美國高中化學教科書知識的引入方式探析

周航呈 季春陽

一、問題的提出

教科書是依據課程標準編寫的、系統反映學科內容的教學用書，是面向學生學習和教師教學的指導性材料。教科書上每節知識內容前的引導語也就是知識引入部分既可以為教師的課堂教學中導入環節以及教學情境的創設提供方案和思路，同時也能對學生信息的提取、概念的建立、知識間的聯系等很多方面產生重要的影響。

筆者以美國高中主流教科書《科學發現者-化學：概念與應用》（下文簡稱美國教科書）為研究對象。美國化學教科書主要有上中下三冊共21章，其中第10章物質的動力學理論、第11章氣體的行為、第21章核化學這三部分我國高中化學沒有涉及，所以不做研究。

二、美國教科書主要的知識引入方式類型

1.生活情境引入

生活情境引入主要是指從生活中的常見現象或應用實例切入來引出新知識內容的一種引入方式。比如，美國教科書第一章第一節“物質之謎”就是以生活中的拼圖游戲為背景，把成千上萬的拼圖需要按有效信息先分類再進行拼湊這一生活場景，引出成千上萬的物質在研究前也要先分類的思想。這種引入方式有利于學生將化學與生活建立聯系，激發學生學習興趣，但可能有花費時間較長，引入情景與知識點針對性不強的缺點。

2.問題引導引入

問題引導引入是指引導語是一個或一系列問題，逐步引導學生產生新問題，尋找新對策，進而感受到新知識學習的必要性。比如第5章第二節“共價化合物”的開篇以“室溫下以液態或氣態形式存在的化合物你能說出多少種？”引出化合物的狀態與性質如何判斷、什么是共價化合物這樣的一系列問題，從而引出了共價化合物這一知識點。問題引導引入通過思維的轉化與推理能夠引導學生向新知識思考，培養學生邏輯思維，同時培養他們解決問題的能力，但在這種方法中問題的選擇十分重要，問題之間要聯系緊密環環相扣，還要在最終指向新知識點，否則不能起到知識引入和培養學生邏輯思維能力的作用。

3.類比引入

類比引入是指從生活中等常見的情景或物品來類比即將描述的新概念新知識的一種引入方式。如美國教科書第9章第一節“原子間的化學鍵”中用膠水來類比化學鍵，就是用實際物品類比抽象的不可見的作用力，類比引入使得化學鍵概念更清晰更易于學生理解。心理學認為簡化知識能增強學生的學習動機，運用類比引入的方式把抽象的新知識變得通俗易懂，可以增強學生的學習動機，使新知識易于學生的理解與接受。

4.開門見山引入

開門見山引入是指沒有運用技巧直接明確指出要學習的新知識。如第8章第二節“過渡元素”的引導語中，直接列舉常見的過渡元素及其用途，引出對過渡元素的講解。這種引入方式清楚明了節省時間，但是不能引發學生的興趣，不利于學生的主動接受。開門見山引入是我國教科書常用的引入方式，而美國教科書上采用的卻不多。

5.歷史引入

歷史引入是指運用與新知識相關的歷史史實或者科學家們的探究過程來對新知識進行引入。比如，第18章第三節“塑料和其他聚合物”中，就是以特氨綸的發現過程引入。歷史引入能夠在引入知識的同時，培養學生勇于質疑積極探索不怕失敗的科學態度和研究精神。

6.先行組織者引入

先行組織者引入是指運用已經學過的舊知識來引出與其相關的新知識的一種引入方式。比如第17章第一節“電解”，在知識講解之前，首先回顧氧化還原反應的知識點，為電解的講解做鋪墊。先行組織者的引入方式能夠使新知識與舊知識產生聯系或替換，便于學生形成連貫嚴密的知識網絡。先行組織者引入在我國教科書上比較常見，美國教科書上采用不多。

還有很多其他知識引入方式比如圖片引入、設疑引入、類屬引入等等，因為使用不多所以本文不做介紹。

三、美國教科書知識引入方式及特點分析

1.知識引入整體分析

在字數方面，美國教科書的引導語字數一般在150字～200字之間，有的章節甚至達到了300字以上，比如第十一章第1節電解：“電能轉化為化學能”，用了整整一頁的篇幅做知識引入。知識引入字數多可以更能充分描述情景，為學生創設生動活潑的學習情境。但過長的引導語可能會導致教師講解或學生閱讀費時，嚴重占用課堂上重點知識講授的時間。

在表述方式上，美國教科書運用第二人稱，也就是“你”作為主要講述方式。相比于中國的大部分教科書往往用第一人稱“我們”。第一人稱更具有親和力，在學習上給學生親切感，美國教科書在表達上居高臨下，會使學生感到排斥和陌生。

在表現技巧上，美國教科書的每一篇引導語都有一到兩幅圖片作為配圖，而且很多引導語運用了不止一種的引入方式。配圖可以使知識引入更加活潑，更加吸引學生，但同時配圖也可能會帶來分散注意力的負面效果。多種引入方式的運用能使得知識引入更加生動更加多樣化，有利于不同思維方式的學生都能快速的領悟將要學習的內容。

2.按知識類型統計分析

為了更清楚展現美國教科書的編寫特點，本研究將從知識類型角度對知識引入方式進行對比，化學學科知識類型主要分為：化學基礎知識、物質組成及結構規律、元素化合物、化學反應原理這四種，上述的6種引入方式在四種知識類型中的使用次數統計見表1。 化學基礎知識類知識點主要包括物質分類、物質的量、分散系等。這一類型知識比較抽象，理解起來相對困難。所以與生活聯系緊密的知識點，美國教科書采用了生活情境引入。比如“物質的量”一節美國教科書通過幫硬幣收藏愛好者數硬幣的情景設定幫助學生建立用于質量微小且數目龐大的物體的一種計量思想，與物質的量相聯系。其余與生活聯系不多的知識點上，美國教科書更多的采用了問題引導的方式，通過問題的提出逐步引導學生將思維向抽象的知識點靠近。

物質組成及結構規律這類知識點對于學生的微觀探析以及空間想象能力要求較高，而且原子的結構以及物質的組成規律是科學家通過大量的實驗事實和數據分析得出的，所以此部分內容使用類比引入和歷史引入較多。在元素周期表和化學鍵知識上與生活聯系，并采用了類比的方法。例如，用火車時刻表類比元素周期表，用膠水類比原子間的強作用力—化學鍵充分體現元素周期表和化學能的直觀性。在原子結構以及電子的發現內容上采用了用歷史發現過程作為引入。

元素化合物知識主要包括單質、無機化合物、有機化合物的制備、性質和用途。元素化合物知識是與生活聯系最密切的一類化學知識，它可以運用物質的性質直接解釋生活中直觀的化學現象及物質用途，所以在元素化合物的大部分知識上都采用了生活情境的引入方式。

化學反應原理類知識主要包括反應類型和化學反應與能量兩大部分知識，這部分內容比較抽象，理解起來相對困難。美國教科書在這類型知識上大多使用了生活情境引入方式。但是這部分內容與前面幾種類型最大的區別是大部分知識都與已學過的知識相關聯，所以先行組織者引入在這類知識點中運用較多。比如，“酸堿中和反應”與14章酸堿的性質相聯系運用了先行組織者的方法;17章電化學中“電解”一節中從順鉑應用在醫學領域的發現過程和回顧氧化還原反應兩方面引入電解知識點，運用了歷史引入和先行組織者引入兩種方法，“化學反應的本質”一節則是將烹飪時調料的作用與化學反應過程中反應物起的作用相類比，運用類比引入的方法引入知識。

從引入方式的總數上可以看出，美國教科書更多采用生活情境引入方式，問題引導和類比引入較多，歷史引入在物質組成及結構規律上使用較多，開門見山和先行組織者使用較少，其中先行組織者在化學反應原理中使用較多。知識點類型不同，美國教科書的引入方式變化較明顯，可以體現出編寫人員針對不同的知識類型的編寫特點，其目的在于培養學生的不同思維方式與思維角度。從各引入方式使用頻率對比中發現，美國教科書更多采用生活情境和相似類比的引入方法，使學生在學習過程中能將理論與實踐聯系起來，把握化學源于生活的學科特點，并將所學知識運用到生活中。但這兩種方法也存在一定的弊端，無論是學生思考還是教師講解采用這兩種方法所需要花費的時間較長，與知識點的針對程度較低，等。

根據以上分析，美國教科書的知識引入特點可以概括為“三多一少”：（1）字數多，字數較多能更具體描述情境，但在講述上可能更加費時影響教學進度;（2）配圖多，配圖較多能激發學生的學習興趣但過于花哨的配圖也可能會分散學生的注意力;（3）引入方式變化多，在同一個引導語上運用了多種引入方式，靈活的引入方式選擇能應對不同的思維方式的學生，幫助不同思維的學生理解新知識，但過于頻繁的引入方式變換可能會導致學生注意力的分散;（4）新舊知識聯系少，在我國化學教科書上廣泛運用的先行組織者的引入方式美國教科書較少使用，美國教科書很難將新舊知識緊密聯系，很難幫助學生形成知識體系。

四、對教科書編寫的啟示

通過對美國教科書的知識點引入方式分析可以發現，美國教科書知識引入方式很多方法靈活，所以我國教科書的編寫應該取長補短，并著重考慮以下幾點內容。

1.與實際生活相聯系，培養解決實際問題的能力化學源于生活，化學學科學習的主要目的是為了讓學生能把所學知識應用到實際的生活中，解釋生活中的現象，解決生活中的問題。每一個知識點的學習都應該本著源于實際問題，根據實際需要，學習新知識，最終解決問題滿足需要這樣的思維過程。這也是符合人類思維邏輯和思維習慣的一種思考過程。在知識引入方式的選擇上只有本著化學學習為生產生活服務的原則，才能體現學科價值。

2.增加趣味性，設法降低知識難度，增強學習動機

學習動機是學生學習的驅動力量，對于調動學生的學習積極性和提高學習效率有重要的作用。知識引入步驟一般是在學習的開端，是激發學生學習動機的最佳時機。在知識引入時選擇靈活多變的方法，使用輕松幽默的語言，都能夠激起學生的好奇心和求知欲，同時在較困難較抽象的知識點上，應該適當運用一些類比舉例的手法，化抽象為具體，幫助學生領會知識，加深對新概念的理解和掌握。

3.增強知識連貫性，幫助學生進行知識建構

高中化學學科的知識類型主要分為四種，知識點之間相互聯系相輔相成，所以在知識引入時，要明確前后知識的關系，要清楚舊知識對新概念的理解所起到的作用是促進還是干擾。在知識引入方式上應該針對已有知識的地位作相應的選擇。只有合理選擇知識引入的方式，正確利用知識之間的邏輯關系，才能有利于培養學生良好的思維習慣，幫助學生進行知識的獲取與建構。4.與科學前沿知識相聯系

《普通高中化學課程標準（2017年版）》指出：化學課程要幫助學生能較深的理解化學、技術、社會和環境之間的相互關系，認識化學對社會發展的重大貢獻。所以化學知識的學習要幫助學生拓寬視野，開闊思路，在知識引入的過程中增加科學前沿知識，讓學生感受科學技術的發展進步、以及科技與自我的密切聯系，提高學生的科學素養，利于學生與時代接軌，適應21世紀科學技術和社會可持續性發展的需要，成長為符合時代要求的高素質人才。

（收稿日期：2019-03-15）