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1、1中美两种高中化学教材对比与思考以“化学反应速率与化学平衡”为例首都师范大学教育学院 任宇玲摘 要：中美两种高中化学教材在编排上有诸多不同，笔者以“化学反应速率与化学平衡”为例对比了美国高中化学教材科学发现者 化学：概念与应用与我国“人教版”教材在内容的组织和呈现方式上的主要不同之处并得出几点启示，为我国的化学教材改革提供参考依据。关键词：“化学反应速率与化学平衡” 美国教材 “人教版”教材 1 中美高中化学教材关于“化学反应速率与化学平衡”内容的组织与呈现教材作为教学内容的载体和资料在教学中起着重要的作用，教材的质量直接影响人才培养的质量。随着社会的发展，教材也要逐步加以改革以适应社会发展的
2、要求。美国最大的教育书籍出版集团 Mc Graw Hill 的 Glencoe 公司出版的“CHEMISTRY：Concepts and Application”化学：概念与应用是一本很有特色的化学教材 1（以下简称为美国教材） ，本文以“化学反应速率与化学平衡”内容为例对比中美化学教材在内容组织和呈现方式上的区别，同时结合我国具体的国情，吸取精华，为我国化学教材的编制和化学教材内容设计的优化提供一定的启示。1.1 中美高中化学教材体系结构的比较化学教科书的结构是以一定的化学知识内容为载体而体现的。从这个意义上讲，化学教科书的体系结构也就是指整个化学教科书内容的构成及其组织，而教科书内容主要是
3、以知识形态来体现的。我国新课程改革根据高中化学课程标准而设定的“人教版”化学新教材将有关“化学反应速率与化学平衡”内容集中安排在选修模块化学反应原理第二章。它是在必修模块的基础上拓宽了知识面、增加了难度、提高了要求，充分体现了教材的层次性、高水准。美国教材采用“章节”式结构，在章节内容的设置上也相对集中，比如“化学反应速率与化学平衡”内容集中安排在第 6 章“化学反应的本质”这一节。中美高中化学教材关于“化学反应速率与化学平衡”体系结构的比较如下：2表 1 美国、 “人教版”高中化学教材有关“化学反应速率与化学平衡”内容的体系对比教材 章序 标题美国第 6 章 化学反应与化学方程式第 3 节
4、化学反应的本质可逆反应（包括平衡、反应方向）反应速率（包括影响因素）“人教版”第 2 章 化学反应速率与化学平衡第 1 节 化学反应速率第 2 节 影响化学反应速率的因素第 3 节 化学平衡第 4 节 化学反应进行的方向两种教材中对“化学反应速率与化学平衡”中知识点呈现顺序如下：美国： 可逆反应平衡平衡的特点改变反应的方向增加反应物或能量活化能反应速率温度的影响浓度的影响催化剂人教版：化学反应速率影响化学反应速率的因素化学平衡化学反应进行的方向从表 1 很明显可以看出中美这两种教材关于“化学反应速率与化学平衡”内容的结构安排不一致。 “人教版”将化学反应速率安排在化学平衡之前，而美国教材却相反
5、。笔者认为美国教材是依据化学家认识事物的先后顺序来编排的，化学家首先认识到有可逆反应存在，然后就会考虑到净变化，进而出现平衡问题，而后考虑到反应快慢的问题需到定量才出现了化学反应速率。由此可以看出，美国教材在内容的编排上注意引发学生思考，注重学生对知识点的生成与建构，并重视学生认知的螺旋式递进，符合学生的认知规律，利于学生对化学学科结构的意义建构。“人教版” 关于“化学反应速率与化学平衡”内容的编排是从学生学习化学反应原理理论的角度编排的，更多的是注重学生对理论知识的学习，其优点是系统性强，非常利于学生对理论知识的学习和掌握，但是缺乏对学生思维的训练，而美国教材就体现出了“化学反应速率与化学平
6、衡”理论知识的形成过程。1.2 中美高中化学教材栏目的比较3表 2 美国、 “人教版”高中化学教材有关“化学反应速率与化学平衡”栏目种类对比教材 美国教材 “人教版”栏目种类本节预览化学工作者职业链接词源化学与技术迷你实验生活中的化学化学在线家庭实验本节复习题学与问实验科学探究资料卡片思考与交流科学史话习题归纳与整理从表 2 中我们可以看出美国教材中设置了大量的栏目，这些栏目的内容涉及职业、家庭、生活、网络、科学技术与社会等许多领域，在专题性栏目中还配有插图帮助学生理解。在美国教材中有特色的栏目有这样几类：（1） 本节预览，利于学生开始学习和复习的栏目美国教材中关于“化学反应速率与化学平衡”内
7、容设置在“化学反应的本质”一节中，在这节开始就呈现出本节预览栏目，该栏目内容包括学习目标、知识回顾和关键术语三方面：学习目标描述影响反应方向的因素；分类影响反应速率的因素知识回顾化合：两种或多种物质结合生成单一产物的反应。关键术语平衡 动态平衡 可容的 不容的 活化能 浓度 限量反应物 催化剂 酶 抑制剂学生在学习本节内容之前通过阅读这个栏目，可以大致地了解将要学习的内容以及学完这些内容预计要达到的目标，而且还能让学生回顾上节课的主要内容，让学生在学习之前做到心中有数，所以学习时带着目标就会取得较好的效果。 （2） 化学工作者和职业链接，利于培养学生的职业意识与职业素质的栏目美国教材在呈现化学
8、知识的同时穿插了化学工作者和职业链接等栏目。该教材中职业生涯教育内容的安排，采取以案例访谈的形式创设职业问题情境。比如：“化学反应的本质”一节中采访植物护理专家卡罗琳萨特莉菲的问题分三个方面有：4关于工作萨特莉菲小姐，您工作的主要内容是什么？这些化学物质有危险吗？您和您的同事知道万一遇到事故时该怎么处理吗？为什么您的工作中化学物质是必不可少的？您会运用高中化学课堂上学到的知识吗？早期影响在孩童时期，您是否对植物特别感兴趣？那您后来又是如何踏进植物护理这一领域的？个人观点您会建议学生们像你那样从事植物护理工作吗？您是怎样看待植物护理这一领域在今后的发展的？而且在职业链接栏目中的内容也别具特色，比
9、如：该节中职业链接内容是这样的：其他与植物护理有关的重要工作有：园艺师（ horticulturist）：硕士学位，具有研究、田间工作的经历。景观设计师（ landscape architect）：学士学位，通常需要进行一次资格考试。水土保持技师（ soil conservation technician）：两年的大学培训。美国教材这些职业信息迁移至化学知识中，不仅可以激发学生学习化学的动机与兴趣，同时有利于学生建构与巩固化学知识，而且可使学生在学习中培养职业素质，逐渐形成职业意识；深化对职业的认识，积极地学习和发展知识技能以胜任将来的工作。对化学工作者采取以案例访谈的形式不仅能够让学生在具有
10、真实性、针对性与情感性的职业问题中体验从职业理想的树立到事业成功这一整个职业生涯的规划过程，激励学生在职业世界中积极探索适合自己发展的职业，自主地规划个人职业生涯，同时向学生证明在充满变革的世界中，职业生涯是个漫长的人生过程，进而刺激学生形成自我导向的终身学习者所需的习惯与技能。在职业链接中，展现了不同职业需要的学历层次、知识技能，激励学生向将来想从事的职业冲刺。美国教材设置这样栏目的优点是，不仅使学生意识到化学学习的重要性，同时形成对职业的理解，认识到将来职业的发展与高中阶段化学知识的学习是密切相关的。（3） 化学与技术，与 STS 相关的专题性栏目STS 是科学(Science)、技术(T
11、echnology)、社会(Society)三个英文单词字母的缩写。主张在科学教育中应该强调科学、技术和社会的关系，以及科学技术在社会生产、生活中的应用。当今全世界的科学教育都以培养公民的科学素养为宗旨，我国的新课程也把“为了每一个学生的全面发展” ，作为追求的目标 2。这些专题性栏目在内容的横向和纵向上、时间和空间上弥补课文的欠缺和不足，使教材的各个部分相辅相成，全面完整。这种体现 STS 教育思想的专题5性栏目向学生展示了科学的广阔空间，可以满足每一个学生的需求，让他们在各自的基础上都有不同程度的提高。美国教材有关“化学反应速率与化学平衡”内容中提供了能令学生感兴趣的化学技术，以“从空气中
12、采矿”这种粗体彩色字开始，引发学生好奇心，然后介绍了著名的哈伯合成氨技术以及各种影响因素和技术流程，使学生学习到化学是如何应用到技术之中的，从而使化学学习变得生动有趣。人教版教材在组织和呈现方式上重点是把学习内容和学习过程结合起来编写，新教材内容己不再是单纯的知识陈述，而是知识和学习过程相结合。而且，强化了教科书的对话功能，意在使学生感受到亲身并乐于参与学习活动。人教版教材在这部分内容的处理上最突出的特点是充分发挥了实验的功能，提升了学生对于实验作为一种科学研究方法的认识。从表中我们可以看出“人教版”教材栏目设计上具有如下特点 3：“人教版”教材栏目内容新颖活泼、类型丰富多样，内涵丰富、功能极
13、具探究性。以交流讨论为主要活动的科学探究性栏目：“思考与交流” 、 “学与问 ；以化学实验为主要活动的科学探究栏目：“实验” 、 “科学探究” ；以调查访问为主要活动的科学探究栏目：“实践活动” 、 “习题” ；以查阅资料为主要活动的科学探究栏目：“资料卡片” 、 “科学史话” 、 “科学视野” 、部分习题。相比之下，美国教材要比我国教材的栏目多而新颖，实用性、可读性更强，我国“人教版”新教材也力图体现新理念，设置了一些极具探究性的栏目。1.3 中美高中化学教材插图的比较美国教材中配有大量的彩图，插图不再是可有可无的点缀，而是表达教学内容和思想的一部分，是传播教学信息的一种重要媒介。而且美国教
14、材中，插图占的版面很大。以美国教材“化学反应速率与化学平衡”为例，美国教材中一共有插图 19 幅，本节中插图最突出的特点是实物照片较多，比如：表示可逆反应的插图：遥控器中的电池；汽车的蓄电池；上下地铁的乘客。表示影响化学平衡因素的插图：狗喝水的压力容器；双氧水消毒手上伤口；等。而 “人教版”教材有关“化学反应速率与化学平衡”内容中插图仅有 8 幅，其中 2 幅是电脑绘制的实验装置图，4 幅是实物照片图，另外 2 幅电脑绘制图分别是解释压强变化引起浓度变化的图示和解释熵的火柴无序图。由于实物照片较少，学习该内容就显得单调无趣，感觉所学内容与生活联系不紧密。美国教材中这些插图，具有这样的几个特点：
15、第一，教材正文、插图、注解协调。插图与文字融为一体，相辅相成，成为教材内容不可缺少的一部分。每幅图片的注解都以较小的字体比例与插图相配合。使得整本书图文并茂，在视觉和整体感觉上给人一种精美的感受。 “人教版”教材在这方面较美国教材欠缺，插图注解简单，多为题目。第二，注意开拓学生的视野。由于科学技术的进步，教材插图内容非常广6泛，让学生感受到我们确实生活在一个科学的时代，生活中处处有科学，人人需要科学。第三，照片实物化、生活化，图片种类丰富，所含的实物照片及与学生实际生活有关的生活照片最多。第四，制作精良，把许多日常不容易细致观察到的现象，一些肉眼不可能看见的过程，非常准确精密地展示在学生面前，
16、比写得再好的文字都更能说明自然的真实情况和真实过程。第五，在与 STS 联系程度上，美国教材中出现的实物照片多与学生实际生活有关，从汽车蓄电池可逆的充电、狗喝水的压力容器、双氧水消毒手上伤口到无烟的食物加热器，让学生感受到化学与我们的生活息息相关。除此之外，美国教材插图内容注重反映化学的最新科技发展、世界最新的科技成果，化学对于社会的影响等。我国教材在插图的设置上也提供了相关的 STS 素材，但在深度、广度上还较美国教材有所差距。2 中美高中化学教材对比研究得出的启示 42.1 增加索引现代社会是一个信息的社会，学生对所获得的信息进行分析处理、判断信息的价值与作用、根据信息归纳总结得出结论等显得尤为重要。建议我国高中化学教科书增加索引、搜索关键词，提供机会给学生利用多种渠道获取所需信息。比如美国教材关于“化学反应速率与化学平衡”中的化学在线、家庭实验等栏目给出了网址，这样通过提供相应的网址，指引学生进行学习，这样一方面为避免学生毫无目
