新旧高中化学教材对比及教学建议——以氮及其化合物的内容为例

林松楠

为贯彻党的教育方针，五育并举全面发展素质教育，教育部于2017年制定了以培养学生学科核心素养为目标的《普通高中化学课程标准》。在课标的引领下，人教版新教材（以下简称新教材）于2019年出版。本文对人教2007版教材（以下简称旧教材）和人教2019版新教材进行对比分析，并针对教材的使用提供教学建议，以期更好地促进教学效果的提升。

一、新旧教材对比及意义

（一）内容编排比较

新教材将氮及其化合物内容的章节位置调整到了物质结构、元素周期律内容之后，这样的顺序调整突出体现了结构与性质的因果关系思想，也强化了结构规律在元素化合物知识学习过程中的应用。内容对比上旧教材是将硫和氮元素合并，着重介绍这两种元素的氧化物和含氧酸。这样的编排很容易让学生在初学阶段产生知识的相互干扰，影响教学效果。而新教材把硫和氮两种元素做了明确的划分，各自成了一节。在介绍氮及其化合物内容时，新教材能够以必修第一册物质分类、离子反应、氧化还原反应、原子结构和周期律理论内容为知识铺垫，从物质类别和核心元素的化合价两个不同的角度入手，按照单质—氧化物或氢化物—含氧酸的类别顺序安排教学内容，体现了知识之间的内在联系，同时学生借助元素价态规律可以认识和预测物质的性质，发展了学生的元素观念，既符合学科逻辑又符合学生认识事物的一般规律，对物质的性质介绍全面却不散乱，条理也比较清晰。

元素化合物的核心内容是物质之间的转化，本章第一节硫及其化合物的教材内容分别从自然界、工业生产、实验室三条路线介绍含硫物质之间的转化，第二节教材设计氮及其化合物延续了这一思路，目的就是要让学生深刻认识物质转化，从而促进对元素性质的学习。

（二）栏目设计比较

新教材在本节栏目设计上做到了对旧教材的传承和创新，栏目类别和数量上变化比较大。除了个别栏目予以保留，大多数栏目都进行了调整。例如新教材把实践活动改成了研究与实践、习题改成了练习与应用等，这样的调整使栏目的功能定位更加明确，更有利于师生准确把握教学内容，有的放矢。另外，在部分栏目的数量上，新教材做了增减。例如实验栏目：旧教材部分实验是以探究活动或伴随正文内容以图片展示的形式给出的，明确给出的实验栏目较少。而新教材对这些内容进行了整合，形成了四个实验栏目，基本都配了图片，也有具体的操作步骤，突出了实验在化学教学中的重要地位，也有助于培养学生的科学思维和方法。每个实验标题右侧都有与本实验有关的图标及说明，如佩戴护目镜、清洗双手、注意排风等，提醒学生注意实验安全，也让学生感受到化学实验的规范和严谨。再如教材中的整理与提升栏目能够把每节课的重点内容以结构图的形式呈现出来，让学生在学习完本章氮元素有关内容的基础上建立认知模型，便于知识的结构化，加强知识之间的内在联系，提升看待问题的站位。学生可以根据自己掌握的实际情况，结合整理与提升内容合理安排复习计划。

（三）实验设计的比较

化学实验在教学中具有独特价值，新教材在旧教材二氧化氮溶于水，氨溶于水的喷泉实验，氨与氯化氢反应内容的基础上，加入铵盐与强碱反应生成氨，浓稀硝酸与铜反应的实验，使得实验内容更加丰富，满足学生的发展需求。

关于二氧化氮溶于水的实验，旧教材设计了科学探究，让学生设计实验，尽可能多地使试管中收集的二氧化氮被水吸收，其他仪器药品自选，没有明确给出具体的思路或方法，导致学生的思考缺乏方向性，实际教学中直接让学生设计这样的实验难度是很大的，新教材利用一支充了一氧化氮的注射器，然后吸入水和空气让学生观察现象，通过这样的改进，学生能够观察到一氧化氮不溶于水，吸入空气后一氧化氮能够转化成为二氧化氮，最后可以通过寻找比例关系来研究气体被完全吸收的可能。这个实验也是工业生产硝酸的重要原理，氮氧化物被水吸收得越多，硝酸的产率就越高，因此实验有助于引导学生了解实验在生产中的意义。关于铜与浓稀硝酸反应的实验，新教材巧妙利用两支具支试管分别装有浓稀硝酸，铜丝可上下插拔，从而起到了控制反应的作用，而且具支试管将产生的氮氧化物尾气直接导入到氢氧化钠溶液中，体现了实验的绿色化设计思想。关于实践活动雨水pH 的测定，旧教材内容比较笼统，新教材能够把实践活动细化，从研究目的、研究任务、结果与讨论三个部分展开活动，设计上更加严谨、规范，提升问题解决能力，更具有可操作性。

（四）课后习题的设置

结合教材内容旧教材把硫和氮元素习题混编在一起，新教材对氮元素习题进行了独立编排，并且在章末复习与提高中安排了硫和氮元素综合的习题，这样的编排除了能够让学生的训练变得更有针对性，也体现了习题的进阶设计，即从简单到复杂，从单一元素的考察转变到多种元素的综合考察，学生能够借助习题逐步实现能力的提升。

新教材习题数量共15 题，旧教材共24 题，从课后习题的数量上看新教材有所删减，题型上看新旧教材是大致相同的，新教材减少了选择题数量，增加了填空、简答计算题的数量，并且在考察内容上注重了知识之间的内在联系和应用价值，习题中的情境、信息数量有所提升，因而新教材对学生的学业要求更高了。

如新教材第27 页第4 题考查学生在一定条件下，判断含有不同价态的同种元素的物质可以通过氧化还原反应实现相互转化；第18页第5和7题、第28 页第9 题则通过工业上由废铜屑制备硝酸铜、分析汽车尾气一氧化氮的产生原因、硝酸生产的化工流程，让学生认识物质在生产中的应用，并且物质及其转化在自然资源的综合利用和环境保护方面有着重要的价值。设置这些习题能够让学生提高解决问题的能力，也能够让他们在问题解决的过程中形成正确的价值观。

（五）总结

新教材能够基于旧教材合理有序地编排教材内容，能够紧扣化学课程标准，紧跟科学技术的进步步伐，贴近生产生活，更加突出了化学的学科价值；栏目经过调整后变得更加丰富和新颖，特别是在活动设计上，体现了实验探究活动的重要性，提高了学生的参与意识，并侧重学习思维方法的引导。可以看出新教材的变化对学生学科核心素养全方面的培养有着重要意义，同时也对教师的教学提出了更高层次的要求。

二、教学建议

（一）注重从知识教学到素养教学的转变

传统教学过程中，很多教师过多关注元素化合物的知识教学，凭借自身教学经验形成了一定的教学套路，取得了一定的效果。有的教师认为知识点和反应方程式都必须要给学生讲明白，担心遗漏某一点学生就学不会，不敢放手让学生做主，教师忽视了学生的无限潜能。

元素化合物教学要实现从“教知识”到“教本事”的转变，可以通过板块—任务式设计，凸显认识物质性质的三个重要视角——物质类别、元素价态、物质特性。物质类别视角要让学生结合生产生活实际，从单质、氢化物、氧化物、氧化物的水化物（含氧酸）、含氧酸盐五个无机物常见类别认识元素化合物的性质；元素价态方面，可以先告诉学生氮的价态比较多，强调重点物质的元素价态，根据氧化还原规律分析判断物质所具有的化学性质。可以利用课后时间把前两个视角综合，让学生完成设计并课堂展示“价—类”二维图，以此加深学生对物质转化的认识；最后还要注意对氮元素每种物质特性的认识，感受性质的异同，从一般性到特殊性、相似性到差异性的基本规律，在对比分析中增强对知识的理解。

（二）体现大概念的引领作用

大概念是学科的中心概念，能够将零散琐碎的知识整合。围绕大概念的教学可以帮助学生建立知识体系，并能够根据不同情境进行迁移和转化，解决实际问题。《普通高中化学课程标准（2017 年版）》明确指出高中化学必修课程要突出化学基本观念（大概念）的引领作用，高中化学教学中的“大概念”要以学生为主体、基于学生的发展和学科价值来选择，化学教学中的大概念包括物质微粒（物质的组成）、物质结构、化学变化、化学实验、物质的分类、化学价值等。六个大概念从不同的角度揭示了化学知识的核心内容，在教学过程中要聚焦对核心概念的基本理解，并以此确定教学目标、设计评价方案、组织教学活动，才能够凸显大概念的引领作用。例如元素化合物侧重于从物质转化角度理解化学反应，因此“物质之间的相互转化”就是无机物性质主题的大概念，教材上无机物有氯硫氮三种元素，从典型物质出发认识转化关系可以作为该主题的核心概念，基于此，可以设计以“氨的性质探究”为主题开展核心概念教学。

（三）创设真实合理的问题情境

真实、具体的问题情境能够激趣、激思、激疑，体现学科价值、发挥育人功能，提高解决实际问题的能力，有效促进学科核心素养的发展。根据化学问题情境功能性的不同可以把情境分成两类，一种是建构性化学学习情境，另一种是迁移性化学情境。建构性化学学习情境要注重发挥化学史实的作用，使学生能够把概念的建构与概念的发展联系起来，形成实验的探究欲望，迁移性化学学习情境要把概念与科学、技术、社会和环境问题关联起来，培养学生的科学态度与社会责任。

表1提供了氮及其化合物各个课题情境素材参考，教师可以通过这些情境的设置引出具体讲授的内容，使学生感受到化学就在自己身边。同时借助情境充分调动学生的注意力，并在引导下层层深入，挖掘情境背后的问题，最后通过个人或者小组合作成功地解决问题，提高学生解决问题的自信心和自豪感。

表1

另外，要想让情境充分发挥本身的作用，教师还要善于对情境进行选择，如果教师呈现的情境真实合理，能够从正面进行积极引导，那么就会让化学课堂与科学与技术、社会与环境有机联系起来，打破学科之间的界限，并且让学生建立起化学源于生活并能造福社会的正确价值观，引发学生的深入思考。相反如果把不恰当的情境提供给学生，或者只是为了引起学生的一时关注，机械照搬，没有深度挖掘情境的价值，则会误导学生片面地认识化学学科，适得其反。

（四）运用高阶思维引导学生深度学习

2001 年美国心理学家布鲁姆提出人的认知目标六层次学说，分别是知道、领会、应用、分析、评价、创造。其中前三项为低阶思维，后三项则是高阶思维。而深度学习则是学生在教师的引导下，主动参与各种精心设计的主题板块活动，并在这些活动中得到思维的锻炼和客观全面的评价，体验到学习的乐趣和意义的过程。传统的课堂教学活动中，教师的引导仅仅停留在教教材、教知识，用知识解决问题的层面，课堂上也大多是教师在讲，学生被动地听，虽然也设计了一些学习活动，但是课堂上没有给学生留有足够的思考空间，没有让学生完全参与并体验自主学习的乐趣，课堂效率较低。

要想实现氮元素及其化合物知识的深度学习，可以围绕氮在自然界中的循环来设计一系列探究活动，例如板块一可以从认识氮的循环的角度出发研究自然界中氮的循环涉及的含氮物质，同时对这些物质进行分类，然后让学生尝试从不同角度研究这些物质；板块二可以设计成从固氮的概念出发研究氮元素的转化，如从氮气到硝酸是怎么具体转化的，各步转化需要怎样的条件，评价工业制硝酸的途径；最后板块三研究社会环境的热点问题，如汽车尾气的处理、酸雨的危害。分析汽车尾气、酸雨的成分是什么，又是怎么生成的，并总结避免汽车尾气的环境污染以及酸雨造成的危害的方法。

知识不是教师强加给学生的，而是在认知实践的过程中生成的。教师可以不断引导，利用学生自主发言和课堂展示对学生的想法进行及时客观的分析评价，使教、学、评三个环节逐一得到落实，最后融为一体，这样课堂思维模式也会逐步从低阶向高阶转化。