高中化学教材化学反应与能量内容分析

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摘要：结合人教版高中《化学2》和美国髙中主流理科教材Chemistry:ConceptsandApplications，以必修阶段的“化学反应与能量”内容为例，对比研究中美高中化学教材在内容呈现范围及栏目设置两个方面的异同点，探索适合我国教育现状的理念和思路，以期给我国高中化学教材编写及教育工作一些启示和参考。

关键词：高中化学；教材；化学反应与能量；核心素养

1引言

教材是学生进行学习的主要材料，也是教师进行教学的主要依据，因此，教材的开发与编写影响着教师的教与学生的学。美国教育一直走在世界前列，对中美教材进行对比研究，有利于更好地完善我国的教材，提升教材质量，扩大教材影响力。本文以人教版《化学2》[1]和美国高中主流理科教材Chemistry:ConceptsandApplications（以下简称《化学》[2]中必修阶段的“化学反应与能量”内容作为研究对象，从内容呈现位置和栏目设置两个角度进行对比，希望对进一步提升我国高中化学教材质量和教学水平有所帮助。

2内容呈现位置对比

“化学反应与能量”是高中化学教材中的重难点内容，我国人教版教材从初中到高中《化学2》、再到《化学选修4》，都涉及该专题的内容。通过必修阶段“化学反应与能量”内容的对比，可以为我国高中学生学习人教版《化学选修4》中第一章的内容奠定基础。教材中内容呈现的位置往往能够看出编者意图与理念，所以首先对两版教材内容呈现位置作了比较。关于必修阶段“化学反应与能量”内容，人教版教材在《化学2》第二章的第1、2节中，美版教材在《化学》第20章的第1、2、3节中。两版教材中该专题的知识内容大致相同，但在内容结构体系和内容深广度上还是有一定的区别。以下将从“化学反应与能量”内容的异同点两个方面对两版教材进行比较。中美高中教材必修阶段“化学反应与能量”内容的相同点两版教材中这部分内容大致相同，均涉及与其他学科的交叉。比如在人教版《化学2》第二章的第1节中，首先介绍化学反应中能量变化的原因，然后通过生产、生活中的实例来让学生理解化学能与热能、电能间的相互转化。这些例子中提到生物圈内能量的转化包括植物的光合作用、人体内的能量转化等。将太阳的热能、水蒸气的势能、流动水产生的动能、树木燃烧储存的化学能之间存在的联系，通过图与文字的描述，形象地体现了能量在生物界的转化，促使学生构建完整的知识体系。人教版教材在这一节中体现了化学与生物、物理学科间的交叉和融合，这种学科间的交叉渗透有利于课程理念和课程目标的贯彻与落实，更有利于学生创新思维的培养和迁移能力的形成[3]。同样，在美版《化学》教材第20章第3节中单独将光合作用放为一节，首先介绍光合作用的概念，然后说明植物光合作用的场所——叶绿体，并对叶绿体的结构进行详细阐述，强化学科间的联系。学科间的交叉渗透可以实现各学科在理论、方法和思维等方面的有机融合，是课程改革的必然趋势，更符合当代社会发展的要求[4]。中美高中教材必修阶段“化学反应与能量”内容的区别两版教材在内容结构体系和内容深广度方面有一定区别。我国教材该专题的相关内容分两册书呈现，而美国仅为一册。人教版教材从初中到高中《化学2》、再到《化学选修4》都涉及该专题的学习，可以看出我国教材将初高中阶段进行了衔接，整体呈螺旋式编排，逐步构成完整的知识体系，符合我国中学生认知特点。美版教材没有采用螺旋式编排的模式，而是选择与科技、生活、社会及多学科相互交叉的模式，且教学方法相对自由。如在解释氢气与氧气反应释放能量时，如图1所示，美版教材用一个形象的反应图表示，学生能够轻易理解氢气与氧气反应是一个放热反应；后面紧密联系生产生活，提到这种反应产生的能量可用来驱动汽车的发动机。美版教材强调知识的实用性，注重学生对知识的理解及应用。

3栏目设置对比

教材栏目的设置在转变学生学习方式方面起到重要作用，有助于激发学生的学习动机，使学习的指向性更强[5]。人教版教材“化学反应与能量”章节在《化学2》中涉及的栏目类型有“学与问”“词源”“思考与交流”“实验”“科学视野”“资料”“资料卡片”“科学探究”“实践活动”“归纳与整理”，栏目类型及设置功能具体情况见表1。美版教材“化学反应与能量”章节在《化学》中涉及的栏目类型有“本节预览”“词源”“迷你实验”“化学实验”“化学在线”“化学与生活”“化学与社会”“化学与技术”，栏目类型及设置功能具体情况见表2。中美高中教材必修阶段“化学反应与能量”栏目设置的相同点通过对比可以看出，两版教材中有些栏目设置的功能是相同的，比如：人教版教材和美版教材中的“词源”栏目，都是帮助学生理解教材某词意思，帮助学生学习本节内容；人教版教材中的“实验”栏目与美版教材中的“化学实验”栏目，都是引导学生体验化学实验的过程，发散学生的创新思维，培养学生的实践能力和实事求是的科学态度；人教版教材中的“科学视野”栏目与美版教材中的“化学在线”栏目，都为启迪学生的科学思维，拓宽学生的知识面。中美高中教材必修阶段“化学反应与能量”栏目设置的区别由于中美两国的科技发达程度不同，两国的教育理念还是有一定区别的。从整体来看，我国人教版栏目设置还是倾向于知识技能的训练，比如“实验”栏目，有很强的目的性，就是为学科知识服务；而美版中“化学实验”栏目、“迷你实验”栏目等，在为学科知识服务的同时，更加关注与实际生活的联系，注重调动学生的主动性和积极性，突出对学生科学探究能力及创新意识的培养。

4结论

总的来看，中美两国教材各有千秋，两国教材都比较注重化学与其他学科的联系。我国教材内容直观，学生在学习中容易接受；主题明确，教师在教学中容易操作。美版教材注重培养学生的逻辑思维能力、创新探究能力。相比较而言，两国教材在栏目设置方面，我国教材侧重于知识技能的训练，而在培养学生核心素养方面，美国教材更显优势。那么，在符合我国国情和中学生认知发展特点的基础之上如何借鉴国外教材的优点？通过以上对比，笔者从三个方面提出几点建议。1）在教师教学上：适当借鉴美国教学理念，增加与生活和其他学科联系紧密的实验探究内容，也可以适当从微观层面进行分析讲解，有利于提高学生运用理论知识解决实际问题的能力及宏微证据推理的能力。2）在学生学习上：让学生有更多机会主动体验科学探究的过程，使学生抱着好奇心情不自禁地融入学习情境，并且获得愉快的学习体验。3）在教材编排上：教材中栏目的设置不能只注重知识本身，应该促进学生的思维发展和落实学科的知识价值，把握好学生核心素养方面的培养，促使学生全面发展[6]。

参考文献

[1]宋心琦.普通高中课程标准实验教科书:化学选修4[M].北京:人民教育出版社,2004.

[3]林健.多学科交叉融合的新生工科专业建设[J].高等工程教育研究,2018(1):32-45.

[2]PhillipsJS,StrozakVS,WistromC.Chemistry:conceptsandapplication[M].Glencoe:TheMcGraw-HillCompanies,2002.

[4]沈美娟.高师化学与生物学科间的交叉渗透[J].教育现代化,2017(37):365-367.

[5]王梦成,杨发福.中美化学教材中“化学反应速率”内容的对比研究[J].中学化学教学参考,2019(20):76-78.

[6]姚娟娟,王婧子,王世存.中美化学必修阶段“化学键”内容的教材编排对比研究[J].化学教与学,2017(10):9-11.

作者：吕天瑶 樊小英 李学强 魏梦雪