不同版本的“物質結構元素周期律”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“物質結構元素周期律”這一版塊知識內容進行編寫特點的分析比較，得出各版本教材編排的優缺點，取長補短進行整合，以期能優化整合教材并找到一個合乎學科邏輯、合乎認識規律、合乎學生心理發展水平的最佳教學方式，為教師的教學提供建議，實現教材內容與教學內容和諧的統一。

關鍵詞：不同版本教材比較;物質結構;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”;山東科學技術出版社出版的教材，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物，教材改革是課程改革成敗的關鍵，課程改革能否達到預期目標，關鍵在于新教材能否體現和落實新的教育理念。教材是教師教與學生學整個教學活動的依據，是實現教學的目的基礎。如何發揮教師的主觀能動性，自覺地專研教材、把握教材、實現教材的優化處理，是提高教學質量的關鍵，比較不同版本的教材就是一種實現教材優化的非常有效辦法。

“物質結構元素周期律”是高中化學最重要的章節之一，是高中化學教材的重要組成部分，高中化學教材的優化需要優化這一章節，本文主要對“2007年人教版”“2019年人教版”“2019年魯科版”這3個版本的這個內容進行比較，橫向、縱向對比分析各版本教材，使我們的老師明確這3個版本的這一章節的編排思路以及各版本之間的區別，取長補短進行整合，以期優化教材并找到一個合乎學科邏輯、合乎認識規律、合乎學生心理發展水平的最佳的教學方式。為教師的教學提供建議，通過自我分析整合，獲得適合自己教學風格以及學生認知的教學設計。

二、不同版本教材編排的比較

1.章節編排順序對比（表1）

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整，最大特點就是把原子結構的位置提前，要求從原子結構的角度研究元素周期表（律），體現結構決定性質的觀念，幫助學生逐步構建：位一構一性模型，側重發展學生“宏觀辨識與微觀探析、證據推理與模型認知等核心素養，凸顯結構的重要性，契合了新課標要求。《普通高中化學課程標準（2017年版）》（以下簡稱“新課程標準”）明確要求：“認識原子結構、元素性質與元素在周期表中的位置關系”。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生預測，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的研究思路和方法，研究陌生元素及化合物，是對位、構、性系統認識模型的遷移應用。同時，2019年魯科版將化學鍵放在第2章，主要是基于化學鍵對物質進行分類，從化學鍵角度認識化學反應的本質和能量變化的原因，承上啟下，條理清晰（表2）。

2.知識內容變化對比

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

與2007年人教版對比，2019年人教版還增加了：①化學與職業——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構;②元素周期表的發展;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;②氫鍵的圖片和大部分內容，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，現在更多的是學習方法的滲透和知識結構的系統化提升，體現了新課程標準的要求：“結合有關數據和實驗事實認識原子結構、元素性質呈周期性變化的規律，建構元素周期律”，而不是要求學生死記硬背所學知識。

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用。②焰色試驗。③金屬材料。④預測元素及化合物的性質。以硅為例，推測元素的位置，結構，性質。⑤微項目：海帶提碘和海水提溴，讓學生設計實驗方案，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：把核心素養的具體要求列舉出來了，對于本節相關的核心素養的發展重點和學業要求進行了具體的落實，讓學生更加自覺主動對照標準和要求進行自我評價和反思，提高學生的元認知水平，同時幫助老師對自己的教學評價更加具體，便于落實到課堂中。

3.欄目設置與出現頻率對比[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，是學生構建認識結構的一種重要途徑，同時，教材欄目也是課程觀的重要載體，其內容和形式都體現著設計者的教育理念，我們都要充分挖掘其豐富內涵。

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置上更加豐富多彩，充分體現了新教材培養學生創新精神和探究意識的教學理念。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教材內容，激發了學生的學習興趣，通過微觀結構、模型、示意圖的插圖，為學生認識假說、模型、比較、分類、歸納等科學方法對化學研究的作用提供了較好的平臺，從而降低了學生學習物質結構與性質的難度。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”等欄目重在通過學生的探究實踐活動得出結論;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”等欄目則要求學生根據信息自主設計實驗，要求更高。這2個版本均摒棄了灌輸式的教學方式，最大限度地發揮學生的主觀能動性，調動學生的積極性，讓學生參與到知識的構建過程，踐行新課標所提倡的要求：了解科學探究過程包括提出問題和假設、設計方案、實施實驗，獲取證據、分析解釋和建構模型、形成結論及交流評價等核心要素。所以豐富多彩的欄目的設置旨在引導學生綜合應用所學知識和方法，分析、解決社會實際和科技發展的真實問題，融合發展學科核心素養，倡導教師以多種形式開展實踐活動類教學。2個新版本的最大亮點之二是：都增加了“方法導引”欄目，讓學生在學習過程中能掌握學習方法，學會總結歸納，學會自己建構認識一種物質到認識一類物質、從具體到一般規律的認知模型，可以逐漸培養學生養成將陳述性知識轉化為程序性知識的方法和策略，精心提煉化學的認識視角和認識思路，同時也外顯化學學科的關鍵能力及核心素養的思維方法內涵。

4.教材習題情境創設的比較

新課程標準在“教材編寫建議”中強調：要重視化學習題的設計，應充分發揮習題在促進學生化學學科核心素養發展方面的作用，習題設計應有情境性，應以學生已有經驗為基礎，創設合理生動的問題情境，提高學生運用化學知識解決實際問題的能力。這里的習題包括課中的思考與交流、學與問等課中習題及課后設置的基礎習題。化學情境性習題是指以社會、生活、科學、技術、環境、最新科技成果等作為知識載體，是“純粹”化學知識和真實情境問題的結合，置知識的考查于實際的問題解決之中，有助于學生發展和創造性地解決問題，使學生的創新意識和實踐能力得到應用，學生的興趣、態度、情感等得到潛移默化的培養。借鑒國際考試PISA關于情境分類的思路，把握粗細合理、包容并蓄的基本原則，對高中化學學科試題有關情境進行分類，可以分為：日常生活情境、生產環保情境、學術探索情境、化學史料情境。

由此可見，相對2007年人教版，2019年人教版和2019年魯科版中習題中的情境性習題數量更多，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、農業、醫療、考古等方面的應用。而在此問題前面插入了一幅圖片：圖4-5放射性同位素應用于診斷和治療疾病，同時在下面插入：“化學與職業”——科技考古研究人員，介紹同位素在科技考古中的應用，此2處情境的創設讓學生感覺到化學在生活中的應用無處不在，而且在科技領域中用途也很大，激發了學生學習的興趣，同時培養了學生學習化學的自豪感。再例如“研究與實踐”中提出問題：要求學生閱讀教課書中“科學史話一元素周期表的發展”，了解元素周期表的幾個重要發展階段，同時自制元素周期表。情境素材“化學史”的提供，讓學生從另外一個方面了解了化學的光輝發展歷程，學習了科學家探究的過程，同樣的我們可以發現，2019年魯科版的“聯想·質疑”也有很多科學家例如門捷列夫的故事作為鋪墊，進行情境創設，“學習·理解”中提到了楊振寧、李政道等科學家，這些情境素材的選擇充分體現了中國元素，將化學學科內容與我國古代或現代科技成就、我國科學家的貢獻、中華優秀傳統文化以及社會主義核心價值觀等深度融合，有利于對學生進行國情教育，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律？情境創設是給出了稀有氣體的電子層排布圖，讓學生自己尋找，符合學生的認知特點，引導學生建構相關模型;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律嗎？情境創設是通過學生的實驗進行探究，同時提供相關的信息幫助學生推理，可以說是教材精心設計證據和推理、模型和解釋，以活動為抓手，引導問題解決，在此科學思維過程中，實現了學生知識的自主建構。

三、教學建議

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

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[內容要求]、[教學提示]、[學業要求]，教師可以把它當作我們教學的藍本，注意縱向對比，關注發生變化的地方，例如本章增加了學業要求“知道分子存在一定的空間結構”。在例如“氫鍵”在必修中沒有要求，并不是不要求學習，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目標時要依據化學學科核心素養的內涵和新課標要求，結合教師的經驗，考慮學生認知水平，對教學目標進行整體、系統的規劃，使我們的教學目標具有成長性、可持續性、可操作性。例如，結構決定性質是化學學科的核心概念，這一概念的學習在不同的階段要求不同，呈遞進關系：

這樣遞進的目標設計，符合學生的認知發展規律，要求教師在課堂上呈現化學知識時要考慮不同年齡階段的學生認知特點，有序實施教學。

2.深入研究教材，領會教材編寫意圖[7]

教材的設計意圖直接關系到教師的教學方式與學生的學習方式。作為教師，應該要理解教材編寫的思路，把握教材的整體結構、專題結構和單元結構，依據學生的思維特點，使教材思路轉變為學生的認知結構。特別是教學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、橫向對比不同版本教材，可以從教學內容增減、章節編排順序、欄目設置等方面進行對比，例如本章節中2019年人教版比2007年人教版增加了分子的空間結構，而新課程標準也提出了相關學業要求，刪減了“鈉與氯氣的反應”，刪減了氫鍵的圖片和大部分內容。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，現在更多的是學習方法的滲透和知識結構的系統化提升。又如，對于原子結構和元素周期律，第四章第一節和第二節將2007人教版高中教材的編排順序調整為：原子結構→元素周期表→同主族元素的性質→同周期元素的性質→素周期律。調整后的編排順序將原子結構在教材中的位置明顯提前，突出從原子結構的視角研究元素周期表和元素周期律，強化結構決定性質的觀念，有利于發展學生的“宏觀辨識和微觀探析”的核心素養，逐步提升學生的化學知識結構化水平。

3.整合資源，重視欄目的應用

教師不僅是教材的實施者，更是教材的組織者和創造者，要在深入研究教材和學生的基礎上，整體認識教材、把握教材、精心地對教材進行調整、組織，整合相關的教學資源。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、呈現形式略有不同，各有特色;有互補的，如2019年人教版節后插圖是耐高溫、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“科學史話”中介紹門捷列夫的預言選用了“鎵”，節后習題要求學生調查其他預言及證實材料，而在魯科版“聯想·質疑”中就介紹了“類硼”“類鋁”“類硅”元素等等。教師在教學過程中要在深刻領會課標的基礎上，對教材進行深入研究，根據學生實際情況取舍、重組教材，是用好教材、用活教材、豐富和發展教材的關鍵，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置了豐富多樣的學習欄目，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設計，這樣更加有利于我們實現教與學方式的改變。

4.注重情境創設的教學設計，促進學習方式的轉變

從近幾年高考試題可以發現，基于真實情境的試題命制已經成為趨勢，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、豐富的情境是學生化學學科核心素養形成和發展的重要平臺，為學生化學學科核心素養提供了真實的表現機會。

我們教師在選擇和創設情境時要注意以下2點：①在情境的選擇上，要注重內容和形式的豐富性，要包含引導設問的必要且充分的信息，要體現出情境素材的價值引領作用以及思維方法和態度責任等學科素養導向功能;②在情境的呈現上，要根據學生的認知特點、中學化學的內容及考查要求，確保情境文字表述、圖表呈現等準確無誤。例如本章中部分情境素材建議：元素周期表的發現史料;用鋁和氫氧化鈉的反應疏通下水管道;稀土資源、核能的開發與利用等。因此，我們教師在平時的教學中，進行教學設計時倡導真實問題情境的創設，開展以化學實驗為主的多種探究活動，讓學生熟悉不同復雜和陌生的環境，在平時命題時也要注重陌生情境的引入，激發學生的學習化學的興趣，引導學生通過小組合作、實驗探究、討論交流，自主建構學習知識網絡，慢慢促進學習方式的轉變，培養他們的創新精神和實踐能力。

參考文獻

[1]喬國才.融合學科素養的高中化學教科書編制——人教版《普通高中教科書化學·必修第一冊》簡介[J].中學化學教學參考，2019，505（11）：1-4

[2]王磊，陳光巨.外顯學科核心素養促進知識向能力和素養的轉化——北京師范大學“新世紀”魯科版高中化學新教材的特點[J].化學教育（中英文），2019，40（17）：9-18

[3]楊小麗，吳晗清.知識建構視角下化學教材欄目初探一基于三個版本化學必修1教材的欄目比較[J].中學化學教學參考，2016，413-414（ 1-2）：47-50

[4] 朱靜雯.中美教材呈現方式對比——以元素周期表為例[J].山東化工，2020，46（3），179

[5]喻俊，葉佩佩.不同教材“方程式”的編排比較與思考——以“元素化學”為例[J].中學化學教學參考，2020，509（1）：14

[6] 中華人民共和國教育部：普通高中化學課程標準（2017年版）[S].北京：人民教育出版社，2018：68-76，81-88

[7] 于麗紅.不同版本高中化學教材“元素周期律”的比較研究[D].濟南：山東師范大學，2014：1-13

[8]單旭峰.不基于高考評價體系的化學科考試內容改革實施途徑[].中國考試，2019，12：45-52