2007版与2019版高中化学教材比较研究*——以人教版必修“氮及其化合物”为例

刘 蕊，古丽娜·沙比提

(伊犁师范大学化学与环境科学学院，新疆 伊宁 835000)

高中化学教材是高中化学课程的物化形态与文本素材，是实现高中化学课程目标，培养学生化学学科核心素养的重要载体[1]。为了更好地落实国家立德树人的根本任务，更快地顺应《普通高中化学课程标准(2017版)》(下称为新课标)对学科教学的规划要求，更优质地服务广大师生，普通高中化学教材在2007 版的基础上进行了修订和完善，并于2019 年印刷发行新版教材。随着新高考的逐步实行，2019版教材也随之运用，在此期间，加强2007版与2019版教材的对比研究，不仅有利于一线教师认识到教材内容的变化，及时适应2019版教材的知识体系；还有利于教师认识到2019版教材内容的变化下包含的新课标中的教育理念和人才培养的新要求[2]。

“氮及其化合物”是高中化学必修中重要的一节内容，2007版教材将其结合硫元素放在必修一《金属及其化合物》之后，而2019版教材将其单独为一节放在《物质结构元素周期律》之后，基于章节设置与内容安排的差异，两种版本教材内容进行对比分析。

1 两种版本教材内容编排分析

“氮及其化合物”在人们的生产、生活中起着重要的作用，人类通过控制条件，将氮气氧化或还原为氮的化合物，实现人工固氮，其中，最重要的途径就是工业制氨，它不仅为农作物的生长提供了必须的氮元素，而且为其他化工产品的生产提供了重要原料。除此之外，“氮及其化合物”这部分的教学内容是学生在初中阶段从燃料对环境的影响角度，其燃烧时产生的二氧化硫、二氧化氮等在空气中发生反应后的生成物溶于雨水会形成酸雨，产生了初步的印象。

在高中阶段，2019版教材的章节设置中，在学习这部分内容之前，学生先学习了《元素周期律》和《化学键》这一部分的内容，知道了氮元素的原子结构及其大致性质，在开始本节内容之前有所提及，进行一个联系和推理。整体来看，教材修订有以下特点。

1.1 教材关注真实情景的创设

情境是基于特定主题的事实，是推动教学活动有序展开的载体[2]。从导语的情境设置中，我们能够明显看出新版教材的侧重点。

1.1.1 引言的情境

引言情境如表1所示。

表1 2007版与2019版教材中“氮及其化合物”节引言

2007版教材中的引言不符合现今我们关注的热点，在谈到空气质量时，我们更多关注的是PM2.5的数值，而2019版教材的引言更加符合新课标所提倡的教学过程中的情境创设。从对比中发现，2019版的引言从氮在自然界中的存在形式出发，引导学生了解氮元素在生产生活中应用广泛，感受“化学就在身边”，相较于2007版引言，更有利于引起学生探索的兴趣。

1.1.2 导语的情境

2007版教材在“氮气与氮的固定”这一部分以氮元素的来源及转化引入，2019版则从氮分子的结构和化学性质作为导语；在“一氧化氮和二氧化氮”章节中，2007版介绍了氮气在空气中的占比，在2019版中仅仅以“一氧化氮和二氧化氮是氮的两种重要氧化物”一句话介绍；在“氨和铵盐”部分，2007版以合成氨的重要意义作为导语，而2019版以氨的性质作为这一节内容的开端；在“硝酸”中，2007版导语明确硝酸具有特殊性质，2019版直接描述硝酸的物理性质；在“酸雨及其防治”的引入中，两版无较大区别。

通过对比，可以发现，虽然2019版相比2007版教材，没有运用更多的生活情境，但更多以描述元素的性质以及应用进行导入，讲清重点的同时，更合乎新课标对这一节内容情境素材的建议。

1.2 教材对实验探究活动的改进

2019版教材在2007版教材的基础上，将2007版教材中的“科学探究”改为独立的实验——二氧化氮溶于水，由教师选择，对这个实验进行演示、边讲边做或学生自己完成；除此之外，还增加了一个新的实验——铜与硝酸反应，2019版教材对实验方式及设置进行重新编排，充分体现了国家对深化课堂教学改革要求“认真开展验证性实验和探究性实验教学”的落实[4]，同时有利于培养学生的“科学探究”的素养。关于本节实验有以下几点变化。

1.2.1 采用了微型实验

“二氧化氮溶于水”这一实验中，在2007版教材中仅仅作为科学探究，对这一实验没有提出明确的要求，对此，以往仅仅从知识的角度进行设计与分析。在2019版教材中，虽然不在学生必做实验范围内，但需要以一定的方式让学生直观的看到实验现象。如图1所示，在2019版教材中，利用了注射器，不仅减少了用量、更易于操作，且更环保、NO2不容易泄露，同时学生感受到化学实验不拘泥于实验仪器，易于培养学生的创新意识。

图1 2019版教材中“二氧化氮溶于水”实验设计图

除此之外，充分运用“思考与讨论”栏目，培养学生从问题出发，依据探究目的设计探究方案的能力。

1.2.2 体现了化学是一门以实验为基础的学科

与2007版教材相比，2019版教材中所要求的实验增多，改善了之前化学实验较少的情况，体现了化学是一门以实验为基础的学科，让学生在实验中学习化学，通过基础操作以及观察实验现象等，有利于学生提高对化学学习的兴趣，也更容易让学生对所学知识有一个具体的印象，增强对知识的掌握。两版教材中实验编排对比如表2所示。

表2 两版教材中实验编排对比

除在教材中对实验设计进行改进以外，还有与之配套的《实验与探究报告册》，其中分为四类：实验、探究、实验活动、实验(选做)，每个实验与探究报告一般包括【活动目标】【活动准备】【过程和方法】【问题和讨论】【评价与反思】等栏目。涉及“氮及其化合物”的实验有：(实验)一氧化氮、二氧化氮、氨和铵盐的性质；(实验)硝酸与铜的反应。通过栏目的设计，明确目标、知识点、活动用品、步骤，观察现象得出结论或解释，进一步探究实验中的问题与注意事项，通过评价和反思，提高学生的核心素养，特别是科学探究与创新意识。

1.3 突出教学内容的结构化设计

教材内容的编排顺序反映出教材编写者的逻辑脉络、思路历程，对教学结构的设计有较强的指引作用。2007版与2019版教材版教材关于“氮及其化合物”教学内容的编排思路，主要体现了以下特点。

1.3.1 内容选择符合学生认知结构

2007版教材对于这一部分的内容，与“硫及其化合物”结合分为两节内容，且由图2我们可以看出，每一个小知识点没有明确的分开，导致内容混杂在一起，而且在知识的衔接上不连贯，与此同时，2007版教材分为两节内容，不利于学生知识体系的建构，不能很好的将“氮”元素有关的知识与“硫”元素有关的知识进行区分，在知识的记忆上容易混淆。2019版教材将“氮及其化合物”作为一个独立的章节，且有清晰的逻辑结构，符合学生的认知发展，更容易用零碎的知识点建立知识框架。

图2 2007版与2019版教材版教材“氮及其化合物”内容比较

1.3.2 内容编排注重化学知识结构化

2019版教材中，从氮元素本身的结构、性质出发，总体按照“单质—氧化物—化合物—化合物的水合物—应用”这个结构进行内容的编排，体会化学学习中贯穿“结构决定性质”理念，教师在教授本节内容时要重视巩固之前所学的内容，帮助学生将知识进行连结，形成体系。

1.3.3 内容选择有助于建构化学核心观念

2019版教材选择了有助于学生构建化学核心观念、形成化学学科认识能力的概念与原理等知识[3]。例如，在本节内容中，引入了所学习的“元素位置”、“元素性质”、“共价键”等内容，这些概念的引入，有助于学生主动构建化学学科核心概念。

1.4 课后习题设计更为合理

1.4.1 练习题呈现难度梯度

从题目的整体布局看，2019版教材中的题目的难度梯度更加合理和清晰，由选择题(考查基础知识)→非选择题(考察综合能力)，非选择题目的难度梯度较为合理，从物质的制备→实验→综合运用，其中涉及到所学知识的重点内容，难度适宜。2007版教材中将这一节内容和硫联系起来，分为2小节内容，依照题型顺序整理为一章习题进行对比。从题型看，2007版教材12道题中，选择题占比83%；2019版教材8道题目中，选择题仅占比38%，2019版教材相比2007版教材而言，对选择题的占比大大减少，并且选择题的难度比起2007版教材有所提高，2007版课后习题多为简单的性质选择以及和生活进行结合，而2019版更加注重重点知识的掌握。从题量上来看，2019版教材题目数量较少，更加符合素质教育的要求，重质不重量。综上所述，在2019版教材，课后练习题更大程度上体现了题目适量、适度的要求，有效的避免了学生因题目过于简单、同类型的题目过多导致的不认真对待的问题；同时也避免学生对习题的难易程度的误解。

1.4.2 依据学业要求和学业质量水平

新课标倡导基于化学学科核心素养的评价，依据化学学业质量标准，评价学生在不同学习阶段化学学科核心素养的达成情况[4]。对比2007版教材，2019版教材更加符合学业质量标准和学业要求，增强了对学生学习本节内容后的评价，更了解学生的学习水平。从图3中我们可以看出每一道题都有其相对应的“学业要求”和“学业质量水平”，题目都停留在水平一、和水平二上，符合新课标对必修部分的要求。

从图3中，我们可以看出，课后习题的设计满足了新课标所对应的学业要求，且不仅仅是一一对应，而是交错对应，一道题体现多个学业要求，这避免了教材中的习题难度较低、考察点单一的问题。

图3 2019版教材“练习与应用”题目所对应的学业要求和学业质量水平

2 两种版本教材优缺点分析

2.1 2007版教材优缺点分析

2007版教材中在内容的设置上，将非金属及其化合物这一章节的内容放在金属及其化合物之后，符合学生的认知方式，便于学生将金属和非金属进行对比学习；同时，将硫及其化合物、氮及其化合物的内容结合在一起，便于学生理解、区分其不同的化学性质，却加大了学生将同种元素的物质进行知识联结的难度，不利于学生建构完整的知识框架。

这一版本运用了较多的图片辅以科学视野的卡片介绍了氮及其化合物的用途，有助于提高学生的兴趣，帮助学生认识化学在生活中的应用，但是由于和硫元素的内容融合在一起，不利于学生进行分辨和记忆。但在归纳与整理部分将硫元素、氮元素的分开复习，提供了物质转换的方向，仍需要学生和教师进一步的整理和记忆。

在习题部分选择题整体难度较低，习题难度设置没有逐步提高，偏向于生活化及教材知识点的简单复习。

2.2 2019版教材优缺点分析

2019版教材中，在内容的设置上，将非金属元素这一章内容放在元素周期表之后，必修第二册的第一个单元，这样的设置更容易让学生理解氮元素的性质，从而与其他元素进行区分。并且便于学生养成从微观到宏观的认识，培养学生从元素的结构→单质→化合物→应用去认识化学物质的观念。

这一版本教材运用的图片较少，辅以科学史话栏目对本节相关内容进行合理的安排放置，但较于2007版教材趣味性较少，不易提高学生的学习兴趣。

在习题方面，整体来看，习题难度设置较为合理，避免学生在进行不同练习时，产生落差，同时，在章节的整理与提升部分，以化合价的变化提示学生，有利于学生对本节内容的把握。

3 两版教材“氮及其化合物”内容比较对教学的思考

3.1 结合两版教材，重视情境素材的创设和选择

从新课标以及2019版的教材中，可以看出对情境素材的重视，情景素材可以更好的将学生带入本节课的内容中，也更容易让学生理解、体会化学在我们身边。对于本节课的内容，我们可以通过探讨植物缺氮现象(叶片枯黄稀疏)、需要加肥料的原因，帮助学生知道在一定的条件下，氮气会和其他物质生成化合物，引导学生从氮分子转向氮的化合物认识，同时，通过所需特殊的条件，讨论氮气分子的结构和特点，从宏观和微观的角度理解结构和性质的关系[5]，加深学生“物质的结构决定性质”的观念，提高学生科学探究的素养。

在2019版教材中对于本节内容的情景素材主要围绕自然界中氮的循环及酸雨的防治，相较于2007版教材趣味性较少，教师在选择情景时还可以加入2007版教材科学视野中“火箭为什么能上天”这一素材，运用多媒体播放视频或者动画提高学生的学习兴趣，培养学生的科学意识，认识到化学对于我国科研事业的重要性。

3.2 结合两版教材，对相关知识进行对比

在2019版教材中，本节内容的知识点设计合理且利于学生建构“氮及其化合物”的知识框架，但除酸雨及其防治以外，没有将氮元素及硫元素的化合物结合起来，进行对比、辨析，因此，教师在讲解本节内容时可以联系之前所学习过的内容进行对比，便于学生分辨和记忆。例如，在进行硝酸知识点讲解时，可以将之前所学过的盐酸、硫酸的性质进行对比，培养学生的思辨能力。

3.3 运用不同方式，注重对实验的探究

化学是一门以实验为基础的学科，但由于受各种因素的限制，例如实验时间过长，难以进行实验安排；学生人数过多，不利于防护和管理等，这些原因限制了学生进入实验室进行实验，同时也造成了学生“记实验”的局面，但仅仅是文字的描述，学生容易遗忘、记错，对实验不够了解，这也体现在学生遇到有关实验及工艺流程的题目时就一头雾水的现象。

在2019版教材中配套的实验报告册很大程度上提高了对实验的重视，实验报告册的存在，不仅要求学生对实验现象和原因进行了解，还提出了更深的问题供学生思考。虽然在种种限制下，学生无法亲自做实验，但教师可以利用演示实验及多媒体工具为学生创造更多了解实验的机会，例如：实验视频、虚拟实验、实验原理动画等资源。通过这些手段，不仅学生对实验有了更深的记忆，同时也会对化学这门学科产生更大的兴趣和更多的热情。

4 结语

2019版教材有它不可替代的优势，但给教师的选择性也会更大。想要运用好教材，首先要求教师熟悉课本，了解编排顺序的意图，掌握好前后知识的衔接；其次要求教师发挥更多的自主能动性，结合教材内容，发挥自主能动性，认真对待每一节课。对于教师和学生来讲，教材的改革不仅是一次挑战也是机遇。