中美高中化學教材“原子結構與性質”對比分析

張鐘方　盛家榮

[摘? ?要]以“原子結構與性質”的章節內容為例，對我國人教版普通高中化學教材與美國高中主流理科教材《化學：概念與應用》進行對比分析，從兩版教材的內容體系、欄目設置及習題方面進行比較，分析兩版教材的差異，從中得到思考與啟示，為我國高中化學教材的編寫及教育教學提供借鑒。

[關鍵詞]中美高中化學教材;原子結構與性質;對比分析

[中圖分類號]? ?G633.8? ? ? ? [文獻標識碼]? ?A? ? ? ? [文章編號]? ?1674-6058（2019）29-0060-02

化學課程對于學生科學素養的培養具有十分重要的作用，而課程的實施離不開教材，化學教材是學生學習以及教師進行教學活動的載體，在教學活動中占據著重要地位。分析教材，認識教材內容的設計及編排結構，尋求知識點的內在聯系，挖掘知識的隱含價值，對指導具體教學有著非常重要的作用。本文選取2008年版美國高中化學教材[1]《化學：概念與應用》（美國高中主流理科教材，科學發現者系列叢書，以下簡稱“美版教材”）和我國人教版普通高中化學教材[2]（以下簡稱“人教版教材”）中有關“原子結構與性質”章節的內容進行比較，分析兩者的差異，從中得到思考與啟示，為我國高中化學教材編寫及高中化學教育教學提供參考。

一、內容體系的對比分析

在化學教材內容體系上，人教版教材與美版教材的主體知識基本一致，但是在知識的深度和廣度上存在著一定的差異（兩版教材“原子結構與性質”專題知識的編排如表1所示）。如電子云、能層與能級、軌道以及電子組態或電子排布知識在兩版教材中都有涉及，但兩者的側重點卻有所不同。其中，關于“電子的排布”知識點，人教版教材在內容體系上更重視學生操作性技能（如書寫電子組態）的培養，并且詳細地介紹了泡利原理和洪特規則，而美版教材對于這兩個原理和規則并沒有進行很深入的介紹，僅通過實例來列出常規的電子組態。兩版教材都介紹了原子結構與元素周期表，但人教版教材主要是介紹原子結構對元素周期律的影響，而美版教材則是從元素周期表來認識電子組態以及電子組態的構建，這樣的一個順序差別，使美版教材更有助于學生理解原子的電子組態。此外，美版教材更加注重學生知識的完整性和視野的開闊性，簡單介紹了過渡元素及其性質，并以生活中常見的寶石和玻璃來說明過渡元素的性質，突出了化學與生活的密切聯系。

二、欄目設置的對比分析

人教版與美版教材在欄目設置的數量上基本相同（兩版高中化學教材欄目設置情況如表2所示），說明兩國教材都注重通過教學欄目來補充或拓展相關知識以開闊學生的視野。但人教版教材的欄目種類較少，兩個版本教材的側重點也有所不同。人教版教材側重培養學生運用所學知識解決問題的能力以及學生的情感價值，美版教材則注重學生的實踐能力以及學科的綜合性。

在人教版教材中，“科學史話”欄目介紹了普魯特的預言：氫是所有元素之母，牛頓、波爾等科學家對光譜的研究歷程，第一張元素周期表，稀有氣體及稀有氣體化合物的發現等;注重培養學生的化學情感，讓學生在科學史實中體會化學的發展歷程，認識“化學是一門以實驗為基礎的科學，真理的發現需要建立在大量的實踐基礎之上”。“學與問”“思考與交流”欄目都是在學習了相應的知識點后設置的思考問題，有助于學生及時復習所學知識，加深理解，調動思維，培養運用知識解決問題的能力;于教師而言，可及時了解學生的知識掌握情況。“科學探究”欄目的主要內容為對元素周期表的考查、主族元素電負性的變化情況及對角線規則，讓學生在探究過程對元素周期表有深刻認識，掌握元素周期律，培養學生思考及解決問題的能力。

美版教材中，“本節預覽”欄目包括“學習目標、知識回顧以及關鍵術語”三部分，能夠突出學習重點，有助于學生明確本節內容的學習目標，理解知識點。“物理學鏈接”欄目介紹了原子物理學家尼爾斯·波爾及其提出的原子理論，并設置相關化學鏈接，讓學生認識到化學與其他學科存在緊密聯系。美版教材與人教版教材的較大區別是設置了實驗，其中的迷你實驗“有色火焰”，打開了原子世界的一扇窗，從金屬元素燃燒的火焰顏色的角度介紹了原子的電子躍遷;另一迷你實驗以飛鏢游戲類比電子的運動來介紹原子模型，使抽象的知識形象化。“化學實驗”欄目探究了鎂和鋁與酸的反應能力，展示了如何通過實驗現象來判斷不同元素的反應能力的強弱，引導學生從元素的價電子數目分析元素參與化學反應的能力。這兩個實驗操作簡單，現象明顯，學生很容易通過實驗現象得出結論，實現由宏觀向微觀的轉變，從本質上認識物質的性質。“化學與技術”欄目中介紹了掃描探針顯微鏡、掃描隧道顯微鏡以及原子力顯微鏡在化學中的應用，使學生認識到科學技術對于化學研究的重要意義。“生活中的化學”欄目介紹了有色玻璃及寶石，幫助學生認識過渡金屬元素的性質，很好地體現了化學源于生活的理念。“化學在線”欄目開闊了學生的視野，有助于學生養成課外學習的習慣，培養了學生搜索知識的能力。

三、教材習題的對比分析

人教版與美版教材都設計了節后習題和章節復習題來幫助學生鞏固所學知識，此外美版教材還設計了“標準化測試”。在習題量上，人教版教材的復習題共29道，美版教材共53道，說明美版教材更注重通過習題來幫助學生鞏固本專題知識。在題型上，人教版教材除了涵蓋常見的選擇題、填空題、問答題以外，還增加了撰寫調查報告、課外查閱等，不僅能起到鞏固知識的作用，對培養學生獲取知識及進行調查研究的能力也有著重要的影響。

美版教材習題部分包括理性思維、化學應用、理解概念、應用概念、復習回顧、科技寫作、技能訓練、解決問題、考試小貼士。題型有選擇題和問答題，其中以問答題為主。對比人教版教材，可以明顯發現美版教材對習題進行了分類，這樣的安排可以使學生在做習題時很容易就能夠掌握知識點。同時，美版教材的習題重視對前面章節知識的復習，注重培養學生讀圖表、運用知識解決問題的能力。

對比分析中美兩版教材中的“原子結構與性質”專題內容發現：人教版教材還是偏向于知識的系統性，以知識的傳遞為主，傾向于讓學生掌握知識，而美版教材更注重讓學生學以致用，將化學知識應用到社會生產生活中，更能體現出化學與生產生活的緊密聯系。美版教材值得我們參考學習的地方：一是在內容的安排上，降低知識的深度，同時擴大知識的廣度，交叉融合其他學科，這樣學生學起來不會太乏味，更容易對化學產生興趣;二是將知識融合到社會生產生活中，讓學生充分感受到化學是一門與生活息息相關的學科，社會的發展離不開化學;三是相應增設了一些與生產生活相關的習題，讓學生在做題時也能感受到化學與生活的聯系，培養其運用知識解決實際問題的能力。

[? 參? ?考? ?文? ?獻? ]

[1]? 菲利普.化學：概念與應用[M].王祖浩，譯.杭州：浙江教育出版社，2008.

[2]? 宋心琦.普通高中課程標準實驗教科書·化學（選修3）[M].北京：人民教育出版社，2006.

（責任編輯 羅? ?艷）