劉大同
(人民教育出版社教學資源研發(fā)部 北京 100081)
化學在其自身發(fā)展所展現(xiàn)的角色中,表現(xiàn)出廣泛地同各個領域的其他學科密切聯(lián)系,緊密地同人類、自然和社會相互依存等特征。面對高度技術化的社會,提高自我保護意識、延年益壽、保護人類賴以生存的環(huán)境,培養(yǎng)公民必不可少的化學素養(yǎng)是極其必要的。但學生的職業(yè)取向、興趣愛好、發(fā)展方向不同,基礎教育階段化學的教學內容和要求也應該有所差別。比如,文科傾向的學生將來不會去從事化學學科或與它密切聯(lián)系的其他學科的研究,他們的化學學習與理科傾向的學生化學學習的深廣度、側重點都應該有所區(qū)別。但具體應該怎樣區(qū)別,卻很值得研究。新加坡在這方面有比較長時間的探索與實踐,本文通過分析對比新加坡的文理科化學教材,并結合我國情況做出一些思考。
新加坡的化學教材分為 Cambridge A-level和Cambridge O-level兩類,前者是供理科學生學習的,后者則是供文科學生學習的。新加坡文、理科教材之間的差異是較明顯的,表現(xiàn)在體系編排、知識點的深廣度以及敘述方式上。
這兩本教材前半部分都為理論知識,后半部分為元素化合物知識,本文先對它們的理論知識部分作比較。
表1 理論知識部分的框架
章序數 A-Level O-Level九 電離平衡 金屬十 反應動力學 元素周期表十一 元素周期表 電分析十二 化學能量十三 反應速率十四 可逆反應
從上表可以清楚地看到它們知識點不完全相同且編排順序也不同,例如,O-level中的第二章——物質提純、第八章——化學分析,這些與生產生活相聯(lián)系的知識點在A-level中沒有。A-level在知識點的編排上將原子結構放在了第一章,而O-level的第四章才是原子結構第一章為固體、液體和氣體,第二章為物質提純,第三章為元素、混合物和化合物。前兩章的知識是一般人都了解的,是既可歸為物理學科又可歸為化學學科的基礎性知識,在這之后才開始講到元素、原子結構等較抽象、較難學的內容。可見O-level在理論知識的編排上是一個由淺入深的過程,較多地考慮到學生的認識順序和心理發(fā)展順序。而A-level卻將原子結構放在了第一章,固體、液體和氣體放在了第五章,這是按照從微觀到宏觀的順序編排的,較多地考慮到知識間的邏輯順序。
此外,它們在知識點的深廣度上也存在差異。例如,O-level中的第十三章是反應速率,而此內容在A-level中只是第十章反應動力學中的一節(jié)。O-level中的第十四章可逆反應只是A-level中第八章化學平衡中的一節(jié)。以下為A-level中的具體節(jié)標題:
第十章 反應動力學
1.反應速率
2.速率方程
3.反應機理
4.催化劑
第八章 化學平衡
1.可逆反應
2.動力學平衡
3.常數 KC
4.常數 KP
5.各類化學平衡
6.影響 KC和 KP的因素
7.平衡混合物的組成
8.工業(yè)上的平衡反應
以上是廣度上的差異,下面再來看看它們在知識點深度上的差異,如將它們有關共價鍵的內容進行對比:
A-level先講什么是共價鍵,共價鍵的形成,由此再去分析一些具體物質分子中共價鍵的形成情況。而O-level則從具體的物質分子開始分析,然后再開始提出共價鍵這個概念。這就是它們各自的特點,一個先提出理論,再用具體的物質加以說明;另一個則注重實際,從具體物質來推出理論。A-level在講解中涉及軌道重疊的理論,而O-level只用簡單的8電子穩(wěn)定結構來說明。這就是它們在深度上的差異。
表2 元素化合物知識的框架
在編排上兩本教材都是先無機化合物后有機化合物,且有機化合物都是按照官能團來分類講解的。A-level中的無機化合物基本上是分族講解的,章標題大多是以族來命名的。而O-level則是取出族中與生產生活關系最密切的元素來講解。下面我們來看看它們是如何來介紹氮元素的:
A-level內容提綱:
氮的一般性質
· 氮原子的電子軌道
· 一種典型的非金屬
· 成鍵情況
氮族元素
· 其余的第五主族元素能形成5個共價鍵,如:PCl5,而氮不能,因外層無d軌道
· 大多數氮存在于空氣中,氮氣占空氣體積的79%
· 氮氣的分子結構
· 分離液態(tài)空氣制氮氣
· 氮氣不活潑,因為分子中存在氮氮三鍵
· 氮氣的一些反應:氮氣與氫氣反應生成氨;
雷雨天硝酸的生成;汽車發(fā)動機中氮氣與氧氣
的反應;植物固氮
氨
· 氨的工業(yè)生產:反應原理、反應條件(250atm,450攝氏度,鐵容器氮氣與氫氣的摩爾比為1∶3)、解釋為何要上述條件
· 實驗室制氨:反應原理、注意條件
· 氨的性質:極性分子、分子構型、在氣態(tài)或液態(tài)
氨中有氫鍵、銨離子的構型
· 氨的用途:工業(yè)制硝酸
氮肥
氮的氧化物的污染
· NO、NO2的污染
· 污染的防治
O-level內容提綱:
氮氣
· 氮的存在
· 氮氣的分子結構· 氮氣的物理性質
氮與氧的反應
· 氮氣與氧反應生成NO
· NO繼續(xù)與氧反應生成NO2
氨
· 氨的工業(yè)制法—哈伯反應
· 氨的實驗室制法
· 氨的主要成分
硝酸
· 硝酸的制法
· 硝酸的主要成分
植物營養(yǎng)
· 什么是植物營養(yǎng)
· 自然界中的氮循環(huán)
化肥
· 化肥中所含主要元素
· 氮肥
從以上內容提綱可知,A-level是從氮的原子結構推導出氮的性質,強調的是一種科學的方法;而O-level則是直接講解性質,再通過性質來說明其在生產生活中的應用,強調與生產生活實際的聯(lián)系。同時,O-level在文字講述時配以生動活潑的圖片,這些圖片幫助學生理解,使文字表達的難度下降,并激發(fā)學生的學習興趣,應該說是比較適合文科學生的;A-level強調文字敘述的科學性,對學生的要求比較高,則比較適合理科學生。
綜上所述,新加坡文理科化學教材是有明顯區(qū)別的:體系編排上,文科教材優(yōu)先考慮學生的認識順序和心理發(fā)展順序,理科教材則優(yōu)先考慮知識的邏輯順序;在知識點的深廣度上,文科教材是淺而廣,理科教材則是系統(tǒng)且深入;在敘述方式上,文科教材多從具體物質和實際應用切入,圖文并茂,語言生動;理科教材則多從結構推導性質,平鋪直敘,嚴肅嚴謹。
20世紀90年代以前,我國的化學教材是統(tǒng)一的,沒有文理科之分。此后,“在基礎教育階段,讓不同的學生學不同的化學”被提上議事日程,越來越受關注,并成為21世紀我國課程改革的重要目標之一。
我國比較有代表性的文理科化學教材有兩種,其一為人教社20世紀90年代末編寫出版,全國統(tǒng)一使用。該教材一共四本,分別為必修本第一冊(適用于高一年級全體學生);必修本第二冊(Ⅰ)適用于高二文科學生)和必修本第二冊(Ⅱ)(適用于高二理科學生);選修本第三冊(適用于高三理科學生)。
其二為21世紀初出版的普通高中課程標準實驗教科書(化學)。該教材一套8本,對應于2個必修模塊(化學1、化學2)和6個選修模塊(化學反應原理、有機化學基礎、物質結構與性質、化學與生活、實驗化學、化學與技術)。一般認為,必修模塊是文理科學生都要學的,選修模塊中的前三個是理科化學,后三個是文科化學。
與新加坡的文理科化學教材比較,我國的這兩套教材都是分段的,必修階段,兩者沒有區(qū)別,選修階段,兩者不同。
從實施效果看,目前全國絕大多數學生使用普通高中課程標準實驗教科書(化學)。文科生基本只學必修模塊(化學 1、化學 2),學“化學與生活”的不多、學“實驗化學”很少,學“化學與技術”的幾乎沒有。
結合新加坡文理科化學教材的對比及我國文理科化學教材的變遷,我們得到以下幾點啟示:
新加坡高中文理科化學教材是整體切分的。在學科內容的選取和組織上有利于整體設計,理科教材更關注學科知識的邏輯順序,而文科教材更關注學生的認知順序。中國的高中文理科化學教材是分段設計的。這有利于保證高中生獲得統(tǒng)一的化學知識基礎,但似乎不利于根據學生的個性開展教學。
這點在新加坡和中國的文理科教材中都有明顯的體現(xiàn)。具體來說,文理科教材應該在知識體系、內容深廣度、表達和呈現(xiàn)方式上均有區(qū)別。新加坡的文理科教材體系差別較大,理科教材是以較深的理論為主體框架,而文科教材則較多偏重于與生產、生活相聯(lián)系的方面,并且在內容的安排順序上也存在著較大的差別。即使同樣的內容,由于文科生只需要了解,知道是什么,而理科生則需要知其然又要知其所以然,因此在深廣度上也是不同的,這樣才能適應學習者的需要。
新加坡的文理科教材的敘述方式是完全不同的。理科教材基本上是以平鋪直敘的方式講解抽象內容,在講解較難理解的內容時才配有少量的插圖,且插圖一般也是以結構圖、示意圖為主;文科教材的敘述方式就生動活潑多了,使讀者閱讀起來輕松易懂,并且書中還配有了大量的插圖,這些插圖大部分是實物圖,具體直觀,幫助學生理解所學的內容。
教育公平的重要表現(xiàn)之一是讓學生的個性得到充分的尊重。推進教育公平,從形式上到實質上實現(xiàn)“讓不同的學生學習適合其需要的不同教材”,任重而道遠。
[1] JGR Briggs.Chemistry for A-level Guides (3rd Edition)[M].Singapore City:Addison Wesley Longman Singapore Pte Ltd 1995
[2] JGR Briggs.Chemistry for O-level (3rd Edition) [M].Singapore City:Addison Wesley Longman Singapore Pte Ltd 1995
[3] 梁志國,郭玉英.英國GCE物理A水平考試簡介[J].學科教育,2002,(l):45-49