中美化学教材关于“物质的量”的对比分析研究

陈芮 杨天林

[摘要]“物质的量”是高中化学的重要内容，它既是联系宏观与微观的桥梁，也是化学定量研究的基石。但是，“物质的量”概念抽象，学生接纳相关概念的速度较慢，教师往往只是通过大量习题与讲解来帮助学生理解和应用“物质的量”。对中关教材中“物质的量”的相关内容进行对比分析，可为教育工作者提供更多元的教学思路，为教材开发设计者提出有效的改进意见与建议。

[关键词]中关教材对比;高中化学;物质的量

[中图分类号] G633.8

[文献标识码] A

[文章编号] 1674-6058（2020）14-0063-03

“物质的量”是高中化学的重要内容，是宏观与微微世界之间的中介和桥梁。同时，它也是初中刚升入高中不久就要学习的内容。然而，有教学实践及调查结果表明，学生学习这部分内容存在一定难度。教师也普遍感到学生接纳“物质的量”概念的速度过慢，需要经过很长一段时间的强化训练方能熟练应用[1]。本文对菲利普主编的美国化学教材《化学：概念与应用》（以下简称“美国教材”）与人民教育出版社出版的《化学必修1》（以下简称“人教版教材”）中“物质的量”的相关内容进行对比分析，希望能为广大教育下作者的教学实践提供参考。

一、内容选择的对比分析

“物质的量”是贯穿整个高中化学的重要内容。美国教材“物质的量”的相关内容位于教材第十二章，分为两个小节，分别为《物质粒子的计数》与《摩尔的运用》。其中，第一小节《物质粒子的计数》中包含两个子标题，分别为“化学计量学”“摩尔质量”;第二小节《摩尔的运用》包含六个子标题，分别为“化学计量中摩尔质量的应用”“化学计量中摩尔体积的应用”“理想气体定律”“质量分数的确定”“化学式的确定”。人教版教材“物质的量”的相关内容则位于必修1第一章《从实验中学化学》中的第二节《化学计量在实验中的应用》。其中，这一节包含三个子标题，分别为“物质的量的单位——摩尔”“气体摩尔体积”“物质的量在化学实验中的应用”。

从内容选择上来看，中美教材都对物质的量、摩尔质量、摩尔体积等核心概念进行了详细的解读，并介绍了其在化学中的应用。但是，美国教材在本章中还涉及化学计量学、理想气体定律、质量分数的确定、化学式的确定等内容，以帮助学生更好地理解化学计量的意义与价值，而人教版教材并未涉及相关内容。人教版教材关于“物质的量”的内容设置在《从实验中学化学》的章节之下，因此，人教版教材除了介绍相关概念之外，还设置了“物质的量在化学实验中的应用”的内容，主要对“物质的量浓度”进行了详细讲解，而美国教材本章并未涉及“物质的量浓度”的相关概念。

從以上的对比分析可以看出，美国教材“物质的量”部分的内容更为丰富，涉及面更为广泛，其系统性、逻辑性更强，难度也相对较大;人教版教材的内容涉及面相对较窄，但其从实验的角度将物质的量与实验操作相联系，并增加了“物质的量浓度”的相关内容，实用性更强。

二、先行组织者设置的对比分析

“先行组织者”是教育心理学家奥苏泊尔提出的一个重要概念。科学合理地应用“先行组织者”，有利于学生将先前经验与学科知识联系起来，有利于学生进一步理解新的知识[2]。“物质的量”对于刚进入高中学习的高一学生来说略显抽象，难以理解，巧妙的先行组织者设置可以将学生的先前经验与新概念相结合，帮助学生更好地接受、理解相关概念，激发学生的学习兴趣。

中美教材“物质的量”内容在先行组织者的设置上存在显著差异。美国教材通过银行数硬币的情境设置引入物质的量，引导学生思考更简单、快速地得到大量的便士数目的方法，以此激发学生的学习兴趣，进而以此类比如何计算粒子的数目，并将“物质的量”类比为先行组织者中的“桶”，帮助学生对“物质的量”这一陌生概念建立感性的认识。人教版教材则是以米、厘米、千克等计量单位与“物质的量”进行类比，帮助学生建立“物质的量”的概念。

从以上对比分析可以看出，美国教材的先行组织者设置巧妙，生动形象地将化学概念与生活经验相结合，有利于培养学生的发散性思维与分析、解决问题的能力，体现了学生的主体地位。人教版教材的先行组织者设置较为简单，篇幅较短，且功能单一，虽然在一定程度上与学生的已有知识经验相联系，但却无法更有效地激发学生的学习兴趣。

三、图像表征的对比分析

教材中信息的表征方式是教材发挥其课程与教学功能的关键，图像作为教材的第二语言，它能对抽象内容进行形象化解释与直观概括，还能有效降低内容的难度[3]。人教版教材与美国教材关于物质的量部分的图像对比如表1所示。通过对表格的观察，我们可以发现：从图片的数量来看，美国教材的图片数量略多于人教版教材;从图片的类型来看，人教版教材的图片类型较少，且学科化倾向较为明显，而美国教材的图片类型较为丰富，例图往往与社会生活实践相结合，更具有趣味性;从图片功能性角度来看，人教版教材的图片指向性与目的性相对较强，往往针对单一问题而设置，美国教材图片的设置更注重概念的类比与迁移。

通过以上对比分析，我们可以看出美国教材与人教版教材中关于“物质的量”部分都很注重图片对信息的表征，但图片设置的理念略有不同。人教版教材更注重对学科知识的进一步阐释，美国教材更注重化学与生活的联系及不同概念之间的类比。

四、栏目设置的对比分析

栏目设置是教材编排理念的重要体现，也是实现教学目标的重要载体。中美教材关于“物质的量”部分的栏目设置也存在显著不同。中美教材关于栏目设置与功能的比较如表2所示。

由表2可以发现，美国教材的栏目设置数量多，种类丰富，富有趣味性，注重与社会、生活、科技的联系与融合以及对学生职业意识的培养，注重多学科之间的渗透，有利于激发学生的学习动机和促进学生全面发展;人教版教材的栏目设置较为简单，更注重对学生实验能力、问题分析能力、实验操作能力的培养。

五、题目设置的对比分析

题目设置包括教材例题的设置与习题的设置。精选的例题可以帮助学生加深对知识内容的理解，合理的习题设置有利于学生对所学知识的巩固与灵活应用。中美教材在关于“物质的量”部分的题目设置也有着很大的差异，具体如表3所示。

在例题的设置上，人教版教材仅在“物质的量浓度”部分设置了1个例题，而美国教材在这部分设置了7个例题，并罗列出了具体的解答步骤。在习题的设置上，从数量上来看，人教版教材设置了10个习题，美国教材设置了47个习题;从题日类型来看，中美教材都包括选择题、计算题与简答题，但美国教材将习题部分就其功能进行了分类，而人教版教材无明确分类。

通过以上分析可以发现，美国教材的例题及习题的数量都远大于人教版教材，且美国教材的习题设置分类明确，种类丰富，更有利于学生进行针对性练习。

综上，通过对中美教材中“物质的量”的对比分析可以发现，中美教材都具有较强的科学性，都注重对学生化学思维的培养，注重图像的表征。同时，中美教材也存在很大的差异性。美国教材内容覆盖面广，注重多学科的渗透，注重化学与生活、生产、社会的联系，注重解决问题能力的培养，注重职业意识的培养;人教版教材内容针对性较强，注重实验技能的培养与化学思维能力的培养。教师在进行“物质的量”的教学过程中，可以汲取美国教材的优点，采用更多元的教学思路，帮助学生更好、更快地理解和应用“物质的量”。

[参考文献]

[l]钟志健.“物质的量”教学难度成因剖析[J].化学教学，2014（10）：8-12.

[2]宋丽.对先行组织者教学策略的思考[J].才智，2018（20）：28.

[3]高苗，赵舒昱，周青.中外高中化学教材图表系统的比较研究[J].化学教育，2016（7）：20-24.

（责任编辑 罗艳）