中美高中化學教材關于“烴及其衍生物”的比較研究

張詩涵　張曉鳳　蘇榕鳳

［摘 要］文章以我國人教版高中化學教材和美國高中主流教材《化學：概念與應用》為研究對象，對有機化學專題中的“烴及其衍生物”模塊，從編排方式、內容選取、欄目設置、習題設置等方面進行對比分析，得出中美兩國教材在內容和結構上的差異與共性，并提出一些教學建議。

［關鍵詞］中美兩國；高中化學教材；烴及其衍生物；比較研究

［中圖分類號］ G633.8 ［文獻標識碼］? A ［文章編號］ 1674-6058（2023）26-0059-04

教材是學生學習的主要材料，也是教師開展教學活動的重要素材。化學教材是化學課程的物化形態與文本素材，是實現課程目標，培養學生化學學科核心素養的重要載體［1］。然而，有學者調查發現，教材內容也是造成學生學習困難的客觀因素之一。美國作為發達國家，其基礎教育水平在世界上處于領先地位，因此，本文選取了人教版高中化學教材必修第二冊和選擇性必修3《有機化學基礎》與美國主流教材《化學：概念與應用》（Chemistry： Concepts and Applications）［3］中“烴及其衍生物”的相關內容進行對比分析，并就如何利用好教材資源提出了一些教學意見。不同版本的教材在內容編排和呈現方式等方面各有優點，教師在備課時可相互借鑒，以便更好地開展教學活動。

一、研究對象

本文選取中美兩國具有代表性的高中化學教材作為研究對象，其基本信息詳見表 1。

二、中美兩國高中化學教材的對比研究

（一）編排方式的對比

1. 編排順序的比較

在教材的整體編排上，中美兩國教材對知識的處理方式是相似的，都是按照飽和烴、不飽和烴、取代烴的順序逐步深入地介紹有機化合物的結構、命名、組成、性質和用途。不同之處在于，美國教材采用直線式的編排方式，由簡單到復雜，先依次介紹飽和烴、不飽和烴、同分異構體等概念，再介紹有機物的來源與用途，更注重知識之間的邏輯性和關聯性，方便學生對知識形成整體性的認知。中國教材采用螺旋式的編排方式對必修和選擇性必修知識進行銜接，先在必修第二冊中簡單介紹烴的基本結構和性質，詳細介紹每個反應類型，更加強調知識的基礎性，再在選擇性必修3《有機化學基礎》中，對有機物的結構、命名和與日常生活實際的聯系等內容進行進一步的深化，這種編排方式更有層次性，也更加符合學生的認知特點。總之，美國教材更注重知識的邏輯性，而中國教材更加注重知識的形成過程。

2.內容編排的比較（以烷烴為例）

由表 2可知，兩國高中化學教材在內容編排上基本相似。

在知識廣度上，中國教材比美國教材多介紹了烷烴的應用和烷烴的化學性質，如甲烷的燃燒、氧化和取代反應。美國教材則對知識進行了拓展，如介紹了簡單的烷烴后，還結合實際介紹了油箱里的烷烴，引出直鏈烷烴和支鏈烷烴的性質差別。由此可見，中國教材更加側重知識的系統性和理論性，而美國教材更加注重知識的拓展和遷移。

在情境創設上，中國教材采用從特殊到一般的編排方式，以具體的烷烴、同系物、同分異構體為實例，對該類物質進行歸納總結，再得出結論。而美國教材利用汽油成分、打火機和啫喱膏中的有機物創設生活情境，更強調化學與生活實際的聯系。

（二）內容選取的對比

中美高中化學教材中“烴及其衍生物”內容選取對比具體見表 3。

1.兩國教材內容選取的相同點

中美兩國教材在內容選擇上都遵循課程標準，確保教學內容的標準性和規范性。在知識點排列上，均按照結構、性質、用途的順序，注重知識的科學性、系統性與連貫性；在內容上，注重化學與生活的關聯，設置了大量的實驗探究活動。關于實驗，中國教材會讓學生根據化學性質自主設計實驗方案；美國教材會給出具體實驗步驟，并提出許多實驗問題、批判性的思考、與已有知識的比較和分析等。總之，兩國教材都倡導自主學習與合作學習相結合的理念，以培養學生的主動學習意識與思考能力。

2.兩國教材內容選取的不同點

中國教材關于“烴及其衍生物”的內容主要安排在選擇性必修3中，而美國教材面向所有學習化學的學生，兩者在知識點的分布和側重上也存在不同。美國教材在知識點的導入和串聯上打破了學科之間的界限，注重化學與生命科學之間的關聯，將有機化學與其他學科知識相結合。在內容選擇上，美國教材對有機化學的介紹相對簡要，缺少實驗裝置圖以及對實驗現象的描述，而重點突出化學與生活的緊密聯系。中國教材則更加突出理論知識，知識體系更加完整，內容的推進更加符合學生身心發展規律。同時，還突出實驗的重要性，從問題出發，引導學生自主探究。

（三）欄目設置的對比

中美兩國高中化學教材中“烴及其衍生物”內容的欄目設置具體見表 4。

由表4可知，中美兩國教材在欄目類型上相似，都包含了知識總結類、活動探究類、資料拓展類、方法提示類和習題鞏固類，這些欄目貫穿教學的各個環節，但兩國教材在欄目數量和分布上存在差異。

美國教材在知識點介紹方面設置的欄目更加豐富，“核心問題”和“術語回顧”欄目可幫助學生做好課前預習與知識串聯；在活動探究方面設置了多種類型的實驗欄目，可以培養學生的問題意識與動手能力；“化學工作者”是其特色欄目，通過個案訪談的方式幫助學生深入了解相關行業，從而提高學生職業素養，為學生未來的職業規劃打基礎。

中國教材利用“思考與討論”欄目提出問題，引導學生交流討論，突出學生主體地位，重視探究和實踐，有利于提高學生的思考與推理能力。由此可見，中國教材欄目的定位更加明確，但是相比于美國教材缺少了導入和評價。

（四）習題設置的對比

習題是教材中必不可少的一部分。教材中的習題是幫助學生鞏固知識，促進學生對知識的理解與應用，培養學生解決問題能力的重要載體，也是評價學生學業質量的重要手段［4］。不同國家教材習題的差異主要涉及題目類型、難度層次和題目數量等方面。本文將中美兩國教材中“烴及其衍生物”的課后習題進行分類統計（見表 5），并依據SOLO理論進行層次劃分，各層次對應的習題數及對應的統計圖分別如表6和圖1所示。

對于“烴及其衍生物”，中美兩國教材在習題類型分布上存在較大差異。中國教材在基礎題型的數量上多于美國教材，常見的題型如選擇題和填空題有助于學生鞏固基礎理論知識。美國教材中各習題所考查的內容都進行了標明，以便學生可以根據自身情況進行針對性練習，查缺補漏。同時，美國教材中的實驗探究題和推斷分析題占比相對較大，習題的綜合性更強。

由于受不同國家教育水平和教學目標等因素的影響，其教材習題的難度層次可能存在差異。根據表6的統計可知，中國高中化學教材課后習題中采用單一知識點來解答的題目最多，超過題目總數的一半以上，其他層次的題目按照難度依次遞減，其目的在于鞏固基礎理論知識。而美國教材中各種類型、難度的習題分布較為平均，除了基礎類型題，還有一些需要知識遷移應用來解決的問題。如“苯的性質與大多數烯烴有何不同？”，該問題既是對教材內容的補充，同時也是在考查學生對知識的整合和綜合運用能力。總體而言，美國教材課后習題的難度較大，并且多以生活實際為基礎；中國教材習題難度適中，符合學生認知特點，但題目與實際聯系較弱，不能很好地激發學生的情感態度和責任感。

三、教學建議

（一）圍繞課程標準，科學制訂課程目標

教材是教師開展教學活動的素材，但教材不等于全部的教學內容。不同版本教材對同一知識點的描述以及情境素材的選擇等可能不同。在實際教學中，教師要基于課程標準制訂科學的課程目標，并將其落實到具體的教學過程中。為此，教師要根據學情和教學內容進行針對性的教學設計，以達到預期的評估標準。在教學“烴及其衍生物”的相關內容時，教師應幫助學生建立學習有機化合物知識的整體思路，幫助學生將知識內化為解決問題的能力，形成有關有機物知識學習的核心素養。

（二）借鑒不同版本教材，對知識進行有機融合

中美兩國高中化學教材在內容設置上各有優點，教師在教學時應沿著“資源—情境—問題”的思路，將不同的教學資源融合在一起。例如，中國教材中的“探究乙酸、苯酚和碳酸的酸性強弱”實驗，要求學生橫向比較三種物質的酸性，有助于學生串聯知識；美國教材中的紡織用聚合物的鑒定實驗，除了讓學生動手操作，還進行一系列測試，將實驗融入生活。總之，兩國教材在某些方面可以相互借鑒并改進，如中國教材應加強化學與生活的聯系，注重學科之間的交叉，循序漸進地提高知識的深度和廣度。

（三）加強化學實踐，注重課堂延伸

化學作為一門以實驗為基礎的學科，知識往往是在實踐活動中形成的。在實驗教學中，教師要以學生為主體，著重鍛煉學生提出問題、猜想假設、收集證據等能力，并充分利用課內外資源，延伸課堂的時間和空間。美國教材中的“合成香料”和“判斷油的不飽和度”等拓展實驗具有參與性和趣味性，能夠讓學生將興趣轉化為學習動力，在確保達到預期教學效果的同時發展學生的科學探究精神，值得借鑒。

［? ?參? ?考? ?文? ?獻? ?］

［1］? 中華人民共和國教育部.普通高中化學課程標準：2017年版2020年修訂［M］.北京：人民教育出版社，2020.

［2］? 黃玉群.高中生初學有機化學困難的調查及啟示［J］.化學教育，2000（4）：22-23.

［3］? 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.

［4］? 岳翊楊，王秋.成分顯示理論視域下海峽兩岸高中化學教材習題設計對比研究［J］.化學教育（中英文）， 2021（1）：15-21.