美国教材中核心概念编写特点的研究

孙安龙

摘要：核心概念在化学教学中占有非常重要的地位。但概念的抽象性又会给学生的建构、表征、应用等带来困难。美国高中教材《化学：概念与应用》用实验、模型、实例等帮助学生建构氧化还原反应概念，又为学生提供多种形式表征氧化还原反应。贴近生活的书后习题层次清晰、形式丰富又拉近了学生与文本的距离。

关键词：美国教材；建构；表征；氧化还原；习题

文章编号：1008—0546（2016）07—0030-02

中图分类号：G633.8

文献标识码：B

doi：10.3969/i.issn.1008—0546.2016.07.010

《化学：概念与应用》是美国高中主流理科教材之一，该教材从多角度的概念建构，多种形式的概念表征和贴近生活的习题等角度编写化学核心概念。这种方法或许会给我们对核心概念的教学带来一点启示。

一、多角度的概念建构

1.贴近生活的实验

实验可以激发学生的学习兴趣，也可以帮助学生有效建构抽象的概念。为了帮助学生建构氧化还原反应，美国教材《化学：概念与应用》准备了三类实验即起步实验、迷你实验、化学实验（见表1）。“起步实验”是一章的开篇实验，步骤简单、篇幅短小，却是引人人胜，能让学生深刻体会这一章知识的魅力。“起步实验”是让学生进入化学王国的一叶小舟。“迷你实验”短小精悍，能让学生切身体会化学的朴素与激情。正如“读书破万卷，不如行万里路”一样，每个“迷你实验”都将胜过学生数小时的苦读。该教材创设的两个迷你实验的情境以生活经验为起点，具有真实性、针对性、积极性、情感性，能有效调动学生的有意义学习，为意义建构奠定基础。

2.易于理解的模型

《化学：概念与应用》为学生提供了两个氧化还原反应的模型，即氧化锌的形成（见图1）和氧化还原反应的原理（见图2）。

化学是在分子层面进行研究的科学。对中学生来说，经验型思维占主导，因此，化学学习的难点也就在于对微观层面的抽象思维。模型可以将抽象的东西形象化，便于学生理解。而上述两个模型以其直观、形象的特点，可以帮助学生通过认识氧化锌的形成，进而理解氧化还原的微观本质。灵活多变的模型，如动画、图片等视觉形式还可以给学生提供生动直观的感性形象，提高学生的兴趣。

氧化还原反应是一个抽象的概念，但却能通过各种现象表现出来。为了帮助学生能从生活的角度认识该概念，能主动建构该概念。《化学：概念与应用》选取了与生活、生产、医学、科技、生物等相关的10个实例。这些实例又以不同的栏目表现，如“物理学链接”、“工作原理”、“生活中的化学”、“科技史实”、“化学与技术”等。这些多彩的实例又丰富了教材的可读性、有趣性。该教材又为这10个实例配了23幅彩图。大量精美图片的运用又实现了教材图文并茂的编排方式，这样可以增加学生阅读兴趣，减轻抽象概念学习的枯燥感。

二、多形式的概念表征

表征形式就是信息的具体表达方式，是指信息在头脑中以何种具体的面貌存在。针对氧化还原反应的抽象性，该教材中提供了多种表征的形式如文字表征、符号表征、样例表征、网络表征、表象表征等。

1.文字表征

文字表征能够简洁准确地揭示概念的本质特征。如该教材在氧化还原部分提供了氧化还原反应（反应的特点是电子从一个原子或离子转移到另一个原子或离子），氧化剂（在氧化还原反应中得到电子的物质）、还原剂（在氧化还原反应中失去电子的物质），氧化反应（元素的原子失去电子的反应）、还原反应（元素的原子获得电子的反应）的文字表征。

2.符号表征

符号表征使用的是化学符号语言描述。化学符号语言描述，就是用化学专业符号语言对物质结构、组成和性质变化等进行表示和表达的表征系统。化学符号包括元素符号、化学式、化学方程式和离子方程式等。它们是化学专业领域用来代表某一元素或描述具体物质在某条件或环境体系中发生变化的状况，具有丰富的指代意义和内涵。如该教材中的“Zn→Zn²+2e-”表达了金属锌原子失去电子的反应是氧化反应。“O2+4e→2O²”表达了每个氧分子获得4个电子，发生了还原反应。

3.样例表征

样例，是具有典型或者代表性属性特征的事物或现象的具体实例。该教材列举了大量的氧化还原反应，如“钢铁的腐蚀”、“高炉炼铁”、“照片的冲洗和印刷”等。

4.命题网络表征

命题网络表征是对多种概念以及概念之间相互关系的多维建构。其中某一个概念处于这张网络中的一个结点位置，它的内涵以及它与其它概念之间的关系一目了然。如氧化还原反应的命题网络表征见图3所示。

5.表象表征

表象是反映客观事物和现象生动、形象的视觉图像，也可以表现为一幅图画的形式存储于记忆中。如“钢铁的腐蚀”（见图4）、“测醉试验”等。

三、丰富的书后习题

1.层次清晰

“氧化还原反应”的本节复习题共计5题，分为“理解概念”、“理性思维”和“化学应用”三个层次。“氧化还原反应”的本章复习题共计32题，分为“理解概念”、“应用概念”、“理性思维”、“复习回顾”、“技能训练”、“科技写作”和“解决问题”七个层次。其中“应用概念”部分又分为“生活中的化学”、“物理学链接”、“工件原理”和“化学与技术”四个层次。“理l生思维”分为“运用图表”、“预测”、“分析数据”和“推断”四个层次。

“氧化还原反应”的知识概要部分分为“氧化还原反应的本质”、“氧化还原反应的应用”和“术语”三个层次。

2.形式丰富

“氧化还原反应”的书后习题的形式丰富，有简答题（如为什么在冲洗底片的过程中，需要定影这一步骤？）、计算题（如根据哈伯的合成氨反应的化学方程式，需要多少氨气才能与346g的氢气完全反应？）、实验设计（如你认为银器在哪种环境中更易失去光泽，洁净的空气还是被污染的空气？设计一个实验，证明你的假设。）、生素C具有较强的抗氧化性，甚至有研究者称，大量服用维生素C将有助于预防癌症。写一份简要的研究报告，说明你会采用哪些方法来证明维生素C是否具有抗肿瘤特性。Ⅲ）、运用图表等。

3.贴近生活

化学源于生活，又服务于生活。“氧化还原反应”中的很多习题与我们的生产、生活密切相关，如“列举几种防止铁链生锈的方法”、“为什么铁钉的腐蚀大多发生在铁钉的尖部和尾部”。这种与生产、生活相关习题的出现，能拉近学生与教材问的距离。

四、启迪与思考

美国高中教材《化学：概念与应用》在核心概念的编写上重视概念的建构、表征和应用。这有助于学生建构自己的知识网络，又能减轻学生学习的负担。这种核心概念编写的方式或许对我国新的教材编写和核心概念的教学都具有一定的启示。