滬科版高中化學必修教材的編制策略與特色分析

(滬科版高中化學教材編寫組

摘要： 主要介紹了滬科版高中化學必修教材的編制情況和主要特色。展現教材內容體系和欄目體系概貌和設計思路;從加強科學過程與方法體驗、重視認識模型和方法策略導引、關注跨學科內容設計、融入職業生涯教育內容、嘗試教材立體化設計等方面，闡釋教材落實國家課標、凸顯學科核心素養、體現立德樹人的具體舉措。

關鍵詞： 高中化學必修教材; 滬科版; 編制策略; 特色分析

文章編號： 1005-6629（2021）10-0003-07

中圖分類號： G633.8

文獻標識碼： B

化學教材是化學課程改革的核心，是化學課堂教學的重要依據[1]。隨著《普通高中化學課程標準（2017年版）》的正式頒布，“化學學科核心素養”成為中學化學課堂需要落實的核心目標?；谖覈A教育課程所提倡的“一標多本”理念，各學科多個版本的教材應運而生。在這一輪基礎教育課程改革中，上海市教育委員會在教育部的工作指示下，提出“落實國家課標、體現上海特色、達到國際水平”的高中非統編學科教材修訂編制的總體要求。上海市化學教育教學研究基地（上海高校“立德樹人”人文社會科學重點研究基地）在上海市教育委員會組織高中非統編學科教材修訂編制的工作背景下，組建了包含來自全國的學科專家、從事化學教育理論研究的學者、基礎教育優秀教師與教研員的高中化學教材編寫組，并開展了長期而深入的前期準備和廣泛調研，對上海市乃至全國高中化學教育教學改革的歷史和現狀、國際化學教育改革的趨勢和特點進行了綜合分析和研判。編寫組在堅持繼承和發揚全國基礎教育課程改革、上海市“一期課改”和“二期課改”化學教材建設的成功經驗的基礎上，在國家課標的指導下，以提升學生核心素養為主旨，對新版上海高中化學教材的編制理念以及知識體系、教材體例、呈現方式等重要方面進行了系統設計。經過2年左右的努力，繼人教版、魯科版和蘇教版新版高中化學教材相繼完成修訂并于2019、 2020年秋季啟動實施后，由上?？茖W技術出版社出版（簡稱滬科版）的高中化學必修教材于2020年通過國家教材委員會專家委員會審核，并于2021年秋季推行使用。在必修教材使用之初，對其進行介紹和特色分析，有助于更好地把握課程改革方向，認識課程理念的變化、核心素養的內涵以及教材的出現對教學提出的更高要求和全新挑戰，期待為一線教師提供一定的教學參考和啟示，從而優化課堂教學。

1? 高中化學必修教材內容體系構建

建構教材內容體系是教材編制的核心任務[2]，編寫組綜合考慮高中化學必修教材內容選擇與組織編排的依據和視角，形成了如下的內容精選原則和教材內容體系。

1.1? 內容精選原則

在教材內容選擇上，編寫組以課程標準為依據，并基于“選擇什么樣的知識對學生的發展最有價值”這一問題的思考，提出了如下教材內容精選原則： （1）建立重要的化學學科基礎。依據課標的內容要求，精選與高中階段相適應的化學學科基礎知識和基本技能，包括化學學科的概念、原理、規律、具體事實以及化學用語、實驗操作技能、化學計算技能等內容。引導學生認識初等化學的本質，為進一步學習化學和應用化學打好基礎。（2）重視化學學科基本觀念和研究方法的學習，增進學生對知識的理解，促進學生認識學科本質和發展化學學科的關鍵能力。（3）反映化學與社會、技術、環境等的密切聯系。將科學知識的學習融入對生活中的化學現象的觀察分析和具體化學問題的解決之中，為學生創設參與討論、交流、親身經歷科學實踐的機會;同時，通過聯系社會生產生活實際，凸顯化學的重要作用，彰顯化學的社會價值，引導學生感受、贊賞、正確理解化學。

1.2? 教材各章框架

高中化學必修課程突出化學學科知識體系的基礎性，實現初、高中銜接，為全體高中學生打造共同的化學基礎[3]，也為選擇性必修課程或其他理科課程的學習提供必要基礎。必修課程共設置了“化學科學與實驗探究”“常見的無機物及其應用”“物質結構基礎與化學反應規律”“簡單的有機化合物及其應用”“化學與社會發展”5個內容主題，全面覆蓋物質知識、結構基礎和反應規律、化學研究方法、化學與社會等內容領域。綜合考慮學科知識發展的邏輯順序和學生的認知需要，編寫組對5個內容主題進行了分解和對應，由此構建必修教材的各章框架如圖1所示。

“化學科學與實驗探究”主題內容相對獨立，且具有奠基性意義，必修教材第1章與該主題對應，引領學生走進化學科學世界，學習研究物質的基本方法和核心思路?！俺Ｒ姷臒o機物及其應用”主題內容較為豐富，將其分解為有關鹵素和硫、氮的非金屬章節（第2、 3章），鈉、鐵的金屬章節（第5章）?！拔镔|結構基礎與化學反應規律”主題內容較為抽象、學習難度大，分解為物質結構基礎章節（第4章）和化學反應原理規律章節（第5章第3節和第6章）?！昂唵蔚挠袡C化合物及其應用”主題主要涉及有機化合物的結構特征、反應規律及具體物質知識的學習，必修教材的第7章與該主題對應。而“化學與社會發展”主題屬于綜合性主題，與多領域知識關系密切，因此將其融入各章之中。至此，由5個內容主題對應形成了高中必修教材的第一冊和第二冊共7章。

在編排必修教材各章時，為設置合理的內容發展進階、分散難點，將兩個理論性知識的章分散編排，穿插介紹理論性知識與事實性知識，即非金屬、金屬以及有機物4個章與2個理論性知識的章穿插編排，使理論性知識的學習建立在具體的事實性知識基礎之上，同時，通過理論性知識的學習又能加深對事實性知識的理解（見圖2）。具體而言，非金屬元素知識（鹵素、硫、氮）在元素周期律之前學習，為元素周期律的歸納提煉提供事實依據，促進規律的深入理解;而鈉、鐵元素及其化合物在元素周期律之后學習，引導學生依據化學規律預測和探究金屬及其化合物的性質。此外，有關氧化還原反應、離子反應、化學反應中的能量變化等概念或反應原理也是嵌于元素知識各章之中，充分體現了化學事實和化學理論之間相輔相成的關系。

1.3? 章節內容組織線索

教材內容體系構建除了根據課標的核心素養目標體系和5個內容主題的規劃形成章節框架以外，在各章節的內容組織層面還針對各章的內容特性和核心素養發展的需要選取了多樣化、差異化的組織線索。

例如，第1章“化學研究的天地”由“物質的分類”“物質的量”和“化學中常用的實驗方法”三節構成，體現了“認識和研究物質世界的重要視角、核心概念和基本方法”的線索功能。其中，第1節引導學生走進紛繁復雜的化學世界，認識到對物質進行分類的重要性和必要性，在初中學習簡單分類的基礎上進一步形成更為豐富的分類視角，并著重學習分散系及膠體;第2節引出物質的量概念體系，幫助學生建立宏觀物質的質量、體積與微觀粒子數目之間的聯系，為化學科學研究與學習奠定了重要的認識基礎和概念基礎;第3節在學生已有的科學探究經驗的基礎上，對獲取和研究物質性質的基本方法進行整合，巧妙地利用氯氣制備、從碘水中萃取碘、粗鹽提純等經典實驗活動，介紹物質研究的基本方法和一般程序，并通過“配制一定物質的量濃度的溶液”組織學生親身實踐，學習重要的實驗操作技能，引導學生認識到高中階段探究活動的計劃性、目的性和針對性等基本特征，為后續物質知識和概念原理的學習做好準備。

又如，第3章“硫、氮及其循環”圍繞“從自然界到實驗室，從實驗室到生產與生活中的實際應用”的思路展開，在自然界和生產生活的大背景下進行硫、氮及其循環的學習。此外，在第1、 2章的物質分類與研究方法、鹵素資源的學習之后，學生已經較為了解元素及其化合物性質的研究方法，在此基礎上，第3章一方面以“認識非金屬及其化合物的主要性質的基本思路”為明線，按照單質、氧化物或氫化物、酸、鹽等的順序依次對硫、氮及其化合物展開學習;另一方面又以“建立物質類別和化合價的認識視角”作為暗線，強化學生對物質之間相互轉化規律的認識?？梢哉f第3章的內容組織實現了對情境線索、學科線索和方法線索合理的融合。

再如，第4章“原子結構和化學鍵”遵循從宏觀辨識到微觀探析的認識線索，緊扣“結構決定性質”的學科基本觀念，呈現“位—性”“構—性”“位—構—性”關系認識的進階過程。第1節“元素周期表和元素周期律”基于已有的元素及其化合物知識認識元素周期表，通過對同周期、同主族元素性質的分析、比較，引導學生歸納總結元素周期律，認識“位—性”之間的關系;第2節“原子結構”和第3節“核外電子排布”通過建構原子結構模型、認識核外電子運動的規律，逐步發展“構—性”“位—構—性”關系的認識;第4節“化學鍵”基于對微粒及其相互作用形式的認識構建化學鍵、離子鍵、共價鍵概念，為后續學習化學反應規律做好鋪墊。

2? 高中化學必修教材欄目體系設計

教材的編寫體例不僅僅是一種呈現方式，更是引導學生開展學習的線索[4]。在廣泛汲取國內外同類教材體例設計經驗的基礎上，以化學學科核心素養為指向，以“章—節—目”為結構，按教與學發生的時序“課前—課中—課后”形成教材主要的內容板塊（見圖3）。

轉變學生的學習方式是新課程改革的突破口[5]，也是教材變化最大的方面。滬科版高中化學必修教材按照“課前—課中—課后”構建的基本板塊中，不同的學習階段都適時融入了豐富的欄目活動，這些欄目活動既考慮了學生的心理發展水平，又關注了具體教學活動的實施要求，以發揮教材欄目促進學生學習方式轉變、喚醒相應的儲備知識、指明學習方向、體驗不同學習方式、促進認知結構轉化和能力發展等作用。根據學習活動的功能和特點，教材的學習活動欄目可概括為三大類，包括學習理解型、操作活動型、實踐應用型?；顒拥闹饕δ芘c對應欄目如表1所示。

（1） 學習理解型活動： 旨在通過引導學生聚焦學習目標、進行知識回顧、提供知識信息、問題導思等方式促進學生對化學知識與技能的認知。此類活動一般要求對化學知識信息進行整理、理解和分析，從而更好地掌握化學知識，主要涉及閱讀思考、知識關聯概括、問題分析論證等活動。

（2） 操作活動型活動： 要求學生在動手操作、動筆書寫、拼裝模型的過程中習得化學知識與技能，涉及專業表達、填表繪圖、搜集資料及短文寫作、實驗操作等。

（3） 實踐應用型活動： 盡可能從學生已有的知識經驗出發，創設真實的問題情境激發學生的學習興趣;精心設置一系列有層次、有較高思維容量的問題或任務，引導學生積極思考和實踐探索。此類活動要求學生對所學知識、技能、方法進行綜合應用，以鞏固并考察學生對知識、方法和技能的掌握情況。一般以學生參與本章復習的“體驗·分享”為主要方式。

整體而言，教材的學習活動設計具有認知性、結構性和教學性等特點?；顒拥脑O計既能體現學科知識的特點和內在邏輯，又充分尊重學生的已有經驗和認知規律，能促進學生由知識到能力再到素養的順利轉化。另外，在活動類型的選擇、順序設計上關注各類活動的相互作用，并統籌均衡了各章和節的學習活動數量。

3? 高中化學必修教材主要特色分析

滬科版高中化學必修教材在繼承和發揚上海市“二期課改”化學教材特點的基礎上，以立德樹人及發展核心素養為導向，對教材的教育性、系統性、科學性、可讀性和實用性等方面進行統籌考慮，努力凸顯能力為重、以人為本、與時俱進等特色。

3.1? 多途徑加強科學過程和科學方法的體驗

在自然科學類教材編寫中強化科學方法是我國科學教育研究的重要源流之一。滬科版高中化學必修教材內容的選擇非常關注科學方法教育，展現科學研究的基本過程，將科學研究的過程和方法作為學習對象，而不是直接告訴學生現成的結論。在教材內容選擇和組織呈現時，主要從以下三個方面來加強科學過程和科學方法的教育： 一是設置專門的主題和項目學習活動介紹并開展化學科學研究，使學生對化學科學與其以實驗為核心的特點形成基本認識，對科學研究的過程及要求產生真實的感知體驗，如設置了第1章“化學研究的天地”和整套必修教材中的4個項目學習活動。二是強調通過實驗、演算、歸納等微型化的探究性活動過程來理解化學概念的內涵及意義、習得方法。學生先依據理論形成猜想，再通過實驗進行驗證，建立證據和結論的關系，這樣可以將知識的獲取、探究的開展、方法的習得緊密結合起來，不再脫離具體知識的形成過程去孤立、片面地講方法。例如第7章“常見的有機化合物”中利用“書寫表達”欄目，引導學生聯系對比乙烷分子式對乙醇分子結構作出推測，再對所給乙醇與金屬鈉反應產生氫氣的數據進行分析，最后得出結論（見圖4），在這一過程中，學生既了解了乙醇的結構特點，又切實體驗了如何合理猜想和有依據地作出判斷。三是選擇一些能夠體現科學研究方法和科學發展過程的史料實施科學方法教育。如第4章中“原子結構”通過介紹原子結構模型演變的歷史（見圖5），讓學生體會研究物質微觀結構的基本思路和常用方法，這種“科學史案例鋪墊→科學方法介紹”的呈現方式，能讓學生體驗科學研究過程背后蘊藏的學科發展脈絡和科學人文精神。

3.2? 重視認識模型和方法策略的導引

認識角度、認識思路和方法策略等知識的掌握與運用，能在促進核心知識學習的同時實現知識向能力和素養的轉化。滬科版高中化學必修教材非常重視化學學科特征性的認識視角、認識思路以及具體方法策略的引出和啟發學生體悟與內化。教材中針對“物質制備、提純與檢驗”“元素及其化合物”“物質結構”“有機化合物”等主題中有意識地幫助學生構建了相關的認識模型。例如，必修第1章第3節“物質的制備”[6]首先由圖示簡明扼要地給出了制備物質的一般流程（見圖6），顯性化呈現了物質制備問題的分析和操作模型，讓學生從總體上把握物質制備實驗的基本要素;接著通過“想一想”“實驗探究”欄目以氯氣制備為例，引導學生從原理出發，綜合考慮物質的性質、實驗裝置、產物收集方法和產物提純等物質制備的關鍵問題，并在實驗活動中進一步鞏固物質制備問題的認識模型。又如，“有機化合物”主題著力于幫助學生建立有機化合物結構和性質關系的基本認識，利用“想一想”“書寫表達”“實驗探究”等欄目，外顯思維過程和方法，呈現出如下的認識過程：“分析結構→辨識分子結構中的官能團→分析性質→對比反應物與生成物的結構差異→建立官能團結構特點與有機反應的關聯”。再如，“硫、氮及其循環”主題側重于引導學生通過“化合價—物質類別”關系，從物質的分類觀、轉化觀等視角，認識硫、氮及其化合物的性質，構建硫、氮轉化及其循環的知識結構，體現研究物質性質及變化規律的思想方法。

此外，教材在核心知識的學習過程中注重具體方法策略的指導和提煉。例如，第1章的核心知識“物質的檢驗”，教材通過正文的內容描述讓學生了解可以利用物質外觀、顏色、溶解性、酸堿性等進行簡單的物質檢驗。再通過“想一想”欄目引導學生思考并把握住物質檢驗的關鍵在于確認“特征”（見圖7）。此外，教材還專門利用各節“學習指南”中“例題導引”欄目引導學生梳理程序性知識并加以運用，特別側重于總結本章學習過程中遇到的特定類型問題解決的思路和方法等。例如，必修第7章第1節“飽和烴”[7]的“例題導引”通過示范“一氯丙烷的同分異構體有多少種”的分析和推斷過程，促使學生思考和總結同分異構體數量的分析方法（見圖8）。

3.3? 關注跨學科內容的創新設計

伴隨著STEM教育的興起，跨學科學習成為當前國際教育界學科發展的新方向[8]。滬科版教材在內容選擇與組織呈現時，圍繞特定的認識主題或學習活動，跳出學科界限將化學學科與其他學科進行整合，創新設計跨學科內容。不僅對課標提出的學科關鍵能力的水平提升和核心概念的學習要求予以關照，而且有利于學生創造性思維、批判性思維、探究與問題解決能力等重要的跨學科素養的發展。具體而言，一方面在化學學科內部，關注化學與能源，化學生產與制造，化學工藝與流程等涉及工程、技術等內容的設計。例如，以硫、氮循環議題為學習背景，以分離、提純、檢驗等實驗技術為學習對象，以分光光度計、色譜儀等儀器或工具的使用為拓展目標，實現了化學與技術、工程等學科的整合學習。另一方面，教材聚焦某個具體目標，主動挖掘區域內可利用的文化傳統、社會問題、時事熱點等方面的資源，通過設置閱讀材料、體驗性調查活動、綜合性和研究性學習活動、職業探索等方式為學生提供聯結化學和生物、物理、工程、技術等不同學科領域知識、開展跨學科學習的空間，促進學生之間的交流與合作，引發學生對自然世界、周邊環境、全球文化的共同關注。

3.4? 嘗試職業生涯教育內容的融入

學科教材是對學生進行職業生涯教育的重要載體[9]。將職業觀、職業素養等與職業相關的信息，有計劃、有步驟地滲透到化學教材中，能更好地體現學科知識在社會生活中的應用價值，能提升學科的趣味性和吸引力，激發學生化學學習的熱情和動力，同時有助于學生了解自我、了解社會，有目的地選擇職業和做進一步學習深造的規劃。滬科版高中化學必修教材中通過專門的欄目“鏈接職業”，在化學知識與技能學習的過程中，將某些職業或專業領域與特定化學知識或內容主題建立聯系，引發學生的學習動機，調動有關的知識儲備，使學習的指向更為明確;改變以往教材中只展示“化學家及其貢獻”的情況，盡可能向學生呈現各類普通化學工作者的職業生活以及與化學相關的職業，勞動教育和生涯教育素材真實全面、貼近生活、生動有趣，使學生沒有距離感，且符合自身的發展實際，發揮情感激勵作用。

3.5? 利用優質數字教育資源進行教材立體化設計

結合目前智慧學習環境、大數據技術的迅猛發展，基于物聯網技術的二維碼智能標簽、虛擬現實技術以及增強現實技術等技術手段，教材與大數據服務平臺對接，實現多源和即時的數據獲取與表達，可以為學生的智慧學習及個性化發展提供技術支持和資源基礎。為了繼承和發揚上海“二期課改”在課程教材信息化建設上的經驗，滬科版高中化學必修教材在利用優質數字教育資源進行教材立體化設計上進行了積極的嘗試。我們主要利用了視頻素材、圖片素材、文本素材、數據庫、模擬軟件等數字資源，為學生提供如有機分子立體結構圖片、化學實驗視頻鏈接等學習資源，有效解決傳統教材形式和內容相對滯后的問題。直觀、可視化的模型幫助理解和記憶，降低學生學習的認知負荷;將模擬軟件和數據庫嵌入教材探究學習活動或項目研究中，拓展了學生實踐的內容和形式，提高學生的信息素養以適應當前學習和未來發展的需求。例如，必修第二冊P111的項目學習活動“如何利用數據庫探究有機分子的空間結構”中，要求學生通過化學化工數據庫和模擬軟件等進行有機物分子結構的數據獲取、模型搭建等操作（見圖9）。

滬科版高中化學必修教材的編制廣泛吸收了國內外各類高中化學教材的編寫經驗，充分征集并聽取了專家與學者、學校與一線教師的意見，具有較好的教學引導性與示范性，衷心期望本套教材成為教師和學生教與學的優質工具，成為助力落實新課標、發揮化學學科育人價值、發展化學學科核心素養的基石。

參考文獻：

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[6]麻生明， 陳寅主編. 普通高中教科書·化學必修? 第一冊[M]. 上海： 上海科學技術出版社， 2021： 23.

[7]麻生明， 陳寅主編. 普通高中教科書·化學必修? 第二冊[M]. 上海： 上?？茖W技術出版社， 2021： 78.

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