沪科版高中化学必修教材的编制策略与特色分析

(沪科版高中化学教材编写组

摘要： 主要介绍了沪科版高中化学必修教材的编制情况和主要特色。展现教材内容体系和栏目体系概貌和设计思路;从加强科学过程与方法体验、重视认识模型和方法策略导引、关注跨学科内容设计、融入职业生涯教育内容、尝试教材立体化设计等方面，阐释教材落实国家课标、凸显学科核心素养、体现立德树人的具体举措。

关键词： 高中化学必修教材; 沪科版; 编制策略; 特色分析

文章编号： 1005-6629（2021）10-0003-07

中图分类号： G633.8

文献标识码： B

化学教材是化学课程改革的核心，是化学课堂教学的重要依据[1]。随着《普通高中化学课程标准（2017年版）》的正式颁布，“化学学科核心素养”成为中学化学课堂需要落实的核心目标。基于我国基础教育课程所提倡的“一标多本”理念，各学科多个版本的教材应运而生。在这一轮基础教育课程改革中，上海市教育委员会在教育部的工作指示下，提出“落实国家课标、体现上海特色、达到国际水平”的高中非统编学科教材修订编制的总体要求。上海市化学教育教学研究基地（上海高校“立德树人”人文社会科学重点研究基地）在上海市教育委员会组织高中非统编学科教材修订编制的工作背景下，组建了包含来自全国的学科专家、从事化学教育理论研究的学者、基础教育优秀教师与教研员的高中化学教材编写组，并开展了长期而深入的前期准备和广泛调研，对上海市乃至全国高中化学教育教学改革的历史和现状、国际化学教育改革的趋势和特点进行了综合分析和研判。编写组在坚持继承和发扬全国基础教育课程改革、上海市“一期课改”和“二期课改”化学教材建设的成功经验的基础上，在国家课标的指导下，以提升学生核心素养为主旨，对新版上海高中化学教材的编制理念以及知识体系、教材体例、呈现方式等重要方面进行了系统设计。经过2年左右的努力，继人教版、鲁科版和苏教版新版高中化学教材相继完成修订并于2019、 2020年秋季启动实施后，由上海科学技术出版社出版（简称沪科版）的高中化学必修教材于2020年通过国家教材委员会专家委员会审核，并于2021年秋季推行使用。在必修教材使用之初，对其进行介绍和特色分析，有助于更好地把握课程改革方向，认识课程理念的变化、核心素养的内涵以及教材的出现对教学提出的更高要求和全新挑战，期待为一线教师提供一定的教学参考和启示，从而优化课堂教学。

1  高中化学必修教材内容体系构建

建构教材内容体系是教材编制的核心任务[2]，编写组综合考虑高中化学必修教材内容选择与组织编排的依据和视角，形成了如下的内容精选原则和教材内容体系。

1.1  内容精选原则

在教材内容选择上，编写组以课程标准为依据，并基于“选择什么样的知识对学生的发展最有价值”这一问题的思考，提出了如下教材内容精选原则： （1）建立重要的化学学科基础。依据课标的内容要求，精选与高中阶段相适应的化学学科基础知识和基本技能，包括化学学科的概念、原理、规律、具体事实以及化学用语、实验操作技能、化学计算技能等内容。引导学生认识初等化学的本质，为进一步学习化学和应用化学打好基础。（2）重视化学学科基本观念和研究方法的学习，增进学生对知识的理解，促进学生认识学科本质和发展化学学科的关键能力。（3）反映化学与社會、技术、环境等的密切联系。将科学知识的学习融入对生活中的化学现象的观察分析和具体化学问题的解决之中，为学生创设参与讨论、交流、亲身经历科学实践的机会;同时，通过联系社会生产生活实际，凸显化学的重要作用，彰显化学的社会价值，引导学生感受、赞赏、正确理解化学。

1.2  教材各章框架

高中化学必修课程突出化学学科知识体系的基础性，实现初、高中衔接，为全体高中学生打造共同的化学基础[3]，也为选择性必修课程或其他理科课程的学习提供必要基础。必修课程共设置了“化学科学与实验探究”“常见的无机物及其应用”“物质结构基础与化学反应规律”“简单的有机化合物及其应用”“化学与社会发展”5个内容主题，全面覆盖物质知识、结构基础和反应规律、化学研究方法、化学与社会等内容领域。综合考虑学科知识发展的逻辑顺序和学生的认知需要，编写组对5个内容主题进行了分解和对应，由此构建必修教材的各章框架如图1所示。

“化学科学与实验探究”主题内容相对独立，且具有奠基性意义，必修教材第1章与该主题对应，引领学生走进化学科学世界，学习研究物质的基本方法和核心思路。“常见的无机物及其应用”主题内容较为丰富，将其分解为有关卤素和硫、氮的非金属章节（第2、 3章），钠、铁的金属章节（第5章）。“物质结构基础与化学反应规律”主题内容较为抽象、学习难度大，分解为物质结构基础章节（第4章）和化学反应原理规律章节（第5章第3节和第6章）。“简单的有机化合物及其应用”主题主要涉及有机化合物的结构特征、反应规律及具体物质知识的学习，必修教材的第7章与该主题对应。而“化学与社会发展”主题属于综合性主题，与多领域知识关系密切，因此将其融入各章之中。至此，由5个内容主题对应形成了高中必修教材的第一册和第二册共7章。

在编排必修教材各章时，为设置合理的内容发展进阶、分散难点，将两个理论性知识的章分散编排，穿插介绍理论性知识与事实性知识，即非金属、金属以及有机物4个章与2个理论性知识的章穿插编排，使理论性知识的学习建立在具体的事实性知识基础之上，同时，通过理论性知识的学习又能加深对事实性知识的理解（见图2）。具体而言，非金属元素知识（卤素、硫、氮）在元素周期律之前学习，为元素周期律的归纳提炼提供事实依据，促进规律的深入理解;而钠、铁元素及其化合物在元素周期律之后学习，引导学生依据化学规律预测和探究金属及其化合物的性质。此外，有关氧化还原反应、离子反应、化学反应中的能量变化等概念或反应原理也是嵌于元素知识各章之中，充分体现了化学事实和化学理论之间相辅相成的关系。

1.3  章节内容组织线索

教材内容体系构建除了根据课标的核心素养目标体系和5个内容主题的规划形成章节框架以外，在各章节的内容组织层面还针对各章的内容特性和核心素养发展的需要选取了多样化、差异化的组织线索。

例如，第1章“化学研究的天地”由“物质的分类”“物质的量”和“化学中常用的实验方法”三节构成，体现了“认识和研究物质世界的重要视角、核心概念和基本方法”的线索功能。其中，第1节引导学生走进纷繁复杂的化学世界，认识到对物质进行分类的重要性和必要性，在初中学习简单分类的基础上进一步形成更为丰富的分类视角，并着重学习分散系及胶体;第2节引出物质的量概念体系，帮助学生建立宏观物质的质量、体积与微观粒子数目之间的联系，为化学科学研究与学习奠定了重要的认识基础和概念基础;第3节在学生已有的科学探究经验的基础上，对获取和研究物质性质的基本方法进行整合，巧妙地利用氯气制备、从碘水中萃取碘、粗盐提纯等经典实验活动，介绍物质研究的基本方法和一般程序，并通过“配制一定物质的量浓度的溶液”组织学生亲身实践，学习重要的实验操作技能，引导学生认识到高中阶段探究活动的计划性、目的性和针对性等基本特征，为后续物质知识和概念原理的学习做好准备。

又如，第3章“硫、氮及其循环”围绕“从自然界到实验室，从实验室到生产与生活中的实际应用”的思路展开，在自然界和生产生活的大背景下进行硫、氮及其循环的学习。此外，在第1、 2章的物质分类与研究方法、卤素资源的学习之后，学生已经较为了解元素及其化合物性质的研究方法，在此基础上，第3章一方面以“认识非金属及其化合物的主要性质的基本思路”为明线，按照单质、氧化物或氢化物、酸、盐等的顺序依次对硫、氮及其化合物展开学习;另一方面又以“建立物质类别和化合价的认识视角”作为暗线，强化学生对物质之间相互转化规律的认识。可以说第3章的内容组织实现了对情境线索、学科线索和方法线索合理的融合。

再如，第4章“原子结构和化学键”遵循从宏观辨识到微观探析的认识线索，紧扣“结构决定性质”的学科基本观念，呈现“位—性”“构—性”“位—构—性”关系认识的进阶过程。第1节“元素周期表和元素周期律”基于已有的元素及其化合物知识认识元素周期表，通过对同周期、同主族元素性质的分析、比较，引导学生归纳总结元素周期律，认识“位—性”之间的关系;第2节“原子结构”和第3节“核外电子排布”通过建构原子结构模型、认识核外电子运动的规律，逐步发展“构—性”“位—构—性”关系的认识;第4节“化学键”基于对微粒及其相互作用形式的认识构建化学键、离子键、共价键概念，为后续学习化学反应规律做好铺垫。

2  高中化学必修教材栏目体系设计

教材的编写体例不仅仅是一种呈现方式，更是引导学生开展学习的线索[4]。在广泛汲取国内外同类教材体例设计经验的基础上，以化学学科核心素养为指向，以“章—节—目”为结构，按教与学发生的时序“课前—课中—课后”形成教材主要的内容板块（见图3）。

转变学生的学习方式是新课程改革的突破口[5]，也是教材变化最大的方面。沪科版高中化学必修教材按照“课前—课中—课后”构建的基本板块中，不同的学习阶段都适时融入了丰富的栏目活动，这些栏目活动既考虑了学生的心理发展水平，又关注了具体教学活动的实施要求，以发挥教材栏目促进学生学习方式转变、唤醒相应的储备知识、指明学习方向、体验不同学习方式、促进认知结构转化和能力发展等作用。根据学习活动的功能和特点，教材的学习活动栏目可概括为三大类，包括学习理解型、操作活动型、实践应用型。活动的主要功能与对应栏目如表1所示。

（1） 学习理解型活动： 旨在通过引导学生聚焦学习目标、进行知识回顾、提供知识信息、问题导思等方式促进学生对化学知识与技能的认知。此类活动一般要求对化学知识信息进行整理、理解和分析，从而更好地掌握化学知识，主要涉及阅读思考、知识关联概括、问题分析论证等活动。

（2） 操作活动型活动： 要求学生在动手操作、动笔书写、拼装模型的过程中习得化学知识与技能，涉及专业表达、填表绘图、搜集资料及短文写作、实验操作等。

（3） 实践应用型活动： 尽可能从学生已有的知识经验出发，创设真实的问题情境激发学生的学习兴趣;精心设置一系列有层次、有较高思维容量的问题或任务，引导学生积极思考和实践探索。此类活动要求学生对所学知识、技能、方法进行综合应用，以巩固并考察学生对知识、方法和技能的掌握情况。一般以学生参与本章复习的“体验·分享”为主要方式。

整体而言，教材的学习活动设计具有认知性、结构性和教学性等特点。活动的设计既能体现学科知识的特点和内在逻辑，又充分尊重学生的已有经验和认知规律，能促进学生由知识到能力再到素养的顺利转化。另外，在活动类型的选择、顺序设计上关注各类活动的相互作用，并统筹均衡了各章和节的学习活动数量。

3  高中化学必修教材主要特色分析

沪科版高中化学必修教材在继承和发扬上海市“二期课改”化学教材特点的基础上，以立德树人及发展核心素养为导向，对教材的教育性、系统性、科学性、可读性和实用性等方面进行统筹考虑，努力凸显能力为重、以人为本、与时俱进等特色。

3.1  多途径加强科学过程和科学方法的体验

在自然科学类教材编写中强化科学方法是我国科学教育研究的重要源流之一。沪科版高中化学必修教材内容的选择非常关注科学方法教育，展现科学研究的基本过程，将科学研究的过程和方法作为学习对象，而不是直接告诉学生现成的结论。在教材内容选择和组织呈现时，主要从以下三个方面来加强科学过程和科学方法的教育： 一是设置专门的主题和项目学习活动介绍并开展化学科学研究，使学生对化学科学与其以实验为核心的特点形成基本认识，对科学研究的过程及要求产生真实的感知体验，如设置了第1章“化学研究的天地”和整套必修教材中的4个项目学习活动。二是强调通过实验、演算、归纳等微型化的探究性活动过程来理解化学概念的内涵及意义、习得方法。学生先依据理论形成猜想，再通过实验进行验证，建立证据和结论的关系，这样可以将知识的获取、探究的开展、方法的习得紧密结合起来，不再脱离具体知识的形成过程去孤立、片面地讲方法。例如第7章“常见的有机化合物”中利用“书写表达”栏目，引导学生联系对比乙烷分子式对乙醇分子结构作出推測，再对所给乙醇与金属钠反应产生氢气的数据进行分析，最后得出结论（见图4），在这一过程中，学生既了解了乙醇的结构特点，又切实体验了如何合理猜想和有依据地作出判断。三是选择一些能够体现科学研究方法和科学发展过程的史料实施科学方法教育。如第4章中“原子结构”通过介绍原子结构模型演变的历史（见图5），让学生体会研究物质微观结构的基本思路和常用方法，这种“科学史案例铺垫→科学方法介绍”的呈现方式，能让学生体验科学研究过程背后蕴藏的学科发展脉络和科学人文精神。

3.2  重视认识模型和方法策略的导引

认识角度、认识思路和方法策略等知识的掌握与运用，能在促进核心知识学习的同时实现知识向能力和素养的转化。沪科版高中化学必修教材非常重视化学学科特征性的认识视角、认识思路以及具体方法策略的引出和启发学生体悟与内化。教材中针对“物质制备、提纯与检验”“元素及其化合物”“物质结构”“有机化合物”等主题中有意识地帮助学生构建了相关的认识模型。例如，必修第1章第3节“物质的制备”[6]首先由图示简明扼要地给出了制备物质的一般流程（见图6），显性化呈现了物质制备问题的分析和操作模型，让学生从总体上把握物质制备实验的基本要素;接着通过“想一想”“实验探究”栏目以氯气制备为例，引导学生从原理出发，综合考虑物质的性质、实验装置、产物收集方法和产物提纯等物质制备的关键问题，并在实验活动中进一步巩固物质制备问题的认识模型。又如，“有机化合物”主题着力于帮助学生建立有机化合物结构和性质关系的基本认识，利用“想一想”“书写表达”“实验探究”等栏目，外显思维过程和方法，呈现出如下的认识过程：“分析结构→辨识分子结构中的官能团→分析性质→对比反应物与生成物的结构差异→建立官能团结构特点与有机反应的关联”。再如，“硫、氮及其循环”主题侧重于引导学生通过“化合价—物质类别”关系，从物质的分类观、转化观等视角，认识硫、氮及其化合物的性质，构建硫、氮转化及其循环的知识结构，体现研究物质性质及变化规律的思想方法。

此外，教材在核心知识的学习过程中注重具体方法策略的指导和提炼。例如，第1章的核心知识“物质的检验”，教材通过正文的内容描述让学生了解可以利用物质外观、颜色、溶解性、酸碱性等进行简单的物质检验。再通过“想一想”栏目引导学生思考并把握住物质检验的关键在于确认“特征”（见图7）。此外，教材还专门利用各节“学习指南”中“例题导引”栏目引导学生梳理程序性知识并加以运用，特别侧重于总结本章学习过程中遇到的特定类型问题解决的思路和方法等。例如，必修第7章第1节“饱和烴”[7]的“例题导引”通过示范“一氯丙烷的同分异构体有多少种”的分析和推断过程，促使学生思考和总结同分异构体数量的分析方法（见图8）。

3.3  关注跨学科内容的创新设计

伴随着STEM教育的兴起，跨学科学习成为当前国际教育界学科发展的新方向[8]。沪科版教材在内容选择与组织呈现时，围绕特定的认识主题或学习活动，跳出学科界限将化学学科与其他学科进行整合，创新设计跨学科内容。不仅对课标提出的学科关键能力的水平提升和核心概念的学习要求予以关照，而且有利于学生创造性思维、批判性思维、探究与问题解决能力等重要的跨学科素养的发展。具体而言，一方面在化学学科内部，关注化学与能源，化学生产与制造，化学工艺与流程等涉及工程、技术等内容的设计。例如，以硫、氮循环议题为学习背景，以分离、提纯、检验等实验技术为学习对象，以分光光度计、色谱仪等仪器或工具的使用为拓展目标，实现了化学与技术、工程等学科的整合学习。另一方面，教材聚焦某个具体目标，主动挖掘区域内可利用的文化传统、社会问题、时事热点等方面的资源，通过设置阅读材料、体验性调查活动、综合性和研究性学习活动、职业探索等方式为学生提供联结化学和生物、物理、工程、技术等不同学科领域知识、开展跨学科学习的空间，促进学生之间的交流与合作，引发学生对自然世界、周边环境、全球文化的共同关注。

3.4  尝试职业生涯教育内容的融入

学科教材是对学生进行职业生涯教育的重要载体[9]。将职业观、职业素养等与职业相关的信息，有计划、有步骤地渗透到化学教材中，能更好地体现学科知识在社会生活中的应用价值，能提升学科的趣味性和吸引力，激发学生化学学习的热情和动力，同时有助于学生了解自我、了解社会，有目的地选择职业和做进一步学习深造的规划。沪科版高中化学必修教材中通过专门的栏目“链接职业”，在化学知识与技能学习的过程中，将某些职业或专业领域与特定化学知识或内容主题建立联系，引发学生的学习动机，调动有关的知识储备，使学习的指向更为明确;改变以往教材中只展示“化学家及其贡献”的情况，尽可能向学生呈现各类普通化学工作者的职业生活以及与化学相关的职业，劳动教育和生涯教育素材真实全面、贴近生活、生动有趣，使学生没有距离感，且符合自身的发展实际，发挥情感激励作用。

3.5  利用优质数字教育资源进行教材立体化设计

结合目前智慧学习环境、大数据技术的迅猛发展，基于物联网技术的二维码智能标签、虚拟现实技术以及增强现实技术等技术手段，教材与大数据服务平台对接，实现多源和即时的数据获取与表达，可以为学生的智慧学习及个性化发展提供技术支持和资源基础。为了继承和发扬上海“二期课改”在课程教材信息化建设上的经验，沪科版高中化学必修教材在利用优质数字教育资源进行教材立体化设计上进行了积极的尝试。我们主要利用了视频素材、图片素材、文本素材、数据库、模拟软件等数字资源，为学生提供如有机分子立体结构图片、化学实验视频链接等学习资源，有效解决传统教材形式和内容相对滞后的问题。直观、可视化的模型帮助理解和记忆，降低学生学习的认知负荷;将模拟软件和数据库嵌入教材探究学习活动或项目研究中，拓展了学生实践的内容和形式，提高学生的信息素养以适应当前学习和未来发展的需求。例如，必修第二册P111的项目学习活动“如何利用数据库探究有机分子的空间结构”中，要求学生通过化学化工数据库和模拟软件等进行有机物分子结构的数据获取、模型搭建等操作（见图9）。

沪科版高中化学必修教材的编制广泛吸收了国内外各类高中化学教材的编写经验，充分征集并听取了专家与学者、学校与一线教师的意见，具有较好的教学引导性与示范性，衷心期望本套教材成为教师和学生教与学的优质工具，成为助力落实新课标、发挥化学学科育人价值、发展化学学科核心素养的基石。

参考文献：

[1]杨承印， 孙亮. 中学化学教材评价体系研究[J]. 课程·教材·教法， 2004， （8）： 59～63.

[2][4]谢华均， 宋乃庆. 教材编写的教育理念探析[J]. 课程·教材·教法， 2003， （5）： 9～12.

[3]中华人民共和国教育部制定. 普通高中化学课程标准（2017年版2020年修订）[S]. 北京： 人民教育出版社， 2020： 7～8.

[5]张亚星. 自主·合作·探究： 学生学习方式的转变[J]. 华东师范大学学报（教育科学版）， 2018， 36（1）： 22～28+160.

[6]麻生明， 陈寅主编. 普通高中教科书·化学必修  第一册[M]. 上海： 上海科学技术出版社， 2021： 23.

[7]麻生明， 陈寅主编. 普通高中教科书·化学必修  第二册[M]. 上海： 上海科学技术出版社， 2021： 78.

[8]夏雪梅. 学科项目化学习设计： 融通学科素养和跨学科素养[J]. 人民教育， 2018， （1）： 61～66.

[9]周青， 赵永春. 美国高中化学教材中的职业生涯教育[J]. 外国中小学教育， 2007， （4）： 60～65.