中美高中化學(xué)教材“水的電離和溶液的酸堿性” 專題比較研究

韓嘉千 李學(xué)強(qiáng)

摘 ?要 以“水的電離和溶液的酸堿性”作為專題，結(jié)合人教版高中化學(xué)選修四和美國(guó)教材Chemistry： The Central Science，對(duì)中美兩國(guó)高中化學(xué)教材進(jìn)行對(duì)比分析。對(duì)于教材的編排，要綜合參考其他國(guó)家教材的編排優(yōu)點(diǎn)，彌補(bǔ)我國(guó)教材編排的不足，編制出適合我國(guó)國(guó)情和學(xué)生發(fā)展的教材。

關(guān)鍵詞 化學(xué);教材;核心素養(yǎng)

中圖分類號(hào)：G633.8 ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

文章編號(hào)：1671-489X（2019）13-0134-03

1 引言

教材作為課程改革的基礎(chǔ)，應(yīng)該具有時(shí)代性、先進(jìn)性、趣味性等特點(diǎn)。在教材編排過程中會(huì)有許多影響因素，如社會(huì)對(duì)內(nèi)容的需求，課程標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容的要求，教學(xué)過程中所需的條件，學(xué)生自身的發(fā)展等。因此，比較不同國(guó)家的教材，有利于更好地完善我國(guó)的教材。下面以人教版高中化學(xué)選修四和美國(guó)教材Chemistry： The Central Science為例，對(duì)有關(guān)“水的電離和溶液的酸堿性”章節(jié)進(jìn)行比較。

2 章引言設(shè)置的對(duì)比

在人教版高中化學(xué)選修四的第三章引言部分，首先是通過初中和高中必修化學(xué)課程中學(xué)習(xí)的離子反應(yīng)引入，并知道發(fā)生離子反應(yīng)的條件是反應(yīng)中有沉淀、水或氣體生成。分析這些條件，可發(fā)現(xiàn)它們均與想要得到的生成物——“目標(biāo)產(chǎn)物”在水中的溶解度或電離程度有關(guān)，并通過兩個(gè)應(yīng)用離子反應(yīng)的工業(yè)實(shí)例進(jìn)一步解釋，最后在這一章里以化學(xué)平衡理論為基礎(chǔ)，進(jìn)一步討論酸、堿、鹽在水中的離子反應(yīng)。隨著對(duì)離子反應(yīng)的本質(zhì)的深入了解，學(xué)生會(huì)發(fā)現(xiàn)化學(xué)平衡、電離程度和溶解度之間是存在某種關(guān)系的，而這種關(guān)系是非常有趣且具有啟發(fā)性的。人教版教材是從這個(gè)角度進(jìn)行引入并編排的。

美版教材在每一章節(jié)開始前會(huì)設(shè)置一個(gè)問題：“WHATS

AHEAD？”在學(xué)習(xí)新內(nèi)容之前回顧原來的知識(shí)，可以使學(xué)生更加容易理解即將要學(xué)習(xí)的知識(shí)。以下是本章的前言部分：

味覺是我們用來體驗(yàn)周圍世界的五種感官之一。舌頭上的受體對(duì)化學(xué)刺激敏感，這些化學(xué)刺激導(dǎo)致五種基本的味覺感受——甜、酸、咸、苦和鮮味（來自日語(yǔ)“美味”一詞，由谷氨酸引發(fā)）。我們把酸味與某些水果和蔬菜聯(lián)系起來，因?yàn)樗鼈兒兴?，如檸檬、酸橙和葡萄含有檸檬酸，青蘋果和葡萄含有蘋果酸。酸與堿在我們周圍發(fā)生的許多化學(xué)過程中都很重要，從工業(yè)過程到生物過程，從實(shí)驗(yàn)室反應(yīng)到我們環(huán)境中的反應(yīng)。我們?cè)谇懊娴挠懻撝幸呀?jīng)遇到過很多次酸與堿，如第四章的一部分著重于它們的反應(yīng)。在這一章中，我們重新定義酸與堿，更仔細(xì)地觀察它們?nèi)绾伪蛔R(shí)別和表征。

通過對(duì)比可以發(fā)現(xiàn)，在前言的設(shè)置上，我國(guó)教材是回憶初中以及必修課程的知識(shí)，這體現(xiàn)了知識(shí)的系統(tǒng)性與規(guī)律性，并通過工業(yè)實(shí)例的介紹體現(xiàn)了人教版教材對(duì)知識(shí)應(yīng)用的重視，并且考慮到了學(xué)生在此階段對(duì)知識(shí)的可接受性，從初中到必修到選修知識(shí)的貫穿銜接，使得學(xué)生能更好地掌握此部分知識(shí)。必修化學(xué)體系構(gòu)建過程中由離子反應(yīng)引出基本概念，再由離子反應(yīng)的條件引出物質(zhì)在水中的溶解度和電離程度，在奠定了一定的化學(xué)平衡的理論基礎(chǔ)的前提下，再進(jìn)行酸、堿、鹽在水中的離子反應(yīng)的學(xué)習(xí)，最后體會(huì)化學(xué)平衡、電離程度和溶解度之間的關(guān)系及其應(yīng)用。

而美國(guó)教材則通過問題的設(shè)置，首先激發(fā)學(xué)生對(duì)于學(xué)習(xí)本章節(jié)內(nèi)容的熱情，并通過回顧知識(shí)與學(xué)生一起對(duì)本章的內(nèi)容進(jìn)行簡(jiǎn)要概述，讓學(xué)生在學(xué)習(xí)中加深對(duì)知識(shí)的印象，在學(xué)習(xí)過程中思考問題、發(fā)現(xiàn)問題和解決問題。在引言部分則是從人們味覺中的酸甜苦辣入手，分析植物的成分，以此聯(lián)系工業(yè)與環(huán)境，并引申出對(duì)環(huán)境的關(guān)注與保護(hù)。

3 欄目設(shè)置的對(duì)比

欄目是教材內(nèi)容的載體，是激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的中介。設(shè)置各種不同的教學(xué)欄目，從根本上改變了傳統(tǒng)教材的結(jié)構(gòu)模式，這種改變使得教師和學(xué)生也改變了教與學(xué)的方式，通過各種類型欄目的學(xué)習(xí)，有助于教師將課本知識(shí)與生產(chǎn)生活相聯(lián)系，也有助于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情與求知欲，使得教學(xué)效果與學(xué)習(xí)情況有了很大改變[1]。兩版本該專題欄目設(shè)置如表1、表2所示。

人教版教材在形式上更加注重培養(yǎng)學(xué)生成為一個(gè)全面發(fā)展的人：思考與交流的設(shè)置培養(yǎng)學(xué)生自主發(fā)展、學(xué)會(huì)學(xué)

習(xí);資料卡的設(shè)置使得學(xué)生具有基本的文化基礎(chǔ)，在此基礎(chǔ)上發(fā)展他們的科學(xué)精神;例題與習(xí)題的設(shè)置更好地讓學(xué)生理解并牢固掌握知識(shí);實(shí)踐活動(dòng)的設(shè)置培養(yǎng)他們的動(dòng)手能力，并發(fā)掘?qū)嵺`創(chuàng)新的能力。多元化的欄目用以豐富教學(xué)活動(dòng)，但是內(nèi)容較落后，在教學(xué)過程中還是過于重視知識(shí)的學(xué)習(xí)，忽略了對(duì)學(xué)生能力的培養(yǎng)。

相較之下，美版教材顯示出它強(qiáng)大的多學(xué)科交叉、緊密聯(lián)系社會(huì)、重視實(shí)驗(yàn)和現(xiàn)代技術(shù)對(duì)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)發(fā)展的理念[2]。比如美版教材在講解酸堿指示劑時(shí)應(yīng)用了色彩亮麗的圖片進(jìn)行描述，與人教版中純文字的描述形成強(qiáng)烈的對(duì)比。對(duì)比可以發(fā)現(xiàn)，美版教材更注重學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中的體驗(yàn)感，可以使學(xué)生對(duì)化學(xué)這門課程更感興趣。在例題的設(shè)置上，人教版只有一個(gè)例題，習(xí)題與例題也是分開的;而美版教材在每講解完一個(gè)知識(shí)點(diǎn)后便會(huì)設(shè)置一個(gè)例題，在例題后緊接一個(gè)習(xí)題，使學(xué)生可以更加牢固地掌握知識(shí)。

4 知識(shí)內(nèi)容的對(duì)比

順序安排的對(duì)比 ?人教版此專題分為三個(gè)部分，分別為水的電離、溶液的酸堿性與pH、pH的應(yīng)用;而美版教材將此專題分為四大部分，分別為酸和堿、Br?nsted-Lowry酸堿、水的電離、pH值。此外，美版教材還將每部分再細(xì)分為水中的H+離子、質(zhì)子轉(zhuǎn)移反應(yīng)、共軛酸堿對(duì)、酸堿相對(duì)強(qiáng)度、水的電離產(chǎn)物、pOH和其他“p”、pH的測(cè)量。

內(nèi)容體系的對(duì)比 ?在“水的電離”這一部分，對(duì)水分子的電離過程，兩本教材采用了相同的插圖，如圖1所示。而“溶液的酸堿性”這一部分，人教版教材設(shè)置了思考與交流，讓學(xué)生運(yùn)用平衡移動(dòng)原理分析問題，從而得出常溫下酸性溶液、堿性溶液以及中性溶液的H+與OH-濃度的關(guān)系;美版教材在講解此部分內(nèi)容時(shí)直接給出概念：

因?yàn)榉匠讨械恼蚝头聪蚍磻?yīng)非常迅速，所以沒有水分子長(zhǎng)時(shí)間保持電離。在室溫下，每109個(gè)水分子中只有大約兩個(gè)在任何給定的瞬間被電離。因此，純水幾乎全部由H2O分子組成，并且是非常差的電導(dǎo)體。

通過對(duì)比發(fā)現(xiàn)，人教版教材設(shè)置的思考與交流有助于豐富化學(xué)課程內(nèi)容，使得學(xué)生從單純的被動(dòng)接受知識(shí)者變?yōu)閷?shí)際參與課堂的共同構(gòu)建者，極大激發(fā)學(xué)生對(duì)知識(shí)的求知欲與對(duì)學(xué)習(xí)知識(shí)的主動(dòng)性，課堂教學(xué)也會(huì)因此變得更加生動(dòng)活潑。同時(shí)，教師的教學(xué)觀念也發(fā)生轉(zhuǎn)變，他們不再是單純地傳授知識(shí)，而是變成化學(xué)課堂的開發(fā)者，邀請(qǐng)學(xué)生共同參與化學(xué)課程，師生在這種輕松的教學(xué)氛圍中獲得傳統(tǒng)課程中無法獲得的知識(shí)與寶貴經(jīng)驗(yàn)。教師在教學(xué)過程中應(yīng)該很好地運(yùn)用思考與交流的功能，組織學(xué)生積極思考，充分發(fā)揮學(xué)生的主體作用[3]。

在“pH”這一部分中，人教版教材和美版教材都引用了pH計(jì)，但人教版教材只是作為一個(gè)課外知識(shí)引入，而美版教材則詳細(xì)地講解了pH計(jì)：

一個(gè)pH計(jì)包括一對(duì)電極，連接到一個(gè)能夠測(cè)量小電壓的電表，大約為毫伏。當(dāng)電極置于溶液中時(shí)，產(chǎn)生隨pH變化的電壓。該電壓由儀表讀取，校準(zhǔn)該電壓以提供pH。

而人教版對(duì)比美版教材獨(dú)有的一部分內(nèi)容是設(shè)置了實(shí)踐活動(dòng)“實(shí)驗(yàn)測(cè)定酸堿滴定曲線”，使學(xué)生掌握pH計(jì)的使用，學(xué)習(xí)以圖示處理科學(xué)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的方法，探究酸堿中和反應(yīng)過程中pH的變化特點(diǎn)，體會(huì)定量實(shí)驗(yàn)在化學(xué)研究中的作用[4]。

5 結(jié)論與啟示

總的來說，中美兩國(guó)的教材各有優(yōu)缺點(diǎn)，我國(guó)教材內(nèi)容詳細(xì)，利于學(xué)生鞏固知識(shí)，美國(guó)教材則更貼近實(shí)際生活。如何在教材編排過程中揚(yáng)長(zhǎng)避短，將外國(guó)教材中優(yōu)秀的理念應(yīng)用到我國(guó)教材的編制中，成為必須深思的問題。教材編排的完善，能夠讓學(xué)生學(xué)習(xí)知識(shí)的同時(shí)拓寬視野，并注重培養(yǎng)其核心素養(yǎng)。除此之外，隨著教育改革步伐的加快，我國(guó)對(duì)教材的編排也有較高的要求，教材編排質(zhì)量的好壞會(huì)影響學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解和教師的教學(xué)效果。同樣，教材的習(xí)題設(shè)計(jì)和編排也十分重要，要根據(jù)我國(guó)國(guó)情和學(xué)生的心理發(fā)展來編排。對(duì)此，筆者提出以下幾點(diǎn)建議。

1）在形式上，可以借鑒美國(guó)教材色彩艷麗、豐富多彩的圖片展示，因?yàn)閷?duì)于高中學(xué)生來講，學(xué)習(xí)壓力非常大，大量色彩豐富的圖片可以緩解壓力，并激發(fā)他們的求知欲與學(xué)習(xí)興趣，也使得教學(xué)過程不再枯燥乏味[5]。

2）在編排上，教材的知識(shí)體系與邏輯順序要嚴(yán)謹(jǐn)。如人教版必修四的“水的電離和溶液的酸堿性”專題就非常嚴(yán)謹(jǐn)，這部分內(nèi)容從初中到必修知識(shí)的回顧，使得學(xué)生對(duì)此部分內(nèi)容有一個(gè)清晰的邏輯結(jié)構(gòu)圖，也會(huì)使得后面的學(xué)習(xí)變得輕松，同時(shí)培養(yǎng)學(xué)生對(duì)待科學(xué)知識(shí)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度。

3）編排教材時(shí)不能只關(guān)注于知識(shí)的傳授，也要注重對(duì)學(xué)生其他方面的培養(yǎng)，要注重培養(yǎng)學(xué)生成為一個(gè)全面發(fā)展的人。

4）教材要注重學(xué)生思維能力的培養(yǎng)，更加注重思考與交流、資料卡片等欄目的設(shè)置，充分發(fā)揮它們的功能，使學(xué)生認(rèn)識(shí)到化學(xué)與生活是緊密聯(lián)系在一起的，認(rèn)識(shí)到學(xué)習(xí)化學(xué)的重要性，學(xué)會(huì)用化學(xué)的眼光看待世界，能夠充分領(lǐng)略化學(xué)的魅力。

參考文獻(xiàn)

[1]陳國(guó)壽.不容忽視的教材亮點(diǎn)“小欄目”[J].讀寫算：教師版，2014（27）：240.

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[4]楊雅勇.從中和滴定曲線類高考題看新課標(biāo)下酸堿中和滴定的教學(xué)[J].中學(xué)化學(xué)教學(xué)參考，2016（8X）：61-62.

[5]李研研.中美高中化學(xué)教材的比較[D].遼寧：遼寧師范大學(xué)，2011.