潘紅 王思毅 魏婷 宋欣 王彥迪



【摘 要】文章針對舊人教版、新人教版、新魯科版三版高中化學教材中有關乙烯與苯的內容,從內容的選取與組織、內容的呈現方式、習題設置的特點等方面進行對比分析,對兩版新教材的亮點進行解讀,提出用好新教材、活用新教材的教學建議。
【關鍵詞】高中化學;乙烯;苯;教材分析;教學建議
教材是教學中重要的教學資源,加強對教材的研究,是教師創造性教學的基礎,也是學生主動學習、高效學習的源泉。通過對新、舊教材的橫向和縱向對比分析,可以更好地落實以素養為導向的教學。本文對人民教育出版社2007版[1](以下簡稱“舊人教版”)、人民教育出版社2019版[2](以下簡稱“新人教版”)、山東科學技術出版社2019版[3](以下簡稱“新魯科版”)三版教材中有關乙烯與苯的內容的編排特點、亮點進行對比分析,并提出關于使用教材資源的教學建議,以期為廣大同行提供一些參考。
一、內容的選取與組織
“簡單有機化合物及其應用”是高中化學學科知識體系中重要的一環,也是課程標準必修內容的核心主題之一,是發展學生化學學科核心素養的重要知識載體[4]21-23。乙烯與苯的內容在三版高中化學必修教材中的章節編排及內容選取見表1。
二、內容的呈現方式
乙烯與苯的內容在三版高中化學必修教材中的內容呈現方式的詳細比較見表2。其中,將正文以外的學習活動欄目按照其功能屬性,可細分為實踐性、方法性和知識拓展性欄目。
由表2可以看出,在實踐性欄目方面,對比舊人教版,兩版新教材的篇幅更大、探究性更強,這與《普通高中化學課程標準(2017年版)》(以下簡稱《課程標準》)中“素養為本”的教學理念是一致的,即開展以化學實驗為主的多種探究活動,激發學生學習化學的興趣,促進學生學習方式的轉變,培養他們的創新精神和實踐能力[4]2。
如新人教版設計了一個以甲烷、乙烯和乙炔為例,借助球棍模型認識烴分子結構的動手實踐活動,借以豐富學生對碳原子的成鍵特點和不同烴的空間結構的認識和體驗等。
在方法性欄目方面,兩版新教材都為促進學生的深度學習提供了很好的支持。新人教版的“思考與討論”安排在正文介紹了天然有機高分子材料和塑料、橡膠、纖維等合成有機高分子材料之后,要求學生利用圖示或表格對學過的常見材料從不同的角度(宏觀、微觀、用途)進行歸納和分類,并找
學與問:①參照乙烯分子結構模型,寫出乙烯的電子式和結構式;②比較苯與烷烴、烯烴的結構式,推測苯的性質,設計實驗證明
思考與討論:利用圖示或表格對學過的常見材料進行歸納和分類
聯想·質疑:天然氣和煤用作燃料的相關問題;
交流·研討:梳理身邊常見的高分子材料制品,比較其性能和用途;
概括·整合:化石燃料的分類、來源、性質和應用,有機高分子材料的分類、性能及應用等
思考與交流:討論乙烯和苯的用途,體會它們作為基本化工原料的價值;
科學視野:人造血液;
科學史話:苯的發現和苯分子結構學說
信息搜索:解釋乙烯的催熟作用;
科學史話:芳香族化合物與苯;
表格:幾種常見塑料的性能與主要用途;
科學·技術·社會:黏合劑和涂料化學與技術:可燃冰的開采;
身邊的化學:汽油的標號和辛烷值;
表格:煤干餾的主要產物和用途
到歸納和分類的方法,相比舊人教版,更具開放性。新魯科版關注學生思維方式或思維過程的外顯,由“聯想·質疑”到“交流·研討”,再到“概括·整合”,環環相扣,層層深入,相比舊人教版,更能促進學生的思維發展。
在知識拓展性欄目方面,兩版新教材均提供了圖文并茂、豐富多彩的信息素材,集中體現了化學的學科價值和社會價值。如按信息素材的情境分類,可分為日常生活情境(如幾種常見塑料的性能與主要用途),生產環保情境(如科學·技術·社會:黏合劑和涂料),學術探索情境(如化學與技術:可燃冰的開采),化學史料情境(如科學史話:芳香族化合物與苯)等。
三、習題設置的特點
三版高中化學必修教材中的乙烯與苯內容的習題設置詳細比較見表3。
數量10題8題17題
新、舊人教版的習題設置有“繼承與發展”的特點,題型、題量大致相同,但新人教版對學生的學業要求有所提升。如新人教版的第3題根據乙烯的性質推測丙烯的性質,引導學生關注“結構決定性質”的化學觀念建構,初步滲透官能團與性質的關系。再如新人教版的第8題通過汽車翼子板由金屬材料換成塑料的歷史變遷,讓學生分別從汽車生產廠、車主和行人的角度分析塑料的“好處”,是一道開放度很高的題目,可以有效訓練學生的開放性思維。
新魯科版的習題題量大、題型豐富、思維含量高,既有評價基礎知識掌握情況的選擇題,也有基于真實問題解決的思考題,還有考查綜合應用知識的實驗探究題。特別是第7題搭建乙烯分子的球棍模型并模擬乙烯與溴單質發生反應時的結構轉變,引導學生圍繞碳碳雙鍵加深對乙烯化學性質的了解。第17題塑料的裂化分解實驗,將課堂延伸到了課下和課外,不僅有實驗操作技能的訓練,還有分析推理的探究,大大拓展了學生學習的時空場域和思維空間。
四、兩版新教材的亮點解讀
通過以上對三版高中化學教材中的乙烯與苯內容編寫特點的分析比較可以看出,兩版新教材在《課程標準》的理念指導下做出了很多很好的變化跟進,主要表現在以下幾方面。
(一)注重知識的結構化呈現和思維的結構化梳理
新人教版中“圖7-13 烴的分類”,以甲烷、乙烷、環己烷、乙烯、乙炔、苯為例,根據它們結構式的差別,系統梳理出對烴類物質的詳細分類,深化學生對碳骨架的基本類型和分子中的特征性基團的認識,由此體現辨識有機化合物的兩個基本視角(碳骨架與官能團)和物質分類的學科思想。
新魯科版中“圖3-2-9 乙烯用途示意圖”,用擬物的“乙烯樹”形成對乙烯用途廣泛的認知,為學生認同乙烯是“工業血液”提供了感性材料;本節末的“概括·整合”欄目,更是利用思維導圖系統梳理出了化石燃料中的重要有機化合物——甲烷、乙烯和苯的結構及性質。
知識的結構化呈現有利于學生進行記憶、理解、遷移和應用,而思維的結構化梳理則有利于學生充分外顯思維方式和路徑。這樣的結構化有利于建構一個開放性的系統,使學生可以在后續的學習過程中不斷地豐富和完善知識。
(二)凸顯化學與STSE教育理念,滲透學科育人價值
對于“有機高分子材料”這部分內容,新魯科版提供了不粘鍋涂層、橡膠手套、毛線等圖片,關注了有機高分子材料在科研、生產、生活中的廣泛應用。而新人教版除提供生產、生活中廣泛使用的7種塑料外,還講了用于潛艇上的橡膠消聲瓦、我國研制的高性能殲擊機隱形涂料、“神舟”飛船航天服使用的多種合成纖維等,充分展示了有機高分子材料在國防、科技和航天領域的廣泛應用,厚植愛國主義情懷,充分發揮化學學科的育人價值。
科學教育中一直強調STSE教育理念,兩版新教材都將知識內容廣泛聯系科學、技術、社會和環境,提供了大量信息豐富且視覺沖擊力強的圖片,除增加學生的學習興趣外,也促進學生對化學學科的理解,同時培養學生正確的價值觀。
五、教學建議
(一)關注教材的變化,領會編者意圖
教師應認真研讀教材,關注教材的變化,領會編者意圖[5]。結合《課程標準》,從教材體系結構調整、教學內容增刪、呈現方式改變等多方面進行研究,處理好教學內容的廣度和深度問題。
以苯為例,《課程標準》中涉及苯的描述僅有“以甲烷、乙烯、乙炔、苯為例認識碳原子的成鍵特點”[4]21一句,但兩版新教材的處理方式卻大不相同。新人教版只介紹苯的結構,沒有涉及苯的相關性質,而新魯科版除了介紹苯的結構,還用“觀察·思考”欄目對苯與乙烯的化學性質進行了比較,同時呈現了苯與液溴反應的化學方程式,但教材編者也提出本節教學以乙烯為重點,并簡要介紹甲烷、苯、高分子化合物的應用[6]。因此,教師在必修課程的教學中對苯的性質不應做過寬的拓展和過深的挖掘,關于苯的性質的系統學習應留待選修模塊進行。
(二)轉變學生的學習方式,在過程體驗中滲透學科核心素養
學生的化學學科核心素養必須而且只能在化學問題解決中形成和發展[7],兩版新教材的編排都注重學生學習的過程性和體驗性。如對于乙烯的認識,舊人教版通過對乙烯性質的描述,結合相應實驗現象的圖片,平鋪直敘地呈現相應知識;而兩版新教材均以實驗探究的形式呈現,引導學生動手實踐、觀察現象,在過程中建構對乙烯性質的認識。新魯科版還在習題部分以搭建球棍模型模擬乙烯與溴發生反應,讓學生通過“玩模型”,增加了參與感,同時找到學習主人翁的感覺[8],從而促進學生理解加成反應的斷鍵、成鍵以及分子空間結構的轉變過程。
通過動手實踐、模型搭建等手腦并用的學習方式,深化學生對有機物分子空間結構的認知,促進結構決定性質觀念的建立,發展學生的宏觀辨識與微觀探析核心素養。
(三)挖掘開放性習題的育人價值,促進“教、學、評”一體化
開放性習題指有多種解答可能、答案不唯一的習題,能讓學生從多個角度表達自己的思想觀點。兩版新教材的習題設置都參考了《課程標準》中的學業質量要求和水平劃分,題型豐富且具有層次性,其中不乏設計新穎且開放度高的題目。利用好這些題目可以充分調動學生思考的積極性,促進學生學科思維的發展,培養學生的開放性、批判性思維能力[9]。
如對于新人教版習題第8題,可以讓學生在課下查閱文獻資料的基礎上進行角色扮演,科學有據地充分論證有機高分子材料為社會發展、科技進步和人類生活質量的提高所做出的貢獻及其給環境造成的影響,以及在綠色化學理念指引下開發新型環保材料的前沿成就,培養學生的科學態度與社會責任核心素養,以及積極參與科學性社會議題并進行科學決策的能力。對于新魯科版習題第15題,可以讓學生通過查閱資料、觀看紀錄片等方式了解天然氣、石油和煤作為能源可以燃燒,但直接燃燒有弊端,進而思考通過綜合利用(裂化、裂解和干餾)化石能源,通過有機反應轉化,制得性能各異、用途廣泛的材料或在其他領域的創新應用。
評價的根本目的在于促進發展,必修課程教學過程中要淡化課后習題的甄別與選拔功能,重點關注評價過程、關注學生發展的需要,突出評價的激勵和調控功能,讓評價內容綜合化、評價方式多樣化、評價主體多元化,促進“教、學、評”一體化。
參考文獻:
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[8]文繼明.拼牢基礎 玩出精彩:有感保志明老師的“玩模型”教學[J].中學化學教學參考,2017(17):70.
[9]宋怡,葛彥君.中加高中化學習題比較研究:以“物質與化學鍵”部分內容為例[J].現代中小學教育,2016(8):123-126.
(責任編輯:羅小熒)