基于學(xué)科素養(yǎng)培養(yǎng)的初中化學(xué)教材比較研究

林旺金 張惠嬌

（龍海市實驗中學(xué)，福建 龍海 363100）

初中學(xué)生剛接觸化學(xué)學(xué)科，學(xué)科素養(yǎng)尚處于低層次階段，要逐步形成化學(xué)學(xué)科素養(yǎng)，教材的引領(lǐng)作用至關(guān)重要。教材的編排體系、內(nèi)容觀點以及具體課堂運用教材能力對學(xué)生化學(xué)學(xué)科素養(yǎng)的形成所起的作用是決定性的。目前，初中學(xué)校使用的化學(xué)教材版本有：人民教育出版社、上海教育出版社、科學(xué)出版社和廣東教育出版社等出版的幾種版本教材（以下分別簡稱人教版、滬教版、粵教版）。各種版本的教材扣緊課程標(biāo)準(zhǔn)，基于形成和提高初中學(xué)生化學(xué)學(xué)科素養(yǎng)進(jìn)行合理編排，精心設(shè)計，作用彰顯。但各種版本的教材對學(xué)科素養(yǎng)形成思路和方法不一，各具特色。因此，研究比較各種初中化學(xué)教材，從中悟出形成學(xué)生化學(xué)學(xué)科素養(yǎng)的教材編寫意圖和思想方法，為教材編寫者提供一線教師的實踐性建議，也為教師課堂設(shè)計時對教材進(jìn)行二次開發(fā)服務(wù)，同時更為區(qū)域性使用教材版本不同但要實行統(tǒng)一考試（如福建省2017年中考全省統(tǒng)考），提供有意義的考試評價建議。

一、基于初步構(gòu)建認(rèn)識物質(zhì)化學(xué)觀的教材比較

“化學(xué)研究什么”是化學(xué)教學(xué)初始階段不可回避的問題。為了讓學(xué)生更直觀地去理解認(rèn)識這一問題，教材應(yīng)從學(xué)生的生活經(jīng)驗和社會發(fā)展的現(xiàn)實中去取材。

粵教版教材從身邊的化學(xué)入手，介紹“化學(xué)與家居”“化學(xué)與出行”“化學(xué)與環(huán)境、健康”“化學(xué)與社會發(fā)展”幾個板塊的內(nèi)容，從學(xué)生喜聞樂見的生活內(nèi)容切入，揭示化學(xué)學(xué)習(xí)的內(nèi)容是什么，化學(xué)對個人、家庭和社會有什么用等問題。這樣的取材形式非常貼近學(xué)生的生活實際，比較自然地讓學(xué)生形成化學(xué)學(xué)科中認(rèn)識物質(zhì)的基本觀點。

滬教版教材介紹了“化學(xué)幫助我們正確認(rèn)識物質(zhì)”“化學(xué)指導(dǎo)人類合理利用資源”“化學(xué)促進(jìn)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展”三個方面的內(nèi)容，試圖讓學(xué)生感受化學(xué)在人類社會的發(fā)展歷程中所起到的重要作用。這樣的內(nèi)容情景設(shè)置重在激發(fā)學(xué)生的求知欲，突出了科學(xué)探究性和教科書的實用性。

人教版教材緊扣主題“化學(xué)使世界變得更加絢麗多彩”，從人類的衣食住行出發(fā)，對化學(xué)在“能源、材料、醫(yī)藥、信息、環(huán)境和生命科學(xué)”等研究領(lǐng)域和在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中所起的重要作用進(jìn)行正面直觀的科普性陳述，同時以化學(xué)的發(fā)展史為索引，循序漸進(jìn)地引出化學(xué)的定義，讓學(xué)生了解化學(xué)的研究層次、研究對象和化學(xué)的作用。如此布局讓學(xué)生在接受知識的同時仿佛看到了一部有歷史的化學(xué)科普片。

三個版本的教材編寫堅持課程基本理念，注意從學(xué)生已有的經(jīng)驗出發(fā)，讓學(xué)生在熟悉的生活情景和社會實踐中去感受化學(xué)，了解化學(xué)與日常生活的密切關(guān)系，對初步構(gòu)建學(xué)生認(rèn)識物質(zhì)化學(xué)觀進(jìn)行了精心設(shè)計?；诰唧w教學(xué)實踐和了解，筆者認(rèn)為粵教版對學(xué)生學(xué)科素養(yǎng)的構(gòu)建比較直接，教師備教材、用教材輕松，無需更深入地鉆研教材；滬教版、人教版對學(xué)生學(xué)科素養(yǎng)的達(dá)成需要進(jìn)行教材的二次開發(fā)。特別是滬教版，教師要深入了解教材編寫的意圖，有針對性地使用教材、用好教材。

二、基于科學(xué)探究認(rèn)識物質(zhì)的教材比較

如何讓學(xué)生在科學(xué)探究中了解科學(xué)探究的基本過程和方法，發(fā)展科學(xué)探究能力，教材中以實驗為主的科學(xué)探究活動的創(chuàng)設(shè)至關(guān)重要，起了決定性的導(dǎo)向作用，是提高學(xué)生素養(yǎng)的主渠道。

粵教版教材通過“金屬銅化學(xué)性質(zhì)的探究”將科學(xué)探究的幾個要素逐步羅列，讓學(xué)生從思想到行為按照這些要素進(jìn)行科學(xué)探究活動，有章可循，操作性強(qiáng)，規(guī)范性強(qiáng)，以“化學(xué)實驗室之旅”為主題，圖文詳盡，詳略得當(dāng)，把化學(xué)實驗室活生生地搬到了教材上，情景真實，適合學(xué)生聯(lián)想自學(xué)。這樣有利于學(xué)生構(gòu)建科學(xué)探究的系統(tǒng)思維，初步形成科學(xué)探究能力。

滬教版教材在第一章第3節(jié)第二部分先直接介紹科學(xué)探究的一般步驟，既有教材思路的導(dǎo)向，又鼓勵學(xué)生發(fā)散思維，自己設(shè)計實驗方案并驗證自己的假設(shè)，伸縮有度，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，增進(jìn)科學(xué)情感。強(qiáng)調(diào)基本的實驗操作大膽前衛(wèi)，例如，以“銅綠的性質(zhì)實驗探究”引出實驗過程中的一系列基本操作，并只以附錄的形式出現(xiàn)，沒有作為課程主要內(nèi)容進(jìn)行闡述，對學(xué)生已有的實驗基礎(chǔ)知識要求較高。

人教版教材在第一單元課題2先利用“蠟燭及其燃燒的探究”實驗，讓學(xué)生明白實驗探究過程中如何收集證據(jù)，通過“對人體吸入的空氣和呼出的氣體的探究”再次強(qiáng)調(diào)現(xiàn)象描述和分析的基本技能，間接地體現(xiàn)探究要素；對學(xué)生基本實驗操作方面，教材內(nèi)容花了不少篇幅介紹了實驗的操作、注意事項、出現(xiàn)緊急情況時如何自救等，使學(xué)生在做實驗的同時，能利用所學(xué)的化學(xué)知識進(jìn)行自我保護(hù)。

由此，人教版教材基于科學(xué)探究認(rèn)識物質(zhì)內(nèi)容大多較直觀簡單，學(xué)生普遍容易接受。滬教版、粵教版對教師的科學(xué)素養(yǎng)、學(xué)生自身能力要求較高，使用該教材的教師在備課的過程中應(yīng)給予一定的補(bǔ)充和必要的教材處理與開發(fā)。

三、基于組成和變化認(rèn)識物質(zhì)的教材比較

1.認(rèn)識物質(zhì)的微粒觀

在物質(zhì)微觀結(jié)構(gòu)知識點方面，粵教版教材先提出“分子本身怎樣構(gòu)成”“分子能不能分割”得出化學(xué)反應(yīng)的實質(zhì)。然后利用“檢查站”的練習(xí)，討論與交流，比較系統(tǒng)、完整地介紹了“如何用原子結(jié)構(gòu)示意圖表示原子結(jié)構(gòu)”。最后通過“觀察活動”與形象詼諧的圖片介紹了離子的形成。但因缺乏必要的適應(yīng)性練習(xí)，容易造成概念模糊，讓學(xué)生形成化學(xué)難學(xué)的心理定勢。

滬教版教材在第2章學(xué)習(xí)“氧氣、二氧化碳、水”等宏觀物質(zhì)的基礎(chǔ)上，將它們引入物質(zhì)的微觀構(gòu)成中，通過“聯(lián)想與啟示”，讓學(xué)生帶著問題，認(rèn)識分子和原子。根據(jù)典型的化學(xué)史，讓學(xué)生跟著科學(xué)家一起探究“原子的構(gòu)成”；接著利用形象的圖片，講解了相對原子質(zhì)量，直接突破相對原子質(zhì)量的理解難題，知識內(nèi)容銜接非常緊密，環(huán)環(huán)相扣。最后通過“拓展視野”介紹了“原子結(jié)構(gòu)示意圖”和離子的形成。

人教版教材采用較大篇幅的文字，結(jié)合部分圖片，依次對“氧化汞的分解”進(jìn)行闡述，總結(jié)得出化學(xué)變化的微觀過程和實質(zhì)；接著介紹了原子結(jié)構(gòu)、原子核外電子排布和離子的形成，再介紹相對原子質(zhì)量，內(nèi)容順序、知識難點符合學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律，逐步推進(jìn)，理論性強(qiáng)。

2.認(rèn)識物質(zhì)的變化觀

下面，以“中和反應(yīng)”教學(xué)內(nèi)容為例作分析。

表1 不同版本教材“中和反應(yīng)”內(nèi)容的比較

從表1可以看出滬教版教材對該知識內(nèi)容的教材知識呈現(xiàn)更貼近課標(biāo)要求，讓學(xué)生認(rèn)識到中和反應(yīng)過程中不僅存在物質(zhì)的變化，同時伴隨著能量的變化，也為高中化學(xué)中和熱的測定埋下伏筆?；浗贪娼滩牟扇∫?guī)范化的實驗探究向?qū)В龑?dǎo)學(xué)生有目的有計劃地完成中和反應(yīng)的探究實驗，并恰到好處地在“長話短說”中，將酸、堿的化學(xué)通性進(jìn)行了歸納總結(jié)，順理成章地引出了復(fù)分解反應(yīng)的條件，符合學(xué)生的知識建構(gòu)原則和認(rèn)知規(guī)律。人教版教材在酸、堿與指示劑變色的知識鋪墊下，利用借助酚酞觀察酸堿反應(yīng)的簡單實驗和反應(yīng)示意圖直觀明了地講解，使學(xué)生容易理解中和反應(yīng)的過程和實質(zhì)。從一線教師角度看，基于認(rèn)識物質(zhì)的變化觀，滬教版教材的呈現(xiàn)和應(yīng)用比較全面。其他兩個版本教材在具體教學(xué)中要進(jìn)行補(bǔ)充、消化和拓展。

四、基于真實情景和STSE認(rèn)識物質(zhì)的教材比較

下面以“化學(xué)能源和資源的利用”知識內(nèi)容為例進(jìn)行比較?；浗贪娼滩睦谩澳阒绬帷睆膶W(xué)生常見的已有的知識經(jīng)驗出發(fā)，得出“什么是化石燃料”的結(jié)論，圖文介紹了化石燃料的形成，讓學(xué)生體會到化石燃料分布不均，屬于不可再生能源，用一點少一點，逐漸培養(yǎng)學(xué)生節(jié)儉能源的意識。同時，教材利用現(xiàn)在信息資源輔助教學(xué)，指導(dǎo)學(xué)生網(wǎng)上獲取信息，培養(yǎng)學(xué)生利用現(xiàn)代信息手段獲得知識。從學(xué)生熟悉的生活環(huán)境取材，介紹了化石燃料的綜合利用，同時在進(jìn)行石油餾分燃燒的觀察得出“含餾分沸點越高，燃燒越不完全，黑煙越濃，為高中有機(jī)物的性質(zhì)學(xué)習(xí)留下伏筆。

滬教版教材在第9章第1節(jié)采用“交流與討論”，讓學(xué)生學(xué)會利用分類的方法對已有知識進(jìn)行重組，同時給出“中國節(jié)能標(biāo)志”，讓學(xué)生感受國家在愛護(hù)能源方面做出的行動。接著介紹了化石燃料和目前被廣泛使用的清潔能源太陽能和化學(xué)電池，設(shè)置“觀察與思考”讓學(xué)生在實驗中體會化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，為高中電化學(xué)的學(xué)習(xí)做知識鋪墊。同時通過“活動與探究”教會學(xué)生運用所學(xué)的知識解決生活中面臨的問題，讓學(xué)生認(rèn)識到化學(xué)在造福人類的同時，也會危害人類自身安全，培養(yǎng)學(xué)生的辯證唯物主義觀。

人教版教材首先介紹了化學(xué)反應(yīng)中的能量變化，通過“討論”拋出問題，讓學(xué)生聯(lián)系生活實際，自然引入化石燃料的知識介紹，利用身邊的生活事實圖片介紹了“什么是化石燃料”“化石燃料的形成”“合理利用與開發(fā)化石能源”；通過“討論”日常頻繁所見的“燃?xì)馊紵睂嶒灒虝W(xué)生如何使燃料充分燃燒，達(dá)到節(jié)約使用化石能源的目的。知識銜接緊湊，條理清楚，實例貼近生活，廣大師生能普遍接受。

中考評價特點是情境性試題多。置于一個真實情境中來考察學(xué)生解讀情境，提出問題，找出相關(guān)知識點，然后結(jié)合情境中的其他相關(guān)信息解決問題。從評價的角度來說，三個版本的教材都能順理成章地利用真實情境進(jìn)行化學(xué)教學(xué)。而使用不同版本教材卻要實行統(tǒng)一考試，基于真實情景和STSE認(rèn)識物質(zhì)成為中考評價必備內(nèi)容。

五、基于定量和化學(xué)用語認(rèn)識物質(zhì)的教材比較

1.關(guān)于定量問題

粵教版教材第三章3.4將有關(guān)化學(xué)式的計算安排在化學(xué)式的書寫之后，每一道例題下面都立即設(shè)置練習(xí)，講練結(jié)合。第四章在學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)了質(zhì)量守恒定律和化學(xué)方程式書寫之后，呈現(xiàn)根據(jù)化學(xué)方程式的計算，還是利用講練結(jié)合的模式，在兩道練習(xí)中羅列出解題步驟，規(guī)范有關(guān)化學(xué)方程式的計算步驟，幫助學(xué)生減少或避免了在化學(xué)方程式計算中出現(xiàn)的書寫不規(guī)范的失誤。

滬教版教材第3章在相對原子質(zhì)量的定義提出后直接承接相對分子質(zhì)量的計算，第四章第3節(jié)同樣將依據(jù)化學(xué)方程式的計算安排在化學(xué)式之后，以“氧化鋁的分解”為例介紹了元素質(zhì)量守恒的計算，讓學(xué)生通過觀察兩個同學(xué)的不同解題方法，總結(jié)元素質(zhì)量守恒的應(yīng)用，從易到難，有一定的梯度，凸顯“學(xué)生為主”的特點。

人教版教材第四單元課題4與粵教版教材保持一致，將有關(guān)化學(xué)式的計算安排在化學(xué)式的書寫之后集中進(jìn)行講解，利用彩色的背景凸顯不同類型的計算過程，但沒有及時設(shè)計相關(guān)練習(xí)，建議教師備課上課時適時增加相關(guān)練習(xí)，幫助學(xué)生鞏固消化。人教版教材在知識編寫上系統(tǒng)性較強(qiáng)，知識脈絡(luò)清晰，但開放性略低。

2.關(guān)于化學(xué)用語問題

下面以化學(xué)式為例進(jìn)行分析。粵教版教材第三章3.4“物質(zhì)構(gòu)成的表示式”中先提出問題“怎樣用式子表示物質(zhì)的構(gòu)成”，可以感覺編者的意圖是要在提出物質(zhì)的構(gòu)成之前做一個鋪墊，但分子式的提出反而變成學(xué)生學(xué)習(xí)的負(fù)擔(dān)和累贅。接著從物質(zhì)分類的角度分別講解了單質(zhì)和化合物的化學(xué)式書寫。方便學(xué)生比較學(xué)習(xí)，系統(tǒng)接納。

滬教版教材首先通過“物質(zhì)組成與化學(xué)式的關(guān)系示意圖”從微觀角度考查了幾種物質(zhì)的組成和化學(xué)式的關(guān)系，有助于學(xué)生讀懂物質(zhì)的組成和變化的微觀示意圖，幫助學(xué)生輕松地從圖像信息題中獲取有用信息，同時在“水由分子構(gòu)成”的前提下提出了分子式，指出分子式中數(shù)字表示對應(yīng)元素的原子個數(shù)，該知識編排與用意比粵教版教材好，強(qiáng)化了學(xué)生對化學(xué)式和物質(zhì)構(gòu)成的理解。但是在后續(xù)的單質(zhì)和化合物化學(xué)式書寫知識內(nèi)容的呈現(xiàn)上不如粵教版教材和人教版教材清晰，而簡單化合物的中文命名比另外兩種版本教材更加系統(tǒng)，更加完整。

人教版教材直接給出化學(xué)式的定義和意義，通過對實例“H、2H、H2和2H2”中相似的化學(xué)符號進(jìn)行比較，突破學(xué)生容易對化學(xué)符號產(chǎn)生混淆的難題，接著通過清晰的知識比較，系統(tǒng)、完整、有條理地介紹了化合價化學(xué)式的書寫，并加以適當(dāng)?shù)木毩?xí)進(jìn)行強(qiáng)化鞏固，幫助學(xué)生形成清晰的知識脈絡(luò)。

總之，三種版本的教材各有千秋，因此建議在實際教學(xué)中，教師要根據(jù)實際情況，將教材內(nèi)容進(jìn)行重組、拓展和組合，取長補(bǔ)短，在不同章節(jié)、不同知識點上穿插其他教材的知識內(nèi)容，使教學(xué)更加富有時效性。唯有關(guān)注初中化學(xué)教學(xué)的整體布局，把握課程的總體要求，理解教材內(nèi)容背后的含義，選擇、創(chuàng)新教學(xué)內(nèi)容，才能完成培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的重任。