科学探究素养下中英教材“化学反应速率”的对比

王文博，禹小琴，李冰

科学探究是中学化学的核心教学目标之一，有益于学生科学态度的养成。科学探究是指通过提出科学且有价值的问题，运用化学方法进行实验探究的过程[1]。而化学是一门以实验为基础的学科，很多内容都需要科学探究的多种形式体现。因此，通过教材对比，寻求合适的体现方式就显得尤为重要。周青等从知识的呈现方式、栏目、习题等方面对中、德、美化学教科书中“化学反应速率”进行比较分析[2]，然而在科学探究核心素养视角下进行教材分析的研究很少。因此，本文对比英国《Edexcel A2 Chemistry》教材（下文称A2）与人教版化学选修四教材（下文称人教版）中“化学反应速率”内容，从科学探究视角下的理性认知、实验探究、社会实践等三个方面进行分析研究，旨在培养学生运用科学的思维方式认识事物，思维缜密的辩证方法分析问题、解决问题的能力，提升学生的科学探究素养。

一 中英化学教材中“化学反应速率”内容对比

（一）中英化学教材中“化学反应速率”知识框架对比

人教版中“化学反应速率”选自化学选修四“化学反应原理”，A2中“化学反应速率”选取第四章第一节“有多快”，其栏目框架见表1所示。“化学反应速率”是中英国高中生化学学习的主要内容，对学生构建化学动力学知识框架有承前启后的作用。

表1 中英化学教材中“化学反应速率”所在栏目

（二）中英教材“化学反应速率”中科学探究的数量对比

学习知识的过程，首先是掌握理论知识，进行实验探究，然后根据可行性应用于社会实践。两版本教材中学习“化学反应速率”内容在理性认知，实验探究，社会实践三方面应用的数据统计如图1所示。人教版中理性认知约占46%，比A2多21%；但是在实验探究方面，A2更胜一筹约占50%，比人教版多24%；两版本教材在社会实践方面相差不大，人教版为26%，A2教材为24%。数据表明，中英教材都重视知识在生活生产中的实际应用，但国内教材侧重知识的理论分析，而英国教材侧重从实验分析探索理论知识。

图1 科学探究在中英化学教材内容的数量比较

二 中英教材中科学探究素养对比

（一）理性认知方面的比较研究

理性认知是进行科学探究的前1提，指学生学习相应的理论知识，了解科学技术的动态，掌握化学仪器的操作和应用[3]，并对所学知识进行归纳、分析和总结等。培养理性认知能力，可保证科学探究的顺利进行。

图2 两版本教材在理性认知方面的对比

两版本教材有关理性认知方面的呈现如图2中所示。中英教材一致运用文字、案例、图片、情景等方式 引导学生掌握化学知识，加深学生对知识的理解和掌握，调动学生参与活动的积极性。由图2（a）中可知，人教版偏重理论知识的学习，知识间连接紧密，为学生进行科学探究和社会实践储备理论知识。如：在学习“影响反应速率的因素”时，将其与“有效碰撞”紧密联系，结合公式，使学生更加透彻的理解知识内涵。而A2引导学生倾向寻找应用知识的社会案例，由社会案例中进行知识的抽取和理解（图2（b）），如：从烟花燃烧的时间及高度引出化学反应速率的概念等。因此，在理性 认知方面，人教版偏重理论知识的系统学习，而A2更注重方法的应用，通过案例学习理论知识，保证科学知识取自于生活，科学理论应用于生活。

（二）实验探究方面的比较研究

实验探究是学生验证真理的过程，在新型教学中应用广泛。实验探究主要指学生善于发现和提出有探究价值的化学问题，确定探究目的，设计探究方案，正确的运用实验仪器完成实验，对现象记录与总结，与同学交流，进一步提出实验探究和改进的思路[4]。在实验探究中，学生运用化学实验学习知识，不仅调动了学生学习的积极性，还使课堂的趣味性增强，加深学生对化学的深刻理解。

实验探究在化学学习中地位突出，对激发学生学习兴趣具有重要作用。两本教材在实验探究环节的比较如表2所示。两版本都用实验探究推动教学实践的开展，重视培养学生的自主探究能力，有意提高实地探究能力与意识。实验目标的设计和变化层次也符合学生的认知水平。人教版的实验探究逻辑清楚、知识性强，主要通过图片、文字、情景等方法呈现实验，使学生直观的理解实验原理；而A2实验素材的选择广泛、生活气息浓厚、简单易懂、实验仪器多样且先进。如：色度计、电导仪、分析天平等。如果应用A2的实验代替人教版的部分实验会更有益于提高学生对常规化学实验仪器的认知，锻炼学生的实验动手能力。

表2 两版本教材在实验探究方面对比

（三）社会实践方面的比较研究

社会实践是科学探究的重要验证方式。它是指学生应用学过的化学知识，分析化学对社会进步、资源开发等方面的影响[5]。通过社会实践，学生运用所学知识与技能解决问题，在这个过程中查漏补缺，提升学生思维的灵活度。

两版本教材在社会实践方面的对比如表3所示。中英教材对于理论知识的应用都很重视，选取的社会实践素材小到日常生活，大到工业生产，贴近实际，易于理解。尽管两版本教材的案例不同，但异途同归，两版本教材都力求激发学生的知识应用实践能力，培养学生创新意识。

表3 两版本教材在社会实践方面的对比

三 总结

综上可知，人教版与A2各具特色，互有利弊。在内容方面，两者都循序渐进地探究科学问题，激发探究动力。在理性认知方面，人教版的知识内容层次分明，知识结构系统而全面；在科学探究方面，A2所涉及到的仪器先进且切近生活，更有益于深入引导学生探究和解决生活或工业上的化学问题；在社会实践方面，尽管两版本选择的素材不同，但都达到了培养学生运用所学知识解决生活问题的能力。为了更好地提高我国学生的科学探究素养，我国教材在化学反应速率内容中可引入先进的科技手段和科学仪器，使课堂现代化与科技化，同时，引入生活中的化学案例，有效地使学生体会化学与生活的密切关系，着重提高学生在生活大情景中运用化学知识造福人类的意识，促进培养学生良好的科学探究品质。