鄭雪卉

[摘 要]? 以高中化學教材中“物質(zhì)的量”的編排為例，分析了從“甲種本”到人教版新教材中“三序結(jié)合”理念的變化，發(fā)現(xiàn)人教版新教材在該內(nèi)容的編排上更好地體現(xiàn)了學科邏輯順序、認知發(fā)展順序和心理發(fā)展順序的結(jié)合。并根據(jù)教材分析結(jié)果，提出了教師在教材內(nèi)容選取、教學方式選用、進行習題編寫及實驗安排等方面的相關建議。

[關鍵詞]? 高中化學;三序結(jié)合;物質(zhì)的量;教材編排

建構(gòu)主義的觀點認為，知識是認知主體通過新舊知識相互作用積極建構(gòu)的[1]，因此，作為課程的物化產(chǎn)物，教材并非學科知識的簡單羅列，而需要“三序”結(jié)合：學科邏輯順序、學生認知發(fā)展順序和心理發(fā)展順序相結(jié)合，形成適合學生建構(gòu)知識體系的材料。

“物質(zhì)的量”是聯(lián)系宏觀與微觀世界定量關系的橋梁，是引導學生對物質(zhì)世界的認知從宏觀到微觀、定性到定量以及幫助學生發(fā)展抽象運算能力的關鍵知識。分析“甲種本”以來教材該內(nèi)容的編排變化，有利于把握課程、教學理念的變化，從而將課程改革真正落實到一線教學中。本文從“三序結(jié)合”的視角，選擇有代表性的“甲種本”與新世紀的2007年版（以下簡稱07版）、2019年版（以下簡稱19版）教材，比較了其中關于“物質(zhì)的量”的編排，期望能幫助教師深入理解教材編排的進步，在教育教學中合理選取教材內(nèi)容，改進教學方式、實驗教學及習題編寫。

一、“物質(zhì)的量”在化學教學中的價值

中學階段是學生的具體運算思維向形式運算思維轉(zhuǎn)化的關鍵階段。從認知結(jié)構(gòu)上看，“物質(zhì)的量”的學習將學生的化學計量視角，從基于質(zhì)量、體積的宏觀視角轉(zhuǎn)向微觀視角，引導學生從分子、原子層面研究物質(zhì)的變化，促進學生的化學思維從具體的宏觀物質(zhì)、現(xiàn)象，深入到抽象的微觀模型、本質(zhì)，進而定量地探索物質(zhì)結(jié)構(gòu)和反應機理。這一過程在學生的學科基本觀念發(fā)展中起到如下重要作用：（1）明晰“物質(zhì)的量”及相關物理量是物質(zhì)組成、結(jié)構(gòu)的定量表征，形成微粒觀、結(jié)構(gòu)觀;（2）通過分析化學反應理論產(chǎn)量、溶液配制，促進學生形成轉(zhuǎn)化觀、守恒觀;（3）通過使用“物質(zhì)的量”作為準確測量及描述化學存在和變化的新工具，促使學生進一步認識化學是以實驗為基礎的科學。

二、“物質(zhì)的量”編排中的“三序結(jié)合”

（一）宏觀結(jié)構(gòu)的“三序結(jié)合”

某一知識在教材編排中的宏觀結(jié)構(gòu)，指的是教材對該知識具體包含內(nèi)容的選取和與其他知識的橫、縱向組織[2]?；瘜W作為一門科學必然有自身的學科邏輯順序，教材將其中一部分選擇出來加以編排，目的是為了建構(gòu)符合學生認知發(fā)展順序、心理發(fā)展順序的結(jié)構(gòu)。例如，“物質(zhì)的量”這一內(nèi)容，在幾個版本的教材中的知識選取和排序就存在異同。

“甲種本”、07版教材、19版教材，都選取了阿伏伽德羅常數(shù)、氣體摩爾體積、摩爾濃度以及“物質(zhì)的量”在熱化學計量中的應用這幾個方面的內(nèi)容。從學科邏輯順序上看，在“物質(zhì)的量”這個概念的發(fā)展歷程中，科學家致力于從微粒的層次計量物質(zhì)并與宏觀量建立聯(lián)系，氣體摩爾體積將氣體便于測量的體積與微粒的量相聯(lián)系，摩爾濃度將溶液中微粒數(shù)目與宏觀濃度相聯(lián)系，把“物質(zhì)的量”引入熱效應計量，是為了將化學變化中的能量變化與微觀存在建立聯(lián)系，教材選取這些順應化學計量發(fā)展需要而產(chǎn)生的知識，正是符合學科邏輯順序的體現(xiàn);從認知發(fā)展順序上看，上述概念的學習引導學生將定量認識物質(zhì)的視角從宏觀轉(zhuǎn)變到微觀，符合從已知到未知、從感知現(xiàn)象到理解本質(zhì)的認知發(fā)展順序，并能與學科邏輯順序良好結(jié)合。

“甲種本”將“物質(zhì)的量”的內(nèi)容獨立放在第一章，將鹵素等一系列元素化合物內(nèi)容放在在其后，將高中化學知識體系建立在了計量的基礎上。而縱觀化學學科發(fā)展的歷史，對于微粒計量的需求，也是在對物質(zhì)的存在、性質(zhì)和組成進行探索的基礎上，在定比、倍比定律和原子分子理論被提出后才產(chǎn)生的。根據(jù)復演論的觀點，學生的認識也應經(jīng)歷類似的從感知物質(zhì)性質(zhì)、用途到設法計量的過程。因此，“甲種本”將“物質(zhì)的量”的內(nèi)容放在第一章，與學科邏輯順序以及從感知到理解的認知發(fā)展順序相矛盾。并且，由于部分高中生抽象思維能力還未得到充分發(fā)展，直接介紹抽象的、微觀視角的新計量方式也不符合心理發(fā)展順序。

07版的教材將“物質(zhì)的量”的內(nèi)容鑲嵌編排在必修、選修的多個部分中，將基本概念的編排緊接在化學實驗基本方法之后，標題設為“化學計量在實驗中的應用”，將“物質(zhì)的量”概念作為實驗定量探索的工具，這樣編排符合化學以實驗為中心的學科邏輯順序。該版本在“金屬的化學性質(zhì)”的最后，編排了“物質(zhì)的量”在化學方程式中的計算，讓學生能夠依托具體反應，在定性認識元素化合物的性質(zhì)之后再從定量角度去認識，符合學生從定性到定量、從感知到理解的認知發(fā)展順序?！拔镔|(zhì)的量”在熱化學中的計量應用這部分內(nèi)容則主要編排在選修四，從關注物質(zhì)變化的計量到關注物質(zhì)和能量變化的計量，順應了學生的認識從孤立到綜合的順序。鑲嵌編排“物質(zhì)的量”的內(nèi)容，避免了學生囫圇吞棗的機械記憶，使新知識始終位于學生的最近發(fā)展區(qū)內(nèi)，隨著理論和元素知識的積累學生可以自然同化或順應，符合學生的心理發(fā)展順序。

19版新教材對必修部分的安排有所調(diào)整。實驗基本方法被融合編排到元素化合物的內(nèi)容中，“物質(zhì)的量”基本概念也被放在鈉和氯章節(jié)最后，化學方程式中的計算則放在金屬材料最后。將“物質(zhì)的量”為中心的化學計量完全回歸到對化學存在的探索中，保留了鑲嵌編排的格局，是學科邏輯順序、認知發(fā)展順序、心理發(fā)展順序較好的結(jié)合方式。

（二）微觀結(jié)構(gòu)的“三序結(jié)合”

某一知識在教材編排中的微觀結(jié)構(gòu)，指的是該內(nèi)容具體組織和呈現(xiàn)形式。知識是由學生自主建構(gòu)的，教材對知識點的展開應當有利于學生自主進行學習的定向、執(zhí)行和反饋。

1.欄目設置

教材中安排的各個欄目是對教學活動的提示和引導，是教材編排中需要考慮的重要因素。“甲種本”幾乎沒有欄目設置，只有正文和習題兩部分。正文中一般先呈現(xiàn)理論知識，再安排例題及其解答。學生在勉強接受抽象的新知識之后只能依靠題目鞏固理解，難以建立非人為的實質(zhì)性聯(lián)系。07版、19版教材設置了“學與問”欄目，此欄目起到即時評價的作用。艾賓浩斯的記憶曲線表明遺忘先快后慢，及時安排精練學科的重點問題，可幫助學生順利同化知識，符合學科邏輯順序和心理發(fā)展順序。07版的“思考與交流”或19版的“思考與討論”合理引導學生思維走向，例如，19版教材在“氣體摩爾體積”部分的“思考與討論”板塊，給出了同溫、同壓下不同氣體、液體的體積數(shù)據(jù)，要求學生思考結(jié)論及原因，引導學生從宏觀上的數(shù)據(jù)總結(jié)規(guī)律，進而用微觀模型解釋，符合學生認知從特殊到一般、從感知到理解的順序。從心理發(fā)展順序上看，這個欄目通過激發(fā)學生的批判性思維，減少機械記憶，增加高中生應當發(fā)展的理解性記憶和抽象思維能力的相關內(nèi)容。

2.習題的安排

“甲種本”“物質(zhì)的量”的例題集中在每一節(jié)的最后，難度較大。在第一、二節(jié)中就安排了多個物理量之間的轉(zhuǎn)換。如第二節(jié)例一中要求通過氣體質(zhì)量計算體積，例三中要求通過氣體體積和質(zhì)量求算摩爾質(zhì)量。第三節(jié)例三要求進行質(zhì)量分數(shù)和摩爾濃度的換算，并且從第二節(jié)開始要求在方程式中應用“物質(zhì)的量”計算。在學生剛剛接觸“物質(zhì)的量”這一新的物理量時就要求解決難度大的公式換算，違背了從簡單到復雜的認知發(fā)展順序。19版教材的習題分層明顯，嵌入正文中，先要求進行單一公式中簡單換算，如“物質(zhì)的量”與質(zhì)量之間的換算;在章末“練習與應用”中安排應用多個公式的換算，如通過瓦斯中甲烷與氧氣的質(zhì)量比求算體積比;反應方程式中的“物質(zhì)的量”習題則鑲嵌編排在后續(xù)單元，符合學生從孤立到綜合的螺旋式認知順序。

“甲種本”的習題類型單一，注重計算與邏輯演繹，是結(jié)構(gòu)良好的“數(shù)學題”?；瘜W的發(fā)展是為了生產(chǎn)生活服務，化學教學也應為培養(yǎng)適應現(xiàn)代化社會的公民服務。07版教材的習題加入了實驗思考題，如容量瓶實驗誤差的判斷，以及生活真實情境題，如判斷血糖水平。19版教材還加入了融合STSE思想的習題，如鐵礦石冶煉的計算等。既是化學學科在社會生活中的應用，也是順應學科邏輯順序的表現(xiàn)之一，有利于緩解抽象思維發(fā)展中的高中生對化學抽象知識的畏難感，符合心理發(fā)展順序。

3.實驗的安排

“物質(zhì)的量”最重要的實驗是一定“物質(zhì)的量”濃度溶液的配制。從學科邏輯順序看，這一實驗為“物質(zhì)的量”概念應用于化學實踐建立了橋梁，因此，從“甲種本”一直保留到新教材，但呈現(xiàn)方式有所變化。

“甲種本”的實驗沒有說明實驗目的，只在最后說明“這樣配制成的溶液就是0.5M的氯化鈉溶液”，可見該實驗是對摩爾濃度定義的補充。教材雖然完整地用文字敘述了容量瓶的使用步驟，卻僅有一幅容量瓶外觀的配圖。

07版、19版教材說明了實驗目的：精確配制一定“物質(zhì)的量”濃度（100mL 1.00mol/L NaCl）的溶液，步驟的呈現(xiàn)采用學生填空的方式，引導學生應用先前學習的原理公式，要求學生思考關鍵步驟的目的、誤差原因等，體現(xiàn)了從理論到實踐再回歸完善理論的認知發(fā)展順序。上述兩版教材還注意到了容量瓶的精確度與中學常用的托盤天平精確度的差異對實驗的影響并通過腳注進行說明，注重了有效數(shù)字觀念的滲透，有利于學生在掌握操作技能的同時發(fā)展科學素養(yǎng)，體現(xiàn)了從技能到素養(yǎng)的認知發(fā)展和心理發(fā)展順序。此外，為適應高中生具象和抽象混合的思維特征，兩版教材還為實驗配套了操作示意圖。

19版教材在實驗前進一步通過“資料卡片”介紹容量瓶外觀上的細節(jié)以及操作規(guī)范，如檢漏、瓶口處墊紙條等，體現(xiàn)了對學生從感知到理解這一認知發(fā)展順序的尊重。

三、結(jié)論與建議

從“甲種本”到新教材，“物質(zhì)的量”無論從宏觀結(jié)構(gòu)還是微觀結(jié)構(gòu)上看都趨向于符合“三序結(jié)合”。但美國學者古德萊德提出課程分為五類[3]，從研究機構(gòu)和課程專家提出的理想的課程到教師領悟的、實行的課程，最后到學生實際體驗的經(jīng)驗的課程，信息逐級丟失甚至歪曲。在課程的實施中，教師作為課堂的主導有著及其重要的作用，因此，對于教材編排的變革提出如下教學建議。

（一）合理選取內(nèi)容，適當減輕負擔

21世紀之后的教材相較于“甲種本”減少了內(nèi)容。高中化學課程的基本理念在于立德樹人，培育學生的科學精神與核心素養(yǎng)，選取的知識不必難、澀、多，而應是最能體現(xiàn)化學學科邏輯和特征的知識。教材在不斷改進中為師生篩選出了這一類知識，教師在教學中應引導學生在課標知識的理解基礎上進行遷移，以拓寬知識廣度。

減輕學生的負擔不能依靠降要求、刪內(nèi)容，而是應在教學中合理安排選取內(nèi)容的教學順序，在考慮學科邏輯順序的同時，注重學生從感知到理解、從已知到未知、從孤立到綜合的認知順序，這樣才能在一定程度上減輕學生的認知負荷。

（二）改進教學方式，發(fā)展合作與批判精神

高中階段學生的社會性不斷發(fā)展，朋輩對其成長的影響愈發(fā)明顯。新教材利用了這一心理發(fā)展特征，設計中增加了許多合作與討論欄目，在幫助學生又快又好地掌握知識的同時，也有助于學生合作精神這一必備品格的培養(yǎng)。每一個學生都是獨特的個體，教師在教學中應當注重合作交流環(huán)節(jié)，肯定學生不同的想法。

新教材有更多讓學生獨立思考的問題，不像以“甲種本”為代表的舊教材那樣直接呈現(xiàn)。教師在教學中也應當給予學生充分的思考空間和自主建構(gòu)知識的機會，可根據(jù)具體教學情境，引導學生自主設計實驗、基于證據(jù)推理解釋概念的意義等。

（三）習題多樣化分層呈現(xiàn)

新課改呼吁“教、學、評一體化”，學習評價的功能和目的不再是單純的甄別和選拔，而是診斷、引導學生的發(fā)展。習題作為評價的重要部分應當注意以下幾點：（1）習題內(nèi)容的選取應注意學科邏輯順序與認知發(fā)展順序結(jié)合，重視對學生發(fā)展情況的診斷，而不是一味繁、難、偏，將習題當作篩選的工具;（2）習題診斷目標要從理論知識的掌握中走出去，兼顧實驗技能、科學方法、信息素養(yǎng)等方面，將習題建立在生產(chǎn)生活的真實情境中，適當加大習題解答的開放度;（3）習題分層次呈現(xiàn)，隨著學習的深入，習題中包含的知識點應當從簡單到復雜，從單一到綜合，從具體到抽象，符合學生的認知發(fā)展順序，同時注意不同學生的學習心理發(fā)展狀態(tài)，可為不同認知和心理發(fā)展層次的學生安排不同的試題，例如，“物質(zhì)的量”單元中可為抽象邏輯思維發(fā)展較為迅速的學生更早安排多個物理量的換算，以及具體反應情境下的應用等。

（四）改進實驗教學，貫徹科學精神

選取化學發(fā)展史上的經(jīng)典實驗，有利于學生了解學科的邏輯順序，化學學科基本技能（如容量瓶的使用）的實驗則有利于學生了解學科特征。教材中編入的實驗都是代表學科邏輯和特征的實驗，教師應當保質(zhì)保量地讓學生親自完成課標要求的學生實驗。

實驗教學中可增加學生的主動性，鼓勵學生根據(jù)實驗目的自主設計實驗，解釋實驗現(xiàn)象和誤差。教材變革中實驗的編排，從規(guī)定步驟到完型填空、思考討論題，體現(xiàn)了鼓勵學生主動學習的趨勢，教師也應當注意順應這一趨勢。

實驗教學中教師除了對實驗操作步驟進行說明外，還要培養(yǎng)學生的科學素養(yǎng)、科學精神。例如，引導學生注意有效數(shù)字，培養(yǎng)嚴謹求實的科學態(tài)度，鼓勵學生探查實驗中的異?，F(xiàn)象，發(fā)展實事求是的科學精神。

[參 考 文 獻]

[1]陳琦，劉儒德.當代教育心理學[M].2版.北京：北京師范大學出版社，2007：181.

[2]王后雄.中學化學教材的宏觀結(jié)構(gòu)與微觀結(jié)構(gòu)[J].中學化學教學參考，2003（11）：35-36.

[3]《教育學原理》編寫組.教育學原理[M].北京：高等教育出版社，2019：238-239.

（責任編輯：趙曉梅）