无机化学教材编写的问题与建议——以化学热力学基础一章为例

龙琪 包婵钧

(南京晓庄学院教师教育学院 江苏南京211171)

无机化学的课程基础是高中化学。近几年，高中化学经历并完成了全新的课程改革，其教材编写发生了巨大转变，从“教本”转向“学本”，从“文本”转向“对话”，从“知识”转向“素质”。高中教材不再是纯阅读文本，而是采用“平等对话”的方式展开叙述，尽可能通过生动的文字、图表和栏目来吸引学生，体现趣味性、可读性，激发阅读兴趣［1］。

现在的大学无机化学教材与20世纪80年代的教材相比，虽然有少数教材已经注意紧跟时代和科技发展潮流，为教材配套了光盘和网站，但是作为知识主要载体的纸质教材，其编写风格依旧，教材从知识体系、内容结构到栏目设置几乎都没有太大变化。

2008年以后进入大学的江苏学生在高中阶段用的都是新教材。笔者在教学中发现，近4年来，学生普遍反映不喜欢也不太能看懂无机化学教材。教材中的很多内容超越了他们的学习基础，有很多知识点没有阐述清楚，说法不一的现象比较普遍。2010年，高中化学新课程改革在国内全面铺开。自2013年开始，大学无机化学的学习者将全部是使用过新教材的学生。也就是说，一年以后，高中化学新课改的影响将会全面波及到大学，无机化学将会首当其冲地受到影响。

读者群发生了巨变，但是无机化学教材的编写仍然采用精英教育的方式进行，这样就会给大众化的学习者带来阅读困难。因此，无机化学教材的编写要改变思路，不能只考虑知识的逻辑体系，还要充分研究、主动适应学生的实际情况，使无机化学教材更加适合学生阅读，有利于教师组织教学以及引导学生自学。

化学热力学基础是无机化学的第一个教学难点，很多学生就是从这一章开始对大学化学的学习产生畏难情绪，产生转系的念头。因此，本文以化学热力学基础这一章为例展开研究。通过对比3类无机化学课程(化学师范类的无机化学、应用化学化工类的无机化学、农林医药类的无机及分析化学)6本教材中的难点内容，分析造成学生学习困难的原因，为这些教材将来的修订改版提出相关编写建议。

1 化学热力学基础一章学习难点的成因分析

近几年的无机化学教学中，学生提问的现象明显增多，尤其是化学热力学基础这一章的学习。根据学生在本章学习中提出的问题，笔者将学习困难的成因归纳为如下几点。

1.1 教材对一些重要概念没有阐述清楚

概念多并且相似是化学热力学基础一章的显著特点，而教材对重要概念的阐述又不够细腻，导致学生产生困惑。比如“为什么热和功不是状态函数”这个问题，笔者使用的教材上通过“定压加热膨胀、定容加热、定温膨胀”的路径图来说明“途径不同，热量不同”。关于功，只简单地说“功与热一样，与途径有关，不是状态函数”。这样的处理方式学生是很难理解的。因为“定压加热膨胀、定容加热、定温膨胀”远离生活实际，是为了研究问题而设计出来的热力学过程，并且又出现了“定压”、“定容”、“定温”的新概念，使问题变得更加复杂。

如果教材对上述问题做如下的处理，学生就会更容易理解。通过公式W=-pΔV以及p-V图来解释为什么功不是状态函数。然后根据公式ΔU=Q+W，由于U是状态函数，所以ΔU与途径无关，即在一个过程的不同途径中，Q+W保持不变，而W在不同途径中的数值不同，所以在不同途径中Q的数值也要发生变化，因此，Q与途径有关，不是状态函数。这种思路是数学推导过程，数学基础差的学生理解起来仍然有难度。因此，还需要进一步给学生举非常具体的例子:研究20L汽油的消耗过程。消耗的途径有两种:途径1是点燃，使其充分燃烧殆尽;途径2是将其放入汽车的油箱中，驱动汽车行驶直至汽油耗尽。途径1产生大量的热，做功很少;而途径2做功很多，放热很少，即Q1≫Q2，W1≪W2，可见Q、W均与途径有关，因此都不是状态函数。

化学热力学基础一章还有以下问题在很多无机化学教材中都没有阐述清楚:①“单相”与“纯净物”，“多相”与“混合物”的关系是什么?②Qp和QV的转换公式是怎么得到的?③“焓”到底表示什么?④下列表述之间是何关系?焓、焓变、标准摩尔反应焓、摩尔反应焓、反应焓、生成焓、燃烧焓。⑤如何判断强度性质和广度性质?⑥运用盖斯定律时，怎样方便快捷地找到由分步反应到总反应的计算关系?

1.2 各版本教材对同一概念在表述上的差异

由于翻译的原因，一些化学概念在不同教材中的表达术语不同，从而导致这些概念看似不同，实则相同。比如“体系”和“系统”其实是同一个概念，其对应的英文名称都是“system”。与科学家名字有关的概念，也会由于翻译的原因产生差别，比如对“Hess'slaw”的翻译，就有“盖斯定律”和“赫斯定律”两种。还有一些概念由于认识角度不同导致表述不同，比如体积功、膨胀功、压缩功就是同一个概念。热力学能和内能也是同一个概念。

还有一些概念貌似相同，其实不同。比如标准状况与标准态;相与状态;等压与恒压、定压等。关于这些概念的差别，很少有教材给出解释与比较，学生在看参考书或者做题目时，会误以为它们是同一概念的不同表述。

化学热力学基础一章概念繁多，不同版本教材对概念的说法不一，且造成说法不一的原因又各不相同。如果教材中不加以说明，那么学生看书时就会产生很多困惑，对无机化学的学习逐渐失去耐心和信心。

1.3 中学化学教学的不利影响

学习无机化学的学生正处于高中向大学阶段的过渡期，他们在高中形成的学习习惯和学习方法一时还难以改变，从而对无机化学的学习带来负面影响。主要表现有:

(1)感觉教学进度太快。高中化学的教学进度一般是一节新课上完接着上几节习题课，是“一课多练”的教学模式;而无机化学的教学进度一般是“多课一练”，即习题课放在一章新课上完了以后再上，有很多教师甚至根本不上习题课，这种以新课为主的教学进度让学生很不适应。

(2)缺乏阅读习惯和自学习惯。高中化学的学习渠道主要是课堂听课，学习过程高度依赖教师，是一种“喂养式”的学习方式，并且学生已经非常习惯，他们很少通过自学的方式去主动学习。而大学无机化学的课时有限，课堂教学不能解决所有问题，要求学生课后花大量的时间自学，阅读教材和参考书。尤其是化学热力学这一章，概念很多，对概念内涵的理解与把握是这一章学习的关键所在，学生的阅读理解能力和自学能力薄弱是造成这一章成为学习难点的原因之一。比如反应热的定义中有“只做体积功”这一条件，而等容反应热概念中又有“体积不变”这一条件。于是学生就会问，体积不变，系统怎么能做体积功呢?他们难以理解“体积不变”其实是体积功为0的特殊情况。

(3)过于关注“为什么”。化学在中学是一门理科课程，解题又是中学化学最主要的学习任务，因此中学化学教学一再强调在学习中要多问几个“为什么”。然而无机化学脱离了中学的应试题海，它作为大学化学的引入课程，向学生呈现了宽泛的化学知识，所涉及的内容在后续的有机化学、分析化学、物理化学、结构化学等课程中还要进一步深入学习，因此对很多知识点的阐述很难一步到位。还有很多化学知识的产生是基于实验结果，而不是逻辑推导的结果，很难讲清楚“为什么”。因此，在无机化学课程学习中，掌握“是什么”比掌握“为什么”更为重要。中学养成的爱问“为什么”的思维习惯不仅会耗费学习精力，而且会降低学习无机化学的兴趣。

(4)习惯性的思维僵化。中学化学把很多知识讲得过死，使学生的思维变得僵化，这对大学无机化学的教学带来了很多不利影响。比如化学计量式的概念，中学化学告诉学生，化学方程式中的“+”、“=”不是数学符号，且方程式中的系数要为正数，从而使学生很难接受化学方程式的数学表达式“∑νBB=0”。中学还强调化学方程式要反映客观事实，不能虚构，然而很多生成反应都是根据概念定义写出来的，并不一定是实际发生的反应，从而造成“生成反应”的学习困难。比如学生会问如下问题:有些生成反应和燃烧反应是不能实际发生的，为什么还能写出化学方程式?这些反应既然不能发生，为什么还要研究它们?生成反应和燃烧反应中要不要标出反应条件和气体符号?反应热的定义中有“反应物的温度与产物温度相同”这一条件，而实际反应中是不可能实现的，比如氢气与氧气反应后，体系温度肯定会升高，怎么会回到原来的起始温度呢?等等。

2 无机化学教材的编写建议

鉴于上述分析，笔者认为，无机化学教材的编写要做如下转变:

(1)要研究学生的实际情况。

现有无机化学教材的很多资深编写者是几十年前的大学毕业生。那时的高中教育和大学教育都是精英教育，学生的数理化基础非常扎实，都以学习数理化为荣，学习积极性很高。而现在的高中教育和大学教育则是大众教育，学生的数理化基础相对薄弱，甚至对于无机化学需要用到的一些基本数学运算都不是很清楚，比如 ΔT= Δt，lna≈2.303lga，ln2≈0.693，1pm=1.0 ×10-12m 等。

另外，学生对化学的学科价值认可度不高，大都不愿意学习化学。以江苏省为例，在高考的选测机制下，很多学生都尽量逃避化学，而选择物理和生物参加高考，结果化学课只开设了化学1、化学2、化学与生活。江苏省只有最优秀的理科生才选择化学参加高考，但他们也只学习5个选修模块，即化学1、化学2、有机化学基础、化学反应原理，外加物质结构与性质或者实验化学中的一个模块。

如今无机化学读者群的化学基础比较复杂，教材编写时一定要根据专业方向来明确读者群的化学基础，找准教材定位。化学相关专业中的大部分学生在高中阶段只学习了浅显的化学知识，而这些知识与现有无机化学教材的学习要求差距较大。化学专业中也只有部分学生在高中阶段学习过较深的化学知识，尚有部分学生高考选测的是物理和生物。

(2)在教材的绪言部分介绍无机化学的学科特点及学习方法。

无机化学教材的编写者应该知道学生在无机化学学习中面临的困难以及产生的原因，特别是那些在中学形成的与大学不相适应的学习习惯、学习方法和思维方式。在教材的绪言部分，很有必要介绍无机化学的学科特点，告诉学生大学化学的正确学习方法。

(3)对表述不一的问题应加脚注说明。

无机化学有很多种版本的教材。教材编著者的学术背景不同，自然就会在某些问题的表述上存在差异。笔者发现，对无机化学概念名称的使用，农林医药类教材与师范类教材有较多差异。无机化学的概念及其名称本来就很繁多，如果一个概念又存在不同的表述，会导致概念混淆不清。因此在教材中要采取脚注说明或者给出英文名称的方法，来帮助学生弄清概念。此外，教材编写者要耐心地考察和比较同类型教材中的相关表述。

(4)增加辅学导读栏目。

现在的高中化学教材使用了很多图表，设置了丰富多彩的辅学栏目，以此来增加教材的亲和力。教材中的文字越来越少，栏目越来越多，图表照片越来越生动。学生的阅读习惯也由读文字逐渐向读图读表转变。到了大学后，翻开无机化学教材，大篇幅黑压压的文字编排以及繁难枯燥的化学知识不仅不能吸引学生，反而会使他们心烦气躁，难以静心阅读。

作为面向大一学生的无机化学教材，在学生还没有适应大学学习方式的阶段，可以适当添加一些导读辅学栏目。可以将每一页分成左右两区，主区是教材正文部分，副区放些相关链接和相关资源。比如①生活应用类，多联系实际，增加实物照片，或者生活小常识，帮助学生理解化学知识;② 拓展视野类，附加相关的知识链接网站或书籍，这样既可以引起学生的注意，更可以给学生提供学习资源;③实验探究类，适当添加一些相关知识点的实验，以便更好地联系无机化学实验。

(5)突出重难点。

为了提高学生的自学能力，促进学生主动学习，在教材中要注意突出无机化学的重难点知识，可以采用以下方法:①尽量将重难点知识浓缩于图表;②每章内容后增加“知识小结”或“核心概念”;③重点知识的字体加粗显示。

(6)增加附录内容。

高中的新课改是渗透到所有学科的。如今高中毕业生的阅读理解能力以及数学、物理、化学基础普遍下降。因此，无机化学教材内容的选取要降低起点，内容的组织要遵循由易到难，由简到繁的原则;要细化重要公式的推导过程，增加重要概念的举例解释，把相关的重要数学知识作为附录列于书尾，将无机化学核心概念的名称及其定义放在附录中，并注明在教材正文中的页码，以方便学生及时查找和自学。

3 结语

近30年来，我国高中教育和大学教育已经由精英教育转变成了大众教育。高中化学教材已经与时俱进地顺应了时代变迁，根据学生的身心特点编写和开发教材。这些变化使无机化学教材的读者群发生了很大变化，但是无机化学教材的编写理念和编写风格却至今都没有太大变化，从而降低了教材对无机化学教学的功能与价值。

国内无机化学教材中有很多知识点的呈现方式过于学术化、数学化、抽象化，不符合大一学生的认知特点。另外，教材中同一概念不同表述，或者不同概念相似表述的现象普遍存在。还有，教材对一些重要概念及重要知识点的阐述不够细腻。这些不足都为学生阅读和教师教学带来不便。在修订教材时应对这些问题加以关注。

最后，无机化学作为大学的起始学科，其学习者是刚刚高中毕业进入大学的学生，大学的学习习惯和学习方式尚未形成，因此，在无机化学教材中应有必要的学法指导，设置多样化的学习栏目。

总之，无机化学教材的编写应从学生的实际情况出发，以有利于学生的学和有利于教师的教为方向，这样才能更好地适用于无机化学教学。

［1］王祖浩，丁金芳.基础教育课程，2006(11):41