不同版本的“物質(zhì)結(jié)構(gòu)元素周期律”的編排比較與思考

周海歐 周曼文

摘要：選取“2007年人教版”“2019年人教版”與“2019年魯科版”教材“物質(zhì)結(jié)構(gòu)元素周期律”這一版塊知識內(nèi)容進行編寫特點的分析比較，得出各版本教材編排的優(yōu)缺點，取長補短進行整合，以期能優(yōu)化整合教材并找到一個合乎學(xué)科邏輯、合乎認識規(guī)律、合乎學(xué)生心理發(fā)展水平的最佳教學(xué)方式，為教師的教學(xué)提供建議，實現(xiàn)教材內(nèi)容與教學(xué)內(nèi)容和諧的統(tǒng)一。

關(guān)鍵詞：不同版本教材比較;物質(zhì)結(jié)構(gòu);元素周期律

文章編號：1008-0546（2021）01-0060-05

中圖分類號：G632.41

文獻標識碼：B

doi： 10.3969/j.issn.1008-0546.2021.01.016

一、不同版本教材比較的目的、意義

2019年新出版的2套教材有“2019年人教版”與“2019年魯科版”（人民教育出版社出版的教材，本文簡稱“2019年人教版”;山東科學(xué)技術(shù)出版社出版的教材，本文簡稱“2019年魯科版”;2007年人民教育出版社出版的教材，本文簡稱“2007年人教版”）。

“一標多本”是這次新課程改革的亮點之一。這次新課改中出現(xiàn)了多種不同版本教材。教材是課程的重要組成部分，教材作為課程改革的物化產(chǎn)物，教材改革是課程改革成敗的關(guān)鍵，課程改革能否達到預(yù)期目標，關(guān)鍵在于新教材能否體現(xiàn)和落實新的教育理念。教材是教師教與學(xué)生學(xué)整個教學(xué)活動的依據(jù)，是實現(xiàn)教學(xué)的目的基礎(chǔ)。如何發(fā)揮教師的主觀能動性，自覺地專研教材、把握教材、實現(xiàn)教材的優(yōu)化處理，是提高教學(xué)質(zhì)量的關(guān)鍵，比較不同版本的教材就是一種實現(xiàn)教材優(yōu)化的非常有效辦法。

“物質(zhì)結(jié)構(gòu)元素周期律”是高中化學(xué)最重要的章節(jié)之一，是高中化學(xué)教材的重要組成部分，高中化學(xué)教材的優(yōu)化需要優(yōu)化這一章節(jié)，本文主要對“2007年人教版”“2019年人教版”“2019年魯科版”這3個版本的這個內(nèi)容進行比較，橫向、縱向?qū)Ρ确治龈靼姹窘滩?，使我們的老師明確這3個版本的這一章節(jié)的編排思路以及各版本之間的區(qū)別，取長補短進行整合，以期優(yōu)化教材并找到一個合乎學(xué)科邏輯、合乎認識規(guī)律、合乎學(xué)生心理發(fā)展水平的最佳的教學(xué)方式。為教師的教學(xué)提供建議，通過自我分析整合，獲得適合自己教學(xué)風(fēng)格以及學(xué)生認知的教學(xué)設(shè)計。

二、不同版本教材編排的比較

1.章節(jié)編排順序?qū)Ρ龋ū?）

相對于2007年人教版，2019年人教版和2019年魯科版中都把編排順序進行了調(diào)整，最大特點就是把原子結(jié)構(gòu)的位置提前，要求從原子結(jié)構(gòu)的角度研究元素周期表（律），體現(xiàn)結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)的觀念，幫助學(xué)生逐步構(gòu)建：位一構(gòu)一性模型，側(cè)重發(fā)展學(xué)生“宏觀辨識與微觀探析、證據(jù)推理與模型認知等核心素養(yǎng)，凸顯結(jié)構(gòu)的重要性，契合了新課標要求。《普通高中化學(xué)課程標準（2017年版）》（以下簡稱“新課程標準”）明確要求：“認識原子結(jié)構(gòu)、元素性質(zhì)與元素在周期表中的位置關(guān)系”。與人教版不同，2019年魯科版將硅及化合物作為陌生元素供學(xué)生預(yù)測，其目的是基于對已知元素的認識，利用元素周期律以及對已知元素及化合物性質(zhì)的研究思路和方法，研究陌生元素及化合物，是對位、構(gòu)、性系統(tǒng)認識模型的遷移應(yīng)用。同時，2019年魯科版將化學(xué)鍵放在第2章，主要是基于化學(xué)鍵對物質(zhì)進行分類，從化學(xué)鍵角度認識化學(xué)反應(yīng)的本質(zhì)和能量變化的原因，承上啟下，條理清晰（表2）。

2.知識內(nèi)容變化對比

與2007年人教版對比，2019年人教版和2019年魯科版都增加“分子的空間結(jié)構(gòu)”，這與新課程標準中有關(guān)要求高度一致（表3）。

與2007年人教版對比，2019年人教版還增加了：①化學(xué)與職業(yè)——科技考古研究人員，碳-14測定文物的原理、碳-13和氮-15分析古代人類的食物結(jié)構(gòu);②元素周期表的發(fā)展;③圖片——耐高溫、耐腐蝕的銥合金用于火花塞。刪減了：①鈉與氯氣的反應(yīng);②氫鍵的圖片和大部分內(nèi)容，將章末的“歸納與整理”改成了“整理與提升”，原來只有知識的堆積，現(xiàn)在更多的是學(xué)習(xí)方法的滲透和知識結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)化提升，體現(xiàn)了新課程標準的要求：“結(jié)合有關(guān)數(shù)據(jù)和實驗事實認識原子結(jié)構(gòu)、元素性質(zhì)呈周期性變化的規(guī)律，建構(gòu)元素周期律”，而不是要求學(xué)生死記硬背所學(xué)知識。

與2019年人教版對比，2019年魯科版還增加了：①鑭系元素和錒系元素，稀土元素，用彩圖展示了一些元素及應(yīng)用。②焰色試驗。③金屬材料。④預(yù)測元素及化合物的性質(zhì)。以硅為例，推測元素的位置，結(jié)構(gòu)，性質(zhì)。⑤微項目：海帶提碘和海水提溴，讓學(xué)生設(shè)計實驗方案，體會元素周期表、周期律在分析、解決實際問題中的價值。⑥萃取和反萃取。⑦本章自我評價——這是一大亮點：把核心素養(yǎng)的具體要求列舉出來了，對于本節(jié)相關(guān)的核心素養(yǎng)的發(fā)展重點和學(xué)業(yè)要求進行了具體的落實，讓學(xué)生更加自覺主動對照標準和要求進行自我評價和反思，提高學(xué)生的元認知水平，同時幫助老師對自己的教學(xué)評價更加具體，便于落實到課堂中。

3.欄目設(shè)置與出現(xiàn)頻率對比[3]

欄目是教材的組成部分，在知識的承載過程中起著重要作用，是學(xué)生構(gòu)建認識結(jié)構(gòu)的一種重要途徑，同時，教材欄目也是課程觀的重要載體，其內(nèi)容和形式都體現(xiàn)著設(shè)計者的教育理念，我們都要充分挖掘其豐富內(nèi)涵。

由表4可以得出，相對于2007年人教版，2019年兩個版本的教材在欄目設(shè)置上更加豐富多彩，充分體現(xiàn)了新教材培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神和探究意識的教學(xué)理念。新教材通過豐富的欄目，大量的插圖和表格，特別是彩色實物圖呈現(xiàn)教材內(nèi)容，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，通過微觀結(jié)構(gòu)、模型、示意圖的插圖，為學(xué)生認識假說、模型、比較、分類、歸納等科學(xué)方法對化學(xué)研究的作用提供了較好的平臺，從而降低了學(xué)生學(xué)習(xí)物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的難度。2個新版本的最大亮點之一是：.實驗探究欄目較多，都重視實驗的完整探究過程，都采用了“問題一探究一分析一結(jié)論”的思路貫穿始終，例如2019年人教版的“思考與討論”“實驗X-X”“探究”“實驗活動”等欄目重在通過學(xué)生的探究實踐活動得出結(jié)論;2019魯科版探究活動的開放性更大，“交流研討”“活動探究”“微項目”等欄目則要求學(xué)生根據(jù)信息自主設(shè)計實驗，要求更高。這2個版本均摒棄了灌輸式的教學(xué)方式，最大限度地發(fā)揮學(xué)生的主觀能動性，調(diào)動學(xué)生的積極性，讓學(xué)生參與到知識的構(gòu)建過程，踐行新課標所提倡的要求：了解科學(xué)探究過程包括提出問題和假設(shè)、設(shè)計方案、實施實驗，獲取證據(jù)、分析解釋和建構(gòu)模型、形成結(jié)論及交流評價等核心要素。所以豐富多彩的欄目的設(shè)置旨在引導(dǎo)學(xué)生綜合應(yīng)用所學(xué)知識和方法，分析、解決社會實際和科技發(fā)展的真實問題，融合發(fā)展學(xué)科核心素養(yǎng)，倡導(dǎo)教師以多種形式開展實踐活動類教學(xué)。2個新版本的最大亮點之二是：都增加了“方法導(dǎo)引”欄目，讓學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中能掌握學(xué)習(xí)方法，學(xué)會總結(jié)歸納，學(xué)會自己建構(gòu)認識一種物質(zhì)到認識一類物質(zhì)、從具體到一般規(guī)律的認知模型，可以逐漸培養(yǎng)學(xué)生養(yǎng)成將陳述性知識轉(zhuǎn)化為程序性知識的方法和策略，精心提煉化學(xué)的認識視角和認識思路，同時也外顯化學(xué)學(xué)科的關(guān)鍵能力及核心素養(yǎng)的思維方法內(nèi)涵。

4.教材習(xí)題情境創(chuàng)設(shè)的比較

新課程標準在“教材編寫建議”中強調(diào)：要重視化學(xué)習(xí)題的設(shè)計，應(yīng)充分發(fā)揮習(xí)題在促進學(xué)生化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)發(fā)展方面的作用，習(xí)題設(shè)計應(yīng)有情境性，應(yīng)以學(xué)生已有經(jīng)驗為基礎(chǔ)，創(chuàng)設(shè)合理生動的問題情境，提高學(xué)生運用化學(xué)知識解決實際問題的能力。這里的習(xí)題包括課中的思考與交流、學(xué)與問等課中習(xí)題及課后設(shè)置的基礎(chǔ)習(xí)題。化學(xué)情境性習(xí)題是指以社會、生活、科學(xué)、技術(shù)、環(huán)境、最新科技成果等作為知識載體，是“純粹”化學(xué)知識和真實情境問題的結(jié)合，置知識的考查于實際的問題解決之中，有助于學(xué)生發(fā)展和創(chuàng)造性地解決問題，使學(xué)生的創(chuàng)新意識和實踐能力得到應(yīng)用，學(xué)生的興趣、態(tài)度、情感等得到潛移默化的培養(yǎng)。借鑒國際考試PISA關(guān)于情境分類的思路，把握粗細合理、包容并蓄的基本原則，對高中化學(xué)學(xué)科試題有關(guān)情境進行分類，可以分為：日常生活情境、生產(chǎn)環(huán)保情境、學(xué)術(shù)探索情境、化學(xué)史料情境。

由此可見，相對2007年人教版，2019年人教版和2019年魯科版中習(xí)題中的情境性習(xí)題數(shù)量更多，素材來源更加豐富，例如2019年人教版中“信息搜索”：通過各種渠道搜索資料，了解放射性同位素在能源、農(nóng)業(yè)、醫(yī)療、考古等方面的應(yīng)用。而在此問題前面插入了一幅圖片：圖4-5放射性同位素應(yīng)用于診斷和治療疾病，同時在下面插入：“化學(xué)與職業(yè)”——科技考古研究人員，介紹同位素在科技考古中的應(yīng)用，此2處情境的創(chuàng)設(shè)讓學(xué)生感覺到化學(xué)在生活中的應(yīng)用無處不在，而且在科技領(lǐng)域中用途也很大，激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，同時培養(yǎng)了學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的自豪感。再例如“研究與實踐”中提出問題：要求學(xué)生閱讀教課書中“科學(xué)史話一元素周期表的發(fā)展”，了解元素周期表的幾個重要發(fā)展階段，同時自制元素周期表。情境素材“化學(xué)史”的提供，讓學(xué)生從另外一個方面了解了化學(xué)的光輝發(fā)展歷程，學(xué)習(xí)了科學(xué)家探究的過程，同樣的我們可以發(fā)現(xiàn)，2019年魯科版的“聯(lián)想·質(zhì)疑”也有很多科學(xué)家例如門捷列夫的故事作為鋪墊，進行情境創(chuàng)設(shè)，“學(xué)習(xí)·理解”中提到了楊振寧、李政道等科學(xué)家，這些情境素材的選擇充分體現(xiàn)了中國元素，將化學(xué)學(xué)科內(nèi)容與我國古代或現(xiàn)代科技成就、我國科學(xué)家的貢獻、中華優(yōu)秀傳統(tǒng)文化以及社會主義核心價值觀等深度融合，有利于對學(xué)生進行國情教育，增強民族自豪感，堅定文化自信，厚植愛國主義情懷。

同時，情境素材與學(xué)科問題深度融合，例如2019人教版在“思考與討論”中提問：稀有氣體元素原子的電子層排布有什么規(guī)律？情境創(chuàng)設(shè)是給出了稀有氣體的電子層排布圖，讓學(xué)生自己尋找，符合學(xué)生的認知特點，引導(dǎo)學(xué)生建構(gòu)相關(guān)模型;再例如“探究”中提問：你能推出第三周期元素金屬性和非金屬性變化規(guī)律嗎？情境創(chuàng)設(shè)是通過學(xué)生的實驗進行探究，同時提供相關(guān)的信息幫助學(xué)生推理，可以說是教材精心設(shè)計證據(jù)和推理、模型和解釋，以活動為抓手，引導(dǎo)問題解決，在此科學(xué)思維過程中，實現(xiàn)了學(xué)生知識的自主建構(gòu)。

三、教學(xué)建議

1.認真研究《普通高中化學(xué)課程標準（2017年版）》[6]，制定系統(tǒng)的教學(xué)目標

盡管我們面臨不同版本教材，但是新課標只有一本，而且新課程標準對每個主題都給出了具體的[內(nèi)容要求]、[教學(xué)提示]、[學(xué)業(yè)要求]，教師可以把它當作我們教學(xué)的藍本，注意縱向?qū)Ρ?，關(guān)注發(fā)生變化的地方，例如本章增加了學(xué)業(yè)要求“知道分子存在一定的空間結(jié)構(gòu)”。在例如“氫鍵”在必修中沒有要求，并不是不要求學(xué)習(xí)，而是放到了后面的教材中，但是在選擇性必修中明確要求“知道范德華力和氫鍵是兩種常見的分子間作用力，了解分子內(nèi)氫鍵和分子間氫鍵在自然界的廣泛存在及重要作用”，所以教師在制定教學(xué)目標時要依據(jù)化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的內(nèi)涵和新課標要求，結(jié)合教師的經(jīng)驗，考慮學(xué)生認知水平，對教學(xué)目標進行整體、系統(tǒng)的規(guī)劃，使我們的教學(xué)目標具有成長性、可持續(xù)性、可操作性。例如，結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)是化學(xué)學(xué)科的核心概念，這一概念的學(xué)習(xí)在不同的階段要求不同，呈遞進關(guān)系：

這樣遞進的目標設(shè)計，符合學(xué)生的認知發(fā)展規(guī)律，要求教師在課堂上呈現(xiàn)化學(xué)知識時要考慮不同年齡階段的學(xué)生認知特點，有序?qū)嵤┙虒W(xué)。

2.深入研究教材，領(lǐng)會教材編寫意圖[7]

教材的設(shè)計意圖直接關(guān)系到教師的教學(xué)方式與學(xué)生的學(xué)習(xí)方式。作為教師，應(yīng)該要理解教材編寫的思路，把握教材的整體結(jié)構(gòu)、專題結(jié)構(gòu)和單元結(jié)構(gòu)，依據(jù)學(xué)生的思維特點，使教材思路轉(zhuǎn)變?yōu)閷W(xué)生的認知結(jié)構(gòu)。特別是教學(xué)中要把握好教材的基本要求，不能隨意加深、擴充知識。教師要縱向研究、橫向?qū)Ρ炔煌姹窘滩?，可以從教學(xué)內(nèi)容增減、章節(jié)編排順序、欄目設(shè)置等方面進行對比，例如本章節(jié)中2019年人教版比2007年人教版增加了分子的空間結(jié)構(gòu)，而新課程標準也提出了相關(guān)學(xué)業(yè)要求，刪減了“鈉與氯氣的反應(yīng)”，刪減了氫鍵的圖片和大部分內(nèi)容。章末的“歸納與整理”改成了“整理與提升”，編寫的意圖是原來只有知識的堆積，現(xiàn)在更多的是學(xué)習(xí)方法的滲透和知識結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)化提升。又如，對于原子結(jié)構(gòu)和元素周期律，第四章第一節(jié)和第二節(jié)將2007人教版高中教材的編排順序調(diào)整為：原子結(jié)構(gòu)→元素周期表→同主族元素的性質(zhì)→同周期元素的性質(zhì)→素周期律。調(diào)整后的編排順序?qū)⒃咏Y(jié)構(gòu)在教材中的位置明顯提前，突出從原子結(jié)構(gòu)的視角研究元素周期表和元素周期律，強化結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)的觀念，有利于發(fā)展學(xué)生的“宏觀辨識和微觀探析”的核心素養(yǎng)，逐步提升學(xué)生的化學(xué)知識結(jié)構(gòu)化水平。

3.整合資源，重視欄目的應(yīng)用

教師不僅是教材的實施者，更是教材的組織者和創(chuàng)造者，要在深入研究教材和學(xué)生的基礎(chǔ)上，整體認識教材、把握教材、精心地對教材進行調(diào)整、組織，整合相關(guān)的教學(xué)資源。相對于2007年人教版，2019年2套教材對同一知識點介紹基本一致，但素材選取、編排順序、呈現(xiàn)形式略有不同，各有特色;有互補的，如2019年人教版節(jié)后插圖是耐高溫、耐腐蝕的銥合金;魯科版是用于制造飛機的鈦合金等等。也有增強，如2019人教版在“科學(xué)史話”中介紹門捷列夫的預(yù)言選用了“鎵”，節(jié)后習(xí)題要求學(xué)生調(diào)查其他預(yù)言及證實材料，而在魯科版“聯(lián)想·質(zhì)疑”中就介紹了“類硼”“類鋁”“類硅”元素等等。教師在教學(xué)過程中要在深刻領(lǐng)會課標的基礎(chǔ)上，對教材進行深入研究，根據(jù)學(xué)生實際情況取舍、重組教材，是用好教材、用活教材、豐富和發(fā)展教材的關(guān)鍵，真正做到“用教材教”而不是“教教材”。同時不同版本的教材都設(shè)置了豐富多樣的學(xué)習(xí)欄目，教師在使用其中一種版本教材時，可以考慮借鑒其它版本教材中的欄目來豐富自己的教學(xué)設(shè)計，這樣更加有利于我們實現(xiàn)教與學(xué)方式的改變。

4.注重情境創(chuàng)設(shè)的教學(xué)設(shè)計，促進學(xué)習(xí)方式的轉(zhuǎn)變

從近幾年高考試題可以發(fā)現(xiàn)，基于真實情境的試題命制已經(jīng)成為趨勢，新課程標準中也明確提出要求：試題的命制要以真實的情境為測試載體[8]。真實、豐富的情境是學(xué)生化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)形成和發(fā)展的重要平臺，為學(xué)生化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)提供了真實的表現(xiàn)機會。

我們教師在選擇和創(chuàng)設(shè)情境時要注意以下2點：①在情境的選擇上，要注重內(nèi)容和形式的豐富性，要包含引導(dǎo)設(shè)問的必要且充分的信息，要體現(xiàn)出情境素材的價值引領(lǐng)作用以及思維方法和態(tài)度責任等學(xué)科素養(yǎng)導(dǎo)向功能;②在情境的呈現(xiàn)上，要根據(jù)學(xué)生的認知特點、中學(xué)化學(xué)的內(nèi)容及考查要求，確保情境文字表述、圖表呈現(xiàn)等準確無誤。例如本章中部分情境素材建議：元素周期表的發(fā)現(xiàn)史料;用鋁和氫氧化鈉的反應(yīng)疏通下水管道;稀土資源、核能的開發(fā)與利用等。因此，我們教師在平時的教學(xué)中，進行教學(xué)設(shè)計時倡導(dǎo)真實問題情境的創(chuàng)設(shè)，開展以化學(xué)實驗為主的多種探究活動，讓學(xué)生熟悉不同復(fù)雜和陌生的環(huán)境，在平時命題時也要注重陌生情境的引入，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣，引導(dǎo)學(xué)生通過小組合作、實驗探究、討論交流，自主建構(gòu)學(xué)習(xí)知識網(wǎng)絡(luò)，慢慢促進學(xué)習(xí)方式的轉(zhuǎn)變，培養(yǎng)他們的創(chuàng)新精神和實踐能力。

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