任飛 魏夢(mèng)雪

摘? 要 以美國(guó)高中主流化學(xué)教材Chemistry： Concepts and Appli-cation第14章“酸、堿和pH值”章節(jié)和我國(guó)人教版初、高中化學(xué)教材（2019）相關(guān)內(nèi)容為比較研究對(duì)象，從章節(jié)設(shè)置、欄目設(shè)置、圖表設(shè)置、內(nèi)容體系設(shè)置四個(gè)方面進(jìn)行對(duì)比分析，探索兩國(guó)在教材編寫上的差異，發(fā)現(xiàn)可供借鑒和學(xué)習(xí)的地方，以便拓寬教師教學(xué)設(shè)計(jì)思路。

關(guān)鍵詞 高中化學(xué)；中美化學(xué)教材；酸、堿和pH值；核心素養(yǎng)

中圖分類號(hào)：G633.8? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

文章編號(hào)：1671-489X（2021）13-0133-04

0? 引言

教材是依據(jù)課程標(biāo)準(zhǔn)編制的、系統(tǒng)反映學(xué)科內(nèi)容的教學(xué)用書，是課程標(biāo)準(zhǔn)的具體化。教材的編輯要妥善處理思想性與科學(xué)性、觀點(diǎn)與材料、理論與實(shí)際、知識(shí)和技能的廣度與深度、基礎(chǔ)知識(shí)與當(dāng)代科學(xué)新成就等的關(guān)系[1]。新課標(biāo)課程結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)需在對(duì)基礎(chǔ)教育階段化學(xué)課程的國(guó)際比較研究及國(guó)內(nèi)課程實(shí)施經(jīng)驗(yàn)和問題的調(diào)研基礎(chǔ)上，借鑒國(guó)內(nèi)外課程研究成果，優(yōu)化設(shè)計(jì)課程組織形式[2]。酸和堿這一知識(shí)內(nèi)容對(duì)幫助學(xué)生從化學(xué)的角度認(rèn)識(shí)和理解人與自然的關(guān)系，形成科學(xué)的物質(zhì)觀和合理利用物質(zhì)的意識(shí)有重大意義[3]。因此，本文選取美國(guó)高中主流化學(xué)教材Chemis-try： Concepts and Application（《化學(xué)：概念與應(yīng)用》[4]，王祖浩等譯）第14章“酸、堿和pH值”章節(jié)的內(nèi)容，同我國(guó)人教版化學(xué)教材（2019）中的相應(yīng)內(nèi)容進(jìn)行對(duì)比研究，以期滿足我國(guó)課程實(shí)施的現(xiàn)實(shí)需要。

1? 中美化學(xué)教材“酸、堿和pH值”對(duì)比分析

1.1? 章節(jié)設(shè)置的對(duì)比

表1是中美化學(xué)教材“酸、堿和pH值”章節(jié)對(duì)比結(jié)果。由表1可知，我國(guó)教材將“酸、堿和pH值”較淺顯的處于認(rèn)知階段的知識(shí)集中在初中講授，高中沒有采取集中式深入講解，而是將此部分知識(shí)點(diǎn)分散在必修和選修各章節(jié)，且必修與選修的知識(shí)編排難度呈螺旋式上升，符合學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律；美國(guó)教材則采用集中式教學(xué)講解，將所有涉及酸堿的知識(shí)點(diǎn)都劃到第14、15章（酸堿反應(yīng)），便于學(xué)生自主歸納總結(jié)，系統(tǒng)梳理知識(shí)。

1.2? 欄目設(shè)置的對(duì)比

教材的欄目設(shè)置作為教科書編寫理念的一個(gè)主要體現(xiàn)，其內(nèi)容和形式不僅體現(xiàn)編者更深層次的課程觀、教學(xué)觀和教育理念，而且是實(shí)現(xiàn)課程目標(biāo)的重要載體[5]。中美化學(xué)教材欄目類型豐富多樣，可分為五大類，分別是引導(dǎo)類、習(xí)題類、實(shí)驗(yàn)類、知識(shí)歸納類以及閱讀拓展類，如表2所示。中美教材在各類型欄目中設(shè)置的小欄目數(shù)量差別不大，都比較重視欄目設(shè)置對(duì)教學(xué)所起的作用。

1.2.1? 引導(dǎo)類欄目的對(duì)比? 人教版教材引導(dǎo)類欄目中設(shè)置了“方法導(dǎo)引”“思考與討論”。在講授“水的電離和溶液的pH”時(shí)設(shè)置了方法導(dǎo)引——定性分析與定量分析，呈現(xiàn)了化學(xué)學(xué)習(xí)中研究物質(zhì)的常用分析方法，體現(xiàn)了教材的功能性。而“思考與討論”通過設(shè)置一系列并列式或遞進(jìn)式問題引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行思考，使學(xué)生對(duì)有關(guān)問題的知識(shí)認(rèn)識(shí)更深刻。如“物質(zhì)的轉(zhuǎn)化”中設(shè)置了“思考與討論”這一欄目，以酸堿鹽主要的化學(xué)性質(zhì)有哪些設(shè)問，讓學(xué)生通過回顧初中化學(xué)知識(shí)，自己歸納出酸（或堿）具有相似的化學(xué)性質(zhì)的原因，從而主動(dòng)將新舊知識(shí)銜接起來并進(jìn)一步深化。

美國(guó)版教材引導(dǎo)類欄目在數(shù)量上較多，在第14章的章節(jié)封面上的“內(nèi)容提要”以本章羅列的小節(jié)題目及“吃它或用它”開門見山，讓學(xué)生迅速了解本章主要學(xué)習(xí)內(nèi)容并對(duì)這章內(nèi)容產(chǎn)生強(qiáng)烈的學(xué)習(xí)興趣；課前活動(dòng)中的“知識(shí)回顧”告訴學(xué)生學(xué)習(xí)本章需要復(fù)習(xí)的舊知識(shí)；“閱讀提示”則是對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)新內(nèi)容做了簡(jiǎn)單的規(guī)范；每一節(jié)的“本節(jié)預(yù)覽”讓學(xué)生明確本節(jié)的學(xué)習(xí)目標(biāo)，點(diǎn)出需要回顧的知識(shí)，并且列出本節(jié)的關(guān)鍵術(shù)語，從每個(gè)細(xì)節(jié)去引導(dǎo)學(xué)生如何去學(xué)習(xí)新內(nèi)容，設(shè)置思路清晰。

1.2.2? 習(xí)題類欄目的對(duì)比? 人教版教材的習(xí)題設(shè)置分為“練習(xí)與應(yīng)用”“復(fù)習(xí)與提高”。“練習(xí)與應(yīng)用”針對(duì)的是每一節(jié)知識(shí)掌握程度的自查，題目類型設(shè)置有填空、選擇和問答，且涵蓋本節(jié)的要點(diǎn)，題量適中，總體難度適中，便于學(xué)生鞏固基礎(chǔ)知識(shí)，但也會(huì)注重考查學(xué)生的綜合能力，一般這類題的位置位于習(xí)題的最后。如“硫及其化合物”中的“練習(xí)與應(yīng)用”的第8題以硫元素在自然界的循環(huán)圖來設(shè)問“人類活動(dòng)對(duì)硫的循環(huán)有什么影響”，以此培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)精神與社會(huì)責(zé)任的核心素養(yǎng)，讓學(xué)生逐步具備可持續(xù)發(fā)展意識(shí)和綠色化學(xué)觀念。“復(fù)習(xí)與提高”則是對(duì)每一章知識(shí)點(diǎn)的考查，題型與前者相同，題量在10道左右，主要是基礎(chǔ)題，最后一道往往難度較大，通常以圖表形式呈現(xiàn)，在考查基礎(chǔ)知識(shí)掌握程度的同時(shí)考查讀圖表的能力。

美國(guó)版教材的習(xí)題設(shè)置分為“章節(jié)復(fù)習(xí)”“章末復(fù)習(xí)”和“標(biāo)準(zhǔn)化測(cè)試”?！罢鹿?jié)復(fù)習(xí)”，本節(jié)復(fù)習(xí)中的題型均為問答題，題型單一，但教材從理解概念、理解思維和化學(xué)應(yīng)用三個(gè)層次設(shè)置習(xí)題，其中的化學(xué)應(yīng)用屬于化學(xué)目標(biāo)層次中的最高層次，即應(yīng)用水平，對(duì)學(xué)生要求能力很高。在“章末復(fù)習(xí)”中又從理解概念、應(yīng)用概念、理解思維、復(fù)習(xí)回顧、技能訓(xùn)練、科技寫作和解決問題多方面多角度去了解學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，題型有選擇和問答兩種類型。在第14章有51道章末復(fù)習(xí)題，題量比人教版教材多，題目?jī)?nèi)容設(shè)置層次感也比人教版教材強(qiáng)。在章末復(fù)習(xí)題之后又設(shè)置“標(biāo)準(zhǔn)化測(cè)試”，第14章的這一習(xí)題欄目題型均為選擇題，難度不高，考查的都是基礎(chǔ)的知識(shí)點(diǎn)，如酸堿的定義、簡(jiǎn)單的pH計(jì)算。

1.2.3? 實(shí)驗(yàn)類欄目的對(duì)比? 化學(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的自然科學(xué)，實(shí)驗(yàn)的設(shè)置可以幫助學(xué)生更加深刻地理解知識(shí)，明白原理，如表３所示。從數(shù)量上看，人教版教材設(shè)置的各類實(shí)驗(yàn)較多，既能鍛煉學(xué)生的動(dòng)手能力，也能培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力。實(shí)驗(yàn)設(shè)置有難度梯度：“實(shí)驗(yàn)X-X”側(cè)重基礎(chǔ)知識(shí)的學(xué)習(xí)；“探究”“課外實(shí)驗(yàn)”“調(diào)查與研究”“研究與實(shí)踐”則側(cè)重知識(shí)的應(yīng)用，與生活密切聯(lián)系；而“實(shí)驗(yàn)活動(dòng)”則明晰實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、?shí)驗(yàn)用品、實(shí)驗(yàn)步驟和實(shí)驗(yàn)反思，是比較翔實(shí)的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，可以使學(xué)生更好地梳理本章酸堿及pH的知識(shí)，并樹立科學(xué)探究的規(guī)范意識(shí)。美國(guó)教材的實(shí)驗(yàn)設(shè)置則更偏向于生活，幫助學(xué)生從生活中學(xué)習(xí)化學(xué)、理解化學(xué)、應(yīng)用化學(xué)，實(shí)驗(yàn)研究目標(biāo)的定位、研究方法的運(yùn)用以及實(shí)驗(yàn)結(jié)果的表達(dá)均有很大的靈活性，這有利于學(xué)生在開放的學(xué)習(xí)過程中發(fā)揮自己的個(gè)性特長(zhǎng)和才能[6]。

1.2.4? 知識(shí)歸納類欄目的對(duì)比? 人教版初中教材在每節(jié)都會(huì)有知識(shí)歸納：“學(xué)完本課題你應(yīng)該知道”，及時(shí)幫助學(xué)生查漏補(bǔ)缺，打牢基礎(chǔ)；“單元小結(jié)”以敘述和填空形式幫助學(xué)生梳理、整合知識(shí)。在高中階段則是以“整理與提升”為引導(dǎo)，幫助學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)進(jìn)行概括歸納，形式與初中的“單元小結(jié)”一樣。美國(guó)版教材在每節(jié)末沒有知識(shí)歸納，而是以問答復(fù)習(xí)題的形式小結(jié)，在章末會(huì)以“知識(shí)概要”進(jìn)行敘述式總結(jié)。

1.2.5? 閱讀拓展類欄目的對(duì)比? 化學(xué)是重要的基礎(chǔ)學(xué)科，在與物理學(xué)、生物學(xué)、地理學(xué)、天文學(xué)等學(xué)科的相互滲透中得到迅速發(fā)展，也推動(dòng)了其他學(xué)科和技術(shù)的發(fā)展。中美教材都設(shè)置了學(xué)科交叉滲透的內(nèi)容，但美版教材介紹的篇幅更長(zhǎng)些，更加注重學(xué)科的融合。兩版教材都介紹了與化學(xué)有關(guān)的職業(yè)，這樣既可以提高學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣，又可以讓學(xué)生對(duì)某個(gè)職業(yè)有更清晰的認(rèn)識(shí)，幫助學(xué)生進(jìn)行未來的職業(yè)規(guī)劃。美版教材中以采訪的形式介紹了某位化妝品藥劑師，形式較新穎獨(dú)特。中美兩版教材都體現(xiàn)了STS教育理念，符合未來發(fā)展需要。

1.3? 圖表設(shè)置的對(duì)比

人教版教材的圖表設(shè)置數(shù)量較美國(guó)教材少些，如圖1所示，除了必不可少的知識(shí)所需的圖片外，書中的精美圖片數(shù)量并不多；而美國(guó)教材圖文并茂，使用大量圖片，色彩沖擊力強(qiáng)，能夠增強(qiáng)學(xué)生閱讀興趣，同時(shí)為學(xué)生提供足夠的感性材料。

1.4? 內(nèi)容體系的設(shè)置

人教版教材在編寫“酸、堿和pH值”這方面的知識(shí)內(nèi)容時(shí)，將知識(shí)系統(tǒng)地呈現(xiàn)在初中教材中，沒有明確酸、堿定義，只是讓學(xué)生在頭腦中形成酸、堿和pH值的初步認(rèn)識(shí)，掌握常見的酸堿性質(zhì)即可。高中沒有將酸和堿獨(dú)立成章，而是在必修1“物質(zhì)的分類”中重新從微觀角度回顧了酸（或堿）具有相似化學(xué)性質(zhì)的原因，接著在“電解質(zhì)的電離”中從電離的角度認(rèn)識(shí)酸的本質(zhì)，定義了酸。在必修2“硫及其化合物”中介紹了硫酸的性質(zhì)和工業(yè)制備，“氮及其化合物”中介紹了硝酸的性質(zhì)和制備、酸雨及防治，這些都是對(duì)初中酸堿知識(shí)的補(bǔ)充和拓展。綜上，均為選修1“化學(xué)反應(yīng)原理”中學(xué)習(xí)更為復(fù)雜的知識(shí)做了鋪墊，而階梯式的內(nèi)容編排形式則更易于學(xué)生接受和理解[7]。選修1中以鹽酸和醋酸為實(shí)驗(yàn)對(duì)象，引出強(qiáng)弱電解質(zhì)的概念，接著又以CH3COOH為弱酸代表，以NH3·H2O為弱堿代表，介紹弱電解質(zhì)的電離平衡、電離平衡常數(shù)的計(jì)算。此外，通過回顧初中所學(xué)知識(shí)，引入pH與c（H+）的關(guān)系，進(jìn)一步豐富學(xué)生的認(rèn)知。

美國(guó)版教材首先從宏觀和微觀兩個(gè)層面來學(xué)習(xí)酸和堿，并給出酸堿最簡(jiǎn)單的定義：酸（堿）是一種在水中溶解時(shí)能產(chǎn)生H+（OH-）的物質(zhì)，但沒有人教版教材給出的定義嚴(yán)謹(jǐn)，即：電離時(shí)生成的陽（陰）離子全部是氫離子（氫氧根）的化合物叫作酸（堿）。美國(guó)版教材還引入酸性氫、酐的定義，這是人教版沒有提到的知識(shí)點(diǎn)。酸溶解于水生成H3O+的過程的化學(xué)方程式若簡(jiǎn)寫，則成為人教版教材中酸的電離方程式的書寫。在解釋水傳遞H+給堿的原因時(shí)，以氨為例，提到孤對(duì)電子，較人教版講解更有深度，而這一概念在人教版選修2中才有。另外，美國(guó)版教材中講到“pH是水合氫離子濃度的負(fù)對(duì)數(shù)”，而人教版選修1中為了表示簡(jiǎn)便，提到“pH是c（H+）的負(fù)對(duì)數(shù)”。

2? 結(jié)論與建議

美國(guó)高中主流化學(xué)教材Chemistry： Concepts and Applica-

tion很明顯的一個(gè)特點(diǎn)是在內(nèi)容上體現(xiàn)了科學(xué)技術(shù)與社會(huì)的有機(jī)融合，并且將其與“酸、堿和pH值”章節(jié)知識(shí)的學(xué)習(xí)、能力的培養(yǎng)有機(jī)地融合在一起；而我國(guó)人教版化學(xué)教材（2019）在編制同樣的知識(shí)內(nèi)容時(shí)，將STS教育理念貫穿閱讀拓展類欄目，在正文知識(shí)體系中較少聯(lián)系日常生活，相較于前者，可讀性和趣味性要稍弱些，但在實(shí)驗(yàn)方面更注重基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)的操作，實(shí)驗(yàn)步驟也體現(xiàn)了科學(xué)性和嚴(yán)謹(jǐn)性。在今后的教學(xué)實(shí)踐中，教師可以通過美國(guó)版教材提供的豐富多彩的素材迸發(fā)出教學(xué)設(shè)計(jì)靈感，踐行耳目一新的值得借鑒的教學(xué)理念，以充分體現(xiàn)化學(xué)學(xué)科教育的現(xiàn)實(shí)價(jià)值。本文從習(xí)題、實(shí)驗(yàn)和內(nèi)容講授方面具體提出以下幾點(diǎn)教學(xué)建議。

2.1? 習(xí)題方面

很多教師在遇到諸如人教版選修1第68頁的第6題“測(cè)量家中一些物品（可自行增減、更換）的pH，并計(jì)算其c（H+），填入下表”這類開放性習(xí)題時(shí)，往往不加以重視，那么也就失去了教材設(shè)置此類題的意義。教材的創(chuàng)新性習(xí)題的設(shè)置以及教師對(duì)教材習(xí)題的重視是學(xué)生通過習(xí)題發(fā)展化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的關(guān)鍵。在充分利用人教版教材編寫的新穎習(xí)題的基礎(chǔ)上，教師可以將美國(guó)教材中習(xí)題設(shè)置的多維度理念應(yīng)用于教學(xué)設(shè)問中，也可以從人教版教材設(shè)置的閱讀類欄目中提取關(guān)鍵信息進(jìn)行有關(guān)本課時(shí)內(nèi)容的設(shè)問。如在閱讀人教版選修1第65頁的“科學(xué)·技術(shù)·社會(huì)”欄目后，可以向?qū)W生提問：“乳酸的產(chǎn)生對(duì)血液中的酸堿平衡有何影響？”實(shí)現(xiàn)知識(shí)的有效轉(zhuǎn)化。

2.2? 實(shí)驗(yàn)方面

教師在講授完人教版初中課題1“常見的酸和堿”后，可以采用家庭迷你實(shí)驗(yàn)的方式讓學(xué)生自主預(yù)習(xí)下一課題的內(nèi)容，將美國(guó)教材“酸、堿和pH值”章節(jié)中的“迷你實(shí)驗(yàn)2：抗酸劑”交由學(xué)生課下獨(dú)立完成，一方面提高學(xué)生的動(dòng)手操作能力、思考探究能力，另一方面讓學(xué)生感受到化學(xué)在生活中的重要性，領(lǐng)略知識(shí)應(yīng)用于實(shí)踐的成就感。學(xué)生在鞏固酸與碳酸鹽反應(yīng)的知識(shí)點(diǎn)的同時(shí)，學(xué)習(xí)如何根據(jù)指示劑顏色的變化判斷pH大小，從而判斷幾種常見的治療胃灼燒的抗酸劑與白醋反應(yīng)后溶液的堿性強(qiáng)弱，達(dá)到溫故知新、融會(huì)貫通的目的。

2.3? 內(nèi)容方面

在學(xué)生剛接觸酸和堿的概念時(shí)，人教版初中教材是以“‘酸‘堿的由來”介紹化學(xué)史和生活中常見的酸和堿為導(dǎo)入的。教師可以結(jié)合美國(guó)教材“酸堿在味覺和觸覺的差異”這一切入點(diǎn)，從不同角度讓學(xué)生對(duì)酸和堿有更直觀的認(rèn)識(shí)。我國(guó)初中是從物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)來認(rèn)識(shí)酸和堿，高中從微觀角度重新定義酸和堿，但仍沒有美國(guó)教材解釋得透徹。在高中選修部分，教師可以引入水合氫離子概念幫助學(xué)生從酸性氫的角度學(xué)習(xí)酸和水的反應(yīng)實(shí)質(zhì)，即酸中的H+轉(zhuǎn)移到水分子中，形成帶正電的H3O+和帶負(fù)電的陰離子。同樣，可以通過解釋水將H+傳遞給堿來理解堿溶于水電離的實(shí)質(zhì)。在講述pH的相關(guān)內(nèi)容之前，教師可以從“pH等級(jí)”發(fā)明的化學(xué)史導(dǎo)入，幫助學(xué)生了解化學(xué)知識(shí)發(fā)展的歷史性，提升學(xué)生的化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)。

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