中美高中化學教材關于物質的量內容的對比研究

曹亞 李學強

摘 ?要 “物質的量”的相關內容貫穿于高中化學學習全程，是化學理論的重要組成部分。選取美國高中主流化學教材Chemistry： Concepts and Application和我國高中人教版《化學》（必修1）兩本教材，對其中“物質的量”的內容從課程標準、內容體系結構、正文內容呈現等方面進行對比分析，以期在課程改革和教學方面獲得啟示。

關鍵詞 高中化學;教材;物質的量;課程標準;核心素養

中圖分類號：G642 ? ?文獻標識碼：B

文章編號：1671-489X（2019）21-0134-03

1 前言

將美國教材與我國的教材內容進行對比分析，能夠拓展、啟發教師教學思路，提升教師教學能力，增強學生對學習的深刻認識，也對課程改革有啟發意義。“物質的量”是高中化學中的一個重要知識點，對學生來說也是一個難點。因此，我國人教版高中化學教材將“物質的量”的學習安排在第一章節，它的學習對學生化學學習信心的培養的重要意義不言而喻。本文選取美國高中主流化學教科書Chemistry： Concepts and Application和我國人教版高中《化學》（必修1）兩本教材，對其中的“物質的量”的內容進行對比分析，希望對教師和學生在本知識上的學習有一定的幫助作用。

2 從兩國課程標準對比“物質的量”

1）我國課標對“物質的量”的要求。以發展化學學科核心素養為主旨的高中化學課程標準對“物質的量”的要求是：“了解物質的量及其相關物理量的含義和應用，體會定量研究在化學科學中的重要作用。”[1]

2）美國課標對“物質的量”的要求。美國國家標準對“物質的量”這部分知識沒有詳細要求，通過研究美國田納西州2001年修訂的《科學課程標準》，了解到田納西州的化學課程并非是獨立設置的，而是在科學這一綜合課程里，其中關于“物質的狀態”的具體“操作指南”的內容標準分三個水平層次提出，其中有關“物質的量”的內容要求如表1所示[2]。

通過對比發現，我國課程標準對“物質的量”這部分內容的要求比較簡單，只要求可以理解概念、進行簡單的計算，并理解化學學科的科學內涵。然而，通過分析人教版《化學》（必修1）教科書，發現教材中“物質的量”的內容非常多樣，形成基于“物質的量”的概念體系，包括摩爾質量、氣體摩爾體積、阿伏伽德羅常數、物質的量濃度等。我國的化學學科有自己獨立的課程標準，明確了“物質的量”這一部分的要求，有助于學生核心素養的培養。

美國不是將化學作為一門獨立學科，而是在科學這門綜合課程里包含化學學科，“物質的量”這部分的具體要求沒有在課程標準中規定，而由各個州對“物質的量”的內容進行規定。“操作指南”越來越深，說明美國非常注重學生之間的差異性，有利于教師為不同層次的學生設計不同的教學方案，優化教學，使學生有更好的發展。

3 從內容體系結構對比“物質的量”

我國人教版高中化學教科書《化學》（必修1）與美國化學教科書Chemistry： Concepts and Application都是以章—節這樣的結構來呈現教材內容。我國人教版教科書“物質的量”內容體系結構如表2所示[3]。美國教科書“物質的量”內容體系結構如表3所示[4]。

分析這部分內容發現，都包含摩爾、阿伏伽德羅常數、摩爾質量、氣體摩爾體積等基本概念，還有這些概念的應用，但是概念的應用是不同的[5]。美國教科書在第十二章和第十三章安排了“物質的量”這一部分內容，并從多個方面系統地闡述這些概念的應用，如在第十二章的第二節講述量摩爾這個概念的應用[6]。這樣的編排方式由淺入深，能降低學生學習這部分內容的難度，培養學生學習的興趣，提升學生掌握知識的能力。

人教版教科書在實驗的基礎上展開“物質的量”這部分知識，引出“配制一定物質的量濃度的溶液”，在第一章和第三章分別展開“物質的量”的內容，并在第三章第二節“金屬的化學性質”中，設置了物質的量應用于化學方程式計算。這樣做雖然分裂了知識點，對學生建立關于這一知識點的框架體系造成困難，但是從宏觀方面看，這樣編寫有利于知識的系統性與連貫性。

4 從正文內容對比“物質的量”

教材正文內容的呈現，不僅影響教師教學設計的安排，也對學生概念體系的建立有著重要影響，因此，教材正文內容的安排就顯得尤為重要。對人教版化學教科書和美國化學教科書關于“物質的量”的正文內容對比如表4所示[7]。

關于“物質的量”這一概念，人教版教材以實驗為背景，設置問題情境引入新課，接著用已經學過的幾個基本單位，以及呈現“國際單位制（SI）的7個基本單位”資料卡片（如圖1所示），說明物質的量是一個物理量，它的單位為“摩爾”。通過這種內容設置，讓學生對已經掌握的物理量和新學習的物理量進行對比，為新舊知識搭建一個橋梁，形成新的認知平衡。但是這樣的情境創設跨度較大，比較生硬，學生對于該知識點的記憶會過于機械。

而美國教材在這部分內容呈現的背景是五顏六色的回形針的圖片，如圖2所示，給學生的感官帶來一種數量很多的沖擊感，形成一種感性認識。而對于這個知識通過一個故事引入新課，把知識引入生活之中，讓學生從數硬幣的感性認識，到微觀粒子的計數這一理性認知，從學生已有經驗入手，使他們通過類比歸納獲得新知識。這樣的情境設置讓學生學到的知識不是教科書生硬的規定，而是根植于自己大腦中的思維構建。

在概念體系這部分，人教版教材呈現了五個概念，而美國教材呈現了10個概念，相比之下，人教版教材呈現的概念明顯少美國教材。但是也要看到，美國版教材中沒有“物質的量”的概念，只給出物質的量的單位——mol的定義。由此可以看出，美國教材在這一部分知識呈現上比我國教材更有深度，有利于學生拓寬知識面以及更好地應用知識。

在公式展示部分，美國教科書中公式的數量明顯少于我國人教版教科書，只有一個公式，即理想氣體定律PV=nRT。

該公式之后是R常數的推導，并沒有對該公式進行詳細解釋。事實上，公式的呈現對學生學習理論知識以及對知識的應用是非常重要的，有助于學生深刻理解、應用知識解決問題，幫助學生理解相關物理量之間的關系，激發學生的感官，有利于記憶相關知識內容。

我國人教版教材雖然呈現了相關公式，但是在大部分公式后面沒有相關例題幫助學生更加深刻地理解公式的含義，教師需要根據實際情況增加例題，達到讓學生應用公式解決問題以及規范答題的目的[8]。

在例題這一部分，美國教科書設置的例題明顯多于我國人教版教科書。美國版教材例題不僅包括問題的設置，還有完整的解答過程，以此幫助學生應用新知識來解決問題，為學生呈現出具體解題思路。美國教材在“物質的量”這一部分呈現了七道例題，且每道例題都由Analyze（分析）、Plan（方案）、Solve（實施）、Check（檢查）四個步驟組成，通過這樣的方式，培養學生全面的思維方式以及解決問題的能力，這對學生未來的學習和發展有著重要意義。

我國人教版教材在“物質的量”這一部分，只在公式cB=nB/V下面列出一道例題，來具體說明該公式在解題中的應用，呈現了該類型題的正確解題步驟，為學生做出正確的解題示范。相比較而言，我國教材例題只出現具體的解題步驟，沒有幫助學生具體分析的過程、解決方案等，所以在此方面以及例題的數量增加這一部分需要進一步改善，以培養學生的核心素養。

5 結語

由此可以看出，我國和美國的教科書相互之間都有很多可參考之處，教師在教學實踐中應結合實際情況，善于從其他教材中選取有益于教學的部分。美國化學教材Chemi-stry： Concepts and Application啟發教師在對“物質的量”這部分內容進行教學時應從學生已有經驗出發，創建情境教學，促進學生由感性認識到理性認識，引導學生創建自己的知識體系，使他們學會運用知識，提高解決問題的能力。

參考文獻

[1]中華人民共和國教育部.義務教育化學課程標準[S].北京：北京師范大學出版社，2017.

[2]韓慧宇，王祖浩，吾慎之.美國田納西州《科學課程標準》高中化學內容評析[J].化學教學，2005（9）：43-45.

[3]人民教育出版社，化學課程教材研究開發中心.普通高中化學課程標準實驗教科書化學必修1[M].北京：人民教育出版社，2015.

[4]王祖浩.化學：概念與應用[M].杭州：浙江教育出版社，2008.

[5]龔亭亭.中美高中化學教科書中“有機化學”專題的比較研究[D].哈爾濱：哈爾濱師范大學，2018.

[6]謝兆貴.中美化學教材“物質的量”內容編排比較[J].教學月刊：中學版，2011（19）：38-40.

[7]馬悅悅.不同版本化學教材中“物質的量”的內容比較研究[D].濟南：山東師范大學，2015.

[8]余潤，畢華林.中學化學教材中例題的功能及設計分析[J].山東教育，2010（32）：48-49.