核心素养视角下新旧“化学反应原理”模块的比较研究

牟鹏洲 闫绿维 刘天时 姚克俭

摘 要：“化学反应原理”是化学学科中学生要学习的重要基础理论之一，也是高考的必考点。但是因为相关的知識研究有很强的关联性，对于学生来讲研究的层次也比较高，知识点相互交错，学习起来相对复杂，所以教材对各个模块的设计进行了调整，让相关的研究方法凸显出更强的综合性和实用性。因此本文在新课程标准的核心素养视角下，比较人教版化学新教材（选择性必修1化学反应原理）与旧教材（选修4化学反应原理）的章节内容、栏目设置，分析新教材的变化特点，提出对新教材的使用建议及对“化学反应原理”模块的教学建议，供各位教师进行教学调整时参考。

关键词：高中化学;化学反应原理;比较

基金项目：本文系甘肃省教育科学“十三五”规划2020年度“人教版统编高中化学新教材的分析与教学研究”重点课题（GS[2020]GHBZ109）成果。

作者简介：牟鹏洲（1982—），男，甘肃省礼县实验中学，高级教师，本科学历。

闫绿维（1972—），女，甘肃省礼县实验中学，高级教师，本科学历。

刘天时（1966—），男，甘肃省礼县实验中学，高级教师，本科学历。

姚克俭（1965—），男，甘肃省礼县实验中学，高级教师，本科学历。

《普通高中化学课程标准》（以下简称“新课标”）由教育部制定，2017年由人民教育出版社出版，新课标以发展学生化学学科核心素养为主旨，以落实立德树人为根本任务。人教版高中化学选择性必修1（化学反应原理）是依据新课标编写，于2020年5月首次出版（以下简称“新教材”）。人教版化学选修4（化学反应原理）是依据《普通高中化学课程标准（实验）》编写的普通高中课程标准实验教科书（以下简称“旧教材”）。新教材在旧教材的基础上进行了大量的补充和调整，由91页增编为123页，内容更加科学与充实，现对以上两本教材在章节内容、栏目设置方面进行比较，寻找变化特点，为广大教师对新教材的把握与使用提供借鉴和帮助。

一、章节内容的比较及变化特点

（一）紧扣新课程标准进行了内容的增删、整合与顺序调整

一方面，新教材紧紧围绕新课程标准的要求进行了相应内容的新增与删除，例如新教材新增或突出了环境与体系的概念、热量的定义、活化能、基元反应的概念、化学反应的调控等内容，新教材的概念体系更加科学严谨，充分体现了对微观机理和化学反应原理的实践应用的重视。另一方面在旧教材的基础上进行了章节整合和顺序调整，例如，新教材第一章将旧教材三节的内容整合为两节，第二章将旧教材第一节、第二节内容整合为一节，第四章将旧教材前两节整合为一节。这种整合既突出了要学习的重点知识内容，也使得知识体系更加系统化，在顺序调整上，注重知识体系的前后逻辑性，尊重学生认知发展规律，如将化学平衡常数这部分内容调整至化学平衡状态之后，影响化学平衡的因素之前，让学生先从定性、定量的角度充分认识化学平衡状态，然后再探究、学习外界条件对化学平衡状态和平衡常数的影响，调整后的知识体系更加科学、有逻辑，也更有利于学生掌握相关知识。

（二）重视与必修模块相关内容的衔接与过渡

必修模块“化学反应与能量”部分包括化学反应与热能、化学反应与电能、化学反应的速率、化学反应的限度和反应条件的控制等基本内容，和旧教材相比，新教材更加注重与必修模块相关内容的衔接与过渡。例如，新教材简化了学生在必修模块就已经掌握的“外界条件对化学反应速率的影响”，只安排了一个探究实验;删去了学生在必修模块已经掌握的可逆反应、能源等内容;在化学平衡状态部分，新教材在旧教材的基础上以合成氨为例，从正反两个方向介绍化学平衡状态的建立过程，体现了知识的衔接性与层级过渡。

（三）对科学图表的全面优化和文献数据的更新

示意图、模型图对学生理解抽象概念和原理，尤其是微观领域的机理有重要的辅助作用，新教材对全书各种插图做了全面的更换和优化。从数量上来看，从53张增加到70张（仅统计了各章有编号的插图，不包括序言、封面、习题中的插图）。从科学性来看，新教材对一些插图进行了修改，修改后的插图1-2，更加科学和准确。如删除旧教材中的图该图能量对反应过程的二维图中，应该出现能峰，新增了比较科学的焓对吸热、放热的示意图1-4。另如对旧教材图2-4的更改，催化剂要参与反应，生成中间产物，能量变化会出现两个峰，比不使用催化剂的峰更低，两步反应有更低的活化能，见文章图1。

由此可见，新教材更加注重学生能力的发展，有助于学生构建更加完善的知识框架。

二、栏目设置比较及调整意义

编写者在新教材中进行了不同的栏目设置，而且对原有栏目也进行了顺序及内容的调整。新教材对栏目的设置是在原有栏目的基础上进行科学整合和新增，如将“思考与交流、学与问”整合为“思考与讨论”，将“科学探究”优化为“探究”，“实践活动”优化为“研究与实践”，将“科学视野”扩充改编为“科学·技术·社会”，新增“方法导引”栏目等。新、旧教材栏目设置及数量简要统计见表1，由该表可知，旧教材缺乏方法的导引，也缺乏对“研究与实践”模块的设计，但是旧教材给同学们设置了“学与问”栏目，通过提出一些问题，为学生的思维发展指明了方向。而在新教材和旧教材当中，插图的数量都比较多，新教材中插图的数量更是有了明显的增加。新教材相比旧教材仍然保留了资料卡片、思考与交流（新教材改为思考与讨论）、科学史话、科学探究（新教材改为探究）、实践活动（新教材改为实验活动）、实验X—X、科学视野（新教材改为科学·技术·社会）、插图、归纳与整理（新教材改为整理与提升）、习题（新教材改为练习与应用）、复习题（新教材改为复习与提高）这些模块，但是在数量上大部分都做出了对应的调整。

通过对数量及内容的分析，新教材栏目设置有以下特点和意义。

（一）突出各类实验活动[1]，重视学生科学探究与创新意识素养的发展

新教材有“实验X-X”“探究”“实验活动”“研究与实践”等各类实验与实践活动栏目（具体内容见表1），它們培养的侧重点不同，功能各异。“实验X-X”栏目是针对相应章节内容设置的小实验，可以让教师演示，边讲边做，也可以让学生在教师的指导下自己完成或分组完成，该部分内容主要体现化学实验的基本操作和注意事项。“实验活动”栏目共有5个，是依据新课程标准要求设置的不同于旧教材的学生必做实验活动，具有一定的强制性，真正明确了学生必做实验内容，每个实验都按照实验目的、实验用品、实验步骤、问题和讨论等标准程序精心设置，旨在全面培养学生的基础实验能力。“探究”栏目设置了4个探究性实验，每个项目都按照提出问题、实验探究、结果和讨论进行设计，内容丰富，体现探究过程和思路，有利于培养学生的科学探究精神。“研究与实践”栏目设置了4个开放性实践活动内容，这些活动的设计关联能源、环境及生活中与化学相关的内容，有助于学生了解化学学科的核心价值，也有利于培养学生的社会责任意识。

（二）“方法导引”栏目助力学生形成化学学科思想和掌握化学学科学习方法

新教材新增“方法导引”栏目，集中呈现相应章节内容中涉及的科学研究、化学学习过程中常用的方法，有利于学生形成化学学科思想，掌握化学学科学习方法，发展宏观辨识与微观探析、变化观念与平衡思想和证据推理与模型认知素养。例如在“电解质溶液中的电荷守恒与元素质量守恒”中，介绍了离子在溶液中的变化形式和电荷守恒、元素守恒等内容，帮助学生建立常见电解质溶液的科学思维模型和掌握处理常见电解质溶液的方法。在“电化学过程的系统思想方法”中，提出基于系统思想的研究方法，注重分析与综合、局部与整体、结构与功能、系统与环境等方面的相互联系与作用。

（三） “科学·技术·社会”栏目开拓学生科学视野，着力培养学生“科学态度与社会责任”核心素养

“科学·技术·社会”栏目精选涉及前沿科学、关键技术、社会热点问题和环境的拓展性内容，这些内容既与学生所学基础关联，又拓展了学生的科学视野。这一栏目还呈现了化学学科在各领域的应用和重大贡献，让学生感受科学技术成果对人类的重大贡献。例如在“合成氨——实验室研究与工业化生产”中，展示了从1898年到2016年合成氨各阶段的突破性发展过程，充分体现了化学学科的社会价值，能充分培养学生“科学态度与社会责任”核心素养。

三、应用新教学栏目开展“化学反应原理”模块教学的建议

（一）结合课程标准开发模块教学的重要功能

“化学反应原理”这一模块主要为学生介绍的是化学反应与能量、化学反应速率、化学平衡、溶液中的离子平衡这几个方面的化学反应规律，并且在教材中也为学生介绍了相关规律的具体应用。通过这一模块的学习，学生首先能够意识到在化学反应中有能量的转化，而且能量转化会遵循基本原理，这对于学生物质变化观念的形成有重要的意义。其次，学生还能够了解到在化学反应过程中能量的变化是遵循能量守恒定律的。此外，学生在进行化学反应原理的相关知识学习时能够了解到化学反应原理在日常生产生活中都有非常重要的应用，化学反应原理推动着科学技术和人类文明的发展，而且也可以对自然界、生产生活当中的化学变化做出合理的解释。

（二）开发教材栏目有深度、有广度的知识体系

新教材能够帮助学生更好地把握从化学反应中发现化学反应的一般规律的过程，同时也结合旧教材的内容为学生介绍了化学反应的转化、能量的变化、方向、速率等基本的问题。而且这一部分的教学内容与其他化学知识之间有非常紧密的联系。所以在具体的教学中，教师必须要根据教材设置的栏目，挖掘更加有深度、有广度的教学内容，帮助学生整合相关知识，构建更加完善的知识框架。教师还应该对教材中增设的栏目予以重视，在课堂上积极地带领学生进行探究分析，对其中的理论进行比较和归纳，让学生把目光聚焦于知识、原理以及化学与日常生活和社会发展的联系上，强化化学知识的实际应用价值，有效转变化学学科的教育定位。

（三）注重教学过程中的逻辑推导过程

教材当中每一个栏目的设定都是环环相扣的，教师需要充分把握每一个栏目的内容，并且注重不同化学反应的逻辑推导过程，让学生更加深刻地了解不同化学反应背后的原理。这些原理往往都是经过由具体到抽象、由特殊到一般的发展过程，在人们将感性认知和理性认知相结合的循环推导过程中逐渐形成的。所以在具体的教学中，教师需要带领学生根据具体的教学实例进行一般规律的归纳，同时也要让学生学会采取演绎的方法进行相关知识的推理判断，从而让学生更好地把握化学反应原理的本质，解决更多的实际问题。“归纳演绎”是进行化学问题研究的常用方法，教师需要将这种方法贯彻到课堂教学中，也需要帮助学生掌握这种方法使用的正确技巧。

综上所述，全新的教材保留了原有教材中的精髓部分，同时又结合当前时代提出的培养学生化学素养要求进行了有针对性的调整，通过不同栏目的引导，让学生在课堂上能够有更加丰富的体验，对化学反应原理有更深刻的理解。在这一过程中，教师也需要对新教材的各个栏目进行认真的剖析，并做出教学顺序的调整，帮助学生在这一模块的学习中，掌握定性分析和定量计算相结合的模式，将感性认知与理性分析结合，注重学习的层次性，注重让学生对知识本质进行更加深入的探索，让学生在思考分析相关问题时能够找到有关的理论依据，对学生收集信息、获取信息、加工使用信息的能力进行有效的培养，让学生的化学核心素养得到进一步的提升。

[参考文献]

[1]陈家宝.对比新旧教材 认识新教材的变化及特点：以人教版高一化学必修教材为例[J].化学教与学，2020（08）：5-7.