美國教材中核心概念編寫特點(diǎn)的研究

孫安龍

摘要：核心概念在化學(xué)教學(xué)中占有非常重要的地位。但概念的抽象性又會給學(xué)生的建構(gòu)、表征、應(yīng)用等帶來困難。美國高中教材《化學(xué)：概念與應(yīng)用》用實(shí)驗(yàn)、模型、實(shí)例等幫助學(xué)生建構(gòu)概念氧化還原反應(yīng)，又為學(xué)生提供多種形式表征氧化還原反應(yīng)。貼近生活的書后習(xí)題層次清晰、形式豐富又拉近了學(xué)生與文本的距離。

關(guān)鍵詞：美國教材；建構(gòu)；表征；氧化還原；習(xí)題

文章編號：1008-0546（2016）06-0000-00 中圖分類號：G633.8 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B

doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2016.06.000

《化學(xué)：概念與應(yīng)用》是美國高中主流理科教材之一，該教材從多角度的概念建構(gòu)，多種形式的概念表征和貼近生活的習(xí)題等角度編寫化學(xué)核心概念。這種方法或許會給我們對核心概念的教學(xué)帶來一點(diǎn)啟示。

一、多角度的概念建構(gòu)

1. 貼近生活的實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，也可以幫助學(xué)生有效建構(gòu)抽象的概念。為了幫助學(xué)生建構(gòu)氧化還原反應(yīng)，美國教材《化學(xué)概念與應(yīng)用》準(zhǔn)備了三類實(shí)驗(yàn)即起步實(shí)驗(yàn)、迷你實(shí)驗(yàn)、化學(xué)實(shí)驗(yàn)（見表1）。“起步實(shí)驗(yàn)”是一章的開篇實(shí)驗(yàn)，步驟簡單、篇幅短小，卻是引人入勝，能讓學(xué)生深刻體會這一章知識的魅力。“起步實(shí)驗(yàn)”是讓學(xué)生進(jìn)入化學(xué)王國的一葉小舟。“迷你實(shí)驗(yàn)”短小精悍，能讓學(xué)生切身體會化學(xué)的樸素與激情。正如“讀書破萬卷，不如行萬里路”一樣，每個“迷你實(shí)驗(yàn)”都將勝過學(xué)生數(shù)小時的苦讀。[1]該教材創(chuàng)設(shè)的兩個迷你實(shí)驗(yàn)的情境以生活經(jīng)驗(yàn)為起點(diǎn)，具有真實(shí)性、針對性、積極性、情感性，能有效調(diào)動學(xué)生的有意義學(xué)習(xí)，為意義建構(gòu)奠定基礎(chǔ)。

2. 易于理解的模型

《化學(xué)概念與應(yīng)用》為學(xué)生提供了兩個氧化還原反應(yīng)的模型，即氧化鋅的形成（見圖1 ）和氧化還原反應(yīng)的原理（見圖2）。

化學(xué)是在分子層面進(jìn)行研究的科學(xué)。對中學(xué)生來說，經(jīng)驗(yàn)型思維占主導(dǎo)，因此，化學(xué)學(xué)習(xí)的難點(diǎn)也就在于對微觀層面的抽象思維。模型可以將抽象的東西形象化，便于學(xué)生理解。而上述兩個模型以其直觀、形象的特點(diǎn)，可以幫助學(xué)生通過認(rèn)識氧化鋅的形成，進(jìn)而理解抽氧化還原的微觀本質(zhì)。 靈活多變的模型，如動畫、圖片等視覺形式還可以給學(xué)生提供生動直觀的感性形象，提高學(xué)生的興趣。[2]

3. 豐富多彩的實(shí)例

氧化還原反應(yīng)是一個抽象的概念，但卻能通過各種現(xiàn)象表現(xiàn)出來。為了幫助學(xué)生能從生活的角度認(rèn)識該概念，能主動建構(gòu)該概念。《化學(xué)概念與應(yīng)用》選取了與生活、生產(chǎn)、醫(yī)學(xué)、科技、生物等相關(guān)的10個實(shí)例。這些實(shí)例又以不同的欄目表現(xiàn)，如“物理學(xué)鏈接”、“工作原理”、“生活中的化學(xué)”、“科技史實(shí)”、“化學(xué)與技術(shù)”等。這些多彩的實(shí)例又豐富了教材的可讀性、有趣性。該教材又為這10個實(shí)例配了23幅彩圖。大量精美圖片的運(yùn)用又實(shí)現(xiàn)了教材圖文并茂的編排方式，這樣可以增加學(xué)生閱讀興趣，減輕抽象概念學(xué)習(xí)的枯燥感。

二、多形式的概念表征

表征形式就是信息的具體表達(dá)方式，是指信息在頭腦中以何種具體的面貌存在。針對氧化還原反應(yīng)的抽象性該教材中提供了多種表征的形式如文字表征、符號表征、樣例表征、網(wǎng)絡(luò)表征、表象表征等。

1. 文字表征

文字表征能夠簡潔準(zhǔn)確地揭示概念的本質(zhì)特征。如該教材在氧化還原部分提供了氧化還原反應(yīng)（反應(yīng)的特點(diǎn)是電子從一個原子或離子轉(zhuǎn)移到另一個原子或離子），氧化劑（在氧化還原反應(yīng)中得到電子的物質(zhì)）、還原劑（在氧化還原反應(yīng)中失去電子的物質(zhì)），氧化反應(yīng)（元素的原子失去電子的反應(yīng)）、還原反應(yīng)（元素的原子獲得電子的反應(yīng)）的文字表征。

2. 符號表征

符號表征使用的是化學(xué)符號語言描述。化學(xué)符號語言描述，就是用化學(xué)專業(yè)符號語言對物質(zhì)結(jié)構(gòu)、組成和性質(zhì)變化等進(jìn)行表示和表達(dá)的表征系統(tǒng)。化學(xué)符號包括元素符號、化學(xué)式、化學(xué)方程式和離子方程式等。它們是化學(xué)專業(yè)領(lǐng)域用來代表某一元素或描述具體物質(zhì)在某條件或環(huán)境體系中發(fā)生變化的狀況，具有豐富的指代意義和內(nèi)涵。如該教材中的“Zn→Zn2++2e-”表達(dá)了金屬鋅原子失去電子的反應(yīng)是氧化反應(yīng)。“O2+4e-→2O2-”表達(dá)了每個氧分子獲得4個電子，發(fā)生了還原反應(yīng)。

3. 樣例表征

樣例，是具有典型或者代表性屬性特征的事物或現(xiàn)象的具體實(shí)例。該教材列舉了大量的氧化還原反應(yīng)，如“鋼鐵的腐蝕”、“高爐煉鐵”、“照片的沖洗和印刷”等。

4. 命題網(wǎng)絡(luò)表征

命題網(wǎng)絡(luò)表征是對多種概念以及概念之間相互關(guān)系的多維建構(gòu)。其中某一個概念處于這張網(wǎng)絡(luò)中的一個結(jié)點(diǎn)位置，它的內(nèi)涵以及它與其它概念之間的關(guān)系一目了然。如氧化還原反應(yīng)的命題網(wǎng)絡(luò)表征見圖3所示。

5. 表象表征

表象是反映客觀事物和現(xiàn)象生動、形象的視覺圖像，也可以表現(xiàn)為一幅圖畫的形式存儲于記憶中。如“鋼鐵的腐蝕”（見圖4）、“測醉試驗(yàn)” （見圖5）等。

三、豐富的書后習(xí)題

1. 層次清晰

《氧化還原反應(yīng)》的本節(jié)復(fù)習(xí)題共計(jì)5題，分為“理解概念”、“理性思維”和“化學(xué)應(yīng)用”三個層次。《氧化還原反應(yīng)》的本章復(fù)習(xí)題共計(jì)32題，分為“理解概念”、“應(yīng)用概念”、“理性思維”、“復(fù)習(xí)回顧”、“技能訓(xùn)練”、“科技寫作”和“解決問題”七個層次。其中“應(yīng)用概念”部分又分為“生活中的化學(xué)”、“物理學(xué)鏈接”、“工件原理”和“化學(xué)與技術(shù)”四個層次。“理性思維”分為“運(yùn)用圖表”、“預(yù)測”、“分析數(shù)據(jù)”和“推斷”四個層次。

《氧化還原反應(yīng)》的知識概要部分分為“氧化還原反應(yīng)的本質(zhì)”、“氧化還原反應(yīng)的應(yīng)用”和“術(shù)語”三個層次。

2. 形式豐富

《氧化還原反應(yīng)》的書后習(xí)題的形式豐富有簡答題（如為什么在沖洗底片的過程中，需要定影這一步驟？）、計(jì)算題（如根據(jù)哈伯的合成氨反應(yīng)的化學(xué)方程式，需要多少克的氨氣才能與346克的氫氣完全反應(yīng)？）、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)（如你認(rèn)為銀器在哪種環(huán)境中更易失去光澤，潔凈的空氣還是被污染的空氣？設(shè)計(jì)一個實(shí)驗(yàn)，證明你的假設(shè)。）、科技寫作（如研究表明維生素C具有較強(qiáng)的抗氧化性，甚至有研究者稱，大量服用維生素C將有助于預(yù)防癌癥。寫一份簡要的研究報(bào)告，說明你會采用哪些方法來證明維生素C是否具有抗腫瘤特性。[1]）、運(yùn)用圖表等。

3. 貼近生活

化學(xué)源于生活，又服務(wù)于生活。《氧化還原反應(yīng)》中的很多習(xí)題與我們的生產(chǎn)、生活密切相關(guān)，如“列舉幾種防止鐵鏈生銹的方法”、“為什么鐵釘?shù)母g大多發(fā)生在鐵釘?shù)募獠亢臀膊俊薄＿@種與生產(chǎn)、生活相關(guān)習(xí)題的出現(xiàn)，能拉近學(xué)生與教材間的距離。[3]

四、啟迪與思考

美國高中教材《化學(xué)：概念與應(yīng)用》在核心概念的編寫上重視概念的建構(gòu)、表征和應(yīng)用。這有助于學(xué)生建構(gòu)自己的知識網(wǎng)絡(luò)，又能減輕學(xué)生學(xué)習(xí)的負(fù)擔(dān)。這種核心概念編寫的方式或許對我國新國的教材編寫和核心概念的教學(xué)都具有一定的啟示。

參考文獻(xiàn)

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

[2] 梁德娟.張文華.王星喬.美國教科書《化學(xué)：概念與應(yīng)用》建構(gòu)主義思想分析[J].化學(xué)教育，2009（10）：11-14

[3] 江家發(fā).蒲緒鳳.美國化學(xué)教材《化學(xué)與社會》習(xí)題的特點(diǎn)及啟示[J].化學(xué)教學(xué)，2007（6）：31-33.