中美高中化學教材“水的電離和溶液的酸堿性” 專題比較研究

韓嘉千 李學強

摘 ?要 以“水的電離和溶液的酸堿性”作為專題，結合人教版高中化學選修四和美國教材Chemistry： The Central Science，對中美兩國高中化學教材進行對比分析。對于教材的編排，要綜合參考其他國家教材的編排優點，彌補我國教材編排的不足，編制出適合我國國情和學生發展的教材。

關鍵詞 化學;教材;核心素養

中圖分類號：G633.8 ? ?文獻標識碼：B

文章編號：1671-489X（2019）13-0134-03

1 引言

教材作為課程改革的基礎，應該具有時代性、先進性、趣味性等特點。在教材編排過程中會有許多影響因素，如社會對內容的需求，課程標準內容的要求，教學過程中所需的條件，學生自身的發展等。因此，比較不同國家的教材，有利于更好地完善我國的教材。下面以人教版高中化學選修四和美國教材Chemistry： The Central Science為例，對有關“水的電離和溶液的酸堿性”章節進行比較。

2 章引言設置的對比

在人教版高中化學選修四的第三章引言部分，首先是通過初中和高中必修化學課程中學習的離子反應引入，并知道發生離子反應的條件是反應中有沉淀、水或氣體生成。分析這些條件，可發現它們均與想要得到的生成物——“目標產物”在水中的溶解度或電離程度有關，并通過兩個應用離子反應的工業實例進一步解釋，最后在這一章里以化學平衡理論為基礎，進一步討論酸、堿、鹽在水中的離子反應。隨著對離子反應的本質的深入了解，學生會發現化學平衡、電離程度和溶解度之間是存在某種關系的，而這種關系是非常有趣且具有啟發性的。人教版教材是從這個角度進行引入并編排的。

美版教材在每一章節開始前會設置一個問題：“WHATS

AHEAD？”在學習新內容之前回顧原來的知識，可以使學生更加容易理解即將要學習的知識。以下是本章的前言部分：

味覺是我們用來體驗周圍世界的五種感官之一。舌頭上的受體對化學刺激敏感，這些化學刺激導致五種基本的味覺感受——甜、酸、咸、苦和鮮味（來自日語“美味”一詞，由谷氨酸引發）。我們把酸味與某些水果和蔬菜聯系起來，因為它們含有酸，如檸檬、酸橙和葡萄含有檸檬酸，青蘋果和葡萄含有蘋果酸。酸與堿在我們周圍發生的許多化學過程中都很重要，從工業過程到生物過程，從實驗室反應到我們環境中的反應。我們在前面的討論中已經遇到過很多次酸與堿，如第四章的一部分著重于它們的反應。在這一章中，我們重新定義酸與堿，更仔細地觀察它們如何被識別和表征。

通過對比可以發現，在前言的設置上，我國教材是回憶初中以及必修課程的知識，這體現了知識的系統性與規律性，并通過工業實例的介紹體現了人教版教材對知識應用的重視，并且考慮到了學生在此階段對知識的可接受性，從初中到必修到選修知識的貫穿銜接，使得學生能更好地掌握此部分知識。必修化學體系構建過程中由離子反應引出基本概念，再由離子反應的條件引出物質在水中的溶解度和電離程度，在奠定了一定的化學平衡的理論基礎的前提下，再進行酸、堿、鹽在水中的離子反應的學習，最后體會化學平衡、電離程度和溶解度之間的關系及其應用。

而美國教材則通過問題的設置，首先激發學生對于學習本章節內容的熱情，并通過回顧知識與學生一起對本章的內容進行簡要概述，讓學生在學習中加深對知識的印象，在學習過程中思考問題、發現問題和解決問題。在引言部分則是從人們味覺中的酸甜苦辣入手，分析植物的成分，以此聯系工業與環境，并引申出對環境的關注與保護。

3 欄目設置的對比

欄目是教材內容的載體，是激發學生學習興趣的中介。設置各種不同的教學欄目，從根本上改變了傳統教材的結構模式，這種改變使得教師和學生也改變了教與學的方式，通過各種類型欄目的學習，有助于教師將課本知識與生產生活相聯系，也有助于激發學生的學習熱情與求知欲，使得教學效果與學習情況有了很大改變[1]。兩版本該專題欄目設置如表1、表2所示。

人教版教材在形式上更加注重培養學生成為一個全面發展的人：思考與交流的設置培養學生自主發展、學會學

習;資料卡的設置使得學生具有基本的文化基礎，在此基礎上發展他們的科學精神;例題與習題的設置更好地讓學生理解并牢固掌握知識;實踐活動的設置培養他們的動手能力，并發掘實踐創新的能力。多元化的欄目用以豐富教學活動，但是內容較落后，在教學過程中還是過于重視知識的學習，忽略了對學生能力的培養。

相較之下，美版教材顯示出它強大的多學科交叉、緊密聯系社會、重視實驗和現代技術對學生科學素養發展的理念[2]。比如美版教材在講解酸堿指示劑時應用了色彩亮麗的圖片進行描述，與人教版中純文字的描述形成強烈的對比。對比可以發現，美版教材更注重學生在學習過程中的體驗感，可以使學生對化學這門課程更感興趣。在例題的設置上，人教版只有一個例題，習題與例題也是分開的;而美版教材在每講解完一個知識點后便會設置一個例題，在例題后緊接一個習題，使學生可以更加牢固地掌握知識。

4 知識內容的對比

順序安排的對比 ?人教版此專題分為三個部分，分別為水的電離、溶液的酸堿性與pH、pH的應用;而美版教材將此專題分為四大部分，分別為酸和堿、Br?nsted-Lowry酸堿、水的電離、pH值。此外，美版教材還將每部分再細分為水中的H+離子、質子轉移反應、共軛酸堿對、酸堿相對強度、水的電離產物、pOH和其他“p”、pH的測量。

內容體系的對比 ?在“水的電離”這一部分，對水分子的電離過程，兩本教材采用了相同的插圖，如圖1所示。而“溶液的酸堿性”這一部分，人教版教材設置了思考與交流，讓學生運用平衡移動原理分析問題，從而得出常溫下酸性溶液、堿性溶液以及中性溶液的H+與OH-濃度的關系;美版教材在講解此部分內容時直接給出概念：

因為方程中的正向和反向反應非常迅速，所以沒有水分子長時間保持電離。在室溫下，每109個水分子中只有大約兩個在任何給定的瞬間被電離。因此，純水幾乎全部由H2O分子組成，并且是非常差的電導體。

通過對比發現，人教版教材設置的思考與交流有助于豐富化學課程內容，使得學生從單純的被動接受知識者變為實際參與課堂的共同構建者，極大激發學生對知識的求知欲與對學習知識的主動性，課堂教學也會因此變得更加生動活潑。同時，教師的教學觀念也發生轉變，他們不再是單純地傳授知識，而是變成化學課堂的開發者，邀請學生共同參與化學課程，師生在這種輕松的教學氛圍中獲得傳統課程中無法獲得的知識與寶貴經驗。教師在教學過程中應該很好地運用思考與交流的功能，組織學生積極思考，充分發揮學生的主體作用[3]。

在“pH”這一部分中，人教版教材和美版教材都引用了pH計，但人教版教材只是作為一個課外知識引入，而美版教材則詳細地講解了pH計：

一個pH計包括一對電極，連接到一個能夠測量小電壓的電表，大約為毫伏。當電極置于溶液中時，產生隨pH變化的電壓。該電壓由儀表讀取，校準該電壓以提供pH。

而人教版對比美版教材獨有的一部分內容是設置了實踐活動“實驗測定酸堿滴定曲線”，使學生掌握pH計的使用，學習以圖示處理科學實驗數據的方法，探究酸堿中和反應過程中pH的變化特點，體會定量實驗在化學研究中的作用[4]。

5 結論與啟示

總的來說，中美兩國的教材各有優缺點，我國教材內容詳細，利于學生鞏固知識，美國教材則更貼近實際生活。如何在教材編排過程中揚長避短，將外國教材中優秀的理念應用到我國教材的編制中，成為必須深思的問題。教材編排的完善，能夠讓學生學習知識的同時拓寬視野，并注重培養其核心素養。除此之外，隨著教育改革步伐的加快，我國對教材的編排也有較高的要求，教材編排質量的好壞會影響學生對知識的理解和教師的教學效果。同樣，教材的習題設計和編排也十分重要，要根據我國國情和學生的心理發展來編排。對此，筆者提出以下幾點建議。

1）在形式上，可以借鑒美國教材色彩艷麗、豐富多彩的圖片展示，因為對于高中學生來講，學習壓力非常大，大量色彩豐富的圖片可以緩解壓力，并激發他們的求知欲與學習興趣，也使得教學過程不再枯燥乏味[5]。

2）在編排上，教材的知識體系與邏輯順序要嚴謹。如人教版必修四的“水的電離和溶液的酸堿性”專題就非常嚴謹，這部分內容從初中到必修知識的回顧，使得學生對此部分內容有一個清晰的邏輯結構圖，也會使得后面的學習變得輕松，同時培養學生對待科學知識嚴謹的態度。

3）編排教材時不能只關注于知識的傳授，也要注重對學生其他方面的培養，要注重培養學生成為一個全面發展的人。

4）教材要注重學生思維能力的培養，更加注重思考與交流、資料卡片等欄目的設置，充分發揮它們的功能，使學生認識到化學與生活是緊密聯系在一起的，認識到學習化學的重要性，學會用化學的眼光看待世界，能夠充分領略化學的魅力。

參考文獻

[1]陳國壽.不容忽視的教材亮點“小欄目”[J].讀寫算：教師版，2014（27）：240.

[2]曹清，王后雄.中美高中化學教科書“原子結構及元素周期律”專題編排特點比較研究[J].內蒙古師范大學學報：教育科學版，2011（2）：111-113.

[3]石敬珠.蘇教版高中化學教材中“拓展型知識”的使用策略[J].教學與管理，2010（12）：68-69.

[4]楊雅勇.從中和滴定曲線類高考題看新課標下酸堿中和滴定的教學[J].中學化學教學參考，2016（8X）：61-62.

[5]李研研.中美高中化學教材的比較[D].遼寧：遼寧師范大學，2011.