周竹 王后雄 王世存
一、教材特色分析
新教材共5册,包括必修2册:《化学第一册(必修)》和《化学第二册(必修)》;选择性必修3册:《化学反应原理》《有机化学基础》和《物质结构与性质》。整套教材和原教材相比在体系结构上作了较大改动。
1.编写理念
课程标准是教材编写的重要依据,教材编写理念是课程标准理念的主要体现。新教材在编写过程中,充分汲取了原教材的编写经验和中学化学一线教师的实践经验,凝聚了参与课改实验的教育专家、化学学科专家、化学教材编写专家、化学学科教研人员等的集体智慧。新教材在相应章节中针对性地融入经济、社会、文化、科技等内容,取材与社会发展具有突出的对应性,是一套具有鲜明时代特色的教材。
(1)立德树人为先
新教材编写始终坚持以习近平新时代中国特色社会主义思想为指导,全面贯彻党的教育方针,以党的十八大、十九大提出的立德树人为根本任务,着力培养一代又一代拥护中国共产党领导的社会主义建设者和接班人,增强道路自信、理论自信、制度自信、文化自信,传承红色基因,打好中国底色,坚定维护国家意识形态安全。结合化学学科特点,新教材在编写过程中,有机融入了我国前沿科技发展、优秀科学家卓越贡献、中医中药、传统工艺等内容。这些科技发展与传统文化等内容的呈现有利于学生树立远大理想,促使其形成正确的价值观。
(2)发展素养为本
新教材围绕化学学科核心素养的培养要求,更加关注化学学科思想、思维方式的培养,着力提升学生的思维品质。新教材通过设计“探究”“练习与应用”“复习与提高”等不同栏目,提高学生借助知识作为工具分析问题和解决问题的能力,促进其批判性思维和创新性思维的发展。同时,新教材在问题情境创设中,从社会生活中优选素材,比如在必修“物质及其变化”的“复习与提高”中,引入了四大发明、天工开物、淮南万毕术等等作为命题情境;在必修“化学反应与能量”的“复习与提高”中引入了新型科技纸电池等情境,突出其时代性、典型性、丰富性和适切性,促使学生在分析和解决复杂问题的过程中发展其化学核心素养,从而提升其运用知识解决实际问题的能力。
(3)培养人才为旨
新教材在编写过程中,尽可能地呈現出了我国乃至世界政治、经济、文化、科技、社会、生态等各方面发展的新理念、新进展、新变化和新成就。立足于学生适应现代生活和未来发展的需要,全面贯彻“创新、协调、绿色、开放、共享”的发展理念,重在落实国家创新驱动发展的战略需求,着力使教材的内容和呈现方式更有利于创新型人才的培养。例如,教材专门设置了“化学与职业”栏目,结合所学内容介绍与化学有关的职业,有利于人才培养过程中学生对未来职业的规划和设计。
2.教材结构
新教材针对高中学生的身心特征和认知发展规律,顺应“三维目标”走向“核心素养”对学生形成正确价值观念、必备品格和关键能力的要求,对教材结构进一步进行了优化,按照理论知识与元素化合物知识穿插安排的设计思想,整合了原来必修模块的内容,调整了章节顺序,做到了利教利学。
(1)消除模块、整体设计,理论与知识穿插安排
新课标将必修课程的内容标准融合为五个主题,不再设置化学1和化学2两个模块,为教师灵活地对教学进行统筹安排提供了可能性,也为教材编写提供了便利。相比于原教材,新教材将必修两册作为一个整体进行设计,合理调整了一些章节的顺序。新教材第一章不再是“化学实验基本方法”,化学实验不再作为独立章节安排,其中的安全性内容被转移至附录部分更加便于系统地呈现.相关方法性内容则被分散到各处以结合相应的元素化合物知识。变化后的第一章“物质及其变化”,可更有效帮助学生在高中化学的学习之初就建立起分类观,促使他们对丰富的化学物质与反应形成一个有序的认知框架。第二章“海水中的重要元素——钠和氯”也一改原教材金属和非金属分开编排的惯例,体现了知识学习的整体性和关联性,更有利于学生对生活知识的整体性建构。另外,新教材第四章“物质结构元素周期律”的前置,可以使元素化合物知识部分由原来的相对集中被拆散到律前、律后,这样的变化可以使化学事实性知识、概念性知识和原理性知识的分布更加协调合理。整体上看,概念原理性内容与元素化合物内容穿插安排,从知识学习到实践应用,螺旋上升,符合学生的一般认知规律。
(2)优化结构、合理布局,呈现更为严谨科学
新教材在选择性必修部分的章节编排变化不大,主要表现为局部内容的整合及标题的简明化与严谨化。三本选择性必修教材在内容主题与核心思想上的差异决定了修订的不同侧重。选择性必修1涵盖“化学反应与能量”“化学反应的方向、限度和速率”“水溶液中的离子反应与平衡”三大主题的原理性知识,在修订时十分注重体现各原理在结构之间的联系,修订中把原来的“化学反应与能量”“化学反应与能量的变化”两章内容合二为一,调整为第一章“化学反应的热效应”,这样的调整有助于教师教学的整合性、学生学习的系统性,使得教材更简明、更利于教学。选择性必修2每章的标题和原教材保持一致,在小节部分把原来的“分子的立体结构”调整为“分子的空间结构”,把“分子的性质”调整为“分子结构与物质的性质”,调整后的小节标题将物质的结构与性质联系起来,更有利于学生建立起结构与性质的关系,帮助学生更好地建构“结构决定性质”的观念。另外,作为为学生打开有机化学世界之门的第一本系统性教材,选择性必修3的修订注重基础性、引导性的体现,重构了章节体系,按照由简到繁的顺序依次介绍烃、烃的衍生物、生物大分子、合成高分子,线索鲜明、结构清晰,同时也回应了首章介绍的依据官能团分类的有机物认识思路,而且新的章节标题简明扼要,有利于学生对有机物体系形成一个清晰的整体认知。三本教材深化了学生对于化学学科内容的认识,从深层次的角度诠释了化学物质世界的组成、结构、性质及变化等。
(3)紧跟时代、关注素养,栏目体系特色鲜明
教科书中的栏目通常具有丰富有趣的内容与鲜明的时代特征,能够很好地激发学生的求知欲,转变学习方式,培养核心素养。调查表明化学教师在“落实化学职业规划能力”“熟悉化学史”和“关注化学前沿”等方面都有待改善。为此,新教材修订着力优化栏目功能,更多地呈现教学思路,提供活动形式,帮助化学教师提高学科理解水平,促进学生学科素养的养成。新教材的主要栏目包括“实验X - X”“探究”“思考与讨论”“方法导引”“练习与应用”等主体性栏目和“科学史话”“资料卡片”“化学与职业”“信息搜索”“研究与实践”等拓展性栏目。前者作为课程和教学的有机组成部分,后者为师生提供了多样性的选择,起到了开阔思路和拓展视野的作用。同时,新教材也新增了十分具有特色的栏目:“化学与职业”主要介绍化学科研工作者、水质检验员和测试工程师等与化学相关职业的特点、工作内容和知识背景等,对学生进行职业生涯教育:“方法导引”主要用于呈现科学研究、化学学习等过程中常用的一般方法,增强对化学学习的一般认识思路和科学学习方式的引导:章末的“实验活动”专门列举出要求学生掌握的必做实验,充分落实新课标的要求。
3.知识内容编排
新教材对于知识内容的编排和处理,在保留原教材优势的基础上做到了与时俱进、选材新颖,以下从教材编排的不同角度对内容进行分析,具体表现为以下特点。
(1)增强功能、注重导引,促进教与学方式转变
新教材的构成要素主要包括绪言、各章节和附录,章内有章引言、正文和各类栏目,本次修订重新对各个构成要素进行了合理设置和功能优化。章首的“引言”虽不起眼,但可以引出本章的核心问题,提炼化学概念、化学观念、核心知识等学习重点,还能点明本章的学习目标和知识应用价值,比如必修第五章的引言指明“从物质类别和元素价态的视角研究硫和氮等元素及其化合物的性质和用途”,其直接说明了研究物质的思路和视角。章节中的“方法导引”栏目对教学能够发挥很好的辅助作用,该栏目大致分为4类:
①一般的科学方法,如模型、预测、变量控制等:
②化学学科的一般科学方法,如电化学过程的系统思想与方法等:
③与具体技能相关的方法,如实验室中制取气体装置的设计等:
④知识学习的方法,如电解质溶液中的电荷守恒与元素质量守恒等。章末的“整理与提升”从提升认识和观念的角度进行归纳和总结,突出了知识的结构化。新增的與实验安全相关的“附录”也可以提升教材的工具性作用。
(2)夯实实验、加强探究,促使创新意识的养成
新教材在章末增加了“实验活动”栏目,必修和选择性必修部分各9个,目的在于落实新课标要求的学生必做实验,以改善“学生不做或少做实验”的现象。实验、探究是化学研究与发展的基础,也是中学化学教学中学生掌握科学知识、体验科学过程和学习科学方法的主要途径。为此,新教材设计了梯度合理、丰富多样的探究实践活动,不仅适用于教师进行布置,很多也可供学生自行实施。“信息搜索”栏目引导学生通过各种渠道收集有关资料,对教材内容作拓展了解:“研究与实践”栏目基于学生的生活经验提出研究任务,指导师生开展主题研究活动:“探究”栏目设置不同能力水平的实验探究活动,发展学生的“实验探究与创新意识”。这些活动设计结合信息时代背景,培养学生获取信息、甄别信息与应用信息的能力;注重研究对象和实验材料的生活化,以熟悉的事物激发学生对生活的深入观察与思考;重视任务的开放性,留给学生自主探索和发展的空间。
(3)强化安全、设计形象,持续增强安全观念
原教材中的实验安全知识主要集中在现有学.校选修的《实验化学》一册,导致实验安全知识不能清晰、直观、系统地呈现给学生,不利于学生实验安全习惯的养成。对此,新教材对安全教育内容进行了整体设计以提升其地位,不仅在附录增补了实验安全教育内容,还研制了与实验有关的图标系统。譬如,圆形图标提示佩戴护目镜和实验结束要洗手,三角图标具有警示效果,提示实验潜在的危险。这些图标分布在全套教科书的“实验”“探究”和“实验活动”中,持续传达化学实验安全的重要性。除图标外,新教材还用醒目的“注意”边栏指明安全事项或在实验文字中提示安全相关的具体操作。同时,教材也通过漫画、宣传画、流程图、图文相嵌等丰富的形式进行安全教育的形象化表达与渗透,例如展示滥用杀虫剂的后果、警示青少年远离毒品、提示使用杀虫剂需要关注的安全信息等。
(4)优化习题、突出实践,促进素养培养和价值塑造
习题作为教材的重要构成部分,也作为学习化学必不可少的重要资源,它的取材、数量、设计等都影响着化学学习。新教材习题的设计注重时代性、生活性、实践性和开放性,对拓展习题的素养培养功能和对学生的价值塑造发挥了更好的作用。教师在教学中应围绕思路与方法对学生进行引导,将思路和方法的建构过程与知识的传授融合在一起。
(5)精选素材、融入STSE,落实立德树人根本任务
在化学教材中渗透中华优秀传统文化和国情教育元素,是提升化学学科育人品质,进行爱国主义教育,落实立德树人根本任务的主要途径。新教材在情境素材的选择上兼顾历史、当下和前沿,注重内容的德育价值,旨在展示化学学科价值的同时培养学生的爱国主义情感和品格修养,增长科技自信、文化自信。
例如,教材通过正文、图画、栏目等多种形式介绍吴蕴初、侯德榜、屠呦呦等科学家的科技成果与贡献,展示我国的氯碱工业、制碱方法、青蒿素研制等化学工业成就,另外章节中也呈现了超级钢研制生产、煤间接液化、可燃冰开采、歼击机隐形涂料等工农科技和军事领域的成就,这些内容可以增加学生的化学学科认同点。在习题中融入酿醋等传统工艺,引用《天工开物》《淮南万毕术》等古籍内容,这些素材内容既具有时代性又富有中国特色,为化学教育增添了人文色彩与时代气息。同时,新教材还选编了学科发展新成就的内容。譬如,等离子体、离子液体、超分子等,都是首次被选人中学化学教材中,这些内容拓展了物质结构知识的层次并展现了学科发展的新成就,是培养学科素养的有效素材。此外,教材中还渗透了一些与化学有关的法律法规,例如摘录了《食品安全国家标准食品添加剂使用标准》的部分规定,提到《关于持久性有机污染物的斯德哥尔摩公约》等,以此促进学生树立自觉遵守国家关于化学品应用、化工生产、环境保护、食品与药品安全等方面的法律法规的意识,同时拓展国际视野,增强社会责任意识。
二、教材使用建议
1.更新理念与知识库,重塑化学课堂教学
新教材的编写遵循新课标以发展化学学科核心素养为主旨的基本理念,新增了许多体现时代性的内容,也更新了部分知识内容。使用过程中,教师需要相应地更新自己的教学理念,重视教学内容的结构化设计,注意构建以学生为中心的中学化学课堂,以真实问题情境和丰富的探究活动激发学生的化学学习兴趣,培养学生的创新精神和实践能力。教材引入了许多新的拓展内容,更新了对一些知识的描述:“绪言”第一句话关于化学概念的表述有明显的变化(“变化一转化”“合成-应用”),既强调了化学学科特色,更能体现学科的社会价值;离子晶体物理性质的描述由原教材的“一般地说,离子晶体具有较高的熔点和沸点。”转变为在新教材的“思考与讨论”栏目,通过引导学生借助理化手册或者互联网查找各种离子晶体的熔点,去认识不同离子晶体熔点的差异,促使学生主动思考,由事实数据得出结论:原教材“σ键比π键强”更新为“σ键和π键的强度不同”,这样的转变有助于学生在主动思考中建构相关概念,促进了学生知识的生成,也因此完善了学生对于化学键的认知:有机部分新增了“官能团”概念,对典型有机物的性质和应用的要求进行了调整:原子晶体概念被共价晶体替代,电化学理论模型变为四要素模型。因此,落实新课程标准中提倡的新观念、新知识,教师应当更加全面深入地了解新教材,在教学实施的过程中重塑课堂,更准确地传达内容,更好地诠释教材。
2.明确顺序调整意图,有效化解教学难点
新教材在章节编排上有所改动,教师需要在理解改动用意、把握好整体知识体系的基础上,根据所教学生特点,真正实现新教材编写意图。新教材在“元素化合物知识”编排方面有重大改变:由原教材全部放在“物质结构元素周期律”前面,调整为新教材的“钠、氯、铁、铝”四种元素化合物知识位于其前,“氮、硫等”元素化合物知识位于其后。这样的调整既有利于教学难点的分散,更有利于学生“归纳一演绎”能力的养成和模型建构素养的达成;“物质的量”相关知识也后移到了“钠、氯”元素化合物之后;复杂离子反应和氧化还原反应的计算等问题都向后分散;原教材“萃取”“蒸馏”等第一章的实验内容都放到了后面具体适应的章节。这些变化既有利于难点的化解,也有利于高一学生化学兴趣的培养,不至于一上高中就被“吓倒”,导致选科时放弃化学。同时,“离子反应”教学时要注意前后内容的衔接处理,以实现修订的预期效果,有效降低学生的学习难度。
例如在教授硫、氮元素及其化合物知识时,应注意结合之前所学习的原子结构与元素周期律的知识,发挥理论知识的指导性作用。在运用新教材开展课堂教学时,要把握先后知识内容的逻辑性,引导学生关注知识的迁移性,促进学生内容学习的不断进阶。
3.发挥新增要素功能,强化教学研究意识
新教材新增的附录、栏目等结构要素具有重要的功能,教师在教学时需要注意发挥这些栏目的功能。例如,在实验之前引导学生认识与实验有关的图标,强调实验安全问题,利用附录提前学习实验室突发事件的应对措施和常见废弃物的处理方法,以及学习化学品安全使用标识,以便在生活中正确防范可能由化学品引起的危险。“化学与职业”栏目是适应当前新高考改革对学生选科的需求而增设的,该栏目相关内容的呈现更有利于加深学生对化学学科的认识,促进他们未来职业的规划,从而进行科学选科。“方法导引”栏目的使用也尤其需要重视,譬如,“方法导引”要求做到思维的可视化,教师要做的不是简单地复述科学方法的内涵,而是要在一个个问题解决过程中有意识地引导学生运用方法以熟能生巧,形成解决问题的思路框架。另外,需要强调的是“科学·技术·社会”栏目,新教材结构体系已经没有“化学与技术”模块,新教材在这一栏目编写中注重了与高科技前沿知识的接轨,如引入“新型陶瓷”介绍,以突破传统硅酸盐体系,新教材化工技术层面的知识就是利用该栏目在各章节进行分散渗透。为了帮助教师剖析新增内容的功能价值,熟知新教材,应在一线教学中积极创设各种教研平台及开设各种教研活动,促进教材研究这一关键任务的有效完成,从而做到教学目标制定科学、教学内容组织合理,真正实现“教、学、评”一体化。
4.积极开发校本教材,促进开放教材观的形成
高中化学课程改革的重点是要以发展学生的学科核心素养为主旨,发挥化学课程的育人功能,以期学生成長为能够适应现代生活和未来发展的社会公民与人才。新教材已经为此提供了一份文本素材和资源,教师需要始终立足于发展素养的教学目标,多多观摩专业解读和优质课例,多思考如何更好地发挥新教材现有内容的价值。然而,尊重教材并不意味着死搬教材,教师应当做到“用教材教”,而不是“教教材”。教材的编写存在周期长、有滞后现象等不可避免的问题,并且编写要面对全国所有学校,因此就不可能过多关注地方特色,因此,需要一线教师在使用过程中,结合自身学校特色和学生实际,积极补充完善教材相关内容的新理论、新知识和新方法。同时,当前新高考分科走班制度的实施,学生的层次不同,个人需求也不同,因此要求一线教师在新教材的基础上,要形成开放的教材观,能够结合当地学情积极开发有针对性的校本教材,并结合学生实际和教学实际,对微型课程资源库、教学网站资源及各省教研部门编写的教参资源进行有机地融人改造,形成开放的教材观,打造素养为本的优质化学课堂,更好地服务当地基础教育的发展。在编写校本教材时,要注意体现学校的传统与特色,要强调深入调研,要以促进学生发展为目的,做到目标设置多样化、内容选择自主化、课程评价灵活化。
基金项目:河南省基础教育研究重点课题“核心素养视域下高中化学课堂教学模式转型研究”(项目编号:JCJYB20071556)阶段性研究成果。2019年度教育部哲学社会科学研究后期资助项目“高中教育特色化发展的路径与策略研究”( 19JHQ085)
(收稿日期:2022 - 03 - 11)