高中化学教材(试验本)的特点,本文主要内容关键词为:教材论文,高中化学论文,此文献不代表本站观点,内容供学术参考,文章仅供参考阅读下载。
《全日制普通高级中学教科书(试验本)·化学》第一册(必修)从1997年秋季起将在天津、江西、山西等省、市的高一年级中试用。这是一套面向21世纪的高中化学教材,现就该教材的编写指导思想和特点作些初步的分析。
一、教材编写指导思想
在教材编写时主要考虑了以下几点:
1.力求体现普通高中教育的性质和任务,全面落实《全日制普通高级中学化学教学大纲(供试验用)》中规定的各项教学内容和要求,在义务教育初中化学的基础上,实施较高层次的基础化学教育。
2.面向全国大多数地区和学校,使教材难易适度、分量适当,并具有一定的灵活性,有利于因地、因校制宜和因材施教,有利于大面积提高高中化学的教学质量。
3.注意知识的逻辑顺序与高中学生的生理、心理发展顺序以及认知规律的密切结合,体现现代教育思想,合理构建教材体系,使教材易教易学,并有利于教学方法的改革和教学手段的更新。
4.注意理论联系实际,加强化学与日常生活、科学技术和生产劳动等方面的联系,加强实验,注意反映化学学科的发展及新的科技成果,以适应社会发展的需要,为社会主义现代化建设服务。
二、教材的特点
概括起来讲,该教材具有以下这些特点:
(一)重视全面提高学生的素质
教材在重视基础知识、基本技能教学的同时,注意启发学生的思维,培养学生分析问题和解决问题的能力以及科学态度,训练学生的科学方法,并力求结合化学学科的特点,对学生进行生动的思想教育。
教材重视利用学生已有的知识和实验事实,通过讨论来启发学生思维,并注意层层引导,使学生自己得出有关的结论。例如,在初中酸、碱、盐知识的基础上,结合新学习的离子反应的知识,教材要求学生通过讨论,自己得出中和反应的实质。又如,在碱金属知识和科学方法训练的基础上,教材要求通过对卤素原子结构的讨论,来推测F,Cl,Br,I化学性质的相似性与递交性;要求根据生成的白色沉淀不一定是BaSO[,4],也可能是BaSO[,3]等的实验事实,来启发学生归纳出SO[,4][2]的检验方法,等等。总之,教材编写坚持启发式,重视通过引导、研讨以及对所学知识的综合运用来培养学生分析问题和解决问题的能力。
教材也很重视培养学生的科学态度和训练学生的科学方法。例如,教材结合化学反应的类型等知识的介绍,启发学生了解在化学学习的初级阶段,介绍的一些概念和原理往往有它们的不完善性和不全面性。教育学生应以发展的观点来看待这些概念和原理,以科学的态度来学习化学。教材还很重视对学生进行科学方法模式的训练。例如,元素周期律和元素周期表的导出,教材注意采用事实-分析-推论-实验验证-结论的科学方法模式,引导学生通过实验,对事实进行归纳,将实验现象和数据等资料加以分析,找出一些规律性的知识,并根据这些规律性的知识和物质结构间的内在联系等,进一步对一些物质的性质作出推论和预测,当这些推论和预测经过实验多次论证后,就可以将其中正确的推论和预测上升并发展为理论,从而对学生进行科学方法的训练。教材中还编入了金属钾的发展、氧气的发现、原子结构模型的演变等阅读材料,使学生了解一些化学史实,从中体会正确的科学态度和科学方法对研究化学的重要意义。
结合化学学科的特点对学生进行思想教育,这是化学教学不可推卸的责任。在编写教材时,很重视结合化学学科的特点,以我国的科技成就和化学家的卓越贡献等对学生进行思想教育。例如,打开教材首先映入学生眼中的是放大约180万倍用硅原子所组成的两个汉字——中国。这是1993年,中国科学院北京真空物理实验室的研究人员,在常温下以超真空扫描隧道显微镜为手段,通过用探针拨出硅晶体表面的硅原子的方法,在硅晶体表面形成“中国”的图形,并放大180万倍在计算机屏幕上显示出来的汉字,这也是目前已知的最小汉字。我国这项在晶体表面操纵原子的研究已达到世界水平。这张图片本身就是对学生进行爱国主义教育的很好教材,既突出了化学学科的特点,又增强了学生的民族自尊心和自豪感。又如,教材中编入了侯氏制碱法、张青莲教授为元素相对原子质量的测定作出了卓越贡献等阅读材料,使学生了解我国科学家对人类所作出的杰出贡献,以及作为一个科学研究者所应具有的职业道德和社会责任感,对学生进行爱国主义教育和优良品德的教育。当然,教材也很重视结合化学学科的特点对学生进行辩证唯物主义教育。
(二)合理构建教材体系
教材注意正确处理知识的逻辑顺序和高中学生的生理、心理发展顺序以及认知规律的关系,在初中化学的基础上,合理构建教材的体系,建立无机物主要以物质结构、元素周期律、化学反应等理论作为框架结构,有机物主要以官能团作为框架结构,理论与元素化合物知识穿插编排,化学计算、化学实验与有关理论和元素化合物知识密切配合的教材体系,使学科的基本结构明显、层次分明、重点突出、难点分散、循序渐进、螺旋上升。
教材注意重点处理好以下几个问题:
1.绪言
高中化学,作为义务教育的较高层次的基础化学教育,仍有必要编写绪言。教材引用诺贝尔化学奖获得者西博格教授的名言“化学——人类进步的关键”,把化学放在人类进步的大背景下介绍给学生,以使学生的视野更开阔,对学习化学的重要性以及如何学习化学有更深刻的认识,指导学生更好地学习高中化学。
2.与初中化学的合理衔接
经过重新组合而进入高一学习的学生,由于原初中学校的教学条件以及学生的基础等存在差异,学生的程度往往参差不齐,如何处理好与初中化学的合理衔接,使学生在一个相对整齐的水平上共同学习,这是很重要的。教材编写除注意充分联系初中有关的知识外,还注意精心组织好第一章教材和化学实验基本操作教材的编写。针对学生在进入高一化学学习时,一般都需要复习初中的知识,复习的重点大多放在化学基本概念和原理、物质间的化学反应以及化学方程式的有关计算上等,教材把“化学反应及其能量变化”编为第一章,以此作为连接初中化学和高中化学的“纽带”,使学生对氧化还原反应、离子反应、燃烧以及化学反应中的能量变化等知识的学习,能源于初中而又高于初中,有利于初、高中化学的合理衔接,帮助学生更好地了解氧化还原反应的本质等,并有利于激发学生学习化学的兴趣,培养和发展学生的能力。
学生在进入高中化学学习中,对试管、酒精灯等仪器的使用要求以及过滤、蒸发等实验操作的要求可能已经背得很熟,但据了解,仍有相当数量的学生在初中没有做过实验或很少动手做实验。因此,高中化学实验基本操作教材编写的重点,在于促使学生动手实验,但又不与初中化学简单重复。教材编写了以CuSO[,4]和NaOH溶液为原料制取CuO,并以自制的CuO作为催化剂,用以制取和收集O[,2]的实验,将药品取用、称量、过滤蒸发、连接仪器装置、检查装置的气密性、排水集气等实验操作技能和有关仪器的使用技能融于整个实验过程中,既复习了初中的有关知识,又进一步训练了学生的实验技能。当学生利用自制的CuO作为催化剂制得O[,2]后,在兴奋之余,必将大大激发学生动手实验的兴趣,有利于培养他们的创新精神。
3.理论的引出和指导作用
教材重视理论教材的框架作用,注意精心处理好理论教材的提前与靠后、集中与分散、直线上升与螺旋上升等编排问题,既注意理论引出的基础,又注意充分发挥理论的指导作用。
例如,教材在氧化还原反应、离子反应理论的基础上,首先着重介绍了钠和氯气的性质,然后,由个别到一般,进一步归纳出碱金属和卤素性质的相似性与递变性,以及与核外电子排布的关系,从知识基础、科学方法等方面为介绍元素周期律和元素周期表等打基础,使元素周期律的引出做到“水到渠成”。而对于编排在元素周期律后的硫和硫的化合物以及硅和硅酸盐工业等知识的介绍,教材又注意充分发挥原子结构、元素周期律以及氧化还原反应、离子反应等理论的指导作用,采用由一般到个别的研究方法,由氧族、碳族性质的比较来探讨硫、硅等性质。这样,理论与元素化合物知识穿插编排,使教材层次分明、重点突出,有利于知识的逐渐深化,也有利于学生能力和科学方法的培养。
教材尤其注意妥善处理好物质结构、化学反应速率和化学平衡、电解质溶液等难度较大理论教材的编排问题,做到理论知识的内部结构严谨,但又使难点分散,使各个年级根据不同的需要各有不同的侧重点。例如,对于物质结构知识,高一侧重介绍原子结构,高二侧重介绍化学键等分子结构,高三侧重介绍晶体的类型和性质的关系。又如,对于电解质溶液知识,高一侧重介绍离子反应和离子反应方程式,高二在化学平衡知识的基础上侧重介绍电离平衡及原电池原理,高三侧重介绍电解原理及其应用。这样做的目的,在于从综合教学效果考虑,精心设计知识的台阶,使学生能一步一个脚印、扎扎实实地学习,避免由于知识台阶设计不合理而使学生学习出现大面积的分化。同时,由于难点分散,也有利于激发和保持学生的学习兴趣,有利于大面积提高教学质量。
4.化学计算和化学实验
教材中对于化学计算的处理,采用了与有关的理论和元素化合物知识密切相结合的方法。必修的化学计算以有关物质的量的计算作为重点,相对集中编排在高一的《第三章 物质的量》和《第四章 卤素》中。其中,第三章主要侧重于有关物质的量、摩尔质量、气体摩尔体积、物质的量浓度等概念的计算,第四章则侧重于难度较大的有关物质的量应用于化学方程式的计算,以分散难点,使化学计算逐步深化。高二限定选修化学将结合有关的理论和元素化合物知识,编排反应物中有一种过量的计算、多步反应计算和有关有机物化学式确定的计算。高三还将编排有关燃烧热的计算。
对于化学实验,教材从实验教学的综合效益考虑,仍密切结合各章的有关内容,相对集中编排在书末。教师可根据各校的实验条件和学生的基础等,或采用学生分组实验的方式,或采用边讲边做实验的方式等。
(三)重视理论联系实际
教材注意反映化学的发展和与现代社会有关的化学问题。把有些问题放在社会的大背景下启发学生思考,使学生了解化学与社会、生活、生产、科学技术等的密切联系,增强学生的环境保护意识和经济效益观念,以有利于学生理解所学的知识和学以致用。例如,教材从绪言开始,就注意结合有关内容渗透对学生进行环境保护意识的教育,并在第六章,结合O[,3]和SO[,2]等性质的介绍,采用必学、选学、阅读相结合的方式,从大气、水、土壤以及居室、食品等方面相对集中地介绍了环境污染及其防治问题,使学生了解化工生产等虽然可能会给环境造成污染,但最终防治污染还需运用化学原理和化学的方法。又如,教材中除编写了新型无机非金属材料等必学内容外,还编写了能源、材料等的利用与人类进步的关系等阅读材料,以使学生初步了解能源、材料等这些人类赖以生存和发展的物质与人类进步的关系,从中体会化学的作用和学习化学的重要性。
在教学内容的表述上,教材注意改变从概念到概念的灌输,尽可能联系学生的生活实际,从实例出发,注意从具体到抽象,从现象到本质。例如,教材中对化学反应速率的表述,是从北京故宫保和殿后的“云龙陛石”近几十年来腐蚀变快谈起的。由于这几十年来SO[,2]等有害气体在空气中的含量增加,致使酸雨等增多,使一些古代石雕以及建筑物、桥梁等的腐蚀加快,从中引出化学反应速率和浓度等外界条件对反应速率的影响等内容。这样联系实际的表述方式,学生会感到亲切、自然、兴趣盎然,有利于他们理解有关概念,并训练他们如何通过现象分析事物本质的方法。
教材也很重视教学内容的更新,编入了一些新的科技成果和学生能够接受的现代科学知识。例如,教材中编入了扫描隧道显微镜的实物照片,我国已达世界水平的在晶体表面开展操纵原子的研究,以及北京大学和中国科学院物理所合作研制的金属掺杂C[,60]超导体等新成果。教材中还编入了一些联系实际的实验习题、趣味实验和家庭小实验等。例如,要求学生自己设计并用实验方法证明马铃薯等中含有淀粉,砖瓦和普通水泥中含有碳酸盐,以及检验含碘食盐的成分中所含的碘等;要求学生自制简易仪器收集雨水并测定雨水的pH等,以激发学生的兴趣,开阔学生的眼界,引导学生多动手、动脑,培养学生的实际工作能力和创新精神。
(四)加强实验教学
教材在编写前成立了实验研究小组,广泛收集国内外的实验资料和好经验,认真研究、改进实验方法和手段,并注意使实验贯穿于教学的各个环节,如新课的引入,重点、难点的突破、知识的深入(引导、研讨)、复习、习题、课外活动等,以充分发挥实验教学的综合效益。例如,对于吸热反应和放热反应概念的介绍,教材中采用两个演示实验。当学生看到铝片与盐酸反应使温度计酒精柱(或水银柱)升高,而粉末状氢氧化钡晶体与氯化铵晶体反应,使小烧杯和玻璃片间的水结冰时,对化学反应中能量变化的感受不再是抽象的,而是实实在在的,有利于对概念的理解。又如,对于教学重点和难点的离子反应和离子反应方程式的介绍,教材中利用CuSO[,4]溶液与NaCl溶液不发生反应,而CuSO[,4]溶液与BaCl[,2]溶液起反应,反应后的滤液仍为蓝色,且滤液与经HNO[,3]酸化的AgNO[,3]溶液反应有白色沉淀生成第一组演示实验,并通过对该组演示实验现象的分析,可以令学生信服地得出离子反应的实质,帮助学生了解离子反应方程式的书写方法和溶液中离子互换型反应发生的条件,既可以加深学生对重点知识的理解,又化解了教学难点。
教材在对学生进行环境保护意识教育的同时,也注意改进实验装置,以吸收实验中所产生的有毒气体。例如,教材改进了铜片与硝酸反应的实验装置,采用蘸有Na[,2]CO[,3]溶液的棉花来吸收反应所产生的SO[,2]等有毒气体,使这些气体尽量不外逸,以改善学生实验的外部环境,增强学生的环保意识。
教材还根据需要,编入了一定量的对比实验和点滴板的实验等,以使实验更简单易行,现象更明显,有利于学生通过实验现象的分析和对比得出有关结论。
教材中家庭小实验的编入丰富了学生的课外活动,使家庭作业不仅仅限于笔答,增加了学生动手实验和参加社会实践的机会。
(五)精心选择教学内容,使课业负担合理,并具有一定的灵活性
教材编写注意精心选择教学内容,使难易适度,分量适当,并具有一定的灵活性。根据相应的课程方案和教学大纲,该套教材在整体设计时分为三个年级共四本书。高一为必修化学,全体高一学生都要学习,以必学内容为主,只有个别在后续教材中不好单独处理的限定选修内容,如第19和20号元素的核外电子排布,以及C[,60]等及其应用才编入高一教材中,且没有编入相应的习题。对于必修和限定选修中教学内容相同、但教学要求不同的知识如相对原子质量释义,高一化学以必修的教学要求为准,只作常识性介绍,在习题中不要求相应的计算,在高二限定选修化学教材中再按大纲要求编配相应的计算题。高二分为必修化学以及必修和限定选修化学两种教材,分别为侧重文科或理科学习的学生选用。这两种教材的编写力求界线分明,习题编配相当,以符合不同的设课目的和学习对象。学完高二化学的学生都可以参加会考。高三为限定选修化学,只为侧重理科学习的学生开设,为高考要求。不论是必修化学还是限定选修化学,教材除按大纲要求编写了必学和选学内容以及选做实验外,还编写了一定量的阅读教材和资料,以及标有“*”号的选做习题,供学有余力的学生选学或选做,以体现教材的灵活性,使既有利于大面积提高高中化学的教学质量,又有利于学生个性特长的发展。
教材还编写了配套的教师教学指导用书,教学录像带也正在制作之中,期望着相应系列教材的逐步配套和完善,以扩大教材的适应面。
(六)语言力求生动活泼、图文并茂,双色排版,新颖美观
教材语言力求生动活泼,采用比喻等手法,注意层层引导,使教材具有启发性,以吸引学生自觉地阅读教材,激发学生的求知欲。教材不仅重视文字的表述,而且还很重视图画的作用,编入了一定数量的彩图、章头图、插图以及实物照片等,使学生见图知意,印象深刻。例如,教材在介绍氧化还原反应时,编入了几幅拟人化的示意图,形象地表示了氧化还原反应中元素化合价的升降以及电子得失的关系。又如,在介绍环境保护知识时,教材中编入了利用卫星拍摄的南极上空臭氧空洞的照片,以及环境污染对人类造成危害的漫画等,形容地告诉学生保护环境的迫切性和重要性。《第三章 物质的量》的章头图,将硅原子与单晶硅以6.02×10[23]作桥梁相联系,鲜明地表示出原子与可称量的物质之间存在着的某种联系,使抽象的知识具体化。此外,教材中还编入了实物元素周期表等。
教材首次采用双色排版,新颖美观,栏目设计便于学生使用。
《全日制普通高级中学教科书(试验本)·化学》第一册(必修)及后续的第二册、第三册等尚处在试验阶段,有很多不足之处,需要在教材试验过程中根据教材和学生的意见不断改进,以使该教材更趋完善。