三種版本必修化學教材比較與教學實踐

馮德琴+高佩德

摘 要 綜合物質結構、元素周期律必修內容在人教版、魯教版和蘇教版教材中的優勢與不足，使用人教版教材開展教學時要合理組織教材內容，注意難度梯度的恰當設置；有效選擇教學方式方法，注重學生邏輯思維能力的訓練與培養，以取得最佳的教學效果，有效實現其課標提出的學習目標。

關鍵詞 化學教材；物質結構；元素周期律；科學素養

中圖分類號：G633.8 文獻標識碼：B

文章編號：1671-489X（2017）09-0005-03

1 前言

物質結構基礎知識既是學生科學素養的重要組成部分，也是學生理解以化學知識為主的科學課程的奠基性知識。實踐證明，在使用人民教育出版社編著的教材（以下簡稱為人教版）進行教學時，通過綜合人教版、山東科學技術出版社教材（以下簡稱為魯教版）和江蘇鳳凰教育出版社教材（以下簡稱為蘇教版）等三種版本教材的優勢，合理組織教材內容，可以取得比較理想的教學效果。

2 課程標準中對于物質結構基礎的要求

《普通高中化學課程標準（實驗）》的“課程性質”中指出：“高中化學課程，有助于學生增進對物質世界的認識，有利于學生體驗科學探究的過程，加深對科學本質的認識。”在“課程的基本理念”中指出：“結合人類探索物質及其變化的歷史與現代化學科學發展的趨勢，引導學生進一步學習化學的基本觀點和基本方法，形成科學的世界觀。”這是對高中教材中物質結構基礎所處重要位置的定性認識。

課程標準必修2主題1“物質結構基礎”的內容標準包括：

1）理解元素的含義，認識同位素的應用；

2）知道原子核外電子的能量是量子化的，了解原子核外電子的排布規律；

3）能結合有關數據和實驗事實認識元素周期律，了解原子結構與元素性質的關系；

4）能描述元素周期表的結構，知道金屬、非金屬在元素周期表中的位置及其性質的遞變規律；

5）認識化學鍵的含義，知道陰、陽離子間可以形成離子鍵，原子之間可以形成共價鍵；

6）運用模型了解碳的成鍵特征，描述有機化合物的結構特點；

7）舉例說明有機化合物的同分異構現象。

活動與探究建議包括以下內容。

1）查閱資料并討論：放射性同位素在能源、農業、醫

療、考古等方面的應用。

2）實驗：金屬元素的焰色反應。

3）查閱資料并討論：第三周期元素及其化合物的性質變化的規律。

4）討論或實驗探究：堿金屬、鹵族元素性質遞變規律。

5）查閱元素周期律的發現史料，討論元素周期律的發現對化學科學發展的重要意義。

6）交流討論：離子化合物和共價分子的區別。

7）制作簡單有機分子的結構模型。

此外，必修1主題1“認識化學科學”中的內容標準有：“了解人類對物質結構認識的歷史，認識研究物質結構與性能的關系對人類認識自然的作用；認識假說、模型化等方法對化學科學研究的作用。”活動與探究建議中有：“查閱文獻了解人類對原子結構的認識發展過程。”必修2主題2“化學反應與能量”內容標準有：“知道化學鍵的斷裂和形成是化學反應中能量變化的主要原因。”這些內容與此主題關系也很密切。

3 三種版本教材物質結構基礎主要內容編排順序比較

三種版本教材中，蘇教版與課標的順序比較一致，必修1專題1“化學家眼中的物質世界”的第三單元“人類對原子結構的認識”將原子結構知識和相關的化學史內容編排在此；魯教版在第一章“認識化學科學”第一節“走進化學科學”中略有涉及，其余內容都集中編排在必修2第一章中。具體對比見表1。

4 三種版本教學安排各自的優勢和不足分析

人教版

1）優勢。

①必修1的教學難度控制較好。一般來講，物質結構基礎內容學生學習有一定的困難，尤其是高一第一學期，學生認知發展還很有限。如果在必修1安排，特別是像原子結構模型的知識，學生學習起來感到艱澀難懂。

②系統性較好。物質結構基礎安排在必修2第一章，比較緊湊和系統，不零散。

③充分發揮了周期表的工具性作用。先介紹周期表的結構，后面幾節內容都注重周期表的應用，較好地體現了周期表的工具性作用。

2）不足。

①對學生學習元素化合物知識不利。必修1未涉及物質結構的知識，學生不能從原子結構角度理解元素的性質。

②邏輯關系不夠好。根據教學實踐經驗來看，如果物質結構的知識編排順序為：學習原子結構——原子核和核外電子排布；由原子核外電子排布的周期性和原子半徑的周期性，總結發現周期律，得出周期表；利用周期表學習典型主族元素和發現第三周期元素性質；學習化學鍵。學生容易掌握規律和應用規律解決問題。人教版教材將原子結構知識穿插安排，周期表和周期律對調，雖化解了難度，但邏輯關系不順。

③部分內容難度較大。如用電子式表示離子鍵和共價分子的形成過程，雖然進行大量練習，相當一部分學生依然反復出錯，說明這部分內容學生接受有一定的困難。

④部分內容有欠缺。比如無晶體結構基本知識，分子間作用力、氫鍵作為“科學視野”，雖然降低了難度，但導致物質結構基礎知識不夠全面和系統，使學生理解和把握有關物質性質的知識存在一定障礙。如果學生不選修《物質結構與性質》，將不利于學生在高校學習后續化學課程。

魯教版

1）優勢。

①分散了難度。雖在必修1研究物質性質的基本程序“假說”“模型”中提出原子結構模型的問題，但未增加學生過重的學習負擔。

②知識較完整。比如在“碳的多樣性”中介紹金剛石、石墨、C60原子排列方式，使學生對晶體結構有一定的認識。

③系統性、邏輯性更好。先介紹原子核、核素，再研究核外電子排布規律，明確最外層電子數與元素性質的關系，再研究發現元素周期律，學習元素周期表。

④元素知識更寬泛。如堿土金屬元素、氮族元素、過渡元素等各族元素都有適度了解，各主族元素內容掌握得比較全面。

⑤學法指導更好。如預測同主族和同周期元素的性質，有利于培養學生的猜想能力和創造性品質。

⑥化學鍵內容安排獨特。化學鍵與化學反應及能量等知識內容安排在一起，利于學生理解化學鍵的本質，便于應用化學鍵知識解決化學反應中的能量變化問題。

2）不足。

①物質結構知識有一定的分隔。把化學鍵知識與物質結構知識分割，使知識系統性遭到一定程度的破壞。

②原子結構知識相對滯后。對學生學習元素化合物知識不很有利。

③晶體結構知識不夠全面。不便于學生理解物質性質，對后續課程學習有一定困難。

蘇教版

1）優勢。

①有系統的原子結構模型知識。在必修1“人類對原子結構的認識”中介紹了原子結構模型的演變，利于學生理解原子的構成。

②原子結構知識前置。將核外電子排布，最外層電子數與化合價關系等在前期教學中做了鋪墊，利于學生學習元素化合物知識。

③內容符合學生認知規律。必修2“微觀結構與物質的多樣性”從原子核外電子的排布、原子半徑和元素的金屬性、非金屬性入手，經過探究發現元素周期律，再利用周期表的規律研究典型元素的性質，符合學生認知特征。

④分子間作用力作為必修內容。在“微粒之間的相互作用力”中不僅介紹了化學鍵，而且介紹了分子間作用力和氫鍵，對于學生認識物質結構和性質有較大幫助。

⑤重視晶體結構的知識。“從微觀結構看物質的多樣性”一節中不僅系統介紹了同素異形、同分異構現象，而且介紹了離子晶體、分子晶體、原子晶體、金屬晶體等晶體的概念，使物質結構基礎知識比較全面。

2）不足：難度較大。原子結構模型的演變、晶體結構知識難度較大，勢必影響部分學生學習的積極性。提前學習同分異構現象，對認識物質的多樣性有益處，但學生對有機物結構比較陌生，學習中存在一定的困難。

5 利用人教版教材開展教學實踐的幾點建議

1）原子結構知識適當前置。最基礎的物質結構知識可以適當前置。在必修1第一章第二節“化學計量在實驗中的應用”中“物質的量”內容之前介紹“人類對原子結構的認識”，在復習初中教材的基礎上，學習核外電子排布的初步知識，認識原子最外層電子數與元素性質的關系，了解研究化學還要用假設、模型，理解結構決定性質的“內因—外因規律”，為學習元素化合物知識做好鋪墊。

2）尊重學生的心理認知規律。按照原子結構→元素性質→周期律→周期表→周期表應用→化學鍵安排教學內容，使其符合學生心理認知特征。

3）改進教學方式方法。用假設—驗證等學習方式，有效培養學生創新能力，用實驗探索等歸納法總結形成規律，用演繹法應用周期表周期律知識去解決實際問題，從而培養學生的邏輯思維能力和創新實踐能力。

4）適當拓展。簡單介紹晶體結構的知識，使物質結構知識體系更加完整。

5）優勢互補。發揚人教版優勢的同時，積極吸納魯教版、蘇教版教材的優勢，彌補人教版教材的不足。

6）把握好難易度。如用電子式表示物質形成過程，蘇教版教材沒有涉及，魯教版中未作為主要內容，習題中也沒有出現，這是符合學生實際的。在教學中可以根據學生接受情況予以取舍，晶體結構等知識也需把握好深廣度。

6 人教版物質結構基礎知識教學內容的建議順序與綱要

必修1第一章第二節“化學計量在實驗中的應用” 人類對原子結構的認識：原子構成，原子核組成，質子數、中子數、質量數，核素，同位素；原子核外電子排布，最外層電子數與元素性質的關系。

必修2“物質結構基礎”

1）原子核外電子排布與元素周期律。原子核外電子排布：原子核外電子排布規律。元素周期律：原子最外層電子排布的周期性變化，原子半徑的周期性變化，元素主要化合價的周期性變化；元素周期律。

2）元素周期表。元素周期表：周期表排布規律，周期表結構（周期、族）。元素周期表的應用：同周期元素金屬性、非金屬性遞變規律，同主族元素金屬性、非金屬性遞變規律；金屬與非金屬分區，元素的發現和新物質的合成。

3）化學鍵。離子鍵：離子鍵，離子化合物，電子式與離子化合物的表示。共價鍵：共價鍵，共價化合物，極性鍵與非極性鍵，電子式表示共價分子。化學鍵與反應：化學反應中化學鍵的斷裂與生成。

4）不同類型的晶體。分子晶體：分子晶體與分子間作用力，氫鍵。離子晶體。原子晶體。金屬晶體。

7 教學實踐的體會

效果良好 學生比較早地厘清了元素原子最外層電子數與元素性質的關系，對于必修1元素化合物知識的學習能夠把握實質，理解到位，學習相對輕松。

進展順暢 前面知識有鋪墊，通過核外電子排布規律發，現原子半徑及元素主要化合價的周期性變化規律，得出元素周期律，進而在周期律的指導下學習周期表，研究同主族、同周期元素性質變化規律，內容合乎邏輯關系，進展比較順利。

知識系統 原子結構→周期律→周期表→化學鍵→晶體結構，形成比較完整的知識體系，為后續課程的學習奠定較好的基礎。

難點分散 學生比較早地熟悉最外層電子數與元素性質的關系，對“電子式”這一難點的學習做了鋪墊；在共價分子電子式的學習中，結合蘇教版的特征，有意識強化簡單有機分子的結構的學習，特別是引導學生研究各元素在共價分子中的成鍵電子對數，降低了有機化學教學的難度。學生學習了簡單的晶體結構知識，能夠比較好地把握各類物質的物理性質，便于有機物等知識的學習。

參考文獻

[1]普通高中化學課程標準（必修）[S].北京：人民教育出版社，2003.

[2]普通高中課程標準實驗教科書化學：2（必修）[M].北京：人民教育出版社，2013.

[3]普通高中課程標準實驗教科書·化學：2（必修）[M].濟南：山東科學技術出版社，2013.

[4]普通高中課程標準實驗教科書·化學：2（必修）[M].南京：江蘇鳳凰教育出版社，2014.

[5]普通高中課程標準實驗教科書化學：1（必修）[M].北京：人民教育出版社，2013.

[6]普通高中課程標準實驗教科書·化學：1（必修）[M].濟南：山東科學技術出版社，2013.

[7]普通高中課程標準實驗教科書·化學：1（必修）[M].南京：江蘇鳳凰教育出版社，2014.