從“三序結(jié)合”視角論教材中“物質(zhì)的量”的編排

鄭雪卉

[摘 要]? 以高中化學(xué)教材中“物質(zhì)的量”的編排為例，分析了從“甲種本”到人教版新教材中“三序結(jié)合”理念的變化，發(fā)現(xiàn)人教版新教材在該內(nèi)容的編排上更好地體現(xiàn)了學(xué)科邏輯順序、認(rèn)知發(fā)展順序和心理發(fā)展順序的結(jié)合。并根據(jù)教材分析結(jié)果，提出了教師在教材內(nèi)容選取、教學(xué)方式選用、進(jìn)行習(xí)題編寫及實(shí)驗(yàn)安排等方面的相關(guān)建議。

[關(guān)鍵詞]? 高中化學(xué);三序結(jié)合;物質(zhì)的量;教材編排

建構(gòu)主義的觀點(diǎn)認(rèn)為，知識是認(rèn)知主體通過新舊知識相互作用積極建構(gòu)的[1]，因此，作為課程的物化產(chǎn)物，教材并非學(xué)科知識的簡單羅列，而需要“三序”結(jié)合：學(xué)科邏輯順序、學(xué)生認(rèn)知發(fā)展順序和心理發(fā)展順序相結(jié)合，形成適合學(xué)生建構(gòu)知識體系的材料。

“物質(zhì)的量”是聯(lián)系宏觀與微觀世界定量關(guān)系的橋梁，是引導(dǎo)學(xué)生對物質(zhì)世界的認(rèn)知從宏觀到微觀、定性到定量以及幫助學(xué)生發(fā)展抽象運(yùn)算能力的關(guān)鍵知識。分析“甲種本”以來教材該內(nèi)容的編排變化，有利于把握課程、教學(xué)理念的變化，從而將課程改革真正落實(shí)到一線教學(xué)中。本文從“三序結(jié)合”的視角，選擇有代表性的“甲種本”與新世紀(jì)的2007年版（以下簡稱07版）、2019年版（以下簡稱19版）教材，比較了其中關(guān)于“物質(zhì)的量”的編排，期望能幫助教師深入理解教材編排的進(jìn)步，在教育教學(xué)中合理選取教材內(nèi)容，改進(jìn)教學(xué)方式、實(shí)驗(yàn)教學(xué)及習(xí)題編寫。

一、“物質(zhì)的量”在化學(xué)教學(xué)中的價(jià)值

中學(xué)階段是學(xué)生的具體運(yùn)算思維向形式運(yùn)算思維轉(zhuǎn)化的關(guān)鍵階段。從認(rèn)知結(jié)構(gòu)上看，“物質(zhì)的量”的學(xué)習(xí)將學(xué)生的化學(xué)計(jì)量視角，從基于質(zhì)量、體積的宏觀視角轉(zhuǎn)向微觀視角，引導(dǎo)學(xué)生從分子、原子層面研究物質(zhì)的變化，促進(jìn)學(xué)生的化學(xué)思維從具體的宏觀物質(zhì)、現(xiàn)象，深入到抽象的微觀模型、本質(zhì)，進(jìn)而定量地探索物質(zhì)結(jié)構(gòu)和反應(yīng)機(jī)理。這一過程在學(xué)生的學(xué)科基本觀念發(fā)展中起到如下重要作用：（1）明晰“物質(zhì)的量”及相關(guān)物理量是物質(zhì)組成、結(jié)構(gòu)的定量表征，形成微粒觀、結(jié)構(gòu)觀;（2）通過分析化學(xué)反應(yīng)理論產(chǎn)量、溶液配制，促進(jìn)學(xué)生形成轉(zhuǎn)化觀、守恒觀;（3）通過使用“物質(zhì)的量”作為準(zhǔn)確測量及描述化學(xué)存在和變化的新工具，促使學(xué)生進(jìn)一步認(rèn)識化學(xué)是以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的科學(xué)。

二、“物質(zhì)的量”編排中的“三序結(jié)合”

（一）宏觀結(jié)構(gòu)的“三序結(jié)合”

某一知識在教材編排中的宏觀結(jié)構(gòu)，指的是教材對該知識具體包含內(nèi)容的選取和與其他知識的橫、縱向組織[2]。化學(xué)作為一門科學(xué)必然有自身的學(xué)科邏輯順序，教材將其中一部分選擇出來加以編排，目的是為了建構(gòu)符合學(xué)生認(rèn)知發(fā)展順序、心理發(fā)展順序的結(jié)構(gòu)。例如，“物質(zhì)的量”這一內(nèi)容，在幾個(gè)版本的教材中的知識選取和排序就存在異同。

“甲種本”、07版教材、19版教材，都選取了阿伏伽德羅常數(shù)、氣體摩爾體積、摩爾濃度以及“物質(zhì)的量”在熱化學(xué)計(jì)量中的應(yīng)用這幾個(gè)方面的內(nèi)容。從學(xué)科邏輯順序上看，在“物質(zhì)的量”這個(gè)概念的發(fā)展歷程中，科學(xué)家致力于從微粒的層次計(jì)量物質(zhì)并與宏觀量建立聯(lián)系，氣體摩爾體積將氣體便于測量的體積與微粒的量相聯(lián)系，摩爾濃度將溶液中微粒數(shù)目與宏觀濃度相聯(lián)系，把“物質(zhì)的量”引入熱效應(yīng)計(jì)量，是為了將化學(xué)變化中的能量變化與微觀存在建立聯(lián)系，教材選取這些順應(yīng)化學(xué)計(jì)量發(fā)展需要而產(chǎn)生的知識，正是符合學(xué)科邏輯順序的體現(xiàn);從認(rèn)知發(fā)展順序上看，上述概念的學(xué)習(xí)引導(dǎo)學(xué)生將定量認(rèn)識物質(zhì)的視角從宏觀轉(zhuǎn)變到微觀，符合從已知到未知、從感知現(xiàn)象到理解本質(zhì)的認(rèn)知發(fā)展順序，并能與學(xué)科邏輯順序良好結(jié)合。

“甲種本”將“物質(zhì)的量”的內(nèi)容獨(dú)立放在第一章，將鹵素等一系列元素化合物內(nèi)容放在在其后，將高中化學(xué)知識體系建立在了計(jì)量的基礎(chǔ)上。而縱觀化學(xué)學(xué)科發(fā)展的歷史，對于微粒計(jì)量的需求，也是在對物質(zhì)的存在、性質(zhì)和組成進(jìn)行探索的基礎(chǔ)上，在定比、倍比定律和原子分子理論被提出后才產(chǎn)生的。根據(jù)復(fù)演論的觀點(diǎn)，學(xué)生的認(rèn)識也應(yīng)經(jīng)歷類似的從感知物質(zhì)性質(zhì)、用途到設(shè)法計(jì)量的過程。因此，“甲種本”將“物質(zhì)的量”的內(nèi)容放在第一章，與學(xué)科邏輯順序以及從感知到理解的認(rèn)知發(fā)展順序相矛盾。并且，由于部分高中生抽象思維能力還未得到充分發(fā)展，直接介紹抽象的、微觀視角的新計(jì)量方式也不符合心理發(fā)展順序。

07版的教材將“物質(zhì)的量”的內(nèi)容鑲嵌編排在必修、選修的多個(gè)部分中，將基本概念的編排緊接在化學(xué)實(shí)驗(yàn)基本方法之后，標(biāo)題設(shè)為“化學(xué)計(jì)量在實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用”，將“物質(zhì)的量”概念作為實(shí)驗(yàn)定量探索的工具，這樣編排符合化學(xué)以實(shí)驗(yàn)為中心的學(xué)科邏輯順序。該版本在“金屬的化學(xué)性質(zhì)”的最后，編排了“物質(zhì)的量”在化學(xué)方程式中的計(jì)算，讓學(xué)生能夠依托具體反應(yīng)，在定性認(rèn)識元素化合物的性質(zhì)之后再從定量角度去認(rèn)識，符合學(xué)生從定性到定量、從感知到理解的認(rèn)知發(fā)展順序?！拔镔|(zhì)的量”在熱化學(xué)中的計(jì)量應(yīng)用這部分內(nèi)容則主要編排在選修四，從關(guān)注物質(zhì)變化的計(jì)量到關(guān)注物質(zhì)和能量變化的計(jì)量，順應(yīng)了學(xué)生的認(rèn)識從孤立到綜合的順序。鑲嵌編排“物質(zhì)的量”的內(nèi)容，避免了學(xué)生囫圇吞棗的機(jī)械記憶，使新知識始終位于學(xué)生的最近發(fā)展區(qū)內(nèi)，隨著理論和元素知識的積累學(xué)生可以自然同化或順應(yīng)，符合學(xué)生的心理發(fā)展順序。

19版新教材對必修部分的安排有所調(diào)整。實(shí)驗(yàn)基本方法被融合編排到元素化合物的內(nèi)容中，“物質(zhì)的量”基本概念也被放在鈉和氯章節(jié)最后，化學(xué)方程式中的計(jì)算則放在金屬材料最后。將“物質(zhì)的量”為中心的化學(xué)計(jì)量完全回歸到對化學(xué)存在的探索中，保留了鑲嵌編排的格局，是學(xué)科邏輯順序、認(rèn)知發(fā)展順序、心理發(fā)展順序較好的結(jié)合方式。

（二）微觀結(jié)構(gòu)的“三序結(jié)合”

某一知識在教材編排中的微觀結(jié)構(gòu)，指的是該內(nèi)容具體組織和呈現(xiàn)形式。知識是由學(xué)生自主建構(gòu)的，教材對知識點(diǎn)的展開應(yīng)當(dāng)有利于學(xué)生自主進(jìn)行學(xué)習(xí)的定向、執(zhí)行和反饋。

1.欄目設(shè)置

教材中安排的各個(gè)欄目是對教學(xué)活動(dòng)的提示和引導(dǎo)，是教材編排中需要考慮的重要因素?！凹追N本”幾乎沒有欄目設(shè)置，只有正文和習(xí)題兩部分。正文中一般先呈現(xiàn)理論知識，再安排例題及其解答。學(xué)生在勉強(qiáng)接受抽象的新知識之后只能依靠題目鞏固理解，難以建立非人為的實(shí)質(zhì)性聯(lián)系。07版、19版教材設(shè)置了“學(xué)與問”欄目，此欄目起到即時(shí)評價(jià)的作用。艾賓浩斯的記憶曲線表明遺忘先快后慢，及時(shí)安排精練學(xué)科的重點(diǎn)問題，可幫助學(xué)生順利同化知識，符合學(xué)科邏輯順序和心理發(fā)展順序。07版的“思考與交流”或19版的“思考與討論”合理引導(dǎo)學(xué)生思維走向，例如，19版教材在“氣體摩爾體積”部分的“思考與討論”板塊，給出了同溫、同壓下不同氣體、液體的體積數(shù)據(jù)，要求學(xué)生思考結(jié)論及原因，引導(dǎo)學(xué)生從宏觀上的數(shù)據(jù)總結(jié)規(guī)律，進(jìn)而用微觀模型解釋，符合學(xué)生認(rèn)知從特殊到一般、從感知到理解的順序。從心理發(fā)展順序上看，這個(gè)欄目通過激發(fā)學(xué)生的批判性思維，減少機(jī)械記憶，增加高中生應(yīng)當(dāng)發(fā)展的理解性記憶和抽象思維能力的相關(guān)內(nèi)容。

2.習(xí)題的安排

“甲種本”“物質(zhì)的量”的例題集中在每一節(jié)的最后，難度較大。在第一、二節(jié)中就安排了多個(gè)物理量之間的轉(zhuǎn)換。如第二節(jié)例一中要求通過氣體質(zhì)量計(jì)算體積，例三中要求通過氣體體積和質(zhì)量求算摩爾質(zhì)量。第三節(jié)例三要求進(jìn)行質(zhì)量分?jǐn)?shù)和摩爾濃度的換算，并且從第二節(jié)開始要求在方程式中應(yīng)用“物質(zhì)的量”計(jì)算。在學(xué)生剛剛接觸“物質(zhì)的量”這一新的物理量時(shí)就要求解決難度大的公式換算，違背了從簡單到復(fù)雜的認(rèn)知發(fā)展順序。19版教材的習(xí)題分層明顯，嵌入正文中，先要求進(jìn)行單一公式中簡單換算，如“物質(zhì)的量”與質(zhì)量之間的換算;在章末“練習(xí)與應(yīng)用”中安排應(yīng)用多個(gè)公式的換算，如通過瓦斯中甲烷與氧氣的質(zhì)量比求算體積比;反應(yīng)方程式中的“物質(zhì)的量”習(xí)題則鑲嵌編排在后續(xù)單元，符合學(xué)生從孤立到綜合的螺旋式認(rèn)知順序。

“甲種本”的習(xí)題類型單一，注重計(jì)算與邏輯演繹，是結(jié)構(gòu)良好的“數(shù)學(xué)題”。化學(xué)的發(fā)展是為了生產(chǎn)生活服務(wù)，化學(xué)教學(xué)也應(yīng)為培養(yǎng)適應(yīng)現(xiàn)代化社會(huì)的公民服務(wù)。07版教材的習(xí)題加入了實(shí)驗(yàn)思考題，如容量瓶實(shí)驗(yàn)誤差的判斷，以及生活真實(shí)情境題，如判斷血糖水平。19版教材還加入了融合STSE思想的習(xí)題，如鐵礦石冶煉的計(jì)算等。既是化學(xué)學(xué)科在社會(huì)生活中的應(yīng)用，也是順應(yīng)學(xué)科邏輯順序的表現(xiàn)之一，有利于緩解抽象思維發(fā)展中的高中生對化學(xué)抽象知識的畏難感，符合心理發(fā)展順序。

3.實(shí)驗(yàn)的安排

“物質(zhì)的量”最重要的實(shí)驗(yàn)是一定“物質(zhì)的量”濃度溶液的配制。從學(xué)科邏輯順序看，這一實(shí)驗(yàn)為“物質(zhì)的量”概念應(yīng)用于化學(xué)實(shí)踐建立了橋梁，因此，從“甲種本”一直保留到新教材，但呈現(xiàn)方式有所變化。

“甲種本”的實(shí)驗(yàn)沒有說明實(shí)驗(yàn)?zāi)康模辉谧詈笳f明“這樣配制成的溶液就是0.5M的氯化鈉溶液”，可見該實(shí)驗(yàn)是對摩爾濃度定義的補(bǔ)充。教材雖然完整地用文字?jǐn)⑹隽巳萘科康氖褂貌襟E，卻僅有一幅容量瓶外觀的配圖。

07版、19版教材說明了實(shí)驗(yàn)?zāi)康模壕_配制一定“物質(zhì)的量”濃度（100mL 1.00mol/L NaCl）的溶液，步驟的呈現(xiàn)采用學(xué)生填空的方式，引導(dǎo)學(xué)生應(yīng)用先前學(xué)習(xí)的原理公式，要求學(xué)生思考關(guān)鍵步驟的目的、誤差原因等，體現(xiàn)了從理論到實(shí)踐再回歸完善理論的認(rèn)知發(fā)展順序。上述兩版教材還注意到了容量瓶的精確度與中學(xué)常用的托盤天平精確度的差異對實(shí)驗(yàn)的影響并通過腳注進(jìn)行說明，注重了有效數(shù)字觀念的滲透，有利于學(xué)生在掌握操作技能的同時(shí)發(fā)展科學(xué)素養(yǎng)，體現(xiàn)了從技能到素養(yǎng)的認(rèn)知發(fā)展和心理發(fā)展順序。此外，為適應(yīng)高中生具象和抽象混合的思維特征，兩版教材還為實(shí)驗(yàn)配套了操作示意圖。

19版教材在實(shí)驗(yàn)前進(jìn)一步通過“資料卡片”介紹容量瓶外觀上的細(xì)節(jié)以及操作規(guī)范，如檢漏、瓶口處墊紙條等，體現(xiàn)了對學(xué)生從感知到理解這一認(rèn)知發(fā)展順序的尊重。

三、結(jié)論與建議

從“甲種本”到新教材，“物質(zhì)的量”無論從宏觀結(jié)構(gòu)還是微觀結(jié)構(gòu)上看都趨向于符合“三序結(jié)合”。但美國學(xué)者古德萊德提出課程分為五類[3]，從研究機(jī)構(gòu)和課程專家提出的理想的課程到教師領(lǐng)悟的、實(shí)行的課程，最后到學(xué)生實(shí)際體驗(yàn)的經(jīng)驗(yàn)的課程，信息逐級丟失甚至歪曲。在課程的實(shí)施中，教師作為課堂的主導(dǎo)有著及其重要的作用，因此，對于教材編排的變革提出如下教學(xué)建議。

（一）合理選取內(nèi)容，適當(dāng)減輕負(fù)擔(dān)

21世紀(jì)之后的教材相較于“甲種本”減少了內(nèi)容。高中化學(xué)課程的基本理念在于立德樹人，培育學(xué)生的科學(xué)精神與核心素養(yǎng)，選取的知識不必難、澀、多，而應(yīng)是最能體現(xiàn)化學(xué)學(xué)科邏輯和特征的知識。教材在不斷改進(jìn)中為師生篩選出了這一類知識，教師在教學(xué)中應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生在課標(biāo)知識的理解基礎(chǔ)上進(jìn)行遷移，以拓寬知識廣度。

減輕學(xué)生的負(fù)擔(dān)不能依靠降要求、刪內(nèi)容，而是應(yīng)在教學(xué)中合理安排選取內(nèi)容的教學(xué)順序，在考慮學(xué)科邏輯順序的同時(shí)，注重學(xué)生從感知到理解、從已知到未知、從孤立到綜合的認(rèn)知順序，這樣才能在一定程度上減輕學(xué)生的認(rèn)知負(fù)荷。

（二）改進(jìn)教學(xué)方式，發(fā)展合作與批判精神

高中階段學(xué)生的社會(huì)性不斷發(fā)展，朋輩對其成長的影響愈發(fā)明顯。新教材利用了這一心理發(fā)展特征，設(shè)計(jì)中增加了許多合作與討論欄目，在幫助學(xué)生又快又好地掌握知識的同時(shí)，也有助于學(xué)生合作精神這一必備品格的培養(yǎng)。每一個(gè)學(xué)生都是獨(dú)特的個(gè)體，教師在教學(xué)中應(yīng)當(dāng)注重合作交流環(huán)節(jié)，肯定學(xué)生不同的想法。

新教材有更多讓學(xué)生獨(dú)立思考的問題，不像以“甲種本”為代表的舊教材那樣直接呈現(xiàn)。教師在教學(xué)中也應(yīng)當(dāng)給予學(xué)生充分的思考空間和自主建構(gòu)知識的機(jī)會(huì)，可根據(jù)具體教學(xué)情境，引導(dǎo)學(xué)生自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、基于證據(jù)推理解釋概念的意義等。

（三）習(xí)題多樣化分層呈現(xiàn)

新課改呼吁“教、學(xué)、評一體化”，學(xué)習(xí)評價(jià)的功能和目的不再是單純的甄別和選拔，而是診斷、引導(dǎo)學(xué)生的發(fā)展。習(xí)題作為評價(jià)的重要部分應(yīng)當(dāng)注意以下幾點(diǎn)：（1）習(xí)題內(nèi)容的選取應(yīng)注意學(xué)科邏輯順序與認(rèn)知發(fā)展順序結(jié)合，重視對學(xué)生發(fā)展情況的診斷，而不是一味繁、難、偏，將習(xí)題當(dāng)作篩選的工具;（2）習(xí)題診斷目標(biāo)要從理論知識的掌握中走出去，兼顧實(shí)驗(yàn)技能、科學(xué)方法、信息素養(yǎng)等方面，將習(xí)題建立在生產(chǎn)生活的真實(shí)情境中，適當(dāng)加大習(xí)題解答的開放度;（3）習(xí)題分層次呈現(xiàn)，隨著學(xué)習(xí)的深入，習(xí)題中包含的知識點(diǎn)應(yīng)當(dāng)從簡單到復(fù)雜，從單一到綜合，從具體到抽象，符合學(xué)生的認(rèn)知發(fā)展順序，同時(shí)注意不同學(xué)生的學(xué)習(xí)心理發(fā)展?fàn)顟B(tài)，可為不同認(rèn)知和心理發(fā)展層次的學(xué)生安排不同的試題，例如，“物質(zhì)的量”單元中可為抽象邏輯思維發(fā)展較為迅速的學(xué)生更早安排多個(gè)物理量的換算，以及具體反應(yīng)情境下的應(yīng)用等。

（四）改進(jìn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，貫徹科學(xué)精神

選取化學(xué)發(fā)展史上的經(jīng)典實(shí)驗(yàn)，有利于學(xué)生了解學(xué)科的邏輯順序，化學(xué)學(xué)科基本技能（如容量瓶的使用）的實(shí)驗(yàn)則有利于學(xué)生了解學(xué)科特征。教材中編入的實(shí)驗(yàn)都是代表學(xué)科邏輯和特征的實(shí)驗(yàn)，教師應(yīng)當(dāng)保質(zhì)保量地讓學(xué)生親自完成課標(biāo)要求的學(xué)生實(shí)驗(yàn)。

實(shí)驗(yàn)教學(xué)中可增加學(xué)生的主動(dòng)性，鼓勵(lì)學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康淖灾髟O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，解釋實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和誤差。教材變革中實(shí)驗(yàn)的編排，從規(guī)定步驟到完型填空、思考討論題，體現(xiàn)了鼓勵(lì)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)的趨勢，教師也應(yīng)當(dāng)注意順應(yīng)這一趨勢。

實(shí)驗(yàn)教學(xué)中教師除了對實(shí)驗(yàn)操作步驟進(jìn)行說明外，還要培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)、科學(xué)精神。例如，引導(dǎo)學(xué)生注意有效數(shù)字，培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的科學(xué)態(tài)度，鼓勵(lì)學(xué)生探查實(shí)驗(yàn)中的異?，F(xiàn)象，發(fā)展實(shí)事求是的科學(xué)精神。

[參 考 文 獻(xiàn)]

[1]陳琦，劉儒德.當(dāng)代教育心理學(xué)[M].2版.北京：北京師范大學(xué)出版社，2007：181.

[2]王后雄.中學(xué)化學(xué)教材的宏觀結(jié)構(gòu)與微觀結(jié)構(gòu)[J].中學(xué)化學(xué)教學(xué)參考，2003（11）：35-36.

[3]《教育學(xué)原理》編寫組.教育學(xué)原理[M].北京：高等教育出版社，2019：238-239.

（責(zé)任編輯：趙曉梅）