“物質的量”中美教材對比反思和創新演繹

孟兆杰

物質的量及其衍生概念和公式是中學化學計算的“敲門磚”，但是這些概念來自西方，有的概念即使“敏化語感”也很難將其融入日常漢語系統中，中西方構詞、文化差異給教學帶來鴻溝，再加上化學計量學是很多教師和學生沒有接觸過的領域，讓這塊“敲門磚”險些成為“攔路虎”。秉著“站在編者高度，體會教材思想”“從西方來，回西方去”的觀念，在研究國內教材的同時，研讀了美國高中主流教材《科學發現者——化學概念與應用》。既用漢語的思維方式，又用西方的語言系統，對比分析了中美教材的思路和重要知識點的呈現方式，得出了一些有價值的結論并付諸創新演繹。

一、中美教材解析

主要針對：《人教版化學必修一第一章第二節化學計量在實驗中的應用第一課時》與《科學發現者——化學概念與應用第12章第一節》

1.人教版化學必修一教材思路及知識點呈現方式解析：

（1）概述部分

先說明化學實驗室需稱量宏觀物質，而化學反應由微粒完成，指出用“物質的量”將其聯系起來;用已有計量單位作知識遷移，引出摩爾及物質的量。

（2）物質的量、摩爾、阿伏伽德羅常數

物質的量：附國際七個基本物理量資料卡片

摩爾：用一段正文指出了計量對象是微觀粒子并舉例說明

阿伏伽德羅常數：書下注釋碳十二原子和阿伏伽德羅

三者聯系：用一段正文敘述三者及關系，直接給出計算公式

（3）摩爾質量

用兩段正文說明1mol物質質量及所含微粒數并附插圖;

用兩段正文敘述摩爾質量、舉例。

附插圖：微粒與物質間聯系和常見幾種物質的摩爾質量（未舉例氣體）

在學與問中設置一道摩爾質量計算

2.美國高中主流教材《科學發現者——化學概念與應用》教材思路及知識點呈現方式解析：

（1）概述

① 章前附彩圖曲別針滲透化學計量學;

② 正文左側：給出本節預覽，包括學習目標，知識回顧;本章內容簡要，閱讀提示，化學在線鏈接;

③ 附目錄：簡介本節，包括起步實驗，迷你實驗，書后附有家庭小實驗（與物質的量和摩爾質量相關）

④ 給出《詞源》化學計量法并附圖說明一箱、一副、一打。

（2）物質的量、摩爾、阿伏伽德羅常數

物質的量：硬幣數類比微粒數，正文指出計量分子數和原子數的標準是物質的量。進一步指出：這個標準的單位是摩爾。

[迷你試驗]：不用計數來確定數量。（應用集團思想）數紐扣，給出詳細步驟，設置分析討論

[例題一]：樣品中原子數? 步驟：分析 方案? 實施? 檢查

用骨灰級硬幣收藏家存錢引出問題：銀行一個一個數硬幣，科學家不能這樣數分子，滲透化學計量學可以轉換宏觀和微觀;

附插圖：數硬幣，一個一個數和稱質量計算，后者引入集團思想。（給出了計算過程和結果）

硬幣數類比微粒數，正文指出計量分子數和原子數的標準是物質的量。

二、解析對比之反思

1.觀察和疑問是一切科學發生的起點。本節中美教材思路大相徑庭：

《中》采用“高度歸納式”，并按照邏輯順序逐步推進。

《美》采用“問題生成式”，采用體驗性學習方式。

反思：《美》的“問題生成式”采用“引導發現法”使學生進行“體驗式學習”。在教學過程中學生經歷了“如何數硬幣——如何數分子——數分子的意義，宏觀微觀轉換，應用”，體驗了科學家發現，提出，歸納概念的過程，教師不再是灌輸知識者而是平等的引導者?！吨小吩诮虒W過程中，按部就班的灌輸，專制的意味更濃些。

2.本節相關概念是高中化學計算的“敲門磚”，計算不能忽視“樣例效應”

《中》未出現例題！

《美》設置例題及詳解。插圖計算也有推導過程。

反思：《美》設置例題及詳解，把復雜的計算任務圖示化，規則化，有利于學生 “如法炮制”，成為學生解決相似問題的樣例。《中》教科書例題的“缺失”加重了教學負荷，降低了學生學習效率。

3.化學實驗即呈現方式是化學學習中重要組成，其他形式無法替代

《中》未出現實驗！

《美》中設置不同形式的實驗：迷你實驗 ，家庭實驗，甚至用插圖“天平托盤兩端6個碳原子，6個鐵原子”直接說明不同物質的質量不同。“模擬操作”了數紐扣。

反思：此部分概念與生活經驗相去甚遠，如果缺少實驗基礎，單憑學生的“思想實驗能力”可謂“難上加難”，建議補充實驗，最好是可操作性實驗。

4.插圖是教材上最有力度的語言符號之一，有人說“有表格不用文字，有插圖不用表格”不無道理。

《中》概述，概念形成過程中無一插圖，到“摩爾質量”處，突然出現大量插圖。

《美》中插圖多樣，適度，精選，分布合理

反思：《中》的 本末倒置，意義不大。而且，摩爾質量眾多插圖中，未見氣體！插圖多而不全，效率不高。

《美》中插圖多樣，適度，精選，插圖“天平托盤兩端6個碳原子，6個鐵原子”直接說明不同物質的質量不同。有效，有說服力。氣體質量使用氣球，有趣味性。對阿伏伽德羅常數龐大的展示插圖，直指學生心理，直接，印象深刻。

使用《中》教學中需用多媒體補充插圖。

5.教材內容條理性直接影響學生和教者的思維方式。兩教材在此都有缺點。

《中》摩爾質量知識點舉例、插圖順序很混亂，舉例不分類，插圖邏輯性順序有問題：先敘述一摩爾物質質量與微粒數關系，之后才指明物質質量與微粒數有關系，不符合學生認知規律。

《美》摩爾質量較清晰，按單質，化合物，離子分類。但摩爾與阿伏伽德羅常數敘述混亂，敘述——插圖——敘述，有贅述。

反思：智者把復雜之問題變簡單，在教學過程中只設置一條主線，或是理論，或是實驗，貪心只能導致思路混亂，條理不清。

三、反思

根據以往經驗總結出可能出現問題的幾個方面，對現在學年學生進行了問卷調查：