三 化学基础理论教材的体系

基础理论教材的体系,是化学教材体系设计的重点。如果有两套教材, 理论知识的选材完全相同,只是理论知识体系设计一套符合三序结合原则, 一套不符合这个原则,其教学效果差异将是很大的。前者便教易学,后者难教难学,这已为多年的教学经验所证明。

基础理论在化学教材中的体系应该怎样设计才符合三序结合原则?关于这个问题有三点值得讨论。

  1. 理论知识在教材中的位置

中学化学教材讲授理论知识,一个重要目的是用它来指导元素化合物知识的学习,即用理论解释和预见元素化合物的制法、性质和用途,使元素化合物知识不致于成为纯描述性知识,学生学习不必死记硬背。例如物质结构、元素周期律就能起到这样的作用。由于理论知识对元素化合物的学习能

起指导作用,所以有人认为,理论位置越靠前,所起的作用越大。大学无机化学教材一般分上下两册,上册是理论部分,下册是元素化合物部分。美国的 CHEMstudy 教材和《现代化学》,大体上也是采用先理论、后元素化合物的体系编排。这样的编排实质上是单纯强调了教材的逻辑顺序,违反了从感性认识到理性认识,先易后难的认识顺序。教学实践证明,在中学化学教材中,理论的位置太靠前,学生缺乏必要的元素化合物知识基础,学起来会感到抽象、空洞,枯燥乏味,难以消化。

我国的化学教材是在学习物质结构、元素周期律之前,安排了卤素、氧族和碱金属三个元素族,这对于学生学习物质结构和元素周期律是必要的知识准备。

关于摩尔一章的位置,高中化学甲种本与乙种本处理不同。甲种本放在高一的第一章,理由是学习甲种本的学生水平比较高,在第一章学了摩尔概念,从第二章卤素开始就可以用摩尔概念定量地讨论问题,知识的起点比较高。乙种本把摩尔放在卤素之后,理由是学习乙种本的学生水平比较低,在学习卤素并结合复习初中知识之后再学习摩尔这个抽象概念,似乎更符合他们的认知顺序和心理发展顺序。两种教材同时出版,经过教学实践的检验, 现在多数教师认为,乙种本的处理较好。

  1. 理论知识的集中与分散

理论知识集中,有利于知识间的联系,系统性强,但缺点是难点过于集中,会给教学造成困难。如理论知识过于分散,难点虽不集中了,但知识零乱,系统性差,也不利于教学。

甲种本吸取了两种处理方式的长处,回避了它们的短处,采取了又集中、又分散的处理方式。

对于物质结构理论,实行基本集中、适当分散的办法。以“原子结构、元素周期律”和“化学键和分子结构”两章讲授物质结构理论的主要内容, 其他的内容就分散到元素化合物的有关章节内讲授。如金属键、金属晶体放在镁、铝一章中,过渡元素和络合物的结构,放在过渡元素一章中,轨道杂化、σ键、π键、大π键和有机高分子结构放在有机化合物中。

对于电解质溶液理论,采取了与物质结构理论相似的处理方式。在第二册第五章中基本集中讲授了电解质溶液理论,但又安排在第一册第三章第五节讲授离子反应、离子方程式。

其他采取分散处理的理论有分散系和溶液浓度。分散系中的溶液、悬浊液、乳浊液概念放在初中讲,胶体概念放在高中二年级讲。浓度中百分比浓度概念放在初中讲,摩尔浓度概念放在高中一年级讲。

  1. 理论知识的直线排列与螺旋上升

同一理论知识在教材中是一气讲完(直线排列)还是反复出现,逐步提高(螺旋上升),其教学效果是不同的。这两种排列方式各有优缺点。直线排列的优点是内容简练,节省课时,缺点是教学难度大,知识不易巩固。螺

旋上升的优点是学生容易接受,便于巩固;缺点是耗用课时过多。

对于一项理论知识的体系设计,究竟该用直线排列,还是螺旋上升,应做具体分析。因为理论教材的适宜编排方式与教材本身的性质和学生的水平有关。高中化学甲种本理论教材的体系设计,既有直线排列,也有螺旋上升, 它们的编排方式如下:

化学反应速度和化学平衡,安排在高中二年级第三章,是直线排列。物质结构理论,初中讲物质结构初步知识,高中一年级第五章讲原子结

构、元素周期律,高中二年级第一章讲化学键和分子结构,高中二年级第六章讲金属键和金属晶体,高中三年级再讲络合物结构和轨道杂化理论等,显然属于螺旋上升编排方式。

电解质溶液理论,初中给出电离概念,高中一年级讲离子反应,高中二年级才讲有关这个理论的其他内容,也是属于螺旋上升排列方式。

氧化还原理论,经过了五次循环。第一次在初中给出得氧失氧的概念; 第二次在高中一年级用化合价升高降低和电子得失来解释氧化还原;第三次在高中二年级第二章讲氧化还原方程式的配平;第四次在高中二年级第五章讲原电池、电解和电镀;第五次在高中三年级有机化合物教材中讲有机物的氧化和还原——脱氢和加氢。很自然,这属于典型的螺旋上升的排列方式。