(shí)多于人教版《化學(xué)2》。美國教材分別用2張和5張圖片展示稀有氣體用途及稀有氣體的原子結(jié)構(gòu)，幫助學(xué)生理解原子為何會(huì)形成八隅體構(gòu)型，從而為離子鍵與共價(jià)鍵的概念教學(xué)搭建腳手架；在概念教學(xué)時(shí)，教材利用原子結(jié)構(gòu)示意圖形象地表征化合物形成中的電子轉(zhuǎn)移與電子共享，將概念的形成可視化；且在進(jìn)行離子化合物和共價(jià)化合物的性質(zhì)教學(xué)時(shí)采用了生活中的實(shí)物圖片，以學(xué)生的生活經(jīng)驗(yàn)為基礎(chǔ)進(jìn)行教學(xué)符合學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律，有助于學(xué)生基于認(rèn)識(shí)建構(gòu)知識(shí)。人教版《化學(xué)2》正文中用了1張“Na與Cl2反應(yīng)”的實(shí)驗(yàn)圖片作為學(xué)習(xí)離子鍵的背景支架，但關(guān)于共價(jià)鍵概念及其他內(nèi)容的編排多用文字?jǐn)⑹?。?duì)比兩套教材，人教版中插入的圖片數(shù)量不是太充分，與社會(huì)生活相關(guān)的圖片不是太多，可能會(huì)增大教師對(duì)教材內(nèi)容挖掘與重構(gòu)的難度，削弱學(xué)科知識(shí)與社會(huì)生活的聯(lián)系。

二、中美兩套高中化學(xué)教材“化學(xué)鍵”編排啟示

經(jīng)過對(duì)兩套教材關(guān)于必修階段的“化學(xué)鍵”編排進(jìn)行的比較分析，可知在進(jìn)行“化學(xué)鍵”內(nèi)容編寫時(shí)應(yīng)該：（1）重視模型建構(gòu)、厘清概念形成；（2）關(guān)注學(xué)生認(rèn)知、注重內(nèi)容銜接；（3）聯(lián)系社會(huì)生活、強(qiáng)化價(jià)值培養(yǎng)。

1.重視模型建構(gòu)、厘清概念形成

化學(xué)概念的教學(xué)要清楚概念的建立過程，理解概念內(nèi)涵和外延，認(rèn)識(shí)概念的價(jià)值。“化學(xué)鍵”對(duì)探究微觀世界和理解化學(xué)反應(yīng)本質(zhì)有重要意義，所以學(xué)生要對(duì)概念形成清晰認(rèn)識(shí)。而利用模型，可深入分析化學(xué)鍵概念的內(nèi)涵和外延，解釋分析概念間內(nèi)部矛盾，從而建構(gòu)知識(shí)體系［4］。兩套教材在編寫“化學(xué)鍵”內(nèi)容時(shí)都注重模型鋪墊和情境創(chuàng)設(shè)，比如利用“電子式”模型表征原子間電子轉(zhuǎn)移與共享的微觀本質(zhì)，既降低了概念認(rèn)知難度，又利于學(xué)生清楚化學(xué)鍵的形成過程，避免相異構(gòu)想的形成。若直接通過文字?jǐn)⑹龈拍?，既影響教師?duì)內(nèi)容開發(fā)，又會(huì)削弱概念學(xué)習(xí)的階段性，增加概念學(xué)習(xí)的生澀度，最終學(xué)生只能記誦概念。所以，在進(jìn)行概念性內(nèi)容的編寫時(shí)，應(yīng)適當(dāng)將化學(xué)模型作為一種科學(xué)方法工具體現(xiàn)在教材編寫中，有助于學(xué)生化學(xué)科學(xué)方法與觀念的發(fā)展，從而有利于學(xué)生“證據(jù)推理與模型認(rèn)知”的學(xué)科素養(yǎng)培育。

2.關(guān)注學(xué)生認(rèn)知、注重內(nèi)容銜接

以學(xué)生已知作為教學(xué)起點(diǎn)能調(diào)動(dòng)學(xué)習(xí)積極性，教學(xué)內(nèi)容的銜接有助于系統(tǒng)知識(shí)框架的搭建。比如，人教版《化學(xué)2》編排“化學(xué)鍵”時(shí)設(shè)置了與先前知識(shí)相關(guān)的文字陳述“從元素周期表我們可以看出，到目前為止，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的元素只有一百多種。然而，由這一百多種元素的原子組成的物質(zhì)卻數(shù)以千萬計(jì)”。將所學(xué)的知識(shí)穿插在新課內(nèi)容中，意在激發(fā)對(duì)之前所學(xué)內(nèi)容的鞏固，且以學(xué)生的已有經(jīng)驗(yàn)為基礎(chǔ)進(jìn)行教學(xué)，契合認(rèn)知規(guī)律，有利于引導(dǎo)學(xué)生建立新舊知識(shí)間的層級(jí)聯(lián)結(jié)，即將新舊知識(shí)間的前后銜接體現(xiàn)在教材中，利于教師以學(xué)生的認(rèn)知作為基點(diǎn)進(jìn)行內(nèi)容的具體化設(shè)計(jì)，幫助學(xué)生形成邏輯系統(tǒng)化的知識(shí)網(wǎng)絡(luò)，而不是單個(gè)孤立的知識(shí)點(diǎn)。

3.聯(lián)系社會(huì)生活、強(qiáng)化價(jià)值培養(yǎng)

教材中知識(shí)的價(jià)值不只體現(xiàn)在學(xué)生能獲得的基礎(chǔ)知識(shí)與基本技能，關(guān)鍵是要促進(jìn)學(xué)生的思維發(fā)展和落實(shí)學(xué)科的知識(shí)價(jià)值，指引學(xué)生體會(huì)知識(shí)在生活中的應(yīng)用，從而更好地形成全面的化學(xué)素養(yǎng)。美國教材在進(jìn)行“化學(xué)鍵”內(nèi)容編排時(shí)強(qiáng)調(diào)學(xué)科內(nèi)容與社會(huì)生活的聯(lián)系，比如利用白熾燈、霓虹燈表示稀有氣體的用途、生活中有關(guān)離子化合物與共價(jià)化合物的實(shí)物圖片以及在“化學(xué)與社會(huì)”欄目中編寫的閱讀材料等等，都體現(xiàn)出學(xué)科知識(shí)在社會(huì)中的價(jià)值滲透。加強(qiáng)內(nèi)容與社會(huì)生活的關(guān)聯(lián)性側(cè)面反映出STSE教育理念的貫徹與落實(shí)，從而幫助學(xué)生形成“生活中處處有化學(xué)”的觀念，一定程度上進(jìn)行“科學(xué)精神與社會(huì)責(zé)任”的學(xué)科素養(yǎng)培養(yǎng)。

三、總結(jié)

教材中內(nèi)容的編排是影響教師如何教、學(xué)生如何學(xué)的重要因素。整合中美兩套化學(xué)教材中的“化學(xué)鍵”必修內(nèi)容，可知這部分的內(nèi)容編排要既讓學(xué)生能從教材中通過一定的教學(xué)支架習(xí)得知識(shí)，又要能在真實(shí)的教學(xué)情境下思考具體的化學(xué)問題，從而幫助學(xué)生在知識(shí)掌握的同時(shí)獲得化學(xué)學(xué)科方法與思維的發(fā)展。

［1］ 菲利普等著,王祖浩譯.美國高中化學(xué)教材.化學(xué)：概念與應(yīng)用［M］.杭州:浙江教育出版社,2008:150-167

［2］ 宋心琦著.普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書.化學(xué)2［M］.北京:人民教育出版社,2009:21-24

［3］ 高苗,周青等.中外高中化學(xué)教材圖表系統(tǒng)的比較研究［J］.化學(xué)教育,2016,37（7）:20-24

［4］ 孫飛.化學(xué)鍵教學(xué)中構(gòu)建“宏—微—符—宏”概念模型［J］.化學(xué)教與學(xué),2015（6）:61-62

1008-0546（2017）10-0009-03

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10.3969/j.issn.1008-0546.2017.10.003

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