張曉丹 周 青

（陜西師范大學化學化工學院 陜西 西安 710062）

高中化學教材中前沿科技內(nèi)容編排的比較研究*
——以“合成有機高分子材料”內(nèi)容為例

張曉丹 周 青**

（陜西師范大學化學化工學院 陜西 西安 710062）

選取中、日、澳、新、美、英基礎(chǔ)教育發(fā)達的六國主流高中化學教材，對“合成有機高分子材料”的內(nèi)容和組織編排進行對比分析研究，發(fā)現(xiàn)各國教材在內(nèi)容選取比例、內(nèi)容深度、課程功能實現(xiàn)及編排方面存在較大差異，為我國高中化學教材前沿科技類內(nèi)容的編寫提供參考性建議。

高中化學教材；前沿科技；合成有機高分子化合物；六國比較

21世紀，科學技術(shù)已廣泛融入到現(xiàn)代生活各個方面。高中化學教材中前沿科技知識的滲透和編入不僅能體現(xiàn)課程綜合化與融合性的要求，更能使學生深入認識本學科甚至是交叉學科領(lǐng)先的科學技術(shù)［1］，讓學生意識到化學學習的意義和價值，認識到利用化學知識解決生活中問題的重要性，感受化學科學的實用性和創(chuàng)造性。世界各國高中化學教材均將科技前沿知識滲透到教學內(nèi)容中作為在教材內(nèi)容創(chuàng)新的重要方面，在保證內(nèi)容選擇的基礎(chǔ)性與時代性的和諧統(tǒng)一方面各有特色。合成有機高分子材料是現(xiàn)代科技硬件的重要載體，被廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥衛(wèi)生、現(xiàn)代工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)以及國防科技、航空航天、信息通訊和生物工程等各個領(lǐng)域，是化學前沿科技最具代表性成果之一，也是學生認識化學科技在社會生活中應(yīng)用最好的學習資源。本文以合成有機高分子材料為切入點，通過研究世界發(fā)達國家高中化學教材在內(nèi)容選擇、編排與呈現(xiàn)方面滲透前沿科技成果的理念與做法，以期為我國高中化學教材內(nèi)容創(chuàng)新提供啟示。

一、研究對象

研究選取了中國、日本、澳大利亞、新加坡、美國、英國六國的主流高中化學教材作為研究對象，其名稱、出版社、出版信息見表1。

表1 六國主流高中化學教材基本信息

二、內(nèi)容選取

要認識合成有機高分子材料，“合成有機高分子化合物”是其重要的基礎(chǔ)。我們從“合成有機高分子化合物”內(nèi)容入手研究。

1．選取比例

“合成有機高分子化合物”包含“合成有機高分子化合物基礎(chǔ)”（以下簡稱“合成基礎(chǔ)”，主要包含單體、聚合反應(yīng)、高分子化合物的結(jié)構(gòu)與合成高分子化合物的合成技術(shù)等內(nèi)容）、“合成高分子材料”（主要包含各類合成高分子材料的性質(zhì)、結(jié)構(gòu)、合成、用途、分類及處理等內(nèi)容）、“功能高分子材料”和“復(fù)合材料”四部分內(nèi)容。用該四部分內(nèi)容的知識點數(shù)目除以“合成有機高分子化合物”總知識點數(shù)目，所得百分比來表示各部分內(nèi)容選取的比例。六國高中化學教材中四部分內(nèi)容占“合成有機高分子化合物”的比例見圖1（左側(cè)餅形圖）。

圖1 六國高中化學教材“合成有機高分子化合物”各部分內(nèi)容選取比例

由圖1可以看出，“合成高分子材料”在六國教材中均為最主要的內(nèi)容 （比例均在60%以上）；其次是“合成基礎(chǔ)”（比例平均在20%～30%）；“功能高分子材料”各國差異較大：比例最大（11%）為中國教材，其次是日本教材（8%）、新加坡教材（5%），其他國家沒有該部分內(nèi)容；“復(fù)合材料”只有中國和澳大利亞教材涉及，比例均為2%。

“合成高分子材料”包含“塑料”“化學纖維”和“合成橡膠”三部分內(nèi)容。用同樣的方法求得圖1右側(cè)餅形圖的數(shù)據(jù)，可以看出，“塑料”在六國教材中所占比例均為最大（比例均在45%以上），其次分別為“化學纖維”和“合成橡膠”（美國和英國教材除外）。

2．內(nèi)容深度

從學習認知水平角度分析，發(fā)現(xiàn)，日本教材在“合成高分子材料”、“合成基礎(chǔ)”部分內(nèi)容最深，難度最大。

日本教材在“塑料”部分介紹的塑料種類最多，包含聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、尿素樹脂、酚醛樹脂、聚硅氧烷樹脂、聚醋酸乙烯酯、密胺樹脂和離子交換樹脂共10種；澳大利亞教材提到9種，新加坡教材5種，中國和英國教材僅為3種，美國教材最少，為2種。日本教材不僅包含的塑料種類最多，而且都深入詳細地介紹了每一種聚合物的性質(zhì)或結(jié)構(gòu)以及聚合反應(yīng)方程式和用途。澳大利亞教材雖然給出的塑料種類多，但是除了詳細介紹聚乙烯、聚氯乙烯這兩種聚合物，其他都是簡單介紹其性質(zhì)和用途。中國教材包含的塑料種類雖少，但對聚乙烯和酚醛樹脂兩種聚合物的介紹最為詳細。

在“化學纖維”部分，日本教材編入的化學纖維種類最多，包括合成纖維中的6－6尼龍、芳綸纖維、6－尼龍、滌綸、聚丙烯腈纖維、維綸，和人造纖維中的粘膠纖維、銅氨人造絲、醋酸鹽纖維共9種，并且從性質(zhì)、聚合反應(yīng)方程式、用途這幾個方面詳細地一一介紹。中國教材僅簡單提及 “六大綸”。新加坡教材給出2種，澳大利亞和美國教材僅給出1種。

在“合成橡膠”部分，日本教材提到的合成橡膠種類最多，包含丁苯橡膠、腈基丁二烯橡膠、聚氯丁二烯共3種，并詳細介紹其性質(zhì)或符號以及聚合反應(yīng)方程式或用途。中國教材僅講到順丁橡膠一種，但從特點、聚合方程式以及橡膠的硫化和用途等方面很詳細地進行了介紹。美國教材僅提到丁苯橡膠的符號。

在“合成基礎(chǔ)”部分，日本教材提到的聚合反應(yīng)方式最多，包含加聚、縮聚、開環(huán)聚合、共聚合4種，中、澳、新、美、英五國教材僅呈現(xiàn)了加聚、縮聚2種。

3．課程功能實現(xiàn)

從教材中“合成有機高分子化合物”內(nèi)容的課程功能實現(xiàn)角度分析，我們發(fā)現(xiàn)六國教材中澳、新、美、英教材更加注重對科學方法的教育：

（1）實施技術(shù)方法教育。澳大利亞教材把“合成有機高分子化合物”作為技術(shù)教育的重要內(nèi)容，占用一節(jié)的篇幅詳細介紹了7種修飾多功能高分子聚合物的手段和3種高分子材料成型技術(shù)，以及各種手段和技術(shù)的應(yīng)用［2］。澳大利亞教材中該部分內(nèi)容將高分子合成的基礎(chǔ)原理和化工生產(chǎn)結(jié)合起來，是合成理論過渡到實踐的橋梁，實現(xiàn)了合成技術(shù)的“工藝化”，是培養(yǎng)學生技術(shù)素養(yǎng)的有效內(nèi)容。

（2）滲透環(huán)保教育。新加坡和英國教材除了介紹塑料的廣泛應(yīng)用之外還選取較大量的內(nèi)容來講述其危害性，澳大利亞和美國教材詳細介紹了“分類回收法”的廢舊塑料處理方法，澳大利亞和中國教材提到了可降解高分子材料的研發(fā)，這將有利于學生了解材料的使用與環(huán)保的關(guān)系。

（3）提升實踐能力。澳大利亞和美國教材詳細列出了塑料制品的回收標識、代表的類型名稱及性質(zhì)、應(yīng)用?；厥諛俗R也是健康證，學生可以在生活中根據(jù)編號來判斷塑料的種類和質(zhì)量，從而有利于幫助學生學會鑒別化學信息的真?zhèn)魏推焚|(zhì)，養(yǎng)成獨立思考及反思的能力，培養(yǎng)學生的批判性思維，同時啟發(fā)學生學會利用分類的方法解決生活中的化學問題，引導(dǎo)學生將化學知識應(yīng)用到實踐中去，提升學生的實踐能力。

三、組織編排分析

表2列出了各國教材中涉及“合成有機高分子化合物”內(nèi)容的章節(jié)編排情況。

依據(jù)教材中章節(jié)的設(shè)置，我們發(fā)現(xiàn)其組織編排方式有2種類型：（1）獨立成章。中國和日本教材分設(shè)兩章介紹有機高分子化合物，澳大利亞和新加坡教材設(shè)置一章。日本教材按合成有機高分子化合物的分類設(shè)章，而中國教材是按學習難度于必修2和選修5分設(shè)兩章，采用螺旋式的組織編排方式。（2）獨立成節(jié)。美國和英國教材如此。

依據(jù)教材編寫所體現(xiàn)的課程觀分類，其組織編排方式有2種類型：（1）學科中心設(shè)計取向。中、美、新教材以有組織的學科知識作為教材設(shè)計的基點，按照學科結(jié)構(gòu)為中心來組織學習內(nèi)容［3］；（2）社會生活問題中心設(shè)計取向。日、澳、英教材以生活、社會問題作為教材編寫設(shè)計的基點，巧妙地將合成有機高分子化合物與生活實際聯(lián)系起來，使學生在潛移默化中學會利用所學知識原理更科學、深入地認識、利用生活中的有機高分子材料，更大限度地實現(xiàn)其教學價值。

表2 六國高中化學教材中“合成有機高分子化合物”內(nèi)容的章節(jié)編排

另外，各國教材組織編排各具特色：（1）日本和澳大利亞教材設(shè)置了章的上級標題——“研究領(lǐng)域”，使知識體系更加系統(tǒng)、清晰；（2）澳大利亞和新加坡教材的節(jié)標題設(shè)置詳細、具體，核心概念界定清晰。中國教材章下的節(jié)標題少，每個節(jié)標題包含內(nèi)容范圍過大，且節(jié)標題下的小標題很少，導(dǎo)致框架不清晰，文字閱讀量大，不利于學生進行信息提取，加之該部分知識內(nèi)容多，分類復(fù)雜，這無形之中加大了學生學習難度。

四、結(jié)論與啟示

通過對六國教材“合成有機高分子化合物”內(nèi)容分析和組織編排的比較，我們可以獲得如下結(jié)論：

“合成有機高分子材料”均已成為高中化學教材中合成有機高分子化合物的核心內(nèi)容。教材中增加合成高分子材料種類與反應(yīng)類型，可為學生廣泛認識生活中的高分子材料奠定堅實的理論基礎(chǔ)，使學生深入理解有機化學基礎(chǔ)，拓展有機合成的創(chuàng)新性思維，以化學學科思維更科學深入地認識身邊的高分子材料制品；同時，高分子材料制備技術(shù)方法的介紹對于提升即將面臨職業(yè)定向的高中生的應(yīng)用創(chuàng)造能力和技術(shù)素養(yǎng)有著重要作用；再有基于合成有機高分子化合物的介紹，滲透環(huán)保意識，有利于使教材向多維化和融合性發(fā)展。

我國高中化學教材在核心內(nèi)容的選取上同各國一致，并采取由淺入深螺旋式的組織編排方式，這些是值得肯定的，但合成高分子化合物類型單一，缺乏與生活相聯(lián)系和對科學方法的滲透這些問題值得我們深思。由此我們提出如下建議：在內(nèi)容選取方面，應(yīng)適當豐富合成高分子化合物的種類；充分發(fā)揮前沿科技類內(nèi)容所特有的教育功能，注重對技術(shù)方法、環(huán)保意識、實踐能力和批判性思維的教育，全面提升學生的應(yīng)用和創(chuàng)新能力。在組織編排上，前沿科技類內(nèi)容更適合采取社會生活問題中心設(shè)計編排，注重化學與社會生活實際的緊密聯(lián)系；對于內(nèi)容繁雜的部分建議采用細致詳細的標題設(shè)置，同時可選擇性增設(shè)“研究領(lǐng)域”等標題。

［1］王瑞政，周青，闕麗麗．化學前沿學科知識在美國化學教材中的體現(xiàn)［J］．化學教學，2009，01：58－61

［2］Jeffery，Ellett，Ellis，O’Shea．ChemistryDimensions1［M］．Austrialia：Pearson Education Austrialia．2010：190－193

［3］周青，朱鵬濤，楊輝祥．高中化學教材綜合化設(shè)計的分析與思考——以2005年版美國《化學：概念與應(yīng)用》教材為例［J］．課程·教材·教法，2008，03：92－96

1008-0546（2015）07-0057-03

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10.3969／j．issn．1008－0546．2015．07．020

*國家社會科學基金“十二五”規(guī)劃2012年度教育學重點課題“中小學理科教材國際比較研究（高中化學）”（課題批準號：AHA120008）

**通信聯(lián)系人：周青，E－mail：zhouq＠snnu．edu．cn