IB化学与人教版教材在元素周期律教学内容对比

刘笑明 朱春城

IB课程是国际公认的高水平大学预科课程，其化学课程分为高水平（Higher Level）和标准水平（Standard Level）。通过IBDP2014版化学教材（Chemistry For The IB Diploma 2014 edition）与人教版高中化学部分内容的对比，以期对我国化学基础教育教材编写和学习IB课程的学生能有一些有益的帮助。

随着全球化进程的加快，使学习内容日益丰富，可供学生选择的课程也越来越具有多样性，越来越多的学生将视野放到了国际教育课程，其中IB课程就是当今最受欢迎的课程之一，其主要原因在于IB课程的国际公认度高，全球有近1800余所高校（包括普林斯顿大学、华盛顿大学、哈佛大学、牛津大学）等世界顶尖的大学认可IB课程。

1 IB课程体系介绍

IB课程体系培养人群为3-19岁的年龄段的学生，整个培养过程分为三个主要阶段，包括童年课程体系，即PYP（The Primary Years Programme）本阶段适合3-10岁儿童学习，相当于我国的小学阶段;

MYP（The Middle Years Programme）本阶段适合11-16岁青少年学习，相当于我国的初中阶段;DP（The Diploma programme）本阶段适合17-19岁青年学习。其中DP课程的学习内容相当于我国的高中阶段学习内容。本文主要针对IBDP化学课程同我国的高中化学课程的内容进行对比（以元素周期律为例）。

IB课程考试的学生要在六个学科组中选一门课程进行学习，并且要选三科高难度（HL）和三科标准难度（SL），其两种难度学习的主题相同，不同的在于广度、深度、难度。对于标准难度（SL）课程的教学内容和我国高中教学内容难度持平，但其学习内容差别较大，而高难度（HL）课程则介于我国高中和大学课程之间，相当于大学的预科课程。IB课程作为一门国际课程，学习者具有不同的文化背景和教育背景，所以为了尽量做到公平，IB化学的课程评价体系是一个极为复杂和特色的评价体系。在考试形式方面IB化学课程也同中国高中化学课程一样分为必修和选修模块，其必修课程又称为核心课程（Core），核心课程是HL和SL都必须学习的课程，其选修部分包括现代分析化学、人类生物化学、医学与药物学、化学工业与技术、环境化学、食物中的化学、高级有机化学等七个模块，其中有些选修是HL和SL学习者都必须学习的，有些SL学习者不用学习，做为学习HL课程学生的扩展内容。

2 IB化学课程关于元素周期律（Periodicity）部分内容的设置

在IB化学课程中元素周期律被安排在原子结构（Atomic Structure）这一章的后面，所以学生已经掌握了原子结构、原子轨道、电负性、第一电离能等基础知识。

（1）元素周期表（The Periodic Table）

讲解元素周期表的结构，并且将元素周期表进行s、p、d、f分区;以碘元素分析价电子与所在元素周期表中位置的关系。

（2）周期律一（Periodic Trends 1）

讲解原子半径（atomic radii）、离子半径（ionic radii）、电离能（ionization energies）、电负性（electronegativities ）、电子亲和能（electron affinities）、熔点（melting point）等方面的周期性趋势。教材中原子半径部分内容引用直观图片进行展示。

在书中详细阐述原子半径的定义：原子半径是原子核到最外层电子的距离，但是由于最外层电子的位置永远无法精确地测量，所以原子半径通常定义为相邻两个原子核距离的一半。介绍了原子半径离子半径周期性的变化规律及其影响的因素。

（3）周期律二（Periodic Trends 2）

本节讲解熔点、第一电离能、电负性、电子亲和能的定义及周期性变化趋势。通过前20号元素的熔点变化分析其影响因素，从原子间作用力类型的不同加以解释，并且将第一组和第十七组分别进行对比，分析不同类型原子或分子之间的作用力。

（4）周期律三（Periodic Trends 3）

本节讲解同族元素化学性质的周期性变化，通过第一组元素（除氢）对应的单质与水反应的现象比较了金属性，讲解了与卤素的反应。通过第十七组元素对应单质和离子之间的置换反应比较了非金属性强弱。

以上就是IB课程中SL学生所学的有关元素周期律的大体内容。

3 人教版高中化学课程关于元素周期律部分内容的设置

人教版高中化学必修二第一章讲解了元素周期律的内容，本章分为三节，元素周期表、元素周期律、化学键。

3.1 元素周期表

讲解元素周期表来历，结构以及在元素周期表中的一些术语，比如：短周期、碱金属、卤族元素等。元素的性质与原子结构，分别通过钠、钾的原子结构和与水反应现象分析了两者之间内在的联系。通过表格展示碱金属和卤族元素的主要物理性质。对比卤素单质与氢气反应的剧烈程度分析了其内在规律。讲解核素、同位素概念。

3.2 元素周期律

讲解原子核外电子的排布，分别从化合价、金属性、非金属性分析元素周期律，并且探究了比较金属性和非金属性实验方法。从理论上过渡到了元素周期表和周期律的应用。

3.3 化学键

本节讲解离子键、共价键、电子式、分子间作用力、氢键的定义。

4 两本教材元素周期律内容对比分析

元素周期律就是通过元素周期表的细化研究而总结的规律，通过宏观的实验现象表征微观的变化规律，IB教材和人教版教材关于元素周期律的相关内容对比可以看出两本教材在栏目设置上大有不同，人教版教材中在讲述元素周期律上明显存在2个问题：（1）学生通过原子结构学习认识了原子半径的变化规律，但是只是通過表格数据的简单对比总结的特殊规律，不具有普遍性，教材只给了前18号（主族元素），所以原子变化的真正原因教材没有交代清楚，此为问题一。（2）在没有给出金属性非金属性概念的条件下，通过实验对比得出金属性和非金属性的变化规律，在元素周期律这一节，只通过钠、镁、铝与水、酸反应现象得出金属性变化规律，通过硅、磷、硫、氯与氢气反应的难易程度就让学生得出金属性非金属性的周期性变化规律，显得有些牵强，只通过宏观变化现象得出规律，而未进行微观解释，此为问题二。

IB教材对这些问题进行了整体分解的策略。（1）通过直观图解讲述了原子半径的变化规律，比表格数据更加直观形象，说服力强，说明了原子半径周期性变化规律的原因。（2）讲解第一电离能、电负性、电子亲和能定义，然后交代金属性非金属性的变化规律，这样学生对于这种变化规律有了更加深刻的理解，继而讲解证明金属性非金属性的化学反应，这样有理有据，学生理解更加深刻，便于学生熟练的应用所学的知识。

5 启示

IB教材在知识阐述上“直截了当”，而人教版教材更多的是给出结论，进行简单的解释，并且在必修模块和选修模块重复率高，有一些应该掌握的概念被放到选修模块，导致学生知识体系不够完整，学起来有“囫囵吞枣”的感觉，必修模块难度过低，选修模块难度过大，所以 在教材改革时应该注意知识体系的建构，保证知识体系的完整性。

以上研究对我国教材编写的启示：

1. 建立完整的知识体系，建立知识的因果关系，在学生的原有知识认知上，加深学生对所学知识深层次的理解。
2. 必修选修模块知识进行整合，减少知识重复，适当整理知识呈现的先后顺序。如元素周期律这一章内容在人教版选修三第一章原子结构与性质有交叉重合，如果将选修三中第一电离能、电负性等概念整合到必修二元素周期律这一章，就会使学生更加深入理解元素周期律变化的微观原因。

（作者单位：哈尔滨师范大学）