中美高中化学教材关于“烃及其衍生物”的比较研究

张诗涵　张晓凤　苏榕凤

［摘 要］文章以我国人教版高中化学教材和美国高中主流教材《化学：概念与应用》为研究对象，对有机化学专题中的“烃及其衍生物”模块，从编排方式、内容选取、栏目设置、习题设置等方面进行对比分析，得出中美两国教材在内容和结构上的差异与共性，并提出一些教学建议。

［关键词］中美两国；高中化学教材；烃及其衍生物；比较研究

［中图分类号］ G633.8 ［文献标识码］  A ［文章编号］ 1674-6058（2023）26-0059-04

教材是学生学习的主要材料，也是教师开展教学活动的重要素材。化学教材是化学课程的物化形态与文本素材，是实现课程目标，培养学生化学学科核心素养的重要载体［1］。然而，有学者调查发现，教材内容也是造成学生学习困难的客观因素之一。美国作为发达国家，其基础教育水平在世界上处于领先地位，因此，本文选取了人教版高中化学教材必修第二册和选择性必修3《有机化学基础》与美国主流教材《化学：概念与应用》（Chemistry： Concepts and Applications）［3］中“烃及其衍生物”的相关内容进行对比分析，并就如何利用好教材资源提出了一些教学意见。不同版本的教材在内容编排和呈现方式等方面各有优点，教师在备课时可相互借鉴，以便更好地开展教学活动。

一、研究对象

本文选取中美两国具有代表性的高中化学教材作为研究对象，其基本信息详见表 1。

二、中美两国高中化学教材的对比研究

（一）编排方式的对比

1. 编排顺序的比较

在教材的整体编排上，中美两国教材对知识的处理方式是相似的，都是按照饱和烃、不饱和烃、取代烃的顺序逐步深入地介绍有机化合物的结构、命名、组成、性质和用途。不同之处在于，美国教材采用直线式的编排方式，由简单到复杂，先依次介绍饱和烃、不饱和烃、同分异构体等概念，再介绍有机物的来源与用途，更注重知识之间的逻辑性和关联性，方便学生对知识形成整体性的认知。中国教材采用螺旋式的编排方式对必修和选择性必修知识进行衔接，先在必修第二册中简单介绍烃的基本结构和性质，详细介绍每个反应类型，更加强调知识的基础性，再在选择性必修3《有机化学基础》中，对有机物的结构、命名和与日常生活实际的联系等内容进行进一步的深化，这种编排方式更有层次性，也更加符合学生的认知特点。总之，美国教材更注重知识的逻辑性，而中国教材更加注重知识的形成过程。

2.内容编排的比较（以烷烃为例）

由表 2可知，两国高中化学教材在内容编排上基本相似。

在知识广度上，中国教材比美国教材多介绍了烷烃的应用和烷烃的化学性质，如甲烷的燃烧、氧化和取代反应。美国教材则对知识进行了拓展，如介绍了简单的烷烃后，还结合实际介绍了油箱里的烷烃，引出直链烷烃和支链烷烃的性质差别。由此可见，中国教材更加侧重知识的系统性和理论性，而美国教材更加注重知识的拓展和迁移。

在情境创设上，中国教材采用从特殊到一般的编排方式，以具体的烷烃、同系物、同分异构体为实例，对该类物质进行归纳总结，再得出结论。而美国教材利用汽油成分、打火机和啫喱膏中的有机物创设生活情境，更强调化学与生活实际的联系。

（二）内容选取的对比

中美高中化学教材中“烃及其衍生物”内容选取对比具体见表 3。

1.两国教材内容选取的相同点

中美两国教材在内容选择上都遵循课程标准，确保教学内容的标准性和规范性。在知识点排列上，均按照结构、性质、用途的顺序，注重知识的科学性、系统性与连贯性；在内容上，注重化学与生活的关联，设置了大量的实验探究活动。关于实验，中国教材会让学生根据化学性质自主设计实验方案；美国教材会给出具体实验步骤，并提出许多实验问题、批判性的思考、与已有知识的比较和分析等。总之，两国教材都倡导自主学习与合作学习相结合的理念，以培养学生的主动学习意识与思考能力。

2.两国教材内容选取的不同点

中国教材关于“烃及其衍生物”的内容主要安排在選择性必修3中，而美国教材面向所有学习化学的学生，两者在知识点的分布和侧重上也存在不同。美国教材在知识点的导入和串联上打破了学科之间的界限，注重化学与生命科学之间的关联，将有机化学与其他学科知识相结合。在内容选择上，美国教材对有机化学的介绍相对简要，缺少实验装置图以及对实验现象的描述，而重点突出化学与生活的紧密联系。中国教材则更加突出理论知识，知识体系更加完整，内容的推进更加符合学生身心发展规律。同时，还突出实验的重要性，从问题出发，引导学生自主探究。

（三）栏目设置的对比

中美两国高中化学教材中“烃及其衍生物”内容的栏目设置具体见表 4。

由表4可知，中美两国教材在栏目类型上相似，都包含了知识总结类、活动探究类、资料拓展类、方法提示类和习题巩固类，这些栏目贯穿教学的各个环节，但两国教材在栏目数量和分布上存在差异。

美国教材在知识点介绍方面设置的栏目更加丰富，“核心问题”和“术语回顾”栏目可帮助学生做好课前预习与知识串联；在活动探究方面设置了多种类型的实验栏目，可以培养学生的问题意识与动手能力；“化学工作者”是其特色栏目，通过个案访谈的方式帮助学生深入了解相关行业，从而提高学生职业素养，为学生未来的职业规划打基础。

中国教材利用“思考与讨论”栏目提出问题，引导学生交流讨论，突出学生主体地位，重视探究和实践，有利于提高学生的思考与推理能力。由此可见，中国教材栏目的定位更加明确，但是相比于美国教材缺少了导入和评价。

（四）习题设置的对比

习题是教材中必不可少的一部分。教材中的习题是帮助学生巩固知识，促进学生对知识的理解与应用，培养学生解决问题能力的重要载体，也是评价学生学业质量的重要手段［4］。不同国家教材习题的差异主要涉及题目类型、难度层次和题目数量等方面。本文将中美两国教材中“烃及其衍生物”的课后习题进行分类统计（见表 5），并依据SOLO理论进行层次划分，各层次对应的习题数及对应的统计图分别如表6和图1所示。

对于“烃及其衍生物”，中美两国教材在习题类型分布上存在较大差异。中国教材在基础题型的数量上多于美国教材，常见的题型如选择题和填空题有助于学生巩固基础理论知识。美国教材中各习题所考查的内容都进行了标明，以便学生可以根据自身情况进行针对性练习，查缺补漏。同时，美国教材中的实验探究题和推断分析题占比相对较大，习题的综合性更强。

由于受不同国家教育水平和教学目标等因素的影响，其教材习题的难度层次可能存在差异。根据表6的统计可知，中国高中化学教材课后习题中采用单一知识点来解答的题目最多，超过题目总数的一半以上，其他层次的题目按照难度依次递减，其目的在于巩固基础理论知识。而美国教材中各种类型、难度的习题分布较为平均，除了基础类型题，还有一些需要知识迁移应用来解决的问题。如“苯的性质与大多数烯烃有何不同？”，该问题既是对教材内容的补充，同时也是在考查学生对知识的整合和综合运用能力。总体而言，美国教材课后习题的难度较大，并且多以生活实际为基础；中国教材习题难度适中，符合学生认知特点，但题目与实际联系较弱，不能很好地激发学生的情感态度和责任感。

三、教學建议

（一）围绕课程标准，科学制订课程目标

教材是教师开展教学活动的素材，但教材不等于全部的教学内容。不同版本教材对同一知识点的描述以及情境素材的选择等可能不同。在实际教学中，教师要基于课程标准制订科学的课程目标，并将其落实到具体的教学过程中。为此，教师要根据学情和教学内容进行针对性的教学设计，以达到预期的评估标准。在教学“烃及其衍生物”的相关内容时，教师应帮助学生建立学习有机化合物知识的整体思路，帮助学生将知识内化为解决问题的能力，形成有关有机物知识学习的核心素养。

（二）借鉴不同版本教材，对知识进行有机融合

中美两国高中化学教材在内容设置上各有优点，教师在教学时应沿着“资源—情境—问题”的思路，将不同的教学资源融合在一起。例如，中国教材中的“探究乙酸、苯酚和碳酸的酸性强弱”实验，要求学生横向比较三种物质的酸性，有助于学生串联知识；美国教材中的纺织用聚合物的鉴定实验，除了让学生动手操作，还进行一系列测试，将实验融入生活。总之，两国教材在某些方面可以相互借鉴并改进，如中国教材应加强化学与生活的联系，注重学科之间的交叉，循序渐进地提高知识的深度和广度。

（三）加强化学实践，注重课堂延伸

化学作为一门以实验为基础的学科，知识往往是在实践活动中形成的。在实验教学中，教师要以学生为主体，着重锻炼学生提出问题、猜想假设、收集证据等能力，并充分利用课内外资源，延伸课堂的时间和空间。美国教材中的“合成香料”和“判断油的不饱和度”等拓展实验具有参与性和趣味性，能够让学生将兴趣转化为学习动力，在确保达到预期教学效果的同时发展学生的科学探究精神，值得借鉴。

［   参   考   文   献   ］

［1］  中华人民共和国教育部.普通高中化学课程标准：2017年版2020年修订［M］.北京：人民教育出版社，2020.

［2］  黄玉群.高中生初学有机化学困难的调查及启示［J］.化学教育，2000（4）：22-23.

［3］  菲利普.化学：概念与应用［M］.王祖浩，译.杭州：浙江教育出版社，2008.

［4］  岳翊杨，王秋.成分显示理论视域下海峡两岸高中化学教材习题设计对比研究［J］.化学教育（中英文）， 2021（1）：15-21.