中美高中化學(xué)教材“原子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)”對(duì)比分析

張鐘方　盛家榮

[摘? ?要]以“原子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)”的章節(jié)內(nèi)容為例，對(duì)我國人教版普通高中化學(xué)教材與美國高中主流理科教材《化學(xué)：概念與應(yīng)用》進(jìn)行對(duì)比分析，從兩版教材的內(nèi)容體系、欄目設(shè)置及習(xí)題方面進(jìn)行比較，分析兩版教材的差異，從中得到思考與啟示，為我國高中化學(xué)教材的編寫及教育教學(xué)提供借鑒。

[關(guān)鍵詞]中美高中化學(xué)教材;原子結(jié)構(gòu)與性質(zhì);對(duì)比分析

[中圖分類號(hào)]? ?G633.8? ? ? ? [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]? ?A? ? ? ? [文章編號(hào)]? ?1674-6058（2019）29-0060-02

化學(xué)課程對(duì)于學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的培養(yǎng)具有十分重要的作用，而課程的實(shí)施離不開教材，化學(xué)教材是學(xué)生學(xué)習(xí)以及教師進(jìn)行教學(xué)活動(dòng)的載體，在教學(xué)活動(dòng)中占據(jù)著重要地位。分析教材，認(rèn)識(shí)教材內(nèi)容的設(shè)計(jì)及編排結(jié)構(gòu)，尋求知識(shí)點(diǎn)的內(nèi)在聯(lián)系，挖掘知識(shí)的隱含價(jià)值，對(duì)指導(dǎo)具體教學(xué)有著非常重要的作用。本文選取2008年版美國高中化學(xué)教材[1]《化學(xué)：概念與應(yīng)用》（美國高中主流理科教材，科學(xué)發(fā)現(xiàn)者系列叢書，以下簡稱“美版教材”）和我國人教版普通高中化學(xué)教材[2]（以下簡稱“人教版教材”）中有關(guān)“原子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)”章節(jié)的內(nèi)容進(jìn)行比較，分析兩者的差異，從中得到思考與啟示，為我國高中化學(xué)教材編寫及高中化學(xué)教育教學(xué)提供參考。

一、內(nèi)容體系的對(duì)比分析

在化學(xué)教材內(nèi)容體系上，人教版教材與美版教材的主體知識(shí)基本一致，但是在知識(shí)的深度和廣度上存在著一定的差異（兩版教材“原子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)”專題知識(shí)的編排如表1所示）。如電子云、能層與能級(jí)、軌道以及電子組態(tài)或電子排布知識(shí)在兩版教材中都有涉及，但兩者的側(cè)重點(diǎn)卻有所不同。其中，關(guān)于“電子的排布”知識(shí)點(diǎn)，人教版教材在內(nèi)容體系上更重視學(xué)生操作性技能（如書寫電子組態(tài)）的培養(yǎng)，并且詳細(xì)地介紹了泡利原理和洪特規(guī)則，而美版教材對(duì)于這兩個(gè)原理和規(guī)則并沒有進(jìn)行很深入的介紹，僅通過實(shí)例來列出常規(guī)的電子組態(tài)。兩版教材都介紹了原子結(jié)構(gòu)與元素周期表，但人教版教材主要是介紹原子結(jié)構(gòu)對(duì)元素周期律的影響，而美版教材則是從元素周期表來認(rèn)識(shí)電子組態(tài)以及電子組態(tài)的構(gòu)建，這樣的一個(gè)順序差別，使美版教材更有助于學(xué)生理解原子的電子組態(tài)。此外，美版教材更加注重學(xué)生知識(shí)的完整性和視野的開闊性，簡單介紹了過渡元素及其性質(zhì)，并以生活中常見的寶石和玻璃來說明過渡元素的性質(zhì)，突出了化學(xué)與生活的密切聯(lián)系。

二、欄目設(shè)置的對(duì)比分析

人教版與美版教材在欄目設(shè)置的數(shù)量上基本相同（兩版高中化學(xué)教材欄目設(shè)置情況如表2所示），說明兩國教材都注重通過教學(xué)欄目來補(bǔ)充或拓展相關(guān)知識(shí)以開闊學(xué)生的視野。但人教版教材的欄目種類較少，兩個(gè)版本教材的側(cè)重點(diǎn)也有所不同。人教版教材側(cè)重培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決問題的能力以及學(xué)生的情感價(jià)值，美版教材則注重學(xué)生的實(shí)踐能力以及學(xué)科的綜合性。

在人教版教材中，“科學(xué)史話”欄目介紹了普魯特的預(yù)言：氫是所有元素之母，牛頓、波爾等科學(xué)家對(duì)光譜的研究歷程，第一張?jiān)刂芷诒?，稀有氣體及稀有氣體化合物的發(fā)現(xiàn)等;注重培養(yǎng)學(xué)生的化學(xué)情感，讓學(xué)生在科學(xué)史實(shí)中體會(huì)化學(xué)的發(fā)展歷程，認(rèn)識(shí)“化學(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的科學(xué)，真理的發(fā)現(xiàn)需要建立在大量的實(shí)踐基礎(chǔ)之上”?！皩W(xué)與問”“思考與交流”欄目都是在學(xué)習(xí)了相應(yīng)的知識(shí)點(diǎn)后設(shè)置的思考問題，有助于學(xué)生及時(shí)復(fù)習(xí)所學(xué)知識(shí)，加深理解，調(diào)動(dòng)思維，培養(yǎng)運(yùn)用知識(shí)解決問題的能力;于教師而言，可及時(shí)了解學(xué)生的知識(shí)掌握情況?！翱茖W(xué)探究”欄目的主要內(nèi)容為對(duì)元素周期表的考查、主族元素電負(fù)性的變化情況及對(duì)角線規(guī)則，讓學(xué)生在探究過程對(duì)元素周期表有深刻認(rèn)識(shí)，掌握元素周期律，培養(yǎng)學(xué)生思考及解決問題的能力。

美版教材中，“本節(jié)預(yù)覽”欄目包括“學(xué)習(xí)目標(biāo)、知識(shí)回顧以及關(guān)鍵術(shù)語”三部分，能夠突出學(xué)習(xí)重點(diǎn)，有助于學(xué)生明確本節(jié)內(nèi)容的學(xué)習(xí)目標(biāo)，理解知識(shí)點(diǎn)?！拔锢韺W(xué)鏈接”欄目介紹了原子物理學(xué)家尼爾斯·波爾及其提出的原子理論，并設(shè)置相關(guān)化學(xué)鏈接，讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到化學(xué)與其他學(xué)科存在緊密聯(lián)系。美版教材與人教版教材的較大區(qū)別是設(shè)置了實(shí)驗(yàn)，其中的迷你實(shí)驗(yàn)“有色火焰”，打開了原子世界的一扇窗，從金屬元素燃燒的火焰顏色的角度介紹了原子的電子躍遷;另一迷你實(shí)驗(yàn)以飛鏢游戲類比電子的運(yùn)動(dòng)來介紹原子模型，使抽象的知識(shí)形象化?！盎瘜W(xué)實(shí)驗(yàn)”欄目探究了鎂和鋁與酸的反應(yīng)能力，展示了如何通過實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象來判斷不同元素的反應(yīng)能力的強(qiáng)弱，引導(dǎo)學(xué)生從元素的價(jià)電子數(shù)目分析元素參與化學(xué)反應(yīng)的能力。這兩個(gè)實(shí)驗(yàn)操作簡單，現(xiàn)象明顯，學(xué)生很容易通過實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象得出結(jié)論，實(shí)現(xiàn)由宏觀向微觀的轉(zhuǎn)變，從本質(zhì)上認(rèn)識(shí)物質(zhì)的性質(zhì)?！盎瘜W(xué)與技術(shù)”欄目中介紹了掃描探針顯微鏡、掃描隧道顯微鏡以及原子力顯微鏡在化學(xué)中的應(yīng)用，使學(xué)生認(rèn)識(shí)到科學(xué)技術(shù)對(duì)于化學(xué)研究的重要意義?！吧钪械幕瘜W(xué)”欄目介紹了有色玻璃及寶石，幫助學(xué)生認(rèn)識(shí)過渡金屬元素的性質(zhì)，很好地體現(xiàn)了化學(xué)源于生活的理念?！盎瘜W(xué)在線”欄目開闊了學(xué)生的視野，有助于學(xué)生養(yǎng)成課外學(xué)習(xí)的習(xí)慣，培養(yǎng)了學(xué)生搜索知識(shí)的能力。

三、教材習(xí)題的對(duì)比分析

人教版與美版教材都設(shè)計(jì)了節(jié)后習(xí)題和章節(jié)復(fù)習(xí)題來幫助學(xué)生鞏固所學(xué)知識(shí)，此外美版教材還設(shè)計(jì)了“標(biāo)準(zhǔn)化測試”。在習(xí)題量上，人教版教材的復(fù)習(xí)題共29道，美版教材共53道，說明美版教材更注重通過習(xí)題來幫助學(xué)生鞏固本專題知識(shí)。在題型上，人教版教材除了涵蓋常見的選擇題、填空題、問答題以外，還增加了撰寫調(diào)查報(bào)告、課外查閱等，不僅能起到鞏固知識(shí)的作用，對(duì)培養(yǎng)學(xué)生獲取知識(shí)及進(jìn)行調(diào)查研究的能力也有著重要的影響。

美版教材習(xí)題部分包括理性思維、化學(xué)應(yīng)用、理解概念、應(yīng)用概念、復(fù)習(xí)回顧、科技寫作、技能訓(xùn)練、解決問題、考試小貼士。題型有選擇題和問答題，其中以問答題為主。對(duì)比人教版教材，可以明顯發(fā)現(xiàn)美版教材對(duì)習(xí)題進(jìn)行了分類，這樣的安排可以使學(xué)生在做習(xí)題時(shí)很容易就能夠掌握知識(shí)點(diǎn)。同時(shí)，美版教材的習(xí)題重視對(duì)前面章節(jié)知識(shí)的復(fù)習(xí)，注重培養(yǎng)學(xué)生讀圖表、運(yùn)用知識(shí)解決問題的能力。

對(duì)比分析中美兩版教材中的“原子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)”專題內(nèi)容發(fā)現(xiàn)：人教版教材還是偏向于知識(shí)的系統(tǒng)性，以知識(shí)的傳遞為主，傾向于讓學(xué)生掌握知識(shí)，而美版教材更注重讓學(xué)生學(xué)以致用，將化學(xué)知識(shí)應(yīng)用到社會(huì)生產(chǎn)生活中，更能體現(xiàn)出化學(xué)與生產(chǎn)生活的緊密聯(lián)系。美版教材值得我們參考學(xué)習(xí)的地方：一是在內(nèi)容的安排上，降低知識(shí)的深度，同時(shí)擴(kuò)大知識(shí)的廣度，交叉融合其他學(xué)科，這樣學(xué)生學(xué)起來不會(huì)太乏味，更容易對(duì)化學(xué)產(chǎn)生興趣;二是將知識(shí)融合到社會(huì)生產(chǎn)生活中，讓學(xué)生充分感受到化學(xué)是一門與生活息息相關(guān)的學(xué)科，社會(huì)的發(fā)展離不開化學(xué);三是相應(yīng)增設(shè)了一些與生產(chǎn)生活相關(guān)的習(xí)題，讓學(xué)生在做題時(shí)也能感受到化學(xué)與生活的聯(lián)系，培養(yǎng)其運(yùn)用知識(shí)解決實(shí)際問題的能力。

[? 參? ?考? ?文? ?獻(xiàn)? ]

[1]? 菲利普.化學(xué)：概念與應(yīng)用[M].王祖浩，譯.杭州：浙江教育出版社，2008.

[2]? 宋心琦.普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書·化學(xué)（選修3）[M].北京：人民教育出版社，2006.

（責(zé)任編輯 羅? ?艷）