情境视角下的新版普通高中化学教材解读

严文法 张瑶 李彦花

摘要：《普通高中化学课程标准（2017年版）》教材编写建议指出，化学教材内容的选择“应具有真实情境性”、习题设计“应具有情境性”。课程标准是教材编写的依据，新人教版高中化学必修教材创设了丰富的情境素材。在借鉴已有研究对教材中的情境进行分类的基础上，分析了教材中情境的具体内容、编写特点，讨论了情境的教学功能。

关键词：人教版新教材;情境;核心素养

文章编号：1008-0546（2020）08-0008-05

中图分类号：C632

文献标识码：A

doi： 10.3969/j.issn. 1008-0546.2020.08.003

一、问题提出

《普通高中课程方案（2017年版）》中指出要“关注学生学习过程，创设与生活关联的、任务导向的真实情境，促进学生自主、合作、探究性地学习”[1]。2017年版普通高中各学科课程标准“进一步精选了学科内容，重视以学科大概念为核心，使课程内容结构化，以主题为引领，使课程内容情境化，促进学科核心素养的落实”[2]。

《普通高中化学课程标准（2017年版）》（以下简称“2017年版课标”）[3]的基本理念提到要“以发展化学学科核心素养为主旨、重视素养为本的教学”，而“创设真实问题情境，开展以化学实验为主的多种探究活动”是发展化学学科核心素养的重要教学手段。2017年版课标中的“教学提示”部分把“情境素材建议”作为一个单独的板块进行呈现，并提供了累计223处情境素材建议[4]，足见情境素材在新课标中的价值和地位。2017年版课标的“教材编写建议”部分也建议化学教材内容“应具有真实情境性，体现时代性，有利于学生知识视野的拓展，感悟科学、技术、社会、环境的相互影响”，而且习题设计也“应具有情境性”。

课程标准是教材编写的依据，教材是教师进行教学和学生学习的主要材料。2017年版课标颁布之后，教材也进行了相应修订。真实问题情境是发展学生学科核心素养的重要载体，教材能否参考课程标准的教材编写建议有效创设情境，是值得研究的问题。本文从情境视角对新人教版高中化学必修教材进行了分析，对情境素材在教材中的呈现类型、特点以及功能等进行了分析和思考，以期对基于核心素养发展的教和学有所启发。

二、新人教版高中化学必修教材中情境的类型

情境是教师在教学过程中从教学内容出发创设符合学生心理认知的真实而有意义的教学情景、环境和背景。在已有的研究中情境素材类型具有不同的分类标准，比如按照情境的自然形式、情境创设的途径、情境的来源或者呈现方式等标准进行分类[5，6]。本研究参考已有研究，结合化学学科特色，以教材中具体情境内容作为依据，将教材中的情境类型分为：化学史情境、生活经验情境、化学实验情境、工业生产情境、模型模拟情境五种[7]。化学史情境是指化学学科中概念、理论和学说的发现历程、化学家独特的趣味故事或者研究成果等;生活经验情境是指日常生活中蕴含的与化学学科相关的现象、事件、化学品或者职业介绍等;化学实验情境是指促进学生思考的探究性实验或实验室的仪器设备、药品等的介绍等;工业生产情境是指现代工业生产中所运用的工业原理、工业仪器、工业流程或工业产品等;模型模拟情境是指利用卡通图片、动画、微观示意图或实物模型使难以观察的微观事物显现化所创设的虚拟情境等。

根据上述情境素材分类标准，对新版化学必修教材中的情境数量进行描述性统计，得出图1的数据。

三、新人教版高中化学必修教材中情境的具体内容分析

1.化学史情境

化学史是化学学科的重要财富，新人教版高中化学必修教材中涉及的化学史情境一共20处，根据化学史的内容可以将其分为以下类型：（1）化学发现故事，如“氯气的发现史”“丁达尔效应发现史”“合成氨的发展史”“芳香族化合物与苯的发现史”等;（2）化学概念、理论、模型等的发展史，如“氧化还原反应概念的发展史”“元素周期律的发展史”“原子结构模型的演变史”和“电离模型的发展史”等;（3）化学家的个人经历以及为化工事业所做出的贡献，如“门捷列夫的预言”“侯德榜和侯氏制碱法”“炼铁高炉尾气之谜的解开”等。

化学史记录着化学学科知识体系的整个发展历程，在课堂教学中合理利用化学史情境素材将静态的结果化的知识转化为动态的知识发展历程，向学生介绍知识产生、发展的背景，使学生感受化学学科知识的形成进程，促使学生沿着学科知识的发展历程来建构自己的知识框架，从而加深学生对知识的理解。2017年版课标的“情境素材建议”也提供了丰富的化学史情境素材，比如电离和氧化还原理论的建立以及元素周期律（表）的发现史料等[8]，可以看出化学史情境素材是化学课堂教学的重要内容，对于学生学习化学知识有着独特的价值。以“氧化还原反应”的教学为例，学习“燃素说”到“氧化学说”的演进以及氧化还原反应概念理论建立的发展历程，能够帮助学生深入理解氧化还原反应的概念及特征、树立辩证唯物主义的观念、体会科学家们在寻找真理时所具有的科学品质。化学史情境素材的运用除了可以增加学生学习兴趣、深化对知识的理解之外，还可以帮助学生领会科学家们坚持不懈的科学态度，从而进一步培养学生化学学科核心素养。

2.生活经验情境

化学与日常生活息息相关，新人教版化学必修教材中累计设计了134处生活经验情境，包含（1）自然现象：森林中的丁达尔效应、丹霞地貌以及酸雨等;（2）日常生活中的现象：燃料的燃烧、食物的腐败和节日烟花等;（3）化学物质在日常生活中的用途：碳酸钠（用作造纸、制玻璃、制皂等）、电池、玻璃、陶瓷和合金材料等;（4）化学相关的工作：水质检验员、测试工程师、科技考古研究人员以及电池研发人员等。

创设学生所熟悉的生活经验情境，可以产生心理启动效应，能够很快让学生产生认知上的共鸣或者认知冲突，促进学生在已有认知基础上拓展认识，减轻认知困难。以“影响化学反应速率的因素”为例，教师通过创设冰箱储存食物、用煤粉代替煤塊或向炉膛通风等生活经验情境，将日常生活中的现象与化学知识联系起来，为理论提供事实证据，能够引发学生积极思考，顺利得出影响化学反应速率的因素，并能让学生切实感受到化学与生活的密切联系。创设良好的生活经验情境素材，不仅能够增加学生对化学学科的兴趣，还能促进学生主动建构化学学科知识，运用知识去解释生活中的现象原理，使得知识向素养发生转变。

3.化学实验情境

化学是一门以实验为基础的学科，所以实验在化学学科中有着举足轻重的地位。新人教版高中化学必修教材中化学实验情境共74处，包括（1）物质性质验证性实验：钠与水的反应、氯气的漂白性、焰色试验等;（2）物质制备实验：胶体的制备、氯气的制备、氨气的制备等;（3）物质检验性实验：氯离子的检验、Fe3+的检验、S04-的检验等;（4）综合性研究与实践探究活动：简易电池的制作、检验食品中的铁元素、测定雨水中的PH、豆腐的制作等。

实验为学生提供了学习的支架，但是以往教材中的实验是去情境化的[9]，只是孤立地展示实验操作的步骤，而化学实验情境不应只是教材中实验本身，更应该包含课堂中教师与学生互动的整个教学环境。实验情境是课堂中能激发学生思考的真实探究情境，在实验过程中，学生不能只是以看魔术的心态去观看实验现象，教师应该对学生加以引导，思考实验现象背后所蕴含的化学原理，促进学生对化学学科的理解从感性认知向理性认知发展[10]。以“钠与水的反应”为例，实验过程中学生会观察到：钠浮在水面上、熔成小球、四处游动、发出嘶嘶的响声、溶液变红，这些实验现象给学生提供了推理的证据，引导学生思考钠与水反应的反应原理，得出结论，深化对知识的理解。所以对于化学学科知识的学习，实验情境是必不可少的，它不仅能够培养学生的实验操作技能，而且能够给予学生视觉上的震撼，激发学生学习化学的兴趣，引发学生的思考，促进学生科学思维能力的提高。

4.化工生产情境

新人教版高中化学必修教材中化工生产情境共有22处，如电子工业中制作印刷版电路、工业制碱、工业制硫酸、海水提溴工艺以及化工业中所使用材料——催化剂等。对于学生而言，化工生产情境可能相对陌生一些，但这类型的教学情境却能将化学理论知识与实际生产实践相结合，对于提升学生的化学学科综合思维能力具有重要价值。在运用化工生产情境进行教学时可以让学生进行角色扮演，像真正的工业生产者一样，了解工业生产的全部过程，解决实际生产中所存在的问题，从而提升学生的综合素质。以“工业制硝酸”为例，将化学工业生产与化学知识相结合，从生产原料、反应、副产物的处理等各个方面进行分析，思考如何得到硝酸的最大产率、原料利用率最大、处理尾气氮氧化物等问题，在这个过程中学生既学习了实际化工生产中的制硝酸工业流程和原理，也培养了学生环境保护和资源循环利用的思想。在教学中运用化学工业情境素材进行教学，能够提高学生的综合思维能力和工程意识，并能使学生感受到科技的发展对于日常生活的影响，拓宽学生的科学视野。

5.模型模拟情境

新人教版高中化学必修教材中模型模拟情境共有10处，如氯化钠导电示意图、氯化钠固体在水中的溶解与形成的水合离子示意图、电子层模型示意图以及锌锰干电池构造示意图等。化学学科的特征是“从微观层面认识物质，以符号形式描述物质，在不同层面创造物质”[11]，对于刚刚步入高中阶段的学生而言，从微观层面认识物质的能力相对较为薄弱，较难建立宏观与微观之间的联系，若在教学过程中借助微观的模型模拟示意图，帮助学生理解物质的微观状态，化抽象为具体，可以减轻学生的认知困难，对学生认识微观世界具有重要的意义。以“电解质”为例，通过呈现NaCl导电的微观示意图，能够让学生从微观水平认识并解释NaCl溶液和熔融NaCl能够导电的原因是由于其自身产生了能够自由移动、带电荷的离子，从而加深对电解质概念的理解，并理解现象发生的微观本质，进而培养学生宏观辨识与微观探析的核心素养。

四、新人教版高中化学必修教材中情境编写的特点分析

1.注重融合化学史与传统文化

我国是一个拥有深厚文化底蕴的国家，并且在历史发展的长河中，产生了许多化学化工技术的成果，新人教版化学必修教材情境素材内容的选择非常重视我国的化学史和传统文化。化学史是人类科学发展过程中所遗留的宝贵财富，化学史中蕴含了丰富的文化与化学知识，新人教版高中化学必修教材能通过展示一些化学史素材让学生了解科学家有趣的个人经历和成就或者概念、理论和模型的形成和发展历程，例如教材中通过介绍“侯德榜和侯式制碱法”，让学生学习侯德榜先生的爱国热情、不屈不挠的创业精神以及敢于创新、探索未知的科学态度。新人教版高中化学必修教材中的情境素材还与我国传统文化相融合，例如在教材呈现了“豆腐的制作”的实践活动，要求教师在教学中组织学生查阅资料，了解我国传统制作豆腐的原理、过程以及豆腐的营养特点。教材中还介绍了其他诸如粮食酿酒和制醋等传统工艺技术，这种类型的传统文化情境素材，能够让学生感受中华饮食文化的价值，增强学生的文化自信，培养学生对中华传统文化的兴趣，发展学生的人文素养，

2.注重体现STSE思想

2017年版课标的“课程目标”指出“能深刻理解化学、技术、社会和环境之间的相互关系”，在选修课程主题内容中，也多处强调“STSE综合实验与实践”[12]。教材设计了丰富的体现STSE思想的情境，例如汽车尾气的处理、酸雨以及污水处理等当代社会密切关注的社会性科学议题，检验食品中的铁元素、了解食品中的有机化合物以及农业生产中化肥和农药的使用等与生命健康相关的生活主题等，这些情境素材的呈现，让化学、社会、技术与环境密切联系在一起。以“汽车尾气的处理”为例，通过创设情境让学生意识到环境问题的严重性，也让学生意识到化学发展与技术、社会和环境之间的关系。在教学过程中，教师结合教材创设与STSE密切关联的综合实践活动，帮助学生树立绿色化学的观念，以此培养正确的科学态度和社会责任感。

3.注重拓宽学生的职业视野

新人教版高中化学教材第一次将“化学与职业”作为一个栏目在教材中呈现，这是教材的一个创新点。化学科研工作者们通常是在实验室中进行科学技术与理论的研究，然而将科学研究理论运用于社会实践的却是这些普通化学工作者，教材从不同的领域对普通化学工作者进行介绍，例如：水质检验员、测验工程师、科技考古研究人员和电池研发人员等，在教材中以这样的方式出现，可以让学生了解与化学相关的职业，进一步了解从事化学工作所需要的专业知识。以“电池研发人员”为例，在教学过程中以电池研发的职业介绍为切人口，通过介紹研发人员诸如电池构成材料的研制、电池性能的改进和应用的拓展等工作，使学生从中学习电池的组成、工作原理、以及电池的回收等相关知识，从而促使学生对电池研发人员的职业产生兴趣。在教学过程中创设关于普通化学工作者的职业情境，让化学职业更加贴近学生的日常生活，也让学生明确普通化学工作者的重要性，增加对生活中的化学职业的兴趣，这对于学生未来的职业规划也将会有一定的帮助。

4.注重科学领域的前沿成果

2017年版课标指出“化学教材内容的选择应该凸显现代科学技术发展的新成就，尤其是我国科学技术工作者取得的重大成果”n引。教材中的情境内容多处介绍了稀土资源开发与利用、燃料电池的开发和利用、用C60作轮胎的“纳米汽车”、碳纳米管、石墨烯材料以及合金材料等最先进的科学技术成果，体现了科学的基础性、时代性和创新性。教材还展示了我国在科技领域取得的成就，如2015年我国化学家屠呦呦因青蒿素的研究获得了诺贝尔生理学奖、2017年我国宣布成功研制了具有某种性能的超级钢、我国自主研制的高性能歼击机所使用的隐形涂料等。教材通过创设体现科学领域发展的前沿、研究热点以及最先进的技术领域的情境，能够让学生在学习的过程中，发展创新意识与社会责任等核心素养。

5.注重在习题设计中融合情境

教材中的习题主要是用于巩固学生所掌握的知识，及时对所学知识进行回顾练习，情境化习题给出了具体的材料背景，能够体现知识的应用价值，帮助学生联系从已有知识经验出发去分析并解决实际问题。2017年版课标在“教材编写建议”中指出习题设计“应以学生的经验为基础，创设合理生动的问题情境，提高学生运用化学知识解决实际问题的能力”[14]。新版教材的习题中融人了丰富的情境素材，比如我国古代四大发明黑火药的制取、燃料电池、冷敷袋、工业上制备高铁酸钠、工业废水处理等。情境主要出现在习题的题干部分，也有的出现在选项中。情境化习题的问题解决，需要学生能够从情境中提取出关键的信息并进行综合分析，得出结论。教材习题的情境化设计，体现了2017年版课标所提出的“把握素养、情境、问题和知识四个要素在命题中的定位和相互联系，构建以化学学科核心素养为导向的命题框架”[15]，不仅能够提升学生知识掌握的水平，而且也可以提升解决实际问题的能力，发展学生的科学思维能力，促进学生从化学学科知识向化学学科核心素养转化。

五、新人教版高中化学教材中情境的教学功能

1.激发学生的学习动机

对于学生而言，理论知识的学习相对枯燥，若创设实验现象、自然现象、模型动画等能吸引学生的注意力有趣的情境，则能调动学生的积极性。教材中提供了大量的实验素材、化学史、社会研究热点以及技术前沿等情境素材，在教学中利用教材中的情境素材创设真实而富有意义的教学环境，可以使得相对枯燥的学习内容更加有趣，而且丰富多彩的情境，能让学生身临其境，使得学生处于积极、轻松、健康的学习氛围中，有利于激发学生的内在驱动力，对知识产生兴趣，进一步理解情境所传递的化学原理、概念和理论等，提高学习效率。

2.促进学习方式的转变

学生在学习化学之前，对于身边的事物和现象存在不同层面的认识，可能会产生错误概念或者相异构想。教师通过将教学情境素材设计成探究活动，可以为学生建立一个学习框架，给学生提供一个答疑解惑的机会[16]。教材中新颖的情境素材，容易引发学生的认知冲突，能够促使学生提出问题，而且教师也可以通过设计有价值的问题教学情境，将核心概念、问题和活动融为一体，激发学生的探究意识，使学生像科学家们一样进行科学探究，体验发现问题、解决问题、得出结论的全部过程。在探究过程中，学生将转化自己在学习过程中的角色定位，使得自己不再是知识的接受者而转变成知识的开拓者，学习方式从被动变为主动，同时对于自主建构的知识，学生的理解也会更加深入，这样有助于化学学科核心素养的提高。

3.促进知识的迁移

知识不是孤立产生的，它是对社会实践、科学探究和生活经验等的高度概括和总结，教师在教学中创设教学情境，将知识融入到情境中，让学生明确知识产生的背景与条件，揭示其存在的意义，使得学生的学习更有意义。在一定的教学情境背景下，让学生在已有的认知基础上自主建构知识网络，发展自己的学科理解，能够使得学生对于知识的理解更灵活，有助于帮助学生实现认知思路和化学学科知识的结构化，并能帮助学生在面对新的问题时，能够很快与记忆中的情境进行匹配，并对相应的知识进行提取，从而灵活地将知识加以运用，促进知识的迁移，进而提高解决问题的能力。

4 发展学生的社会责任感

教材中的情境内容介绍了一些现代社会关注的热点，如航天、材料以及医药等前沿科技领域，教师通过介绍这些前沿科技使得学生在学习化学学科知识的同时也能够感受到化学对于促进社会发展的重要性，以此激发学生未来继续从事化学科学研究的兴趣，从而提升学生的社会责任感，为社会进步、科技发展贡献出自己的力量。除此之外，教材中还创设贴近生活、贴近社会的真实问题情境，比如工业生产中三废的处理、环境污染、能源利用等一系列问题，教师通过展现这些亟待解决的严峻现实来引发学生反思，让学生意识到科技的发展对于现在的社会有着利与弊的两面性，以此激发学生情感上的共鸣，愿意为环境保护、可持续发展做出努力，进一步帮助学生树立绿色化学的观念和可持续发展的意识，发展学生的社会责任感。

六、讨论

情境在教学中的价值是毋庸置疑的，教材中编写了丰富的情境素材，对于课堂教学有着重要的参考价值。教师在利用教材进行课堂教学的时候，对教材中创设的情境一方面要思考情境内容的启发性，思考如何启迪学生的科学思维;而另一方面还需要思考如何创造性地使用教材中的情境或者是如何参考教材中的情境素材创设新的具有时效性、代表性、开放性、趣味性、探究性的情境。所以对于教材中情境素材的运用有以下几点建议，首先，在素材内容的选择上要依据教学目标，结合化学学科特色、基本观念和思维方式等，选择符合教学主题的素材;其次，教学情境素材的使用设计要考虑学生的心理特点和认知发展水平，从学生已有的经验、知识基础和学科能力出发去创设贴近生活、社会发展的真实问题情境;最后，情境素材的呈现应该依据具体的课堂教学内容，可以采用图片、文字、动画、实验等多种形式。对于教材中情境素材的使用还有许多需要注意的地方，教师应该正确使用教材中的素材内容来发展学生对化学学科知识的理解，落实教学目标，培养学生的化学学科核心素养。

参考文献

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本文系教育部人文社会科学研究规划基金项目“跨学科视角下的中小学科学核心概念学习进阶研究”（项目编号：18YJA880103）和北京师范大学中国基础教育质量监测协同创新中心重大成果培育性项目“中小学生科学概念学习进阶研究”（项目编号：2018-05-015-BZPK01）阶段性研究成果。