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

張曉丹 周 青

（陜西師范大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院 陜西 西安 710062）

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

張曉丹 周 青**

（陜西師范大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院 陜西 西安 710062）

選取中、日、澳、新、美、英基礎(chǔ)教育發(fā)達(dá)的六國主流高中化學(xué)教材，對(duì)“合成有機(jī)高分子材料”的內(nèi)容和組織編排進(jìn)行對(duì)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(shí)現(xiàn)及編排方面存在較大差異，為我國高中化學(xué)教材前沿科技類內(nèi)容的編寫提供參考性建議。

高中化學(xué)教材；前沿科技；合成有機(jī)高分子化合物；六國比較

21世紀(jì)，科學(xué)技術(shù)已廣泛融入到現(xiàn)代生活各個(gè)方面。高中化學(xué)教材中前沿科技知識(shí)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(xué)生深入認(rèn)識(shí)本學(xué)科甚至是交叉學(xué)科領(lǐng)先的科學(xué)技術(shù)［1］，讓學(xué)生意識(shí)到化學(xué)學(xué)習(xí)的意義和價(jià)值，認(rèn)識(shí)到利用化學(xué)知識(shí)解決生活中問題的重要性，感受化學(xué)科學(xué)的實(shí)用性和創(chuàng)造性。世界各國高中化學(xué)教材均將科技前沿知識(shí)滲透到教學(xué)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(shí)代性的和諧統(tǒng)一方面各有特色。合成有機(jī)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(gè)領(lǐng)域，是化學(xué)前沿科技最具代表性成果之一，也是學(xué)生認(rèn)識(shí)化學(xué)科技在社會(huì)生活中應(yīng)用最好的學(xué)習(xí)資源。本文以合成有機(jī)高分子材料為切入點(diǎn)，通過研究世界發(fā)達(dá)國家高中化學(xué)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(xué)教材內(nèi)容創(chuàng)新提供啟示。

一、研究對(duì)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(xué)教材作為研究對(duì)象，其名稱、出版社、出版信息見表1。

表1 六國主流高中化學(xué)教材基本信息

二、內(nèi)容選取

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

1．選取比例

“合成有機(jī)高分子化合物”包含“合成有機(jī)高分子化合物基礎(chǔ)”（以下簡(jiǎn)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(shí)點(diǎn)數(shù)目除以“合成有機(jī)高分子化合物”總知識(shí)點(diǎn)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(xué)教材中四部分內(nèi)容占“合成有機(jī)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(xué)教材“合成有機(jī)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(xué)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(xué)纖維”和“合成橡膠”（美國和英國教材除外）。

2．內(nèi)容深度

從學(xué)習(xí)認(rèn)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(xì)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(xì)介紹聚乙烯、聚氯乙烯這兩種聚合物，其他都是簡(jiǎn)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(duì)聚乙烯和酚醛樹脂兩種聚合物的介紹最為詳細(xì)。

在“化學(xué)纖維”部分，日本教材編入的化學(xué)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(gè)方面詳細(xì)地一一介紹。中國教材僅簡(jiǎn)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(xì)介紹其性質(zhì)或符號(hào)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(diǎn)、聚合方程式以及橡膠的硫化和用途等方面很詳細(xì)地進(jìn)行了介紹。美國教材僅提到丁苯橡膠的符號(hào)。

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(shí)現(xiàn)

從教材中“合成有機(jī)高分子化合物”內(nèi)容的課程功能實(shí)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(duì)科學(xué)方法的教育：

（1）實(shí)施技術(shù)方法教育。澳大利亞教材把“合成有機(jī)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(xì)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(shí)踐的橋梁，實(shí)現(xiàn)了合成技術(shù)的“工藝化”，是培養(yǎng)學(xué)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(xì)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(xué)生了解材料的使用與環(huán)保的關(guān)系。

（3）提升實(shí)踐能力。澳大利亞和美國教材詳細(xì)列出了塑料制品的回收標(biāo)識(shí)、代表的類型名稱及性質(zhì)、應(yīng)用。回收標(biāo)識(shí)也是健康證，學(xué)生可以在生活中根據(jù)編號(hào)來判斷塑料的種類和質(zhì)量，從而有利于幫助學(xué)生學(xué)會(huì)鑒別化學(xué)信息的真?zhèn)魏推焚|(zhì)，養(yǎng)成獨(dú)立思考及反思的能力，培養(yǎng)學(xué)生的批判性思維，同時(shí)啟發(fā)學(xué)生學(xué)會(huì)利用分類的方法解決生活中的化學(xué)問題，引導(dǎo)學(xué)生將化學(xué)知識(shí)應(yīng)用到實(shí)踐中去，提升學(xué)生的實(shí)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(jī)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(dú)立成章。中國和日本教材分設(shè)兩章介紹有機(jī)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(jī)高分子化合物的分類設(shè)章，而中國教材是按學(xué)習(xí)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(dú)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(xué)科中心設(shè)計(jì)取向。中、美、新教材以有組織的學(xué)科知識(shí)作為教材設(shè)計(jì)的基點(diǎn)，按照學(xué)科結(jié)構(gòu)為中心來組織學(xué)習(xí)內(nèi)容［3］；（2）社會(huì)生活問題中心設(shè)計(jì)取向。日、澳、英教材以生活、社會(huì)問題作為教材編寫設(shè)計(jì)的基點(diǎn)，巧妙地將合成有機(jī)高分子化合物與生活實(shí)際聯(lián)系起來，使學(xué)生在潛移默化中學(xué)會(huì)利用所學(xué)知識(shí)原理更科學(xué)、深入地認(rèn)識(shí)、利用生活中的有機(jī)高分子材料，更大限度地實(shí)現(xiàn)其教學(xué)價(jià)值。

表2 六國高中化學(xué)教材中“合成有機(jī)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(jí)標(biāo)題——“研究領(lǐng)域”，使知識(shí)體系更加系統(tǒng)、清晰；（2）澳大利亞和新加坡教材的節(jié)標(biāo)題設(shè)置詳細(xì)、具體，核心概念界定清晰。中國教材章下的節(jié)標(biāo)題少，每個(gè)節(jié)標(biāo)題包含內(nèi)容范圍過大，且節(jié)標(biāo)題下的小標(biāo)題很少，導(dǎo)致框架不清晰，文字閱讀量大，不利于學(xué)生進(jìn)行信息提取，加之該部分知識(shí)內(nèi)容多，分類復(fù)雜，這無形之中加大了學(xué)生學(xué)習(xí)難度。

四、結(jié)論與啟示

通過對(duì)六國教材“合成有機(jī)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(jī)高分子材料”均已成為高中化學(xué)教材中合成有機(jī)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(xué)生廣泛認(rèn)識(shí)生活中的高分子材料奠定堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)，使學(xué)生深入理解有機(jī)化學(xué)基礎(chǔ)，拓展有機(jī)合成的創(chuàng)新性思維，以化學(xué)學(xué)科思維更科學(xué)深入地認(rèn)識(shí)身邊的高分子材料制品；同時(shí)，高分子材料制備技術(shù)方法的介紹對(duì)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(jī)高分子化合物的介紹，滲透環(huán)保意識(shí)，有利于使教材向多維化和融合性發(fā)展。

我國高中化學(xué)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(duì)科學(xué)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(dāng)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(duì)技術(shù)方法、環(huán)保意識(shí)、實(shí)踐能力和批判性思維的教育，全面提升學(xué)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(huì)生活問題中心設(shè)計(jì)編排，注重化學(xué)與社會(huì)生活實(shí)際的緊密聯(lián)系；對(duì)于內(nèi)容繁雜的部分建議采用細(xì)致詳細(xì)的標(biāo)題設(shè)置，同時(shí)可選擇性增設(shè)“研究領(lǐng)域”等標(biāo)題。

［1］王瑞政，周青，闕麗麗．化學(xué)前沿學(xué)科知識(shí)在美國化學(xué)教材中的體現(xiàn)［J］．化學(xué)教學(xué)，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(xué)教材綜合化設(shè)計(jì)的分析與思考——以2005年版美國《化學(xué)：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

G633．8

B

10.3969／j．issn．1008－0546．2015．07．020

*國家社會(huì)科學(xué)基金“十二五”規(guī)劃2012年度教育學(xué)重點(diǎn)課題“中小學(xué)理科教材國際比較研究（高中化學(xué)）”（課題批準(zhǔn)號(hào)：AHA120008）

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