中美高中化學教材中化學反應與能量內容的對比研究

呂天瑤 樊小英 李學強 魏夢雪

10.3969/j.issn.1671-489X.2020.21.142

摘? 要 結合人教版高中《化學2》和美國髙中主流理科教材Chemistry： Concepts and Applications，以必修階段的“化學反應與能量”內容為例，對比研究中美高中化學教材在內容呈現范圍及欄目設置兩個方面的異同點，探索適合我國教育現狀的理念和思路，以期給我國高中化學教材編寫及教育工作一些啟示和參考。

關鍵詞 高中化學;教材;化學反應與能量;核心素養

中圖分類號：G633.8? ? 文獻標識碼：B

文章編號：1671-489X（2020）21-0142-03

1 引言

教材是學生進行學習的主要材料，也是教師進行教學的主要依據，因此，教材的開發與編寫影響著教師的教與學生的學。美國教育一直走在世界前列，對中美教材進行對比研究，有利于更好地完善我國的教材，提升教材質量，擴大教材影響力。本文以人教版《化學2》[1]和美國高中主流理科教材Chemistry： Concepts and Applications（以下簡稱《化學》[2]中必修階段的“化學反應與能量”內容作為研究對象，從內容呈現位置和欄目設置兩個角度進行對比，希望對進一步提升我國高中化學教材質量和教學水平有所幫助。

2 內容呈現位置對比

“化學反應與能量”是高中化學教材中的重難點內容，我國人教版教材從初中到高中《化學2》、再到《化學選修4》，都涉及該專題的內容。通過必修階段“化學反應與能量”內容的對比，可以為我國高中學生學習人教版《化學選修4》中第一章的內容奠定基礎。教材中內容呈現的位置往往能夠看出編者意圖與理念，所以首先對兩版教材內容呈現位置作了比較。關于必修階段“化學反應與能量”內容，人教版教材在《化學2》第二章的第1、2節中，美版教材在《化學》第20章的第1、2、3節中。兩版教材中該專題的知識內容大致相同，但在內容結構體系和內容深廣度上還是有一定的區別。以下將從“化學反應與能量”內容的異同點兩個方面對兩版教材進行比較。

中美高中教材必修階段“化學反應與能量”內容的相同點? 兩版教材中這部分內容大致相同，均涉及與其他學科的交叉。比如在人教版《化學2》第二章的第1節中，首先介紹化學反應中能量變化的原因，然后通過生產、生活中的實例來讓學生理解化學能與熱能、電能間的相互轉化。這些例子中提到生物圈內能量的轉化包括植物的光合作用、人體內的能量轉化等。將太陽的熱能、水蒸氣的勢能、流動水產生的動能、樹木燃燒儲存的化學能之間存在的聯系，通過圖與文字的描述，形象地體現了能量在生物界的轉化，促使學生構建完整的知識體系。人教版教材在這一節中體現了化學與生物、物理學科間的交叉和融合，這種學科間的交叉滲透有利于課程理念和課程目標的貫徹與落實，更有利于學生創新思維的培養和遷移能力的形成[3]。

同樣，在美版《化學》教材第20章第3節中單獨將光合作用放為一節，首先介紹光合作用的概念，然后說明植物光合作用的場所——葉綠體，并對葉綠體的結構進行詳細闡述，強化學科間的聯系。學科間的交叉滲透可以實現各學科在理論、方法和思維等方面的有機融合，是課程改革的必然趨勢，更符合當代社會發展的要求[4]。

中美高中教材必修階段“化學反應與能量”內容的區別? 兩版教材在內容結構體系和內容深廣度方面有一定區別。我國教材該專題的相關內容分兩冊書呈現，而美國僅為一冊。人教版教材從初中到高中《化學2》、再到《化學選修4》都涉及該專題的學習，可以看出我國教材將初高中階段進行了銜接，整體呈螺旋式編排，逐步構成完整的知識體系，符合我國中學生認知特點。美版教材沒有采用螺旋式編排的模式，而是選擇與科技、生活、社會及多學科相互交叉的模式，且教學方法相對自由。

如在解釋氫氣與氧氣反應釋放能量時，如圖1所示，美版教材用一個形象的反應圖表示，學生能夠輕易理解氫氣與氧氣反應是一個放熱反應;后面緊密聯系生產生活，提到這種反應產生的能量可用來驅動汽車的發動機。美版教材強調知識的實用性，注重學生對知識的理解及應用。

3 欄目設置對比

教材欄目的設置在轉變學生學習方式方面起到重要作用，有助于激發學生的學習動機，使學習的指向性更強[5]。人教版教材“化學反應與能量”章節在《化學2》中涉及的欄目類型有“學與問”“詞源”“思考與交流”“實驗”“科學視野”“資料”“資料卡片”“科學探究”“實踐活動”“歸納與整理”，欄目類型及設置功能具體情況見表1。

美版教材“化學反應與能量”章節在《化學》中涉及的欄目類型有“本節預覽”“詞源”“迷你實驗”“化學實驗”

“化學在線”“化學與生活”“化學與社會”“化學與技術”，欄目類型及設置功能具體情況見表2。

中美高中教材必修階段“化學反應與能量”欄目設置的相同點? 通過對比可以看出，兩版教材中有些欄目設置的功能是相同的，比如：人教版教材和美版教材中的“詞源”欄

目，都是幫助學生理解教材某詞意思，幫助學生學習本節內容;人教版教材中的“實驗”欄目與美版教材中的“化學實

驗”欄目，都是引導學生體驗化學實驗的過程，發散學生的創新思維，培養學生的實踐能力和實事求是的科學態度;人教版教材中的“科學視野”欄目與美版教材中的“化學在線”欄目，都為啟迪學生的科學思維，拓寬學生的知識面。

中美高中教材必修階段“化學反應與能量”欄目設置的區別? 由于中美兩國的科技發達程度不同，兩國的教育理念還是有一定區別的。從整體來看，我國人教版欄目設置還是傾向于知識技能的訓練，比如“實驗”欄目，有很強的目的性，就是為學科知識服務;而美版中“化學實驗”欄目、“迷你實驗”欄目等，在為學科知識服務的同時，更加關注與實際生活的聯系，注重調動學生的主動性和積極性，突出對學生科學探究能力及創新意識的培養。

4 結論

總的來看，中美兩國教材各有千秋，兩國教材都比較注重化學與其他學科的聯系。我國教材內容直觀，學生在學習中容易接受;主題明確，教師在教學中容易操作。美版教材注重培養學生的邏輯思維能力、創新探究能力。相比較而言，兩國教材在欄目設置方面，我國教材側重于知識技能的訓練，而在培養學生核心素養方面，美國教材更顯優勢。那么，在符合我國國情和中學生認知發展特點的基礎之上如何借鑒國外教材的優點？通過以上對比，筆者從三個方面提出幾點建議。

1）在教師教學上：適當借鑒美國教學理念，增加與生活和其他學科聯系緊密的實驗探究內容，也可以適當從微觀層面進行分析講解，有利于提高學生運用理論知識解決實際問題的能力及宏微證據推理的能力。

2）在學生學習上：讓學生有更多機會主動體驗科學探究的過程，使學生抱著好奇心情不自禁地融入學習情境，并且獲得愉快的學習體驗。

3）在教材編排上：教材中欄目的設置不能只注重知識本身，應該促進學生的思維發展和落實學科的知識價值， 把握好學生核心素養方面的培養，促使學生全面發展[6]。

參考文獻

[1]宋心琦.普通高中課程標準實驗教科書：化學選修4[M].

北京：人民教育出版社，2004.

[3]林健.多學科交叉融合的新生工科專業建設[J].高等工程教育研究，2018（1）：32-45.

[2]Phillips J S， Strozak V S， Wistrom C. Chemistry： concepts and application[M].Glencoe： The McGraw-Hill Companies，2002.

[4]沈美娟.高師化學與生物學科間的交叉滲透[J].教育現代化，2017（37）：365-367.

[5]王夢成，楊發福.中美化學教材中“化學反應速率”內容的對比研究[J].中學化學教學參考，2019（20）：76-78.

[6]姚娟娟，王婧子，王世存.中美化學必修階段“化學鍵”內容的教材編排對比研究[J].化學教與學，2017（10）：9-11.