美国高中化学教科书知识的引入方式探析

周航呈 季春阳

一、问题的提出

教科书是依据课程标准编写的、系统反映学科内容的教学用书，是面向学生学习和教师教学的指导性材料。教科书上每节知识内容前的引导语也就是知识引入部分既可以为教师的课堂教学中导入环节以及教学情境的创设提供方案和思路，同时也能对学生信息的提取、概念的建立、知识间的联系等很多方面产生重要的影响。

笔者以美国高中主流教科书《科学发现者-化学：概念与应用》（下文简称美国教科书）为研究对象。美国化学教科书主要有上中下三册共21章，其中第10章物质的动力学理论、第11章气体的行为、第21章核化学这三部分我国高中化学没有涉及，所以不做研究。

二、美国教科书主要的知识引入方式类型

1.生活情境引入

生活情境引入主要是指从生活中的常见现象或应用实例切入来引出新知识内容的一种引入方式。比如，美国教科书第一章第一节“物质之谜”就是以生活中的拼图游戏为背景，把成千上萬的拼图需要按有效信息先分类再进行拼凑这一生活场景，引出成千上万的物质在研究前也要先分类的思想。这种引入方式有利于学生将化学与生活建立联系，激发学生学习兴趣，但可能有花费时间较长，引入情景与知识点针对性不强的缺点。

2.问题引导引入

问题引导引入是指引导语是一个或一系列问题，逐步引导学生产生新问题，寻找新对策，进而感受到新知识学习的必要性。比如第5章第二节“共价化合物”的开篇以“室温下以液态或气态形式存在的化合物你能说出多少种？”引出化合物的状态与性质如何判断、什么是共价化合物这样的一系列问题，从而引出了共价化合物这一知识点。问题引导引入通过思维的转化与推理能够引导学生向新知识思考，培养学生逻辑思维，同时培养他们解决问题的能力，但在这种方法中问题的选择十分重要，问题之间要联系紧密环环相扣，还要在最终指向新知识点，否则不能起到知识引入和培养学生逻辑思维能力的作用。

3.类比引入

类比引入是指从生活中等常见的情景或物品来类比即将描述的新概念新知识的一种引入方式。如美国教科书第9章第一节“原子间的化学键”中用胶水来类比化学键，就是用实际物品类比抽象的不可见的作用力，类比引入使得化学键概念更清晰更易于学生理解。心理学认为简化知识能增强学生的学习动机，运用类比引入的方式把抽象的新知识变得通俗易懂，可以增强学生的学习动机，使新知识易于学生的理解与接受。

4.开门见山引入

开门见山引入是指没有运用技巧直接明确指出要学习的新知识。如第8章第二节“过渡元素”的引导语中，直接列举常见的过渡元素及其用途，引出对过渡元素的讲解。这种引入方式清楚明了节省时间，但是不能引发学生的兴趣，不利于学生的主动接受。开门见山引入是我国教科书常用的引入方式，而美国教科书上采用的却不多。

5.历史引入

历史引入是指运用与新知识相关的历史史实或者科学家们的探究过程来对新知识进行引入。比如，第18章第三节“塑料和其他聚合物”中，就是以特氨纶的发现过程引入。历史引入能够在引入知识的同时，培养学生勇于质疑积极探索不怕失败的科学态度和研究精神。

6.先行组织者引入

先行组织者引入是指运用已经学过的旧知识来引出与其相关的新知识的一种引入方式。比如第17章第一节“电解”，在知识讲解之前，首先回顾氧化还原反应的知识点，为电解的讲解做铺垫。先行组织者的引入方式能够使新知识与旧知识产生联系或替换，便于学生形成连贯严密的知识网络。先行组织者引入在我国教科书上比较常见，美国教科书上采用不多。

还有很多其他知识引入方式比如图片引入、设疑引入、类属引入等等，因为使用不多所以本文不做介绍。

三、美国教科书知识引入方式及特点分析

1.知识引入整体分析

在字数方面，美国教科书的引导语字数一般在150字～200字之间，有的章节甚至达到了300字以上，比如第十一章第1节电解：“电能转化为化学能”，用了整整一页的篇幅做知识引入。知识引入字数多可以更能充分描述情景，为学生创设生动活泼的学习情境。但过长的引导语可能会导致教师讲解或学生阅读费时，严重占用课堂上重点知识讲授的时间。

在表述方式上，美国教科书运用第二人称，也就是“你”作为主要讲述方式。相比于中国的大部分教科书往往用第一人称“我们”。第一人称更具有亲和力，在学习上给学生亲切感，美国教科书在表达上居高临下，会使学生感到排斥和陌生。

在表现技巧上，美国教科书的每一篇引导语都有一到两幅图片作为配图，而且很多引导语运用了不止一种的引入方式。配图可以使知识引入更加活泼，更加吸引学生，但同时配图也可能会带来分散注意力的负面效果。多种引入方式的运用能使得知识引入更加生动更加多样化，有利于不同思维方式的学生都能快速的领悟将要学习的内容。

2.按知识类型统计分析

为了更清楚展现美国教科书的编写特点，本研究将从知识类型角度对知识引入方式进行对比，化学学科知识类型主要分为：化学基础知识、物质组成及结构规律、元素化合物、化学反应原理这四种，上述的6种引入方式在四种知识类型中的使用次数统计见表1。 化学基础知识类知识点主要包括物质分类、物质的量、分散系等。这一类型知识比较抽象，理解起来相对困难。所以与生活联系紧密的知识点，美国教科书采用了生活情境引入。比如“物质的量”一节美国教科书通过帮硬币收藏爱好者数硬币的情景设定帮助学生建立用于质量微小且数目庞大的物体的一种计量思想，与物质的量相联系。其余与生活联系不多的知识点上，美国教科书更多的采用了问题引导的方式，通过问题的提出逐步引导学生将思维向抽象的知识点靠近。

物质组成及结构规律这类知识点对于学生的微观探析以及空间想象能力要求较高，而且原子的结构以及物质的组成规律是科学家通过大量的实验事实和数据分析得出的，所以此部分内容使用类比引入和历史引入较多。在元素周期表和化学键知识上与生活联系，并采用了类比的方法。例如，用火车时刻表类比元素周期表，用胶水类比原子间的强作用力—化学键充分体现元素周期表和化学能的直观性。在原子结构以及电子的发现内容上采用了用历史发现过程作为引入。

元素化合物知识主要包括单质、无机化合物、有机化合物的制备、性质和用途。元素化合物知识是与生活联系最密切的一类化学知识，它可以运用物质的性质直接解释生活中直观的化学现象及物质用途，所以在元素化合物的大部分知识上都采用了生活情境的引入方式。

化学反应原理类知识主要包括反应类型和化学反应与能量两大部分知识，这部分内容比较抽象，理解起来相对困难。美国教科书在这类型知识上大多使用了生活情境引入方式。但是这部分内容与前面几种类型最大的区别是大部分知识都与已学过的知识相关联，所以先行组织者引入在这类知识点中运用较多。比如，“酸碱中和反应”与14章酸碱的性质相联系运用了先行组织者的方法;17章电化学中“电解”一节中从顺铂应用在醫学领域的发现过程和回顾氧化还原反应两方面引入电解知识点，运用了历史引入和先行组织者引入两种方法，“化学反应的本质”一节则是将烹饪时调料的作用与化学反应过程中反应物起的作用相类比，运用类比引入的方法引入知识。

从引入方式的总数上可以看出，美国教科书更多采用生活情境引入方式，问题引导和类比引入较多，历史引入在物质组成及结构规律上使用较多，开门见山和先行组织者使用较少，其中先行组织者在化学反应原理中使用较多。知识点类型不同，美国教科书的引入方式变化较明显，可以体现出编写人员针对不同的知识类型的编写特点，其目的在于培养学生的不同思维方式与思维角度。从各引入方式使用频率对比中发现，美国教科书更多采用生活情境和相似类比的引入方法，使学生在学习过程中能将理论与实践联系起来，把握化学源于生活的学科特点，并将所学知识运用到生活中。但这两种方法也存在一定的弊端，无论是学生思考还是教师讲解采用这两种方法所需要花费的时间较长，与知识点的针对程度较低，等。

根据以上分析，美国教科书的知识引入特点可以概括为“三多一少”：（1）字数多，字数较多能更具体描述情境，但在讲述上可能更加费时影响教学进度;（2）配图多，配图较多能激发学生的学习兴趣但过于花哨的配图也可能会分散学生的注意力;（3）引入方式变化多，在同一个引导语上运用了多种引入方式，灵活的引入方式选择能应对不同的思维方式的学生，帮助不同思维的学生理解新知识，但过于频繁的引入方式变换可能会导致学生注意力的分散;（4）新旧知识联系少，在我国化学教科书上广泛运用的先行组织者的引入方式美国教科书较少使用，美国教科书很难将新旧知识紧密联系，很难帮助学生形成知识体系。

四、对教科书编写的启示

通过对美国教科书的知识点引入方式分析可以发现，美国教科书知识引入方式很多方法灵活，所以我国教科书的编写应该取长补短，并着重考虑以下几点内容。

1.与实际生活相联系，培养解决实际问题的能力化学源于生活，化学学科学习的主要目的是为了让学生能把所学知识应用到实际的生活中，解释生活中的现象，解决生活中的问题。每一个知识点的学习都应该本着源于实际问题，根据实际需要，学习新知识，最终解决问题满足需要这样的思维过程。这也是符合人类思维逻辑和思维习惯的一种思考过程。在知识引入方式的选择上只有本着化学学习为生产生活服务的原则，才能体现学科价值。

2.增加趣味性，设法降低知识难度，增强学习动机

学习动机是学生学习的驱动力量，对于调动学生的学习积极性和提高学习效率有重要的作用。知识引入步骤一般是在学习的开端，是激发学生学习动机的最佳时机。在知识引入时选择灵活多变的方法，使用轻松幽默的语言，都能够激起学生的好奇心和求知欲，同时在较困难较抽象的知识点上，应该适当运用一些类比举例的手法，化抽象为具体，帮助学生领会知识，加深对新概念的理解和掌握。

3.增强知识连贯性，帮助学生进行知识建构

高中化学学科的知识类型主要分为四种，知识点之间相互联系相辅相成，所以在知识引入时，要明确前后知识的关系，要清楚旧知识对新概念的理解所起到的作用是促进还是干扰。在知识引入方式上应该针对已有知识的地位作相应的选择。只有合理选择知识引入的方式，正确利用知识之间的逻辑关系，才能有利于培养学生良好的思维习惯，帮助学生进行知识的获取与建构。4.与科学前沿知识相联系

《普通高中化学课程标准（2017年版）》指出：化学课程要帮助学生能较深的理解化学、技术、社会和环境之间的相互关系，认识化学对社会发展的重大贡献。所以化学知识的学习要帮助学生拓宽视野，开阔思路，在知识引入的过程中增加科学前沿知识，让学生感受科学技术的发展进步、以及科技与自我的密切联系，提高学生的科学素养，利于学生与时代接轨，适应21世纪科学技术和社会可持续性发展的需要，成长为符合时代要求的高素质人才。

（收稿日期：2019-03-15）