新版高中化學教科書知識結(jié)構(gòu)分析
——以魯科版《物質(zhì)性質(zhì)和轉(zhuǎn)換》單元為例

萬竹婷，莫尊理

（西北師范大學 a.教育科學學院；b.化學與化工學院，甘肅 蘭州 730070）

隨著時代的發(fā)展，尤其是我國進入了新時代，對國民基本素質(zhì)和人才質(zhì)量都提出了新的更高的要求。2017年普通高中化學課程標準的頒布和化學核心素養(yǎng)的提出，更是使得課程觀、教學觀和知識觀產(chǎn)生了新的改變，進一步推進了化學課程的改革。

以新版魯科版高中化學教科書《物質(zhì)性質(zhì)和轉(zhuǎn)化》單元為例研究新版教科書，有利于教師更準確地理解和把握新課程標準所提倡的課程理念，更好地適應(yīng)課程改革和新教科書的變化，靈活調(diào)整教學實踐活動。研究新教科書的科學知識架構(gòu)可以更好地把握教科書改革趨勢，有助于科學、系統(tǒng)地理解高中化學的內(nèi)容和內(nèi)在邏輯，深入剖析新教科書的知識體系，為一線高中化學教師提供一些指導。

一、教科書內(nèi)容分析

（一）以核心素養(yǎng)為角度

化學核心素養(yǎng)的提出，為研究者研究化學教科書提供了一個新的視角。以核心素養(yǎng)為切入點，分析新版魯科版教科書的特點及內(nèi)容組織編排，發(fā)現(xiàn)新版教科書符合學生的認識發(fā)展規(guī)律［1］。魯科版教科書還增加了學生必做實驗，旨在提高學生的動手能力。學生的學習方式也是研究者所關(guān)心的問題，對學生的學習活動及認識路徑進行分析，有助于提高學生的化學核心素養(yǎng)［2］。魯科版教科書主編王磊［3］就新版教科書的內(nèi)容、特色和變化進行解讀分析，為大家認識和理解魯科版高中化學新教科書提供了一定幫助，為更科學地實施給予了一定的指導。根據(jù)學生的認識發(fā)展規(guī)律布局學習素材，依此提出新版教科書的使用建議，有利于一線教師理解、掌握和實踐新版教科書［4］。以《鐵及其化合物》為例，對高中化學教科書所展現(xiàn)的內(nèi)容從課題導入、欄目結(jié)構(gòu)等多個方面進行了研究，從生活化角度對教科書進行了分析［5］。上述學者以教科書內(nèi)容為研究對象，對知識深入調(diào)查研究，對高中化學一線教師具有啟示意義，為后來的研究帶來了一定的影響。但是目前還沒有人對魯科版新教科書的知識結(jié)構(gòu)進行分析?？梢钥闯鲆陨蠈W者從核心素養(yǎng)角度出發(fā)，對新版魯科版高中化學教科書的知識內(nèi)容進行了梳理。分析了魯科版化學新教科書的知識內(nèi)容中所體現(xiàn)的核心素養(yǎng)以及內(nèi)容組織編排的意義，對今后新教科書的知識內(nèi)容和邏輯結(jié)構(gòu)研究有一定的指導意義。

（二）以微項目為角度

魯科版新版教科書在每個章節(jié)后面都新設(shè)置了微項目，為研究者解析教科書提供了一個新的角度。在新課標背景下，基于微項目的設(shè)置和目的，分析教科書中微項目編寫的整體意義，微項目作為新版教科書中新增加的內(nèi)容，分析其內(nèi)在聯(lián)系，能夠有效幫助一線教師教學［6］。微項目強調(diào)以核心知識為中心，由核心知識擴散到相關(guān)知識，注重創(chuàng)設(shè)真實的問題情境，促進學生認識思路的建構(gòu)［7］。每章最后的微項目將該章知識進行了綜合梳理，體現(xiàn)了結(jié)構(gòu)化、組織化的課程內(nèi)容，使學生在真實情景中開展學習，促進學生能力的提升。通過新舊教科書中STSE的對比研究，發(fā)現(xiàn)其目的是培養(yǎng)學生的科學態(tài)度和社會責任［8］。使用“四維度八標準”的分析框架，從學習目標、項目任務(wù)、活動環(huán)境、活動過程四個維度結(jié)合關(guān)鍵知識的理解與掌握、成功素養(yǎng)等八個標準分析魯科版教科書微項目的設(shè)計特點，為教科書中微項目的教學應(yīng)用提供參考［9］。

從文獻研究中發(fā)現(xiàn)近幾年有大量學者對物質(zhì)性質(zhì)和轉(zhuǎn)換單元的教學進行了研究。以二氧化硫的性質(zhì)和應(yīng)用為例，研究了物質(zhì)性質(zhì)和轉(zhuǎn)化教學中的教學目標、教學活動、教學任務(wù)和教學實踐，以培養(yǎng)學生解決問題的能力［10］。還有探討高中化學必修一《物質(zhì)的分類及轉(zhuǎn)化》的教學，基于教科書內(nèi)容分析，對知識結(jié)構(gòu)和思維方式進行研究，目的是促進學生思維的提升［11］。張麗華［12］以高中化學必修一《鈉及其化合物》為例，從元素價態(tài)變化及物質(zhì)類別的角度，闡明物質(zhì)轉(zhuǎn)化的途徑，梳理了基本的邏輯框架，幫助學生確立認識物質(zhì)轉(zhuǎn)化的思路。我國學者對化學教科書研究的視角在不斷擴展，研究的知識內(nèi)容不斷豐富，研究的水平也在逐步提高，給高中化學課程設(shè)計和教學提供了多種的理論建議與依據(jù)，根據(jù)課程標準要求和新課程理念對教科書進行評價分析，并討論教科書的科學落實，給出研究者的個人見解，對后來的教科書編寫具有一定的參考價值。

二、教科書知識結(jié)構(gòu)

新版教科書存在著外顯且橫向的知識結(jié)構(gòu)，當文本具有章、小節(jié)、次小節(jié)（即主標題）等層級結(jié)構(gòu)時，則認為教科書具有外顯且縱向的科學知識架構(gòu)。第三章學習順序為鐵、硫、氮，接著對下面的知識點進行梳理，按照教科書編排將章節(jié)知識點聯(lián)系起來。當文本內(nèi)科學主題排序具有學習上的先后順序時，則認為教科書具有內(nèi)隱且橫向的科學知識結(jié)構(gòu)。新版教科書中不同的知識點有一定的關(guān)聯(lián)性，在第三章《物質(zhì)性質(zhì)和轉(zhuǎn)化》單元中，氮、硫部分介紹了綠色化學及元素循環(huán)對環(huán)境造成的影響，微項目是對前面知識的具體運用。該章知識點中，化合價-物質(zhì)類別關(guān)系圖一直貫穿其中，可以幫助學生更好地理解無機物之間的轉(zhuǎn)化。

為具體建立內(nèi)隱且橫向的科學知識結(jié)構(gòu)，本研究首先選取學習主題，隨后拆解這些學習主題，建立本研究范圍內(nèi)學習主題間的關(guān)聯(lián)性。通過拆解第三章的學習主題，我們可以發(fā)現(xiàn)標題之間具有一定的聯(lián)系，比如第一節(jié)《鐵及其化合物之間的關(guān)系》的學習對后面學習《研究不同硫元素之間的轉(zhuǎn)化》和《氮循環(huán)中物質(zhì)之間的轉(zhuǎn)化》有著正向的引導作用?！秮嗚F鹽和鐵鹽》和《鐵、鐵的氧化物和鐵的氫氧化物》的難度是逐漸提高的，有利于增強學生的知識理解和學習能力。在硫的轉(zhuǎn)化和氮的循環(huán)中講到了酸雨及人類活動對環(huán)境的影響，為接下來的微項目奠定了基礎(chǔ)，便于學生根據(jù)所學知識親自動手實驗?！秾嶒炇依镅芯坎煌蛟刂g的轉(zhuǎn)化》與后面《氮循環(huán)中物質(zhì)的性質(zhì)及其物質(zhì)之間的轉(zhuǎn)化》存在著相關(guān)性，前面的學習也為后面的學習做了準備?！蹲匀唤缰械牧颉放c第三節(jié)《自然界中的氮循環(huán)》有著共通的地方，知識一脈相承，有利于提高學生的能力。

三、教科書知識內(nèi)容

（一）知識模塊間的銜接與遞進分析

教科書的內(nèi)容難度，是指知識的難易程度。新版教科書第三章在知識講解之前均對所學的元素進行了簡單介紹并提出相關(guān)問題，與學生的生活形成聯(lián)系。比如，在第一節(jié)講《鐵的多樣性》時，先對鐵元素進行了介紹，再提出生活中常見的含鐵的物質(zhì)有哪些，并且給出了自然界和生活用品中含鐵的物品。與學生的日常生活緊密聯(lián)系，可以引起學生的興趣，有利于接下來更深入的學習。這部分知識難度是比較小的，學生很容易理解吸收。接著按照知識的重要程度對知識進行編排，亞鐵鹽和鐵鹽相對比較重要，所以將其放在一開始進行學習，加深學生的印象。再分別講解鐵的氧化物和氫氧化物，接著對其性質(zhì)進行概括總結(jié)。最后是對本章知識學習的總結(jié)，并幫助學生構(gòu)建“價-類”二維圖，使學生對鐵及其物質(zhì)有一個總體的了解。在第二節(jié)中學習硫元素時，同樣先對硫進行介紹，提出問題，這一部分的內(nèi)容是比較容易理解的，而且能夠與學生的生活聯(lián)系起來。后面的知識按照硫單質(zhì)—含硫物質(zhì)—酸雨的順序進行學習，之后對硫這一章節(jié)進行總結(jié)，整體的知識難度是逐漸提升的，逐漸提高學生的知識能力。第三節(jié)《氮的循環(huán)》也是由易到難，知識難度逐漸提升。總而言之，按照先分后總的邏輯對知識進行編排。知識的難度呈螺旋式上升，便于學生掌握。

（二）知識模塊的STSE分析

根據(jù)新的課程改革，高中以分科課程的形式為主，走課程綜合化的路，注重學科內(nèi)部知識之間的聯(lián)系，重視培養(yǎng)學生的科學精神和綜合實踐能力。在學習完知識內(nèi)容之后，增加了一個微項目“論證重污染天氣‘汽車限行’的合理性”，微項目是對前面所學知識氮及其化合物的概括總結(jié)和應(yīng)用，有助于學生思維的深入發(fā)展。促進學生靈活使用化合價-物質(zhì)類別的認識方式，解決綜合復雜的實際問題，這個微項目包含設(shè)計、研究含氮物質(zhì)之間轉(zhuǎn)化的活動，不僅可以充分考查學生能否獨自從物質(zhì)類別、元素價態(tài)的角度進行考慮，思路是否完整，是否考慮到了真實問題的情境，而且可以考查學生面對實際問題時能否主動依據(jù)可持續(xù)發(fā)展觀念進行綜合分析，得出結(jié)論。微項目具有真實性，貼近學生生活，促使學生積極參與，提高學生應(yīng)用無機物的知識來解決實際問題的能力，有利于學生深入理解綠色化學的含義，將課堂中的化學知識應(yīng)用于實際生活。

四、結(jié)論與建議

（一）研究結(jié)論

通過對教科書進行分析，我們可以得出幾點結(jié)論。

1.新版教科書注重建立大概念主題框架。在化學教學階段，突出化學概念的統(tǒng)領(lǐng)作用。在框架中對無機知識進行描述，符合學生的學習順序和認知順序。新版教科書的編排關(guān)注學生的認知發(fā)展規(guī)律，體現(xiàn)了學習過程的邏輯順序，基于魯科版新版教科書內(nèi)容的結(jié)構(gòu)化，按照化學學科的邏輯關(guān)系來組織內(nèi)容，有利于提高學生的思維發(fā)展水平。新版教科書增加了學生動手實驗和實驗探究活動，旨在提高學生的問題解決能力，引導學生的發(fā)展，提升學生素養(yǎng)。

2.新版教科書彰顯了化學學科的社會價值。新版教科書注重情境創(chuàng)設(shè)，真實、具有價值的問題情境是促進學生綜合能力發(fā)展的重要條件，有利于提高學生的化學學科核心素養(yǎng)。知識難度由易到難，理論與實際相結(jié)合，互相穿插，突出了體系結(jié)構(gòu)的主線。

（二）教學建議

通過分析研究新版化學教科書的知識結(jié)構(gòu)和知識內(nèi)容，對教科書的使用提出以下幾點建議。

1.教師要整體把握新版教科書，進行單元模塊教學。單元模塊教學要求教師用全新的教學理念進行教學活動，引導學生形成知識線索。在教學活動中，教師不能只關(guān)心局部的知識內(nèi)容，不能只依靠經(jīng)驗的積累，要多吸收其他知識，融會貫通，以學生為主體。將化學中抽象且難以理解的知識具體化，使學生更容易理解和接受新的知識點，降低知識的理解難度，有利于學生對化學學科的學習。

2.教師在日常的教學中要注重立德樹人。立德樹人要求教師必須著重促進學生的全面發(fā)展，教師在使用教科書時，不僅僅要教授教科書上的內(nèi)容，還要創(chuàng)造性教學，應(yīng)認真鉆研課本，抓住核心內(nèi)容，在此基礎(chǔ)上進行創(chuàng)造，而不是照本宣科。教學的最終目的是要提高學生的素質(zhì)，發(fā)展和提高學生的思維水平，教師要堅持課程改革的基本方向，倡導學習方式的改變。