中美化學必修階段“化學鍵”內容的教材編排對比研究

姚娟娟 王婧子 王世存

（1華中師范大學化學教育研究所 湖北武漢 430079;2華中師范大學第一附屬中學 湖北武漢 430223）

中美化學必修階段“化學鍵”內容的教材編排對比研究

姚娟娟1王婧子2*王世存1

（1華中師范大學化學教育研究所 湖北武漢 430079;2華中師范大學第一附屬中學 湖北武漢 430223）

以必修階段的“化學鍵”內容編排為例，分析中美兩套高中化學教材在知識的呈現范圍、圖像表征兩個方面的異同點，根據具體內容呈現方式的差異性闡述兩套教材編寫的特點，并從中獲得啟示，以期為我國必修階段的“化學鍵”知識教學提供借鑒與指導。

中美高中化學教材；化學鍵；教材編排

教材是將課程標準具體化的載體，是教師實施教學的重要依托，是學生習得知識、開拓思維、獲得發展的重要保證，所以教材中特定內容的編排方式對于教師的教和學生的學有著至關重要的作用，但同一內容在教材中的呈現會因不同的教育理念而不同，比如中美高中化學必修階段的概念教學內容“化學鍵”。為了能更好地實現以“化學鍵”作為內容載體的學科素養培育，文章以由菲利普主編、王祖浩譯，浙江教育出版社出版的美國化學教材《化學：概念與應用》（以下簡稱“美國教材”）［1］和宋心琦主編，人民教育出版社出版的《化學2》（以下簡稱“人教版《化學2》”）［2］中必修階段的內容“化學鍵”作為研究對象，進行這一學習主題的比較研究，以期指導教育工作者對此部分內容的開發與設計。

一、中美兩套化學教材“化學鍵”內容編排比較

“化學鍵”作為高中階段的重要概念知識，學生對內容的理解與掌握有助于微粒觀和變化觀的學科觀念發展。兩套教材在必修、選修階段都安排了相應的知識學習，美國教材與“化學鍵”相關的必修內容位于教材第4章《化合物的形成》的第2節“元素如何形成化合物”，人教版是位于《化學2》第1章的第3節“化學鍵”。大體上看，兩種教材關于必修階段“化學鍵”的主要內容安排是一致的，但具體知識的編排方式卻不同，以下將從內容的呈現范圍、圖像表征兩個角度分別闡釋兩套教材在必修階段對“化學鍵”內容的設計與編排。

1.兩套化學教材“化學鍵”內容呈現范圍比較

教材中內容的呈現范圍利于教師明確教學的深廣度，確定教學重難點，從而在一定的內容線索下制定教學目標。然而，不同社會背景下的教育理念不同，學生所接受的教育背景也存在差異，從而造成不同國家對同一內容的編排范圍存在差異性，筆者分析中美兩套教材，發現二者關于必修階段“化學鍵”的知識呈現范圍的確存在些許不同，具體如下表1所示。

表1 中美兩套化學教材關于必修階段“化學鍵”的呈現范圍比較

從內容選擇上看，兩套教材在正文中都出現關于離子鍵、離子化合物、共價鍵與共價化合物的概念教學；并要求能用電子式表示化合物的形成。人教版整體的教材呈現是以有限元素構成的數以千萬種物質引入，借宏觀物質氯化鈉的微觀形成為例闡述離子鍵、離子化合物的概念，之后進行共價鍵、共價化合物的概念教學且涉及共價鍵的下位概念（非極性鍵和極性鍵），然后歸納化學鍵的概念，最后將內容延伸到分子間作用力和氫鍵。而美國教材是從原子結合的化學史角度出發，通過原子八隅體穩定結構的兩種形成方式闡述離子鍵和共價鍵的概念，利用原子結構示意圖對離子鍵和共價鍵的形成做出直觀解說，在離子化合物概念引出之后，介紹離子化合物的晶體結構，最后闡明離子化合物與共價化合物的性質差異原因。從上可知，美國教材“化學鍵”的編排比人教版難度更大，比如正文出現“NaCl的晶體結構”，而該階段學生的思維發展尚不完善，所以會增加學生學習時的負擔，人教版在必修階段并未安排，而是在選修中詳細編排，即人教版必修階段“化學鍵”內容編排注重知識的系統性、階段性與邏輯性。

2.兩套化學教材“化學鍵”內容圖像表征比較

教材中信息的表征方式是教材發揮其課程與教學功能的關鍵，而作為教材第二語言的圖像，它的作用在于對抽象內容進行形象化解釋與直觀概括的同時能有效降低內容的難度［3］。就“化學鍵”內容而言，其微觀性和抽象性導致內容有難度，利用圖像搭建支架是降低這一難度的策略。表2是兩套教材關于本節內容設置的圖像。

表2 中美兩套化學教材關于必修階段“化學鍵”內容的圖像表征比較

由表2知，在圖像數量上，美國教材在編排時多于人教版《化學2》。美國教材分別用2張和5張圖片展示稀有氣體用途及稀有氣體的原子結構，幫助學生理解原子為何會形成八隅體構型，從而為離子鍵與共價鍵的概念教學搭建腳手架；在概念教學時，教材利用原子結構示意圖形象地表征化合物形成中的電子轉移與電子共享，將概念的形成可視化；且在進行離子化合物和共價化合物的性質教學時采用了生活中的實物圖片，以學生的生活經驗為基礎進行教學符合學生的認知規律，有助于學生基于認識建構知識。人教版《化學2》正文中用了1張“Na與Cl2反應”的實驗圖片作為學習離子鍵的背景支架，但關于共價鍵概念及其他內容的編排多用文字敘述。對比兩套教材，人教版中插入的圖片數量不是太充分，與社會生活相關的圖片不是太多，可能會增大教師對教材內容挖掘與重構的難度，削弱學科知識與社會生活的聯系。

二、中美兩套高中化學教材“化學鍵”編排啟示

經過對兩套教材關于必修階段的“化學鍵”編排進行的比較分析，可知在進行“化學鍵”內容編寫時應該：（1）重視模型建構、厘清概念形成；（2）關注學生認知、注重內容銜接；（3）聯系社會生活、強化價值培養。

1.重視模型建構、厘清概念形成

化學概念的教學要清楚概念的建立過程，理解概念內涵和外延，認識概念的價值。“化學鍵”對探究微觀世界和理解化學反應本質有重要意義，所以學生要對概念形成清晰認識。而利用模型，可深入分析化學鍵概念的內涵和外延，解釋分析概念間內部矛盾，從而建構知識體系［4］。兩套教材在編寫“化學鍵”內容時都注重模型鋪墊和情境創設，比如利用“電子式”模型表征原子間電子轉移與共享的微觀本質，既降低了概念認知難度，又利于學生清楚化學鍵的形成過程，避免相異構想的形成。若直接通過文字敘述概念，既影響教師對內容開發，又會削弱概念學習的階段性，增加概念學習的生澀度，最終學生只能記誦概念。所以，在進行概念性內容的編寫時，應適當將化學模型作為一種科學方法工具體現在教材編寫中，有助于學生化學科學方法與觀念的發展，從而有利于學生“證據推理與模型認知”的學科素養培育。

2.關注學生認知、注重內容銜接

以學生已知作為教學起點能調動學習積極性，教學內容的銜接有助于系統知識框架的搭建。比如，人教版《化學2》編排“化學鍵”時設置了與先前知識相關的文字陳述“從元素周期表我們可以看出，到目前為止，已經發現的元素只有一百多種。然而，由這一百多種元素的原子組成的物質卻數以千萬計”。將所學的知識穿插在新課內容中，意在激發對之前所學內容的鞏固，且以學生的已有經驗為基礎進行教學，契合認知規律，有利于引導學生建立新舊知識間的層級聯結，即將新舊知識間的前后銜接體現在教材中，利于教師以學生的認知作為基點進行內容的具體化設計，幫助學生形成邏輯系統化的知識網絡，而不是單個孤立的知識點。

3.聯系社會生活、強化價值培養

教材中知識的價值不只體現在學生能獲得的基礎知識與基本技能，關鍵是要促進學生的思維發展和落實學科的知識價值，指引學生體會知識在生活中的應用，從而更好地形成全面的化學素養。美國教材在進行“化學鍵”內容編排時強調學科內容與社會生活的聯系，比如利用白熾燈、霓虹燈表示稀有氣體的用途、生活中有關離子化合物與共價化合物的實物圖片以及在“化學與社會”欄目中編寫的閱讀材料等等，都體現出學科知識在社會中的價值滲透。加強內容與社會生活的關聯性側面反映出STSE教育理念的貫徹與落實，從而幫助學生形成“生活中處處有化學”的觀念，一定程度上進行“科學精神與社會責任”的學科素養培養。

三、總結

教材中內容的編排是影響教師如何教、學生如何學的重要因素。整合中美兩套化學教材中的“化學鍵”必修內容，可知這部分的內容編排要既讓學生能從教材中通過一定的教學支架習得知識，又要能在真實的教學情境下思考具體的化學問題，從而幫助學生在知識掌握的同時獲得化學學科方法與思維的發展。

［1］ 菲利普等著,王祖浩譯.美國高中化學教材.化學：概念與應用［M］.杭州:浙江教育出版社,2008:150-167

［2］ 宋心琦著.普通高中課程標準實驗教科書.化學2［M］.北京:人民教育出版社,2009:21-24

［3］ 高苗,周青等.中外高中化學教材圖表系統的比較研究［J］.化學教育,2016,37（7）:20-24

［4］ 孫飛.化學鍵教學中構建“宏—微—符—宏”概念模型［J］.化學教與學,2015（6）:61-62

1008-0546（2017）10-0009-03

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10.3969/j.issn.1008-0546.2017.10.003

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