高中《化学与技术》模块教材的特点与功能

摘要分析高中化学新课程选修模块《化学与技术》教材的特点与功能，提出使用的建议。

关键词 科学与技术《化学与技术》模块特点

高中化学新课程设置了《化学与技术》模块供学生选修。《化学与技术》模块学习标准与已出版的3套教材（分别由人民教育出版社、山东科学技术出版社、江苏教育出版社出版，以下简称人教版、山东科技版、苏教版）让人耳目一新。她的诞生是我国中学化学课程建设的一个了不起的进步。

当代，技术与科学一样是人类文明发展的强大动力。技术不仅仅包括生产制造、加工、维修、管理、营销的技巧，还包括研究和设计。技术所涉及的问题是具体化、操作化的，但与科学的抽象化、理论化是紧密结合在一起的。技术与科学紧密相关，但已不是科学的附属。在普通高中教育中，架起沟通科学与技术的桥梁，让学生在学习科学知识原理的同时，接受技术教育，了解科学和技术的分工和联系，认识科学和技术间的平行与统一关系，了解科学与技术的社会价值，是素质教育的需要。在中学实施技术教育也是帮助中学生养成理论联系实际的作风、建立正确的价值观和社会责任感所必须的。

《化学与技术》模块教材在内容选择、教材结构与呈现方式上做了精心的设计，把化学科学知识、化学在生产生活实践中应用的操作技术、化学科学与技术的社会价值3部分内容有机地融合起来。3套教材都较好地体现了《化学与技术》模块的学习目标与要求，教材内容兼具基础性、趣味性与时代性。同时，不同版本的教材在内容选择与呈现方式上也有所差异，有自己的特点。

1 教材在较为宽阔的生产技术背景下提出化学和技术的若干具体问题，引发学生讨论、实验、探究，认识与化学原理相关的技术与人们生活、社会发展的密切关系和重要作用，认识化学技术的价值，激发了解化学技术的兴趣

教材涉及的技术问题包括：（1）利用化学原理进行自然资源开发利用、化工原料与精细化学品制造的技术；（2）材料制造与加工的原理与技术；（3）污染治理与环境保护的化学原理和技术。以环境保护技术为例，苏教版和山东科技版教材都从污染化学防治的热门话题开始，引导学生了解人们怎样利用化学原理开发治理“三废”的技术，实现废弃物的资源化；了解人们怎样运用化学原理开发符合绿色化学的生产工艺，从源头消除污染；正确认识化学与环境保护的关系，理解化学在环境保护事业方面的价值。为了帮助学生比较全面而深刻地理解化学科学与化工生产技术的密切联系，人教版的教材还就“化学生产过程中的基本问题”进行讨论。教材简要说明了化学实验研究与生产技术的联系与区别，以硫酸工业为例，比较详细地分析了如何依据化学反应原理确定生产流程、选择生产原料、控制反应条件，怎样全面地考虑生产中的能源消耗和反应热的利用，如何处理生产中排放的“三废”保护环境。

2 在教材的内容组织上，3套教材都以明确而实际的生产技术问题作为学习课题，把看似零散的学习内容有机地组织在同一主题下，应用典型实例进行分析讨论，教材结构清晰，逻辑性强

例如，苏教版从以下6个主题（专题）20个课题（单元）讨论化学与技术的有关问题。

（1）水处理技术（水的净化与污水处理、硬水软化、海水淡化）；

（2）化学品制造（氨的合成、氯碱生产、硫酸工业、镁和铝的冶炼）；

（3）有机反应的应用（有机药物制备、合成洗涤剂生产、纤维素化学加工、有机高分子合成）；

(4）材料加工与处理（材料加工技术、材料组成优化方法、复合材料制造）；

（5）农业技术（土壤酸碱性改良、化肥生产与使用、无土栽培技术、化学农药发展）；

（6）污染防治与绿色化学（污染的化学防治、绿色化学与社会可持续发展）。

6个专题各包含若干个不同生产技术领域的课题，但阐述的内容都围绕着该专题的基本线索。如上述“材料加工与性能的优化”专题包括3个单元，各单元又从若干角度选择一些实例进行讨论。

这种组织方式有利于学生在宽阔的背景中比较宽泛而又比较具体地了解科学技术社会的关系，接受STS教育。有利于不同地区、不同学校、不同的学生结合本地区的实际考虑课题学习内容的详略，满足不同学生的学习兴趣与需要，提高学生的修习热情与积极性。

3 教材注意用典型的案例帮助学生理解化学原理在技术开发与发展中的作用，帮助学生加深对相关化学原理的理解和把握

例如，分析化学反应速率和化学平衡原理在硫酸制造、合成氨工业等化工生产工艺（生产条件的选择与控制）中的应用；介绍电化学反应在氯碱工业生产、电镀、化学蚀刻等材料加工技术中的运用；讨论氧化还原反应、离子反应、基本的有机反应在金属、非金属材料、有机高分子材料、洗涤剂的制备与加工技术中运用；联系化学反应特点与条件，综合分析相关化工生产的产、供、销与环境问题，考虑厂址选择、配套设施的配置等技术问题。苏教版教材还联系酸碱盐及电解质溶液的有关知识，分析土壤酸碱性的测定与改良、无土栽培营养液的配制、化肥、农药的合理使用等技术问题。山东科技版教材引用实例阐述了20世纪化学合成技术发展对信息技术、生物工程、激光技术、核技术、航天技术、纳米技术发展的核心作用。

4 教材注意通过实例帮助学生了解生产技术发展的需求对化学科学发展的促进作用，认识技术进步能为化学科学研究提供更优越的物质条件与更有力的研究手段

3套教材在介绍化学品制造与材料加工技术进步的事例中，从不同角度介绍了新技术的应用对化学工业、化学科学研究的促进作用。如介绍离子膜、钛金属阳极的开发应用对改进食盐水电解工艺、提高电解效率的巨大作用；膜分离技术在空气分离等化工生产领域的应用；无机防腐技术在金属管道表面处理中的应用；计算机辅助设计技术、组合化学技术在化学药物开发与合成研究中的应用等等。教材不回避化学品生产、应用可能产生的能源高消耗、环境污染等问题，列举典型实例说明正是这些发展中出现的问题，给化学科学研究提出了新的更高的要求，促进了化学科学技术的发展。例如，合成氨与有机合成工业高效催化剂的研究，可降解塑料的研制生产，不含磷洗涤剂的出现，新一代高效对人畜无毒无害农药的研制，绿色化学概念的提出等等。

5 教学内容具有很强的实践性与社会性。凡涉及生产技术、技术与社会关系的内容，都尽量要求学生关注社会现实，注意考察、了解技术应用与发展的现实，运用所学习的知识考虑说明生产实际的技术问题

3套教材中设计的主要活动有：(1)参观调查活动。如调查当地污水的主要污染物、参观污水处理厂，了解处理污水的类型、方法、污水排放标准、处理得到的中水的使用情况；(2)生产技术决策讨论。如依据国家规划、各地区的实际，考虑硫酸制造厂的选址问题；为缺乏淡水的海岛选择可行的海水淡化方法；(3)实验制作活动。如动手制作内酯豆腐；用总硬度试制测定水的硬度、pH，用离子交换树脂处理硬水；测定当地土壤的pH，考虑改良土壤酸（碱）性的方法；配制无土栽培营养液等等。

6 在教学内容呈现方式上，3套教材都注意用学习栏目把生产技术课题的实例、相关化学原理的介绍分析、学生的实验和探究讨论等活动、学习参考资料、学习拓展课题、学习方法指导等内容有机地组织起来。教材用简洁生动的文字，辅以多种图表和精美的照片来表述学习的基本内容，指导教师组织学习活动，引导学生主动地把课内、外学习活动结合起来，提高教学实效

以山东科技版教材为例，教材设有“联想质疑”、“观察思考”、“活动探究”、“动手空间”“交流讨论”、“学以致用”等指导开展课内外学习活动的栏目。同时，还用“知识支持”、“资料在线”、“技术词典”等栏目为学生提供必要的学习辅导资料。此外，为开阔学生的技术视野，教材还开辟了“拓展视野”、“技术博览”等学习栏目。

7 教材在练习与作业编写方面，十分注重引导学生把化学原理知识与相关的生产技术联系起来，把课内学习的内容与课外的调查、参观活动结合起来。帮助学生体会化学与技术的密切关系，提高对化学科学学习的兴趣，增强学生对生产技术问题的关注程度和实践能力

山东科技版教材用“学以致用”的栏目代替课后的“练习与作业”。全书77道练习中，涉及生产技术所运用的化学原理的共有36道，回答有关生产技术知识的有22道，还有19道题要求学生进行有关生产技术的调查、参观、动手实践、查阅资料活动或就某一技术问题进行讨论或发表自己的见解。从模块内容的研究分析，可以期望学生通过《化学与技术》模块的修习能在以下方面获得提高：（1）学习与化学科学相关的技术知识，进一步理解和扩充化学科学知识；(2)认识化学科学与技术进步、社会发展的关系、接受STS（科学技术社会）的基本观念；(3)了解理论和实际结合的重要性，培养技术意识，提高实践能力和创造意识。《化学与技术》模块的教育功能和学习目标，不仅对有理工科和技术学学习兴趣的学生特别有益，对将要从事新闻、传媒、经济管理等需要具备技术意识和相关常识的学生，也是不可或缺的。用过于功利的应试观点看待这一模块的修习，用一刀切的办法把有文科学习倾向的学生排除在修习之外，或者规定有理工科学习倾向的学生都要学习，是否妥当，值得研究。《化学与技术》内容所涉及的面较广，要顺利的理解某些生产与加工技术，需要有较宽的化学乃至物理或生物学的知识。由于学生在化学必修模块（《化学1》、《化学2》模块）所学习的化学基础知识、基本技能有限，学习《化学与技术》模块中需要具备的一些化学原理知识要在《化学反应原理》、《有机化学基础》等选修模块中才能学到。由于所有的选修模块是平行设置的，修习《化学与技术》选修模块的学生不一定都有机会学习其他选修模块，更不可能都先学过这些选修模块之后再学技术模块。为减少学生学习的困难，《化学与技术》模块教材或者在正文中，或者用“信息提示”、“检索咨询”、“资料卡”等栏目对相关的化学原理做了简要介绍，应用原理知识对技术问题做了诠释和说明。学生在短时间内要理解、接受化学原理知识并加以应用，可能存在一定的困难。这就需要教师依据学生的实际做深入浅出的讲解和指导。学生对生产技术问题比较生疏，缺少感性知识，需要在教学中组织学生开展调查、参观活动（或者观看相关的影像资料）。教师本身的生产技术知识储备也有待充实、更新。由于各地区社会经济发展的差异，学生对各项生产技术及其相关科学原理学习的兴趣和需求的不同，各地还应当对教材中编写的具体生产技术内容进行调整、补充和取舍。总之，《化学与技术》模块，为在中学贯彻STS教育提高科学素养开辟了一个良好的途径。由于缺乏经验，在实施中会有诸多困难需要克服。要取得良好的教学效果，需要教师认真研究课程标准与教材，创造性地进行教学。

参考文献

[1] 中华人民共和国教育部基教司、师范教育司.化学课程标准研修.北京：高等教育出版社, 2004

[2]宋心琦.普通高中课程标准实验教科书•化学与技术（选修）.北京：人民教育出版社, 2005

[3]王磊，陈光巨.普通高中课程标准实验教科书•化学与技术（选修）.济南：山东科学技术出版社，2005

[4]王祖浩.普通高中课程标准实验教科书•化学与技术（选修）.南京：江苏教育出版社, 2005

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