2007版與2019版高中化學教材比較研究*
——以人教版必修“氮及其化合物”為例

劉 蕊，古麗娜·沙比提

(伊犁師范大學化學與環境科學學院，新疆 伊寧 835000)

高中化學教材是高中化學課程的物化形態與文本素材，是實現高中化學課程目標，培養學生化學學科核心素養的重要載體[1]。為了更好地落實國家立德樹人的根本任務，更快地順應《普通高中化學課程標準(2017版)》(下稱為新課標)對學科教學的規劃要求，更優質地服務廣大師生，普通高中化學教材在2007 版的基礎上進行了修訂和完善，并于2019 年印刷發行新版教材。隨著新高考的逐步實行，2019版教材也隨之運用，在此期間，加強2007版與2019版教材的對比研究，不僅有利于一線教師認識到教材內容的變化，及時適應2019版教材的知識體系；還有利于教師認識到2019版教材內容的變化下包含的新課標中的教育理念和人才培養的新要求[2]。

“氮及其化合物”是高中化學必修中重要的一節內容，2007版教材將其結合硫元素放在必修一《金屬及其化合物》之后，而2019版教材將其單獨為一節放在《物質結構元素周期律》之后，基于章節設置與內容安排的差異，兩種版本教材內容進行對比分析。

1 兩種版本教材內容編排分析

“氮及其化合物”在人們的生產、生活中起著重要的作用，人類通過控制條件，將氮氣氧化或還原為氮的化合物，實現人工固氮，其中，最重要的途徑就是工業制氨，它不僅為農作物的生長提供了必須的氮元素，而且為其他化工產品的生產提供了重要原料。除此之外，“氮及其化合物”這部分的教學內容是學生在初中階段從燃料對環境的影響角度，其燃燒時產生的二氧化硫、二氧化氮等在空氣中發生反應后的生成物溶于雨水會形成酸雨，產生了初步的印象。

在高中階段，2019版教材的章節設置中，在學習這部分內容之前，學生先學習了《元素周期律》和《化學鍵》這一部分的內容，知道了氮元素的原子結構及其大致性質，在開始本節內容之前有所提及，進行一個聯系和推理。整體來看，教材修訂有以下特點。

1.1 教材關注真實情景的創設

情境是基于特定主題的事實，是推動教學活動有序展開的載體[2]。從導語的情境設置中，我們能夠明顯看出新版教材的側重點。

1.1.1 引言的情境

引言情境如表1所示。

表1 2007版與2019版教材中“氮及其化合物”節引言

2007版教材中的引言不符合現今我們關注的熱點，在談到空氣質量時，我們更多關注的是PM2.5的數值，而2019版教材的引言更加符合新課標所提倡的教學過程中的情境創設。從對比中發現，2019版的引言從氮在自然界中的存在形式出發，引導學生了解氮元素在生產生活中應用廣泛，感受“化學就在身邊”，相較于2007版引言，更有利于引起學生探索的興趣。

1.1.2 導語的情境

2007版教材在“氮氣與氮的固定”這一部分以氮元素的來源及轉化引入，2019版則從氮分子的結構和化學性質作為導語；在“一氧化氮和二氧化氮”章節中，2007版介紹了氮氣在空氣中的占比，在2019版中僅僅以“一氧化氮和二氧化氮是氮的兩種重要氧化物”一句話介紹；在“氨和銨鹽”部分，2007版以合成氨的重要意義作為導語，而2019版以氨的性質作為這一節內容的開端；在“硝酸”中，2007版導語明確硝酸具有特殊性質，2019版直接描述硝酸的物理性質；在“酸雨及其防治”的引入中，兩版無較大區別。

通過對比，可以發現，雖然2019版相比2007版教材，沒有運用更多的生活情境，但更多以描述元素的性質以及應用進行導入，講清重點的同時，更合乎新課標對這一節內容情境素材的建議。

1.2 教材對實驗探究活動的改進

2019版教材在2007版教材的基礎上，將2007版教材中的“科學探究”改為獨立的實驗——二氧化氮溶于水，由教師選擇，對這個實驗進行演示、邊講邊做或學生自己完成；除此之外，還增加了一個新的實驗——銅與硝酸反應，2019版教材對實驗方式及設置進行重新編排，充分體現了國家對深化課堂教學改革要求“認真開展驗證性實驗和探究性實驗教學”的落實[4]，同時有利于培養學生的“科學探究”的素養。關于本節實驗有以下幾點變化。

1.2.1 采用了微型實驗

“二氧化氮溶于水”這一實驗中，在2007版教材中僅僅作為科學探究，對這一實驗沒有提出明確的要求，對此，以往僅僅從知識的角度進行設計與分析。在2019版教材中，雖然不在學生必做實驗范圍內，但需要以一定的方式讓學生直觀的看到實驗現象。如圖1所示，在2019版教材中，利用了注射器，不僅減少了用量、更易于操作，且更環保、NO2不容易泄露，同時學生感受到化學實驗不拘泥于實驗儀器，易于培養學生的創新意識。

圖1 2019版教材中“二氧化氮溶于水”實驗設計圖

除此之外，充分運用“思考與討論”欄目，培養學生從問題出發，依據探究目的設計探究方案的能力。

1.2.2 體現了化學是一門以實驗為基礎的學科

與2007版教材相比，2019版教材中所要求的實驗增多，改善了之前化學實驗較少的情況，體現了化學是一門以實驗為基礎的學科，讓學生在實驗中學習化學，通過基礎操作以及觀察實驗現象等，有利于學生提高對化學學習的興趣，也更容易讓學生對所學知識有一個具體的印象，增強對知識的掌握。兩版教材中實驗編排對比如表2所示。

表2 兩版教材中實驗編排對比

除在教材中對實驗設計進行改進以外，還有與之配套的《實驗與探究報告冊》，其中分為四類：實驗、探究、實驗活動、實驗(選做)，每個實驗與探究報告一般包括【活動目標】【活動準備】【過程和方法】【問題和討論】【評價與反思】等欄目。涉及“氮及其化合物”的實驗有：(實驗)一氧化氮、二氧化氮、氨和銨鹽的性質；(實驗)硝酸與銅的反應。通過欄目的設計，明確目標、知識點、活動用品、步驟，觀察現象得出結論或解釋，進一步探究實驗中的問題與注意事項，通過評價和反思，提高學生的核心素養，特別是科學探究與創新意識。

1.3 突出教學內容的結構化設計

教材內容的編排順序反映出教材編寫者的邏輯脈絡、思路歷程，對教學結構的設計有較強的指引作用。2007版與2019版教材版教材關于“氮及其化合物”教學內容的編排思路，主要體現了以下特點。

1.3.1 內容選擇符合學生認知結構

2007版教材對于這一部分的內容，與“硫及其化合物”結合分為兩節內容，且由圖2我們可以看出，每一個小知識點沒有明確的分開，導致內容混雜在一起，而且在知識的銜接上不連貫，與此同時，2007版教材分為兩節內容，不利于學生知識體系的建構，不能很好的將“氮”元素有關的知識與“硫”元素有關的知識進行區分，在知識的記憶上容易混淆。2019版教材將“氮及其化合物”作為一個獨立的章節，且有清晰的邏輯結構，符合學生的認知發展，更容易用零碎的知識點建立知識框架。

圖2 2007版與2019版教材版教材“氮及其化合物”內容比較

1.3.2 內容編排注重化學知識結構化

2019版教材中，從氮元素本身的結構、性質出發，總體按照“單質—氧化物—化合物—化合物的水合物—應用”這個結構進行內容的編排，體會化學學習中貫穿“結構決定性質”理念，教師在教授本節內容時要重視鞏固之前所學的內容，幫助學生將知識進行連結，形成體系。

1.3.3 內容選擇有助于建構化學核心觀念

2019版教材選擇了有助于學生構建化學核心觀念、形成化學學科認識能力的概念與原理等知識[3]。例如，在本節內容中，引入了所學習的“元素位置”、“元素性質”、“共價鍵”等內容，這些概念的引入，有助于學生主動構建化學學科核心概念。

1.4 課后習題設計更為合理

1.4.1 練習題呈現難度梯度

從題目的整體布局看，2019版教材中的題目的難度梯度更加合理和清晰，由選擇題(考查基礎知識)→非選擇題(考察綜合能力)，非選擇題目的難度梯度較為合理，從物質的制備→實驗→綜合運用，其中涉及到所學知識的重點內容，難度適宜。2007版教材中將這一節內容和硫聯系起來，分為2小節內容，依照題型順序整理為一章習題進行對比。從題型看，2007版教材12道題中，選擇題占比83%；2019版教材8道題目中，選擇題僅占比38%，2019版教材相比2007版教材而言，對選擇題的占比大大減少，并且選擇題的難度比起2007版教材有所提高，2007版課后習題多為簡單的性質選擇以及和生活進行結合，而2019版更加注重重點知識的掌握。從題量上來看，2019版教材題目數量較少，更加符合素質教育的要求，重質不重量。綜上所述，在2019版教材，課后練習題更大程度上體現了題目適量、適度的要求，有效的避免了學生因題目過于簡單、同類型的題目過多導致的不認真對待的問題；同時也避免學生對習題的難易程度的誤解。

1.4.2 依據學業要求和學業質量水平

新課標倡導基于化學學科核心素養的評價，依據化學學業質量標準，評價學生在不同學習階段化學學科核心素養的達成情況[4]。對比2007版教材，2019版教材更加符合學業質量標準和學業要求，增強了對學生學習本節內容后的評價，更了解學生的學習水平。從圖3中我們可以看出每一道題都有其相對應的“學業要求”和“學業質量水平”，題目都停留在水平一、和水平二上，符合新課標對必修部分的要求。

從圖3中，我們可以看出，課后習題的設計滿足了新課標所對應的學業要求，且不僅僅是一一對應，而是交錯對應，一道題體現多個學業要求，這避免了教材中的習題難度較低、考察點單一的問題。

圖3 2019版教材“練習與應用”題目所對應的學業要求和學業質量水平

2 兩種版本教材優缺點分析

2.1 2007版教材優缺點分析

2007版教材中在內容的設置上，將非金屬及其化合物這一章節的內容放在金屬及其化合物之后，符合學生的認知方式，便于學生將金屬和非金屬進行對比學習；同時，將硫及其化合物、氮及其化合物的內容結合在一起，便于學生理解、區分其不同的化學性質，卻加大了學生將同種元素的物質進行知識聯結的難度，不利于學生建構完整的知識框架。

這一版本運用了較多的圖片輔以科學視野的卡片介紹了氮及其化合物的用途，有助于提高學生的興趣，幫助學生認識化學在生活中的應用，但是由于和硫元素的內容融合在一起，不利于學生進行分辨和記憶。但在歸納與整理部分將硫元素、氮元素的分開復習，提供了物質轉換的方向，仍需要學生和教師進一步的整理和記憶。

在習題部分選擇題整體難度較低，習題難度設置沒有逐步提高，偏向于生活化及教材知識點的簡單復習。

2.2 2019版教材優缺點分析

2019版教材中，在內容的設置上，將非金屬元素這一章內容放在元素周期表之后，必修第二冊的第一個單元，這樣的設置更容易讓學生理解氮元素的性質，從而與其他元素進行區分。并且便于學生養成從微觀到宏觀的認識，培養學生從元素的結構→單質→化合物→應用去認識化學物質的觀念。

這一版本教材運用的圖片較少，輔以科學史話欄目對本節相關內容進行合理的安排放置，但較于2007版教材趣味性較少，不易提高學生的學習興趣。

在習題方面，整體來看，習題難度設置較為合理，避免學生在進行不同練習時，產生落差，同時，在章節的整理與提升部分，以化合價的變化提示學生，有利于學生對本節內容的把握。

3 兩版教材“氮及其化合物”內容比較對教學的思考

3.1 結合兩版教材，重視情境素材的創設和選擇

從新課標以及2019版的教材中，可以看出對情境素材的重視，情景素材可以更好的將學生帶入本節課的內容中，也更容易讓學生理解、體會化學在我們身邊。對于本節課的內容，我們可以通過探討植物缺氮現象(葉片枯黃稀疏)、需要加肥料的原因，幫助學生知道在一定的條件下，氮氣會和其他物質生成化合物，引導學生從氮分子轉向氮的化合物認識，同時，通過所需特殊的條件，討論氮氣分子的結構和特點，從宏觀和微觀的角度理解結構和性質的關系[5]，加深學生“物質的結構決定性質”的觀念，提高學生科學探究的素養。

在2019版教材中對于本節內容的情景素材主要圍繞自然界中氮的循環及酸雨的防治，相較于2007版教材趣味性較少，教師在選擇情景時還可以加入2007版教材科學視野中“火箭為什么能上天”這一素材，運用多媒體播放視頻或者動畫提高學生的學習興趣，培養學生的科學意識，認識到化學對于我國科研事業的重要性。

3.2 結合兩版教材，對相關知識進行對比

在2019版教材中，本節內容的知識點設計合理且利于學生建構“氮及其化合物”的知識框架，但除酸雨及其防治以外，沒有將氮元素及硫元素的化合物結合起來，進行對比、辨析，因此，教師在講解本節內容時可以聯系之前所學習過的內容進行對比，便于學生分辨和記憶。例如，在進行硝酸知識點講解時，可以將之前所學過的鹽酸、硫酸的性質進行對比，培養學生的思辨能力。

3.3 運用不同方式，注重對實驗的探究

化學是一門以實驗為基礎的學科，但由于受各種因素的限制，例如實驗時間過長，難以進行實驗安排；學生人數過多，不利于防護和管理等，這些原因限制了學生進入實驗室進行實驗，同時也造成了學生“記實驗”的局面，但僅僅是文字的描述，學生容易遺忘、記錯，對實驗不夠了解，這也體現在學生遇到有關實驗及工藝流程的題目時就一頭霧水的現象。

在2019版教材中配套的實驗報告冊很大程度上提高了對實驗的重視，實驗報告冊的存在，不僅要求學生對實驗現象和原因進行了解，還提出了更深的問題供學生思考。雖然在種種限制下，學生無法親自做實驗，但教師可以利用演示實驗及多媒體工具為學生創造更多了解實驗的機會，例如：實驗視頻、虛擬實驗、實驗原理動畫等資源。通過這些手段，不僅學生對實驗有了更深的記憶，同時也會對化學這門學科產生更大的興趣和更多的熱情。

4 結語

2019版教材有它不可替代的優勢，但給教師的選擇性也會更大。想要運用好教材，首先要求教師熟悉課本，了解編排順序的意圖，掌握好前后知識的銜接；其次要求教師發揮更多的自主能動性，結合教材內容，發揮自主能動性，認真對待每一節課。對于教師和學生來講，教材的改革不僅是一次挑戰也是機遇。