“物質(zhì)的量”中美教材對(duì)比反思和創(chuàng)新演繹

孟兆杰

物質(zhì)的量及其衍生概念和公式是中學(xué)化學(xué)計(jì)算的“敲門磚”，但是這些概念來(lái)自西方，有的概念即使“敏化語(yǔ)感”也很難將其融入日常漢語(yǔ)系統(tǒng)中，中西方構(gòu)詞、文化差異給教學(xué)帶來(lái)鴻溝，再加上化學(xué)計(jì)量學(xué)是很多教師和學(xué)生沒有接觸過(guò)的領(lǐng)域，讓這塊“敲門磚”險(xiǎn)些成為“攔路虎”。秉著“站在編者高度，體會(huì)教材思想”“從西方來(lái)，回西方去”的觀念，在研究國(guó)內(nèi)教材的同時(shí)，研讀了美國(guó)高中主流教材《科學(xué)發(fā)現(xiàn)者——化學(xué)概念與應(yīng)用》。既用漢語(yǔ)的思維方式，又用西方的語(yǔ)言系統(tǒng)，對(duì)比分析了中美教材的思路和重要知識(shí)點(diǎn)的呈現(xiàn)方式，得出了一些有價(jià)值的結(jié)論并付諸創(chuàng)新演繹。

一、中美教材解析

主要針對(duì)：《人教版化學(xué)必修一第一章第二節(jié)化學(xué)計(jì)量在實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用第一課時(shí)》與《科學(xué)發(fā)現(xiàn)者——化學(xué)概念與應(yīng)用第12章第一節(jié)》

1.人教版化學(xué)必修一教材思路及知識(shí)點(diǎn)呈現(xiàn)方式解析：

（1）概述部分

先說(shuō)明化學(xué)實(shí)驗(yàn)室需稱量宏觀物質(zhì)，而化學(xué)反應(yīng)由微粒完成，指出用“物質(zhì)的量”將其聯(lián)系起來(lái);用已有計(jì)量單位作知識(shí)遷移，引出摩爾及物質(zhì)的量。

（2）物質(zhì)的量、摩爾、阿伏伽德羅常數(shù)

物質(zhì)的量：附國(guó)際七個(gè)基本物理量資料卡片

摩爾：用一段正文指出了計(jì)量對(duì)象是微觀粒子并舉例說(shuō)明

阿伏伽德羅常數(shù)：書下注釋碳十二原子和阿伏伽德羅

三者聯(lián)系：用一段正文敘述三者及關(guān)系，直接給出計(jì)算公式

（3）摩爾質(zhì)量

用兩段正文說(shuō)明1mol物質(zhì)質(zhì)量及所含微粒數(shù)并附插圖;

用兩段正文敘述摩爾質(zhì)量、舉例。

附插圖：微粒與物質(zhì)間聯(lián)系和常見幾種物質(zhì)的摩爾質(zhì)量（未舉例氣體）

在學(xué)與問中設(shè)置一道摩爾質(zhì)量計(jì)算

2.美國(guó)高中主流教材《科學(xué)發(fā)現(xiàn)者——化學(xué)概念與應(yīng)用》教材思路及知識(shí)點(diǎn)呈現(xiàn)方式解析：

（1）概述

① 章前附彩圖曲別針滲透化學(xué)計(jì)量學(xué);

② 正文左側(cè)：給出本節(jié)預(yù)覽，包括學(xué)習(xí)目標(biāo)，知識(shí)回顧;本章內(nèi)容簡(jiǎn)要，閱讀提示，化學(xué)在線鏈接;

③ 附目錄：簡(jiǎn)介本節(jié)，包括起步實(shí)驗(yàn)，迷你實(shí)驗(yàn)，書后附有家庭小實(shí)驗(yàn)（與物質(zhì)的量和摩爾質(zhì)量相關(guān)）

④ 給出《詞源》化學(xué)計(jì)量法并附圖說(shuō)明一箱、一副、一打。

（2）物質(zhì)的量、摩爾、阿伏伽德羅常數(shù)

物質(zhì)的量：硬幣數(shù)類比微粒數(shù)，正文指出計(jì)量分子數(shù)和原子數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)是物質(zhì)的量。進(jìn)一步指出：這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的單位是摩爾。

[迷你試驗(yàn)]：不用計(jì)數(shù)來(lái)確定數(shù)量。（應(yīng)用集團(tuán)思想）數(shù)紐扣，給出詳細(xì)步驟，設(shè)置分析討論

[例題一]：樣品中原子數(shù)? 步驟：分析 方案? 實(shí)施? 檢查

用骨灰級(jí)硬幣收藏家存錢引出問題：銀行一個(gè)一個(gè)數(shù)硬幣，科學(xué)家不能這樣數(shù)分子，滲透化學(xué)計(jì)量學(xué)可以轉(zhuǎn)換宏觀和微觀;

附插圖：數(shù)硬幣，一個(gè)一個(gè)數(shù)和稱質(zhì)量計(jì)算，后者引入集團(tuán)思想。（給出了計(jì)算過(guò)程和結(jié)果）

硬幣數(shù)類比微粒數(shù)，正文指出計(jì)量分子數(shù)和原子數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)是物質(zhì)的量。

二、解析對(duì)比之反思

1.觀察和疑問是一切科學(xué)發(fā)生的起點(diǎn)。本節(jié)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(jìn)。

《美》采用“問題生成式”，采用體驗(yàn)性學(xué)習(xí)方式。

反思：《美》的“問題生成式”采用“引導(dǎo)發(fā)現(xiàn)法”使學(xué)生進(jìn)行“體驗(yàn)式學(xué)習(xí)”。在教學(xué)過(guò)程中學(xué)生經(jīng)歷了“如何數(shù)硬幣——如何數(shù)分子——數(shù)分子的意義，宏觀微觀轉(zhuǎn)換，應(yīng)用”，體驗(yàn)了科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，提出，歸納概念的過(guò)程，教師不再是灌輸知識(shí)者而是平等的引導(dǎo)者。《中》在教學(xué)過(guò)程中，按部就班的灌輸，專制的意味更濃些。

2.本節(jié)相關(guān)概念是高中化學(xué)計(jì)算的“敲門磚”，計(jì)算不能忽視“樣例效應(yīng)”

《中》未出現(xiàn)例題！

《美》設(shè)置例題及詳解。插圖計(jì)算也有推導(dǎo)過(guò)程。

反思：《美》設(shè)置例題及詳解，把復(fù)雜的計(jì)算任務(wù)圖示化，規(guī)則化，有利于學(xué)生 “如法炮制”，成為學(xué)生解決相似問題的樣例。《中》教科書例題的“缺失”加重了教學(xué)負(fù)荷，降低了學(xué)生學(xué)習(xí)效率。

3.化學(xué)實(shí)驗(yàn)即呈現(xiàn)方式是化學(xué)學(xué)習(xí)中重要組成，其他形式無(wú)法替代

《中》未出現(xiàn)實(shí)驗(yàn)！

《美》中設(shè)置不同形式的實(shí)驗(yàn)：迷你實(shí)驗(yàn) ，家庭實(shí)驗(yàn)，甚至用插圖“天平托盤兩端6個(gè)碳原子，6個(gè)鐵原子”直接說(shuō)明不同物質(zhì)的質(zhì)量不同。“模擬操作”了數(shù)紐扣。

反思：此部分概念與生活經(jīng)驗(yàn)相去甚遠(yuǎn)，如果缺少實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)，單憑學(xué)生的“思想實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Α笨芍^“難上加難”，建議補(bǔ)充實(shí)驗(yàn)，最好是可操作性實(shí)驗(yàn)。

4.插圖是教材上最有力度的語(yǔ)言符號(hào)之一，有人說(shuō)“有表格不用文字，有插圖不用表格”不無(wú)道理。

《中》概述，概念形成過(guò)程中無(wú)一插圖，到“摩爾質(zhì)量”處，突然出現(xiàn)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(zhì)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(gè)碳原子，6個(gè)鐵原子”直接說(shuō)明不同物質(zhì)的質(zhì)量不同。有效，有說(shuō)服力。氣體質(zhì)量使用氣球，有趣味性。對(duì)阿伏伽德羅常數(shù)龐大的展示插圖，直指學(xué)生心理，直接，印象深刻。

使用《中》教學(xué)中需用多媒體補(bǔ)充插圖。

5.教材內(nèi)容條理性直接影響學(xué)生和教者的思維方式。兩教材在此都有缺點(diǎn)。

《中》摩爾質(zhì)量知識(shí)點(diǎn)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(zhì)質(zhì)量與微粒數(shù)關(guān)系，之后才指明物質(zhì)質(zhì)量與微粒數(shù)有關(guān)系，不符合學(xué)生認(rèn)知規(guī)律。

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

反思：智者把復(fù)雜之問題變簡(jiǎn)單，在教學(xué)過(guò)程中只設(shè)置一條主線，或是理論，或是實(shí)驗(yàn)，貪心只能導(dǎo)致思路混亂，條理不清。

三、反思

根據(jù)以往經(jīng)驗(yàn)總結(jié)出可能出現(xiàn)問題的幾個(gè)方面，對(duì)現(xiàn)在學(xué)年學(xué)生進(jìn)行了問卷調(diào)查：