中美高中化學(xué)教材關(guān)于“烴及其衍生物”的比較研究

張?jiān)姾垥曾P　蘇榕鳳

［摘 要］文章以我國人教版高中化學(xué)教材和美國高中主流教材《化學(xué)：概念與應(yīng)用》為研究對(duì)象，對(duì)有機(jī)化學(xué)專題中的“烴及其衍生物”模塊，從編排方式、內(nèi)容選取、欄目設(shè)置、習(xí)題設(shè)置等方面進(jìn)行對(duì)比分析，得出中美兩國教材在內(nèi)容和結(jié)構(gòu)上的差異與共性，并提出一些教學(xué)建議。

［關(guān)鍵詞］中美兩國；高中化學(xué)教材；烴及其衍生物；比較研究

［中圖分類號(hào)］ G633.8 ［文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼］? A ［文章編號(hào)］ 1674-6058（2023）26-0059-04

教材是學(xué)生學(xué)習(xí)的主要材料，也是教師開展教學(xué)活動(dòng)的重要素材。化學(xué)教材是化學(xué)課程的物化形態(tài)與文本素材，是實(shí)現(xiàn)課程目標(biāo)，培養(yǎng)學(xué)生化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的重要載體［1］。然而，有學(xué)者調(diào)查發(fā)現(xiàn)，教材內(nèi)容也是造成學(xué)生學(xué)習(xí)困難的客觀因素之一。美國作為發(fā)達(dá)國家，其基礎(chǔ)教育水平在世界上處于領(lǐng)先地位，因此，本文選取了人教版高中化學(xué)教材必修第二冊(cè)和選擇性必修3《有機(jī)化學(xué)基礎(chǔ)》與美國主流教材《化學(xué)：概念與應(yīng)用》（Chemistry： Concepts and Applications）［3］中“烴及其衍生物”的相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行對(duì)比分析，并就如何利用好教材資源提出了一些教學(xué)意見。不同版本的教材在內(nèi)容編排和呈現(xiàn)方式等方面各有優(yōu)點(diǎn)，教師在備課時(shí)可相互借鑒，以便更好地開展教學(xué)活動(dòng)。

一、研究對(duì)象

本文選取中美兩國具有代表性的高中化學(xué)教材作為研究對(duì)象，其基本信息詳見表 1。

二、中美兩國高中化學(xué)教材的對(duì)比研究

（一）編排方式的對(duì)比

1. 編排順序的比較

在教材的整體編排上，中美兩國教材對(duì)知識(shí)的處理方式是相似的，都是按照飽和烴、不飽和烴、取代烴的順序逐步深入地介紹有機(jī)化合物的結(jié)構(gòu)、命名、組成、性質(zhì)和用途。不同之處在于，美國教材采用直線式的編排方式，由簡單到復(fù)雜，先依次介紹飽和烴、不飽和烴、同分異構(gòu)體等概念，再介紹有機(jī)物的來源與用途，更注重知識(shí)之間的邏輯性和關(guān)聯(lián)性，方便學(xué)生對(duì)知識(shí)形成整體性的認(rèn)知。中國教材采用螺旋式的編排方式對(duì)必修和選擇性必修知識(shí)進(jìn)行銜接，先在必修第二冊(cè)中簡單介紹烴的基本結(jié)構(gòu)和性質(zhì)，詳細(xì)介紹每個(gè)反應(yīng)類型，更加強(qiáng)調(diào)知識(shí)的基礎(chǔ)性，再在選擇性必修3《有機(jī)化學(xué)基礎(chǔ)》中，對(duì)有機(jī)物的結(jié)構(gòu)、命名和與日常生活實(shí)際的聯(lián)系等內(nèi)容進(jìn)行進(jìn)一步的深化，這種編排方式更有層次性，也更加符合學(xué)生的認(rèn)知特點(diǎn)?？傊?，美國教材更注重知識(shí)的邏輯性，而中國教材更加注重知識(shí)的形成過程。

2.內(nèi)容編排的比較（以烷烴為例）

由表 2可知，兩國高中化學(xué)教材在內(nèi)容編排上基本相似。

在知識(shí)廣度上，中國教材比美國教材多介紹了烷烴的應(yīng)用和烷烴的化學(xué)性質(zhì)，如甲烷的燃燒、氧化和取代反應(yīng)。美國教材則對(duì)知識(shí)進(jìn)行了拓展，如介紹了簡單的烷烴后，還結(jié)合實(shí)際介紹了油箱里的烷烴，引出直鏈烷烴和支鏈烷烴的性質(zhì)差別。由此可見，中國教材更加側(cè)重知識(shí)的系統(tǒng)性和理論性，而美國教材更加注重知識(shí)的拓展和遷移。

在情境創(chuàng)設(shè)上，中國教材采用從特殊到一般的編排方式，以具體的烷烴、同系物、同分異構(gòu)體為實(shí)例，對(duì)該類物質(zhì)進(jìn)行歸納總結(jié)，再得出結(jié)論。而美國教材利用汽油成分、打火機(jī)和啫喱膏中的有機(jī)物創(chuàng)設(shè)生活情境，更強(qiáng)調(diào)化學(xué)與生活實(shí)際的聯(lián)系。

（二）內(nèi)容選取的對(duì)比

中美高中化學(xué)教材中“烴及其衍生物”內(nèi)容選取對(duì)比具體見表 3。

1.兩國教材內(nèi)容選取的相同點(diǎn)

中美兩國教材在內(nèi)容選擇上都遵循課程標(biāo)準(zhǔn)，確保教學(xué)內(nèi)容的標(biāo)準(zhǔn)性和規(guī)范性。在知識(shí)點(diǎn)排列上，均按照結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、用途的順序，注重知識(shí)的科學(xué)性、系統(tǒng)性與連貫性；在內(nèi)容上，注重化學(xué)與生活的關(guān)聯(lián)，設(shè)置了大量的實(shí)驗(yàn)探究活動(dòng)。關(guān)于實(shí)驗(yàn)，中國教材會(huì)讓學(xué)生根據(jù)化學(xué)性質(zhì)自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案；美國教材會(huì)給出具體實(shí)驗(yàn)步驟，并提出許多實(shí)驗(yàn)問題、批判性的思考、與已有知識(shí)的比較和分析等?？傊?，兩國教材都倡導(dǎo)自主學(xué)習(xí)與合作學(xué)習(xí)相結(jié)合的理念，以培養(yǎng)學(xué)生的主動(dòng)學(xué)習(xí)意識(shí)與思考能力。

2.兩國教材內(nèi)容選取的不同點(diǎn)

中國教材關(guān)于“烴及其衍生物”的內(nèi)容主要安排在選擇性必修3中，而美國教材面向所有學(xué)習(xí)化學(xué)的學(xué)生，兩者在知識(shí)點(diǎn)的分布和側(cè)重上也存在不同。美國教材在知識(shí)點(diǎn)的導(dǎo)入和串聯(lián)上打破了學(xué)科之間的界限，注重化學(xué)與生命科學(xué)之間的關(guān)聯(lián)，將有機(jī)化學(xué)與其他學(xué)科知識(shí)相結(jié)合。在內(nèi)容選擇上，美國教材對(duì)有機(jī)化學(xué)的介紹相對(duì)簡要，缺少實(shí)驗(yàn)裝置圖以及對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的描述，而重點(diǎn)突出化學(xué)與生活的緊密聯(lián)系。中國教材則更加突出理論知識(shí)，知識(shí)體系更加完整，內(nèi)容的推進(jìn)更加符合學(xué)生身心發(fā)展規(guī)律。同時(shí)，還突出實(shí)驗(yàn)的重要性，從問題出發(fā)，引導(dǎo)學(xué)生自主探究。

（三）欄目設(shè)置的對(duì)比

中美兩國高中化學(xué)教材中“烴及其衍生物”內(nèi)容的欄目設(shè)置具體見表 4。

由表4可知，中美兩國教材在欄目類型上相似，都包含了知識(shí)總結(jié)類、活動(dòng)探究類、資料拓展類、方法提示類和習(xí)題鞏固類，這些欄目貫穿教學(xué)的各個(gè)環(huán)節(jié)，但兩國教材在欄目數(shù)量和分布上存在差異。

美國教材在知識(shí)點(diǎn)介紹方面設(shè)置的欄目更加豐富，“核心問題”和“術(shù)語回顧”欄目可幫助學(xué)生做好課前預(yù)習(xí)與知識(shí)串聯(lián)；在活動(dòng)探究方面設(shè)置了多種類型的實(shí)驗(yàn)欄目，可以培養(yǎng)學(xué)生的問題意識(shí)與動(dòng)手能力；“化學(xué)工作者”是其特色欄目，通過個(gè)案訪談的方式幫助學(xué)生深入了解相關(guān)行業(yè)，從而提高學(xué)生職業(yè)素養(yǎng)，為學(xué)生未來的職業(yè)規(guī)劃打基礎(chǔ)。

中國教材利用“思考與討論”欄目提出問題，引導(dǎo)學(xué)生交流討論，突出學(xué)生主體地位，重視探究和實(shí)踐，有利于提高學(xué)生的思考與推理能力。由此可見，中國教材欄目的定位更加明確，但是相比于美國教材缺少了導(dǎo)入和評(píng)價(jià)。

（四）習(xí)題設(shè)置的對(duì)比

習(xí)題是教材中必不可少的一部分。教材中的習(xí)題是幫助學(xué)生鞏固知識(shí)，促進(jìn)學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解與應(yīng)用，培養(yǎng)學(xué)生解決問題能力的重要載體，也是評(píng)價(jià)學(xué)生學(xué)業(yè)質(zhì)量的重要手段［4］。不同國家教材習(xí)題的差異主要涉及題目類型、難度層次和題目數(shù)量等方面。本文將中美兩國教材中“烴及其衍生物”的課后習(xí)題進(jìn)行分類統(tǒng)計(jì)（見表 5），并依據(jù)SOLO理論進(jìn)行層次劃分，各層次對(duì)應(yīng)的習(xí)題數(shù)及對(duì)應(yīng)的統(tǒng)計(jì)圖分別如表6和圖1所示。

對(duì)于“烴及其衍生物”，中美兩國教材在習(xí)題類型分布上存在較大差異。中國教材在基礎(chǔ)題型的數(shù)量上多于美國教材，常見的題型如選擇題和填空題有助于學(xué)生鞏固基礎(chǔ)理論知識(shí)。美國教材中各習(xí)題所考查的內(nèi)容都進(jìn)行了標(biāo)明，以便學(xué)生可以根據(jù)自身情況進(jìn)行針對(duì)性練習(xí)，查缺補(bǔ)漏。同時(shí)，美國教材中的實(shí)驗(yàn)探究題和推斷分析題占比相對(duì)較大，習(xí)題的綜合性更強(qiáng)。

由于受不同國家教育水平和教學(xué)目標(biāo)等因素的影響，其教材習(xí)題的難度層次可能存在差異。根據(jù)表6的統(tǒng)計(jì)可知，中國高中化學(xué)教材課后習(xí)題中采用單一知識(shí)點(diǎn)來解答的題目最多，超過題目總數(shù)的一半以上，其他層次的題目按照難度依次遞減，其目的在于鞏固基礎(chǔ)理論知識(shí)。而美國教材中各種類型、難度的習(xí)題分布較為平均，除了基礎(chǔ)類型題，還有一些需要知識(shí)遷移應(yīng)用來解決的問題。如“苯的性質(zhì)與大多數(shù)烯烴有何不同？”，該問題既是對(duì)教材內(nèi)容的補(bǔ)充，同時(shí)也是在考查學(xué)生對(duì)知識(shí)的整合和綜合運(yùn)用能力?？傮w而言，美國教材課后習(xí)題的難度較大，并且多以生活實(shí)際為基礎(chǔ)；中國教材習(xí)題難度適中，符合學(xué)生認(rèn)知特點(diǎn)，但題目與實(shí)際聯(lián)系較弱，不能很好地激發(fā)學(xué)生的情感態(tài)度和責(zé)任感。

三、教學(xué)建議

（一）圍繞課程標(biāo)準(zhǔn)，科學(xué)制訂課程目標(biāo)

教材是教師開展教學(xué)活動(dòng)的素材，但教材不等于全部的教學(xué)內(nèi)容。不同版本教材對(duì)同一知識(shí)點(diǎn)的描述以及情境素材的選擇等可能不同。在實(shí)際教學(xué)中，教師要基于課程標(biāo)準(zhǔn)制訂科學(xué)的課程目標(biāo)，并將其落實(shí)到具體的教學(xué)過程中。為此，教師要根據(jù)學(xué)情和教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行針對(duì)性的教學(xué)設(shè)計(jì)，以達(dá)到預(yù)期的評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)。在教學(xué)“烴及其衍生物”的相關(guān)內(nèi)容時(shí)，教師應(yīng)幫助學(xué)生建立學(xué)習(xí)有機(jī)化合物知識(shí)的整體思路，幫助學(xué)生將知識(shí)內(nèi)化為解決問題的能力，形成有關(guān)有機(jī)物知識(shí)學(xué)習(xí)的核心素養(yǎng)。

（二）借鑒不同版本教材，對(duì)知識(shí)進(jìn)行有機(jī)融合

中美兩國高中化學(xué)教材在內(nèi)容設(shè)置上各有優(yōu)點(diǎn)，教師在教學(xué)時(shí)應(yīng)沿著“資源—情境—問題”的思路，將不同的教學(xué)資源融合在一起。例如，中國教材中的“探究乙酸、苯酚和碳酸的酸性強(qiáng)弱”實(shí)驗(yàn)，要求學(xué)生橫向比較三種物質(zhì)的酸性，有助于學(xué)生串聯(lián)知識(shí)；美國教材中的紡織用聚合物的鑒定實(shí)驗(yàn)，除了讓學(xué)生動(dòng)手操作，還進(jìn)行一系列測(cè)試，將實(shí)驗(yàn)融入生活?？傊?，兩國教材在某些方面可以相互借鑒并改進(jìn)，如中國教材應(yīng)加強(qiáng)化學(xué)與生活的聯(lián)系，注重學(xué)科之間的交叉，循序漸進(jìn)地提高知識(shí)的深度和廣度。

（三）加強(qiáng)化學(xué)實(shí)踐，注重課堂延伸

化學(xué)作為一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科，知識(shí)往往是在實(shí)踐活動(dòng)中形成的。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教師要以學(xué)生為主體，著重鍛煉學(xué)生提出問題、猜想假設(shè)、收集證據(jù)等能力，并充分利用課內(nèi)外資源，延伸課堂的時(shí)間和空間。美國教材中的“合成香料”和“判斷油的不飽和度”等拓展實(shí)驗(yàn)具有參與性和趣味性，能夠讓學(xué)生將興趣轉(zhuǎn)化為學(xué)習(xí)動(dòng)力，在確保達(dá)到預(yù)期教學(xué)效果的同時(shí)發(fā)展學(xué)生的科學(xué)探究精神，值得借鑒。

［? ?參? ?考? ?文? ?獻(xiàn)? ?］

［1］? 中華人民共和國教育部.普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)：2017年版2020年修訂［M］.北京：人民教育出版社，2020.

［2］? 黃玉群.高中生初學(xué)有機(jī)化學(xué)困難的調(diào)查及啟示［J］.化學(xué)教育，2000（4）：22-23.

［3］? 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.

［4］? 岳翊楊，王秋.成分顯示理論視域下海峽兩岸高中化學(xué)教材習(xí)題設(shè)計(jì)對(duì)比研究［J］.化學(xué)教育（中英文）， 2021（1）：15-21.