核心素養(yǎng)視角下新舊“化學反應原理”模塊的比較研究

牟鵬洲 閆綠維 劉天時 姚克儉

摘 要：“化學反應原理”是化學學科中學生要學習的重要基礎(chǔ)理論之一，也是高考的必考點。但是因為相關(guān)的知識研究有很強的關(guān)聯(lián)性，對于學生來講研究的層次也比較高，知識點相互交錯，學習起來相對復雜，所以教材對各個模塊的設(shè)計進行了調(diào)整，讓相關(guān)的研究方法凸顯出更強的綜合性和實用性。因此本文在新課程標準的核心素養(yǎng)視角下，比較人教版化學新教材（選擇性必修1化學反應原理）與舊教材（選修4化學反應原理）的章節(jié)內(nèi)容、欄目設(shè)置，分析新教材的變化特點，提出對新教材的使用建議及對“化學反應原理”模塊的教學建議，供各位教師進行教學調(diào)整時參考。

關(guān)鍵詞：高中化學;化學反應原理;比較

基金項目：本文系甘肅省教育科學“十三五”規(guī)劃2020年度“人教版統(tǒng)編高中化學新教材的分析與教學研究”重點課題（GS[2020]GHBZ109）成果。

作者簡介：牟鵬洲（1982—），男，甘肅省禮縣實驗中學，高級教師，本科學歷。

閆綠維（1972—），女，甘肅省禮縣實驗中學，高級教師，本科學歷。

劉天時（1966—），男，甘肅省禮縣實驗中學，高級教師，本科學歷。

姚克儉（1965—），男，甘肅省禮縣實驗中學，高級教師，本科學歷。

《普通高中化學課程標準》（以下簡稱“新課標”）由教育部制定，2017年由人民教育出版社出版，新課標以發(fā)展學生化學學科核心素養(yǎng)為主旨，以落實立德樹人為根本任務(wù)。人教版高中化學選擇性必修1（化學反應原理）是依據(jù)新課標編寫，于2020年5月首次出版（以下簡稱“新教材”）。人教版化學選修4（化學反應原理）是依據(jù)《普通高中化學課程標準（實驗）》編寫的普通高中課程標準實驗教科書（以下簡稱“舊教材”）。新教材在舊教材的基礎(chǔ)上進行了大量的補充和調(diào)整，由91頁增編為123頁，內(nèi)容更加科學與充實，現(xiàn)對以上兩本教材在章節(jié)內(nèi)容、欄目設(shè)置方面進行比較，尋找變化特點，為廣大教師對新教材的把握與使用提供借鑒和幫助。

一、章節(jié)內(nèi)容的比較及變化特點

（一）緊扣新課程標準進行了內(nèi)容的增刪、整合與順序調(diào)整

一方面，新教材緊緊圍繞新課程標準的要求進行了相應內(nèi)容的新增與刪除，例如新教材新增或突出了環(huán)境與體系的概念、熱量的定義、活化能、基元反應的概念、化學反應的調(diào)控等內(nèi)容，新教材的概念體系更加科學嚴謹，充分體現(xiàn)了對微觀機理和化學反應原理的實踐應用的重視。另一方面在舊教材的基礎(chǔ)上進行了章節(jié)整合和順序調(diào)整，例如，新教材第一章將舊教材三節(jié)的內(nèi)容整合為兩節(jié)，第二章將舊教材第一節(jié)、第二節(jié)內(nèi)容整合為一節(jié)，第四章將舊教材前兩節(jié)整合為一節(jié)。這種整合既突出了要學習的重點知識內(nèi)容，也使得知識體系更加系統(tǒng)化，在順序調(diào)整上，注重知識體系的前后邏輯性，尊重學生認知發(fā)展規(guī)律，如將化學平衡常數(shù)這部分內(nèi)容調(diào)整至化學平衡狀態(tài)之后，影響化學平衡的因素之前，讓學生先從定性、定量的角度充分認識化學平衡狀態(tài)，然后再探究、學習外界條件對化學平衡狀態(tài)和平衡常數(shù)的影響，調(diào)整后的知識體系更加科學、有邏輯，也更有利于學生掌握相關(guān)知識。

（二）重視與必修模塊相關(guān)內(nèi)容的銜接與過渡

必修模塊“化學反應與能量”部分包括化學反應與熱能、化學反應與電能、化學反應的速率、化學反應的限度和反應條件的控制等基本內(nèi)容，和舊教材相比，新教材更加注重與必修模塊相關(guān)內(nèi)容的銜接與過渡。例如，新教材簡化了學生在必修模塊就已經(jīng)掌握的“外界條件對化學反應速率的影響”，只安排了一個探究實驗;刪去了學生在必修模塊已經(jīng)掌握的可逆反應、能源等內(nèi)容;在化學平衡狀態(tài)部分，新教材在舊教材的基礎(chǔ)上以合成氨為例，從正反兩個方向介紹化學平衡狀態(tài)的建立過程，體現(xiàn)了知識的銜接性與層級過渡。

（三）對科學圖表的全面優(yōu)化和文獻數(shù)據(jù)的更新

示意圖、模型圖對學生理解抽象概念和原理，尤其是微觀領(lǐng)域的機理有重要的輔助作用，新教材對全書各種插圖做了全面的更換和優(yōu)化。從數(shù)量上來看，從53張增加到70張（僅統(tǒng)計了各章有編號的插圖，不包括序言、封面、習題中的插圖）。從科學性來看，新教材對一些插圖進行了修改，修改后的插圖1-2，更加科學和準確。如刪除舊教材中的圖該圖能量對反應過程的二維圖中，應該出現(xiàn)能峰，新增了比較科學的焓對吸熱、放熱的示意圖1-4。另如對舊教材圖2-4的更改，催化劑要參與反應，生成中間產(chǎn)物，能量變化會出現(xiàn)兩個峰，比不使用催化劑的峰更低，兩步反應有更低的活化能，見文章圖1。

由此可見，新教材更加注重學生能力的發(fā)展，有助于學生構(gòu)建更加完善的知識框架。

二、欄目設(shè)置比較及調(diào)整意義

編寫者在新教材中進行了不同的欄目設(shè)置，而且對原有欄目也進行了順序及內(nèi)容的調(diào)整。新教材對欄目的設(shè)置是在原有欄目的基礎(chǔ)上進行科學整合和新增，如將“思考與交流、學與問”整合為“思考與討論”，將“科學探究”優(yōu)化為“探究”，“實踐活動”優(yōu)化為“研究與實踐”，將“科學視野”擴充改編為“科學·技術(shù)·社會”，新增“方法導引”欄目等。新、舊教材欄目設(shè)置及數(shù)量簡要統(tǒng)計見表1，由該表可知，舊教材缺乏方法的導引，也缺乏對“研究與實踐”模塊的設(shè)計，但是舊教材給同學們設(shè)置了“學與問”欄目，通過提出一些問題，為學生的思維發(fā)展指明了方向。而在新教材和舊教材當中，插圖的數(shù)量都比較多，新教材中插圖的數(shù)量更是有了明顯的增加。新教材相比舊教材仍然保留了資料卡片、思考與交流（新教材改為思考與討論）、科學史話、科學探究（新教材改為探究）、實踐活動（新教材改為實驗活動）、實驗X—X、科學視野（新教材改為科學·技術(shù)·社會）、插圖、歸納與整理（新教材改為整理與提升）、習題（新教材改為練習與應用）、復習題（新教材改為復習與提高）這些模塊，但是在數(shù)量上大部分都做出了對應的調(diào)整。

通過對數(shù)量及內(nèi)容的分析，新教材欄目設(shè)置有以下特點和意義。

（一）突出各類實驗活動[1]，重視學生科學探究與創(chuàng)新意識素養(yǎng)的發(fā)展

新教材有“實驗X-X”“探究”“實驗活動”“研究與實踐”等各類實驗與實踐活動欄目（具體內(nèi)容見表1），它們培養(yǎng)的側(cè)重點不同，功能各異。“實驗X-X”欄目是針對相應章節(jié)內(nèi)容設(shè)置的小實驗，可以讓教師演示，邊講邊做，也可以讓學生在教師的指導下自己完成或分組完成，該部分內(nèi)容主要體現(xiàn)化學實驗的基本操作和注意事項。“實驗活動”欄目共有5個，是依據(jù)新課程標準要求設(shè)置的不同于舊教材的學生必做實驗活動，具有一定的強制性，真正明確了學生必做實驗內(nèi)容，每個實驗都按照實驗目的、實驗用品、實驗步驟、問題和討論等標準程序精心設(shè)置，旨在全面培養(yǎng)學生的基礎(chǔ)實驗能力。“探究”欄目設(shè)置了4個探究性實驗，每個項目都按照提出問題、實驗探究、結(jié)果和討論進行設(shè)計，內(nèi)容豐富，體現(xiàn)探究過程和思路，有利于培養(yǎng)學生的科學探究精神。“研究與實踐”欄目設(shè)置了4個開放性實踐活動內(nèi)容，這些活動的設(shè)計關(guān)聯(lián)能源、環(huán)境及生活中與化學相關(guān)的內(nèi)容，有助于學生了解化學學科的核心價值，也有利于培養(yǎng)學生的社會責任意識。

（二）“方法導引”欄目助力學生形成化學學科思想和掌握化學學科學習方法

新教材新增“方法導引”欄目，集中呈現(xiàn)相應章節(jié)內(nèi)容中涉及的科學研究、化學學習過程中常用的方法，有利于學生形成化學學科思想，掌握化學學科學習方法，發(fā)展宏觀辨識與微觀探析、變化觀念與平衡思想和證據(jù)推理與模型認知素養(yǎng)。例如在“電解質(zhì)溶液中的電荷守恒與元素質(zhì)量守恒”中，介紹了離子在溶液中的變化形式和電荷守恒、元素守恒等內(nèi)容，幫助學生建立常見電解質(zhì)溶液的科學思維模型和掌握處理常見電解質(zhì)溶液的方法。在“電化學過程的系統(tǒng)思想方法”中，提出基于系統(tǒng)思想的研究方法，注重分析與綜合、局部與整體、結(jié)構(gòu)與功能、系統(tǒng)與環(huán)境等方面的相互聯(lián)系與作用。

（三） “科學·技術(shù)·社會”欄目開拓學生科學視野，著力培養(yǎng)學生“科學態(tài)度與社會責任”核心素養(yǎng)

“科學·技術(shù)·社會”欄目精選涉及前沿科學、關(guān)鍵技術(shù)、社會熱點問題和環(huán)境的拓展性內(nèi)容，這些內(nèi)容既與學生所學基礎(chǔ)關(guān)聯(lián)，又拓展了學生的科學視野。這一欄目還呈現(xiàn)了化學學科在各領(lǐng)域的應用和重大貢獻，讓學生感受科學技術(shù)成果對人類的重大貢獻。例如在“合成氨——實驗室研究與工業(yè)化生產(chǎn)”中，展示了從1898年到2016年合成氨各階段的突破性發(fā)展過程，充分體現(xiàn)了化學學科的社會價值，能充分培養(yǎng)學生“科學態(tài)度與社會責任”核心素養(yǎng)。

三、應用新教學欄目開展“化學反應原理”模塊教學的建議

（一）結(jié)合課程標準開發(fā)模塊教學的重要功能

“化學反應原理”這一模塊主要為學生介紹的是化學反應與能量、化學反應速率、化學平衡、溶液中的離子平衡這幾個方面的化學反應規(guī)律，并且在教材中也為學生介紹了相關(guān)規(guī)律的具體應用。通過這一模塊的學習，學生首先能夠意識到在化學反應中有能量的轉(zhuǎn)化，而且能量轉(zhuǎn)化會遵循基本原理，這對于學生物質(zhì)變化觀念的形成有重要的意義。其次，學生還能夠了解到在化學反應過程中能量的變化是遵循能量守恒定律的。此外，學生在進行化學反應原理的相關(guān)知識學習時能夠了解到化學反應原理在日常生產(chǎn)生活中都有非常重要的應用，化學反應原理推動著科學技術(shù)和人類文明的發(fā)展，而且也可以對自然界、生產(chǎn)生活當中的化學變化做出合理的解釋。

（二）開發(fā)教材欄目有深度、有廣度的知識體系

新教材能夠幫助學生更好地把握從化學反應中發(fā)現(xiàn)化學反應的一般規(guī)律的過程，同時也結(jié)合舊教材的內(nèi)容為學生介紹了化學反應的轉(zhuǎn)化、能量的變化、方向、速率等基本的問題。而且這一部分的教學內(nèi)容與其他化學知識之間有非常緊密的聯(lián)系。所以在具體的教學中，教師必須要根據(jù)教材設(shè)置的欄目，挖掘更加有深度、有廣度的教學內(nèi)容，幫助學生整合相關(guān)知識，構(gòu)建更加完善的知識框架。教師還應該對教材中增設(shè)的欄目予以重視，在課堂上積極地帶領(lǐng)學生進行探究分析，對其中的理論進行比較和歸納，讓學生把目光聚焦于知識、原理以及化學與日常生活和社會發(fā)展的聯(lián)系上，強化化學知識的實際應用價值，有效轉(zhuǎn)變化學學科的教育定位。

（三）注重教學過程中的邏輯推導過程

教材當中每一個欄目的設(shè)定都是環(huán)環(huán)相扣的，教師需要充分把握每一個欄目的內(nèi)容，并且注重不同化學反應的邏輯推導過程，讓學生更加深刻地了解不同化學反應背后的原理。這些原理往往都是經(jīng)過由具體到抽象、由特殊到一般的發(fā)展過程，在人們將感性認知和理性認知相結(jié)合的循環(huán)推導過程中逐漸形成的。所以在具體的教學中，教師需要帶領(lǐng)學生根據(jù)具體的教學實例進行一般規(guī)律的歸納，同時也要讓學生學會采取演繹的方法進行相關(guān)知識的推理判斷，從而讓學生更好地把握化學反應原理的本質(zhì)，解決更多的實際問題。“歸納演繹”是進行化學問題研究的常用方法，教師需要將這種方法貫徹到課堂教學中，也需要幫助學生掌握這種方法使用的正確技巧。

綜上所述，全新的教材保留了原有教材中的精髓部分，同時又結(jié)合當前時代提出的培養(yǎng)學生化學素養(yǎng)要求進行了有針對性的調(diào)整，通過不同欄目的引導，讓學生在課堂上能夠有更加豐富的體驗，對化學反應原理有更深刻的理解。在這一過程中，教師也需要對新教材的各個欄目進行認真的剖析，并做出教學順序的調(diào)整，幫助學生在這一模塊的學習中，掌握定性分析和定量計算相結(jié)合的模式，將感性認知與理性分析結(jié)合，注重學習的層次性，注重讓學生對知識本質(zhì)進行更加深入的探索，讓學生在思考分析相關(guān)問題時能夠找到有關(guān)的理論依據(jù)，對學生收集信息、獲取信息、加工使用信息的能力進行有效的培養(yǎng)，讓學生的化學核心素養(yǎng)得到進一步的提升。

[參考文獻]

[1]陳家寶.對比新舊教材 認識新教材的變化及特點：以人教版高一化學必修教材為例[J].化學教與學，2020（08）：5-7.