中美高中化学教材“水的电离和溶液的酸碱性” 专题比较研究

    韩嘉千 李学强

    

    摘 ?要 以“水的电离和溶液的酸碱性”作为专题，结合人教版高中化学选修四和美国教材Chemistry： The Central Science，对中美两国高中化学教材进行对比分析。对于教材的编排，要综合参考其他国家教材的编排优点，弥补我国教材编排的不足，编制出适合我国国情和学生发展的教材。

    关键词 化学;教材;核心素养

    中图分类号：G633.8 ? ?文献标识码：B

    文章编号：1671-489X（2019）13-0134-03

    1 引言

    教材作为课程改革的基础，应该具有时代性、先进性、趣味性等特点。在教材编排过程中会有许多影响因素，如社会对内容的需求，课程标准内容的要求，教学过程中所需的条件，学生自身的发展等。因此，比较不同国家的教材，有利于更好地完善我国的教材。下面以人教版高中化学选修四和美国教材Chemistry： The Central Science为例，对有关“水的电离和溶液的酸碱性”章节进行比较。

    2 章引言设置的对比

    在人教版高中化学选修四的第三章引言部分，首先是通过初中和高中必修化学课程中学习的离子反应引入，并知道发生离子反应的条件是反应中有沉淀、水或气体生成。分析这些条件，可发现它们均与想要得到的生成物——“目标产物”在水中的溶解度或电离程度有关，并通过两个应用离子反应的工业实例进一步解释，最后在这一章里以化学平衡理论为基础，进一步讨论酸、碱、盐在水中的离子反应。随着对离子反应的本质的深入了解，学生会发现化学平衡、电离程度和溶解度之间是存在某种关系的，而这种关系是非常有趣且具有启发性的。人教版教材是从这个角度进行引入并编排的。

    美版教材在每一章节开始前会设置一个问题：“WHATS

    AHEAD？”在学习新内容之前回顾原来的知识，可以使学生更加容易理解即将要学习的知识。以下是本章的前言部分：

    味觉是我们用来体验周围世界的五种感官之一。舌头上的受体对化学刺激敏感，这些化学刺激导致五种基本的味觉感受——甜、酸、咸、苦和鲜味（来自日语“美味”一词，由谷氨酸引发）。我们把酸味与某些水果和蔬菜联系起来，因为它们含有酸，如柠檬、酸橙和葡萄含有柠檬酸，青苹果和葡萄含有苹果酸。酸与碱在我们周围发生的许多化学过程中都很重要，从工业过程到生物过程，从实验室反应到我们环境中的反应。我们在前面的讨论中已经遇到过很多次酸与碱，如第四章的一部分着重于它们的反应。在这一章中，我们重新定义酸与碱，更仔细地观察它们如何被识别和表征。

    通过对比可以发现，在前言的设置上，我国教材是回忆初中以及必修课程的知识，这体现了知识的系统性与规律性，并通过工业实例的介绍体现了人教版教材对知识应用的重视，并且考虑到了学生在此阶段对知识的可接受性，从初中到必修到选修知识的贯穿衔接，使得学生能更好地掌握此部分知识。必修化学体系构建过程中由离子反应引出基本概念，再由离子反应的条件引出物质在水中的溶解度和电离程度，在奠定了一定的化学平衡的理论基础的前提下，再进行酸、碱、盐在水中的离子反应的学习，最后体会化学平衡、电离程度和溶解度之间的关系及其应用。

    而美国教材则通过问题的设置，首先激发学生对于学习本章节内容的热情，并通过回顾知识与学生一起对本章的内容进行简要概述，让学生在学习中加深对知识的印象，在学习过程中思考问题、发现问题和解决问题。在引言部分则是从人们味觉中的酸甜苦辣入手，分析植物的成分，以此联系工业与环境，并引申出对环境的关注与保护。

    3 栏目设置的对比

    栏目是教材内容的载体，是激发学生学习兴趣的中介。设置各种不同的教学栏目，从根本上改变了传统教材的结构模式，这种改变使得教师和学生也改变了教与学的方式，通过各种类型栏目的学习，有助于教师将课本知识与生产生活相联系，也有助于激发学生的学习热情与求知欲，使得教学效果与学习情况有了很大改变[1]。两版本该专题栏目设置如表1、表2所示。

    人教版教材在形式上更加注重培养学生成为一个全面发展的人：思考与交流的设置培养学生自主发展、学会学

    习;资料卡的设置使得学生具有基本的文化基础，在此基础上发展他们的科学精神;例题与习题的设置更好地让学生理解并牢固掌握知识;实践活动的设置培养他们的动手能力，并发掘实践创新的能力。多元化的栏目用以丰富教学活动，但是内容较落后，在教学过程中还是过于重视知识的学习，忽略了对学生能力的培养。

    相较之下，美版教材显示出它强大的多学科交叉、紧密联系社会、重视实验和现代技术对学生科学素养发展的理念[2]。比如美版教材在讲解酸碱指示剂时应用了色彩亮丽的图片进行描述，与人教版中纯文字的描述形成强烈的对比。对比可以发现，美版教材更注重学生在学习过程中的体验感，可以使学生对化学这门课程更感兴趣。在例题的设置上，人教版只有一个例题，习题与例题也是分开的;而美版教材在每讲解完一个知识点后便会设置一个例题，在例题后緊接一个习题，使学生可以更加牢固地掌握知识。

    4 知识内容的对比

    顺序安排的对比 ?人教版此专题分为三个部分，分别为水的电离、溶液的酸碱性与pH、pH的应用;而美版教材将此专题分为四大部分，分别为酸和碱、Br?nsted-Lowry酸碱、水的电离、pH值。此外，美版教材还将每部分再细分为水中的H+离子、质子转移反应、共轭酸碱对、酸碱相对强度、水的电离产物、pOH和其他“p”、pH的测量。

    内容体系的对比 ?在“水的电离”这一部分，对水分子的电离过程，两本教材采用了相同的插图，如图1所示。而“溶液的酸碱性”这一部分，人教版教材设置了思考与交流，让学生运用平衡移动原理分析问题，从而得出常温下酸性溶液、碱性溶液以及中性溶液的H+与OH-浓度的关系;美版教材在讲解此部分内容时直接给出概念：

    因为方程中的正向和反向反应非常迅速，所以没有水分子长时间保持电离。在室温下，每109个水分子中只有大约两个在任何给定的瞬间被电离。因此，纯水几乎全部由H2O分子组成，并且是非常差的电导体。

    通过对比发现，人教版教材设置的思考与交流有助于丰富化学课程内容，使得学生从单纯的被动接受知识者变为实际参与课堂的共同构建者，极大激发学生对知识的求知欲与对学习知识的主动性，课堂教学也会因此变得更加生动活泼。同时，教师的教学观念也发生转变，他们不再是单纯地传授知识，而是变成化学课堂的开发者，邀请学生共同参与化学课程，师生在这种轻松的教学氛围中获得传统课程中无法获得的知识与宝贵经验。教师在教学过程中应该很好地运用思考与交流的功能，组织学生积极思考，充分发挥学生的主体作用[3]。

    在“pH”这一部分中，人教版教材和美版教材都引用了pH计，但人教版教材只是作为一个课外知识引入，而美版教材则详细地讲解了pH计：

    一个pH计包括一对电极，连接到一个能够测量小电压的电表，大约为毫伏。当电极置于溶液中时，产生随pH变化的电压。该电压由仪表读取，校准该电压以提供pH。

    而人教版对比美版教材独有的一部分内容是设置了实践活动“实验测定酸碱滴定曲线”，使学生掌握pH计的使用，学习以图示处理科学实验数据的方法，探究酸碱中和反应过程中pH的变化特点，体会定量实验在化学研究中的作用[4]。

    5 结论与启示

    总的来说，中美两国的教材各有优缺点，我国教材内容详细，利于学生巩固知识，美国教材则更贴近实际生活。如何在教材编排过程中扬长避短，将外国教材中优秀的理念应用到我国教材的编制中，成为必须深思的问题。教材编排的完善，能够让学生学习知识的同时拓宽视野，并注重培养其核心素养。除此之外，随着教育改革步伐的加快，我国对教材的编排也有较高的要求，教材编排质量的好坏会影响学生对知识的理解和教师的教学效果。同样，教材的习题设计和编排也十分重要，要根据我国国情和学生的心理发展来编排。对此，笔者提出以下几点建议。

    1）在形式上，可以借鉴美国教材色彩艳丽、丰富多彩的图片展示，因为对于高中学生来讲，学习压力非常大，大量色彩丰富的图片可以缓解压力，并激发他们的求知欲与学习兴趣，也使得教学过程不再枯燥乏味[5]。

    2）在编排上，教材的知识体系与逻辑顺序要严谨。如人教版必修四的“水的电离和溶液的酸碱性”专题就非常严谨，这部分内容从初中到必修知识的回顾，使得学生对此部分内容有一个清晰的逻辑结构图，也会使得后面的学习变得轻松，同时培养学生对待科学知识严谨的态度。

    3）编排教材时不能只关注于知识的传授，也要注重对学生其他方面的培养，要注重培养学生成为一个全面发展的人。

    4）教材要注重学生思维能力的培养，更加注重思考与交流、资料卡片等栏目的设置，充分发挥它们的功能，使学生认识到化学与生活是紧密联系在一起的，认识到学习化学的重要性，学会用化学的眼光看待世界，能够充分领略化学的魅力。

    参考文献

    [1]陈国寿.不容忽视的教材亮点“小栏目”[J].读写算：教师版，2014（27）：240.

    [2]曹清，王后雄.中美高中化學教科书“原子结构及元素周期律”专题编排特点比较研究[J].内蒙古师范大学学报：教育科学版，2011（2）：111-113.

    [3]石敬珠.苏教版高中化学教材中“拓展型知识”的使用策略[J].教学与管理，2010（12）：68-69.

    [4]杨雅勇.从中和滴定曲线类高考题看新课标下酸碱中和滴定的教学[J].中学化学教学参考，2016（8X）：61-62.

    [5]李研研.中美高中化学教材的比较[D].辽宁：辽宁师范大学，2011.