中美高中化学教材关于物质的量内容的对比研究
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作者:曹亚 李学强
摘 要 “物质的量”的相关内容贯穿于高中化学学习全程，是化学理论的重要组成部分。选取美国高中主流化学教材Chemistry： Concepts and Application和我国高中人教版《化学》（必修1）两本教材，对其中“物质的量”的内容从课程标准、内容体系结构、正文内容呈现等方面进行对比分析，以期在课程改革和教学方面获得启示。
关键词 高中化学;教材;物质的量;课程标准;核心素养
中图分类号：G642 文献标识码：B
文章编号：1671-489X（2019）21-0134-03
1 前言
将美国教材与我国的教材内容进行对比分析，能够拓展、启发教师教学思路，提升教师教学能力，增强学生对学习的深刻认识，也对课程改革有启发意义。“物质的量”是高中化学中的一个重要知识点，对学生来说也是一个难点。因此，我国人教版高中化学教材将“物质的量”的学习安排在第一章节，它的学习对学生化学学习信心的培养的重要意义不言而喻。本文选取美国高中主流化学教科书Chemistry： Concepts and Application和我国人教版高中《化学》（必修1）两本教材，对其中的“物质的量”的内容进行对比分析，希望对教师和学生在本知识上的学习有一定的帮助作用。
2 从两国课程标准对比“物质的量”
1）我国课标对“物质的量”的要求。以发展化学学科核心素养为主旨的高中化学课程标准对“物质的量”的要求是：“了解物质的量及其相关物理量的含义和应用，体会定量研究在化学科学中的重要作用。”[1]
2）美国课标对“物质的量”的要求。美国国家标准对“物质的量”这部分知识没有详细要求，通过研究美国田纳西州2001年修订的《科学课程标准》，了解到田纳西州的化学课程并非是独立设置的，而是在科学这一综合课程里，其中关于“物质的状态”的具体“操作指南”的内容标准分三个水平层次提出，其中有关“物质的量”的内容要求如表1所示[2]。
通过对比发现，我国课程标准对“物质的量”这部分内容的要求比较简单，只要求可以理解概念、进行简单的计算，并理解化学学科的科学内涵。然而，通过分析人教版《化学》（必修1）教科书，发现教材中“物质的量”的内容非常多样，形成基于“物质的量”的概念体系，包括摩尔质量、气体摩尔体积、阿伏伽德罗常数、物质的量浓度等。我国的化学学科有自己独立的课程标准，明确了“物质的量”这一部分的要求，有助于学生核心素养的培养。
美国不是将化学作为一门独立学科，而是在科学这门综合课程里包含化学学科，“物质的量”这部分的具体要求没有在课程标准中规定，而由各个州对“物质的量”的内容进行规定。“操作指南”越来越深，说明美国非常注重学生之间的差异性，有利于教师为不同层次的学生设计不同的教学方案，优化教学，使学生有更好的发展。
3 从内容体系结构对比“物质的量”
我国人教版高中化学教科书《化学》（必修1）与美国化学教科书Chemistry： Concepts and Application都是以章—节这样的结构来呈现教材内容。我国人教版教科书“物质的量”内容体系结构如表2所示[3]。美国教科书“物质的量”内容体系结构如表3所示[4]。
分析这部分内容发现，都包含摩尔、阿伏伽德罗常数、摩尔质量、气体摩尔体积等基本概念，还有这些概念的应用，但是概念的应用是不同的[5]。美国教科书在第十二章和第十三章安排了“物质的量”这一部分内容，并从多个方面系统地阐述这些概念的应用，如在第十二章的第二节讲述量摩尔这个概念的应用[6]。这样的编排方式由浅入深，能降低学生学习这部分内容的难度，培养学生学习的兴趣，提升学生掌握知识的能力。
人教版教科书在实验的基础上展开“物质的量”這部分知识，引出“配制一定物质的量浓度的溶液”，在第一章和第三章分别展开“物质的量”的内容，并在第三章第二节“金属的化学性质”中，设置了物质的量应用于化学方程式计算。这样做虽然分裂了知识点，对学生建立关于这一知识点的框架体系造成困难，但是从宏观方面看，这样编写有利于知识的系统性与连贯性。
4 从正文内容对比“物质的量”
教材正文内容的呈现，不仅影响教师教学设计的安排，也对学生概念体系的建立有着重要影响，因此，教材正文内容的安排就显得尤为重要。对人教版化学教科书和美国化学教科书关于“物质的量”的正文内容对比如表4所示[7]。
关于“物质的量”这一概念，人教版教材以实验为背景，设置问题情境引入新课，接着用已经学过的几个基本单位，以及呈现“国际单位制（SI）的7个基本单位”资料卡片（如图1所示），说明物质的量是一个物理量，它的单位为“摩尔”。通过这种内容设置，让学生对已经掌握的物理量和新学习的物理量进行对比，为新旧知识搭建一个桥梁，形成新的认知平衡。但是这样的情境创设跨度较大，比较生硬，学生对于该知识点的记忆会过于机械。
而美国教材在这部分内容呈现的背景是五颜六色的回形针的图片，如图2所示，给学生的感官带来一种数量很多的冲击感，形成一种感性认识。而对于这个知识通过一个故事引入新课，把知识引入生活之中，让学生从数硬币的感性认识，到微观粒子的计数这一理性认知，从学生已有经验入手，使他们通过类比归纳获得新知识。这样的情境设置让学生学到的知识不是教科书生硬的规定，而是根植于自己大脑中的思维构建。
在概念体系这部分，人教版教材呈现了五个概念，而美国教材呈现了10个概念，相比之下，人教版教材呈现的概念明显少美国教材。但是也要看到，美国版教材中没有“物质的量”的概念，只给出物质的量的单位——mol的定义。由此可以看出，美国教材在这一部分知识呈现上比我国教材更有深度，有利于学生拓宽知识面以及更好地应用知识。 在公式展示部分，美国教科书中公式的数量明显少于我國人教版教科书，只有一个公式，即理想气体定律PV=nRT。
该公式之后是R常数的推导，并没有对该公式进行详细解释。事实上，公式的呈现对学生学习理论知识以及对知识的应用是非常重要的，有助于学生深刻理解、应用知识解决问题，帮助学生理解相关物理量之间的关系，激发学生的感官，有利于记忆相关知识内容。
我国人教版教材虽然呈现了相关公式，但是在大部分公式后面没有相关例题帮助学生更加深刻地理解公式的含义，教师需要根据实际情况增加例题，达到让学生应用公式解决问题以及规范答题的目的[8]。
在例题这一部分，美国教科书设置的例题明显多于我国人教版教科书。美国版教材例题不仅包括问题的设置，还有完整的解答过程，以此帮助学生应用新知识来解决问题，为学生呈现出具体解题思路。美国教材在“物质的量”这一部分呈现了七道例题，且每道例题都由Analyze（分析）、Plan（方案）、Solve（实施）、Check（检查）四个步骤组成，通过这样的方式，培养学生全面的思维方式以及解决问题的能力，这对学生未来的学习和发展有着重要意义。
我国人教版教材在“物质的量”这一部分，只在公式cB=nB/V下面列出一道例题，来具体说明该公式在解题中的应用，呈现了该类型题的正确解题步骤，为学生做出正确的解题示范。相比较而言，我国教材例题只出现具体的解题步骤，没有帮助学生具体分析的过程、解决方案等，所以在此方面以及例题的数量增加这一部分需要进一步改善，以培养学生的核心素养。
5 结语
由此可以看出，我国和美国的教科书相互之间都有很多可参考之处，教师在教学实践中应结合实际情况，善于从其他教材中选取有益于教学的部分。美国化学教材Chemi-stry： Concepts and Application启发教师在对“物质的量”这部分内容进行教学时应从学生已有经验出发，创建情境教学，促进学生由感性认识到理性认识，引导学生创建自己的知识体系，使他们学会运用知识，提高解决问题的能力。
参考文献
[1]中华人民共和国教育部.义务教育化学课程标准[S].北京：北京师范大学出版社，2017.
[2]韩慧宇，王祖浩，吾慎之.美国田纳西州《科学课程标准》高中化学内容评析[J].化学教学，2005（9）：43-45.
[3]人民教育出版社，化学课程教材研究开发中心.普通高中化学课程标准实验教科书化学必修1[M].北京：人民教育出版社，2015.
[4]王祖浩.化学：概念与应用[M].杭州：浙江教育出版社，2008.
[5]龚亭亭.中美高中化学教科书中“有机化学”专题的比较研究[D].哈尔滨：哈尔滨师范大学，2018.
[6]谢兆贵.中美化学教材“物质的量”内容编排比较[J].教学月刊：中学版，2011（19）：38-40.
[7]马悦悦.不同版本化学教材中“物质的量”的内容比较研究[D].济南：山东师范大学，2015.
[8]余润，毕华林.中学化学教材中例题的功能及设计分析[J].山东教育，2010（32）：48-49.
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