新版高中化學教科書知識結構分析
——以魯科版《物質性質和轉換》單元為例

萬竹婷，莫尊理

（西北師范大學 a.教育科學學院；b.化學與化工學院，甘肅 蘭州 730070）

隨著時代的發展，尤其是我國進入了新時代，對國民基本素質和人才質量都提出了新的更高的要求。2017年普通高中化學課程標準的頒布和化學核心素養的提出，更是使得課程觀、教學觀和知識觀產生了新的改變，進一步推進了化學課程的改革。

以新版魯科版高中化學教科書《物質性質和轉化》單元為例研究新版教科書，有利于教師更準確地理解和把握新課程標準所提倡的課程理念，更好地適應課程改革和新教科書的變化，靈活調整教學實踐活動。研究新教科書的科學知識架構可以更好地把握教科書改革趨勢，有助于科學、系統地理解高中化學的內容和內在邏輯，深入剖析新教科書的知識體系，為一線高中化學教師提供一些指導。

一、教科書內容分析

（一）以核心素養為角度

化學核心素養的提出，為研究者研究化學教科書提供了一個新的視角。以核心素養為切入點，分析新版魯科版教科書的特點及內容組織編排，發現新版教科書符合學生的認識發展規律［1］。魯科版教科書還增加了學生必做實驗，旨在提高學生的動手能力。學生的學習方式也是研究者所關心的問題，對學生的學習活動及認識路徑進行分析，有助于提高學生的化學核心素養［2］。魯科版教科書主編王磊［3］就新版教科書的內容、特色和變化進行解讀分析，為大家認識和理解魯科版高中化學新教科書提供了一定幫助，為更科學地實施給予了一定的指導。根據學生的認識發展規律布局學習素材，依此提出新版教科書的使用建議，有利于一線教師理解、掌握和實踐新版教科書［4］。以《鐵及其化合物》為例，對高中化學教科書所展現的內容從課題導入、欄目結構等多個方面進行了研究，從生活化角度對教科書進行了分析［5］。上述學者以教科書內容為研究對象，對知識深入調查研究，對高中化學一線教師具有啟示意義，為后來的研究帶來了一定的影響。但是目前還沒有人對魯科版新教科書的知識結構進行分析。可以看出以上學者從核心素養角度出發，對新版魯科版高中化學教科書的知識內容進行了梳理。分析了魯科版化學新教科書的知識內容中所體現的核心素養以及內容組織編排的意義，對今后新教科書的知識內容和邏輯結構研究有一定的指導意義。

（二）以微項目為角度

魯科版新版教科書在每個章節后面都新設置了微項目，為研究者解析教科書提供了一個新的角度。在新課標背景下，基于微項目的設置和目的，分析教科書中微項目編寫的整體意義，微項目作為新版教科書中新增加的內容，分析其內在聯系，能夠有效幫助一線教師教學［6］。微項目強調以核心知識為中心，由核心知識擴散到相關知識，注重創設真實的問題情境，促進學生認識思路的建構［7］。每章最后的微項目將該章知識進行了綜合梳理，體現了結構化、組織化的課程內容，使學生在真實情景中開展學習，促進學生能力的提升。通過新舊教科書中STSE的對比研究，發現其目的是培養學生的科學態度和社會責任［8］。使用“四維度八標準”的分析框架，從學習目標、項目任務、活動環境、活動過程四個維度結合關鍵知識的理解與掌握、成功素養等八個標準分析魯科版教科書微項目的設計特點，為教科書中微項目的教學應用提供參考［9］。

從文獻研究中發現近幾年有大量學者對物質性質和轉換單元的教學進行了研究。以二氧化硫的性質和應用為例，研究了物質性質和轉化教學中的教學目標、教學活動、教學任務和教學實踐，以培養學生解決問題的能力［10］。還有探討高中化學必修一《物質的分類及轉化》的教學，基于教科書內容分析，對知識結構和思維方式進行研究，目的是促進學生思維的提升［11］。張麗華［12］以高中化學必修一《鈉及其化合物》為例，從元素價態變化及物質類別的角度，闡明物質轉化的途徑，梳理了基本的邏輯框架，幫助學生確立認識物質轉化的思路。我國學者對化學教科書研究的視角在不斷擴展，研究的知識內容不斷豐富，研究的水平也在逐步提高，給高中化學課程設計和教學提供了多種的理論建議與依據，根據課程標準要求和新課程理念對教科書進行評價分析，并討論教科書的科學落實，給出研究者的個人見解，對后來的教科書編寫具有一定的參考價值。

二、教科書知識結構

新版教科書存在著外顯且橫向的知識結構，當文本具有章、小節、次小節（即主標題）等層級結構時，則認為教科書具有外顯且縱向的科學知識架構。第三章學習順序為鐵、硫、氮，接著對下面的知識點進行梳理，按照教科書編排將章節知識點聯系起來。當文本內科學主題排序具有學習上的先后順序時，則認為教科書具有內隱且橫向的科學知識結構。新版教科書中不同的知識點有一定的關聯性，在第三章《物質性質和轉化》單元中，氮、硫部分介紹了綠色化學及元素循環對環境造成的影響，微項目是對前面知識的具體運用。該章知識點中，化合價-物質類別關系圖一直貫穿其中，可以幫助學生更好地理解無機物之間的轉化。

為具體建立內隱且橫向的科學知識結構，本研究首先選取學習主題，隨后拆解這些學習主題，建立本研究范圍內學習主題間的關聯性。通過拆解第三章的學習主題，我們可以發現標題之間具有一定的聯系，比如第一節《鐵及其化合物之間的關系》的學習對后面學習《研究不同硫元素之間的轉化》和《氮循環中物質之間的轉化》有著正向的引導作用。《亞鐵鹽和鐵鹽》和《鐵、鐵的氧化物和鐵的氫氧化物》的難度是逐漸提高的，有利于增強學生的知識理解和學習能力。在硫的轉化和氮的循環中講到了酸雨及人類活動對環境的影響，為接下來的微項目奠定了基礎，便于學生根據所學知識親自動手實驗。《實驗室里研究不同硫元素之間的轉化》與后面《氮循環中物質的性質及其物質之間的轉化》存在著相關性，前面的學習也為后面的學習做了準備。《自然界中的硫》與第三節《自然界中的氮循環》有著共通的地方，知識一脈相承，有利于提高學生的能力。

三、教科書知識內容

（一）知識模塊間的銜接與遞進分析

教科書的內容難度，是指知識的難易程度。新版教科書第三章在知識講解之前均對所學的元素進行了簡單介紹并提出相關問題，與學生的生活形成聯系。比如，在第一節講《鐵的多樣性》時，先對鐵元素進行了介紹，再提出生活中常見的含鐵的物質有哪些，并且給出了自然界和生活用品中含鐵的物品。與學生的日常生活緊密聯系，可以引起學生的興趣，有利于接下來更深入的學習。這部分知識難度是比較小的，學生很容易理解吸收。接著按照知識的重要程度對知識進行編排，亞鐵鹽和鐵鹽相對比較重要，所以將其放在一開始進行學習，加深學生的印象。再分別講解鐵的氧化物和氫氧化物，接著對其性質進行概括總結。最后是對本章知識學習的總結，并幫助學生構建“價-類”二維圖，使學生對鐵及其物質有一個總體的了解。在第二節中學習硫元素時，同樣先對硫進行介紹，提出問題，這一部分的內容是比較容易理解的，而且能夠與學生的生活聯系起來。后面的知識按照硫單質—含硫物質—酸雨的順序進行學習，之后對硫這一章節進行總結，整體的知識難度是逐漸提升的，逐漸提高學生的知識能力。第三節《氮的循環》也是由易到難，知識難度逐漸提升。總而言之，按照先分后總的邏輯對知識進行編排。知識的難度呈螺旋式上升，便于學生掌握。

（二）知識模塊的STSE分析

根據新的課程改革，高中以分科課程的形式為主，走課程綜合化的路，注重學科內部知識之間的聯系，重視培養學生的科學精神和綜合實踐能力。在學習完知識內容之后，增加了一個微項目“論證重污染天氣‘汽車限行’的合理性”，微項目是對前面所學知識氮及其化合物的概括總結和應用，有助于學生思維的深入發展。促進學生靈活使用化合價-物質類別的認識方式，解決綜合復雜的實際問題，這個微項目包含設計、研究含氮物質之間轉化的活動，不僅可以充分考查學生能否獨自從物質類別、元素價態的角度進行考慮，思路是否完整，是否考慮到了真實問題的情境，而且可以考查學生面對實際問題時能否主動依據可持續發展觀念進行綜合分析，得出結論。微項目具有真實性，貼近學生生活，促使學生積極參與，提高學生應用無機物的知識來解決實際問題的能力，有利于學生深入理解綠色化學的含義，將課堂中的化學知識應用于實際生活。

四、結論與建議

（一）研究結論

通過對教科書進行分析，我們可以得出幾點結論。

1.新版教科書注重建立大概念主題框架。在化學教學階段，突出化學概念的統領作用。在框架中對無機知識進行描述，符合學生的學習順序和認知順序。新版教科書的編排關注學生的認知發展規律，體現了學習過程的邏輯順序，基于魯科版新版教科書內容的結構化，按照化學學科的邏輯關系來組織內容，有利于提高學生的思維發展水平。新版教科書增加了學生動手實驗和實驗探究活動，旨在提高學生的問題解決能力，引導學生的發展，提升學生素養。

2.新版教科書彰顯了化學學科的社會價值。新版教科書注重情境創設，真實、具有價值的問題情境是促進學生綜合能力發展的重要條件，有利于提高學生的化學學科核心素養。知識難度由易到難，理論與實際相結合，互相穿插，突出了體系結構的主線。

（二）教學建議

通過分析研究新版化學教科書的知識結構和知識內容，對教科書的使用提出以下幾點建議。

1.教師要整體把握新版教科書，進行單元模塊教學。單元模塊教學要求教師用全新的教學理念進行教學活動，引導學生形成知識線索。在教學活動中，教師不能只關心局部的知識內容，不能只依靠經驗的積累，要多吸收其他知識，融會貫通，以學生為主體。將化學中抽象且難以理解的知識具體化，使學生更容易理解和接受新的知識點，降低知識的理解難度，有利于學生對化學學科的學習。

2.教師在日常的教學中要注重立德樹人。立德樹人要求教師必須著重促進學生的全面發展，教師在使用教科書時，不僅僅要教授教科書上的內容，還要創造性教學，應認真鉆研課本，抓住核心內容，在此基礎上進行創造，而不是照本宣科。教學的最終目的是要提高學生的素質，發展和提高學生的思維水平，教師要堅持課程改革的基本方向，倡導學習方式的改變。