不同版本的“物质结构元素周期律”的编排比较与思考

周海欧 周曼文

摘要：选取“2007年人教版”“2019年人教版”与“2019年鲁科版”教材“物质结构元素周期律”这一版块知识内容进行编写特点的分析比较，得出各版本教材编排的优缺点，取长补短进行整合，以期能优化整合教材并找到一个合乎学科逻辑、合乎认识规律、合乎学生心理发展水平的最佳教学方式，为教师的教学提供建议，实现教材内容与教学内容和谐的统一。

关键词：不同版本教材比较;物质结构;元素周期律

文章编号：1008-0546（2021）01-0060-05

中图分类号：G632.41

文献标识码：B

doi： 10.3969/j.issn.1008-0546.2021.01.016

一、不同版本教材比较的目的、意义

2019年新出版的2套教材有“2019年人教版”与“2019年鲁科版”（人民教育出版社出版的教材，本文简称“2019年人教版”;山东科学技术出版社出版的教材，本文简称“2019年鲁科版”;2007年人民教育出版社出版的教材，本文简称“2007年人教版”）。

“一标多本”是这次新课程改革的亮点之一。这次新课改中出现了多种不同版本教材。教材是课程的重要组成部分，教材作为课程改革的物化产物，教材改革是课程改革成败的关键，课程改革能否达到预期目标，关键在于新教材能否体现和落实新的教育理念。教材是教师教与学生学整个教学活动的依据，是实现教学的目的基础。如何发挥教师的主观能动性，自觉地专研教材、把握教材、实现教材的优化处理，是提高教学质量的关键，比较不同版本的教材就是一种实现教材优化的非常有效办法。

“物质结构元素周期律”是高中化学最重要的章节之一，是高中化学教材的重要组成部分，高中化学教材的优化需要优化这一章节，本文主要对“2007年人教版”“2019年人教版”“2019年鲁科版”这3个版本的这个内容进行比较，横向、纵向对比分析各版本教材，使我们的老师明确这3个版本的这一章节的编排思路以及各版本之间的区别，取长补短进行整合，以期优化教材并找到一个合乎学科逻辑、合乎认识规律、合乎学生心理发展水平的最佳的教学方式。为教师的教学提供建议，通过自我分析整合，获得适合自己教学风格以及学生认知的教学设计。

二、不同版本教材编排的比较

1.章节编排顺序对比（表1）

相对于2007年人教版，2019年人教版和2019年鲁科版中都把编排顺序进行了调整，最大特点就是把原子结构的位置提前，要求从原子结构的角度研究元素周期表（律），体现结构决定性质的观念，帮助学生逐步构建：位一构一性模型，侧重发展学生“宏观辨识与微观探析、证据推理与模型认知等核心素养，凸显结构的重要性，契合了新课标要求。《普通高中化学课程标准（2017年版）》（以下简称“新课程标准”）明确要求：“认识原子结构、元素性质与元素在周期表中的位置关系”。与人教版不同，2019年鲁科版将硅及化合物作为陌生元素供学生预测，其目的是基于对已知元素的认识，利用元素周期律以及对已知元素及化合物性质的研究思路和方法，研究陌生元素及化合物，是对位、构、性系统认识模型的迁移应用。同时，2019年鲁科版将化学键放在第2章，主要是基于化学键对物质进行分类，从化学键角度认识化学反应的本质和能量变化的原因，承上启下，条理清晰（表2）。

2.知识内容变化对比

与2007年人教版对比，2019年人教版和2019年鲁科版都增加“分子的空间结构”，这与新课程标准中有关要求高度一致（表3）。

与2007年人教版对比，2019年人教版还增加了：①化学与职业——科技考古研究人员，碳-14测定文物的原理、碳-13和氮-15分析古代人类的食物结构;②元素周期表的发展;③图片——耐高温、耐腐蚀的铱合金用于火花塞。删减了：①钠与氯气的反应;②氢键的图片和大部分内容，将章末的“归纳与整理”改成了“整理与提升”，原来只有知识的堆积，现在更多的是学习方法的渗透和知识结构的系统化提升，体现了新课程标准的要求：“结合有关数据和实验事实认识原子结构、元素性质呈周期性变化的规律，建构元素周期律”，而不是要求学生死记硬背所学知识。

与2019年人教版对比，2019年鲁科版还增加了：①镧系元素和锕系元素，稀土元素，用彩图展示了一些元素及应用。②焰色试验。③金属材料。④预测元素及化合物的性质。以硅为例，推测元素的位置，结构，性质。⑤微项目：海带提碘和海水提溴，让学生设计实验方案，体会元素周期表、周期律在分析、解决实际问题中的价值。⑥萃取和反萃取。⑦本章自我评价——这是一大亮点：把核心素养的具体要求列举出来了，对于本节相关的核心素养的发展重点和学业要求进行了具体的落实，让学生更加自觉主动对照标准和要求进行自我评价和反思，提高学生的元认知水平，同时帮助老师对自己的教学评价更加具体，便于落实到课堂中。

3.栏目设置与出现频率对比[3]

栏目是教材的组成部分，在知识的承载过程中起着重要作用，是学生构建认识结构的一种重要途径，同时，教材栏目也是课程观的重要载体，其内容和形式都体现着设计者的教育理念，我们都要充分挖掘其丰富内涵。

由表4可以得出，相对于2007年人教版，2019年两个版本的教材在栏目设置上更加丰富多彩，充分体现了新教材培养学生创新精神和探究意识的教学理念。新教材通过丰富的栏目，大量的插图和表格，特别是彩色实物图呈现教材内容，激发了学生的学习兴趣，通过微观结构、模型、示意图的插图，为学生认识假说、模型、比较、分类、归纳等科学方法对化学研究的作用提供了较好的平台，从而降低了学生学习物质结构与性质的难度。2个新版本的最大亮点之一是：.实验探究栏目较多，都重视实验的完整探究过程，都采用了“问题一探究一分析一结论”的思路贯穿始终，例如2019年人教版的“思考与讨论”“实验X-X”“探究”“实验活动”等栏目重在通过学生的探究实践活动得出结论;2019鲁科版探究活动的开放性更大，“交流研讨”“活动探究”“微项目”等栏目则要求学生根据信息自主设计实验，要求更高。这2个版本均摒弃了灌输式的教学方式，最大限度地发挥学生的主观能动性，调动学生的积极性，让学生参与到知识的构建过程，践行新课标所提倡的要求：了解科学探究过程包括提出问题和假设、设计方案、实施实验，获取证据、分析解释和建构模型、形成结论及交流评价等核心要素。所以丰富多彩的栏目的设置旨在引导学生综合应用所学知识和方法，分析、解决社会实际和科技发展的真实問题，融合发展学科核心素养，倡导教师以多种形式开展实践活动类教学。2个新版本的最大亮点之二是：都增加了“方法导引”栏目，让学生在学习过程中能掌握学习方法，学会总结归纳，学会自己建构认识一种物质到认识一类物质、从具体到一般规律的认知模型，可以逐渐培养学生养成将陈述性知识转化为程序性知识的方法和策略，精心提炼化学的认识视角和认识思路，同时也外显化学学科的关键能力及核心素养的思维方法内涵。

4.教材习题情境创设的比较

新课程标准在“教材编写建议”中强调：要重视化学习题的设计，应充分发挥习题在促进学生化学学科核心素养发展方面的作用，习题设计应有情境性，应以学生已有经验为基础，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。这里的习题包括课中的思考与交流、学与问等课中习题及课后设置的基础习题。化学情境性习题是指以社会、生活、科学、技术、环境、最新科技成果等作为知识载体，是“纯粹”化学知识和真实情境问题的结合，置知识的考查于实际的问题解决之中，有助于学生发展和创造性地解决问题，使学生的创新意识和实践能力得到应用，学生的兴趣、态度、情感等得到潜移默化的培养。借鉴国际考试PISA关于情境分类的思路，把握粗细合理、包容并蓄的基本原则，对高中化学学科试题有关情境进行分类，可以分为：日常生活情境、生产环保情境、学术探索情境、化学史料情境。

由此可见，相对2007年人教版，2019年人教版和2019年鲁科版中习题中的情境性习题数量更多，素材来源更加丰富，例如2019年人教版中“信息搜索”：通过各种渠道搜索资料，了解放射性同位素在能源、农业、医疗、考古等方面的应用。而在此问题前面插入了一幅图片：图4-5放射性同位素应用于诊断和治疗疾病，同时在下面插入：“化学与职业”——科技考古研究人员，介绍同位素在科技考古中的应用，此2处情境的创设让学生感觉到化学在生活中的应用无处不在，而且在科技领域中用途也很大，激发了学生学习的兴趣，同时培养了学生学习化学的自豪感。再例如“研究与实践”中提出问题：要求学生阅读教课书中“科学史话一元素周期表的发展”，了解元素周期表的几个重要发展阶段，同时自制元素周期表。情境素材“化学史”的提供，让学生从另外一个方面了解了化学的光辉发展历程，学习了科学家探究的过程，同样的我们可以发现，2019年鲁科版的“联想·质疑”也有很多科学家例如门捷列夫的故事作为铺垫，进行情境创设，“学习·理解”中提到了杨振宁、李政道等科学家，这些情境素材的选择充分体现了中国元素，将化学学科内容与我国古代或现代科技成就、我国科学家的贡献、中华优秀传统文化以及社会主义核心价值观等深度融合，有利于对学生进行国情教育，增强民族自豪感，坚定文化自信，厚植爱国主义情怀。

同时，情境素材与学科问题深度融合，例如2019人教版在“思考与讨论”中提问：稀有气体元素原子的电子层排布有什么规律？情境创设是给出了稀有气体的电子层排布图，让学生自己寻找，符合学生的认知特点，引导学生建构相关模型;再例如“探究”中提问：你能推出第三周期元素金属性和非金属性变化规律吗？情境创设是通过学生的实验进行探究，同时提供相关的信息帮助学生推理，可以说是教材精心设计证据和推理、模型和解释，以活动为抓手，引导问题解决，在此科学思维过程中，实现了学生知识的自主建构。

三、教学建议

1.认真研究《普通高中化学课程标准（2017年版）》[6]，制定系统的教学目标

尽管我们面临不同版本教材，但是新课标只有一本，而且新课程标准对每个主题都给出了具体的[内容要求]、[教学提示]、[学业要求]，教师可以把它当作我们教学的蓝本，注意纵向对比，关注发生变化的地方，例如本章增加了学业要求“知道分子存在一定的空间结构”。在例如“氢键”在必修中没有要求，并不是不要求学习，而是放到了后面的教材中，但是在选择性必修中明确要求“知道范德华力和氢键是两种常见的分子间作用力，了解分子内氢键和分子间氢键在自然界的广泛存在及重要作用”，所以教师在制定教学目标时要依据化学学科核心素养的内涵和新课标要求，结合教师的经验，考虑学生认知水平，对教学目标进行整体、系统的规划，使我们的教学目标具有成长性、可持续性、可操作性。例如，结构决定性质是化学学科的核心概念，这一概念的学习在不同的阶段要求不同，呈递进关系：

这样递进的目标设计，符合学生的认知发展规律，要求教师在课堂上呈现化学知识时要考虑不同年龄阶段的学生认知特点，有序实施教学。

2.深入研究教材，领会教材编写意图[7]

教材的设计意图直接关系到教师的教学方式与学生的学习方式。作为教师，应该要理解教材编写的思路，把握教材的整体结构、专题结构和单元结构，依据学生的思维特点，使教材思路转变为学生的认知结构。特别是教学中要把握好教材的基本要求，不能随意加深、扩充知识。教师要纵向研究、横向对比不同版本教材，可以从教学内容增减、章节编排顺序、栏目设置等方面进行对比，例如本章节中2019年人教版比2007年人教版增加了分子的空间结构，而新课程标准也提出了相关学业要求，删减了“钠与氯气的反应”，删减了氢键的图片和大部分内容。章末的“归纳与整理”改成了“整理与提升”，编写的意图是原来只有知识的堆积，现在更多的是学习方法的渗透和知识结构的系统化提升。又如，对于原子结构和元素周期律，第四章第一节和第二节将2007人教版高中教材的编排顺序调整为：原子结构→元素周期表→同主族元素的性质→同周期元素的性质→素周期律。调整后的编排顺序将原子结构在教材中的位置明显提前，突出从原子结构的视角研究元素周期表和元素周期律，强化结构决定性质的观念，有利于发展学生的“宏观辨识和微观探析”的核心素养，逐步提升学生的化学知识结构化水平。

3.整合资源，重视栏目的应用

教师不仅是教材的实施者，更是教材的组织者和创造者，要在深入研究教材和学生的基础上，整体认识教材、把握教材、精心地对教材进行调整、组织，整合相关的教学资源。相对于2007年人教版，2019年2套教材对同一知识点介绍基本一致，但素材选取、编排顺序、呈现形式略有不同，各有特色;有互补的，如2019年人教版节后插图是耐高温、耐腐蚀的铱合金;鲁科版是用于制造飞机的钛合金等等。也有增强，如2019人教版在“科学史话”中介绍门捷列夫的预言选用了“鎵”，节后习题要求学生调查其他预言及证实材料，而在鲁科版“联想·质疑”中就介绍了“类硼”“类铝”“类硅”元素等等。教师在教学过程中要在深刻领会课标的基础上，对教材进行深入研究，根据学生实际情况取舍、重组教材，是用好教材、用活教材、丰富和发展教材的关键，真正做到“用教材教”而不是“教教材”。同时不同版本的教材都设置了丰富多样的学习栏目，教师在使用其中一种版本教材时，可以考虑借鉴其它版本教材中的栏目来丰富自己的教学设计，这样更加有利于我们实现教与学方式的改变。

4.注重情境创设的教学设计，促进学习方式的转变

从近几年高考试题可以发现，基于真实情境的试题命制已经成为趋势，新课程标准中也明确提出要求：试题的命制要以真實的情境为测试载体[8]。真实、丰富的情境是学生化学学科核心素养形成和发展的重要平台，为学生化学学科核心素养提供了真实的表现机会。

我们教师在选择和创设情境时要注意以下2点：①在情境的选择上，要注重内容和形式的丰富性，要包含引导设问的必要且充分的信息，要体现出情境素材的价值引领作用以及思维方法和态度责任等学科素养导向功能;②在情境的呈现上，要根据学生的认知特点、中学化学的内容及考查要求，确保情境文字表述、图表呈现等准确无误。例如本章中部分情境素材建议：元素周期表的发现史料;用铝和氢氧化钠的反应疏通下水管道;稀土资源、核能的开发与利用等。因此，我们教师在平时的教学中，进行教学设计时倡导真实问题情境的创设，开展以化学实验为主的多种探究活动，让学生熟悉不同复杂和陌生的环境，在平时命题时也要注重陌生情境的引入，激发学生的学习化学的兴趣，引导学生通过小组合作、实验探究、讨论交流，自主建构学习知识网络，慢慢促进学习方式的转变，培养他们的创新精神和实践能力。

参考文献

[1]乔国才.融合学科素养的高中化学教科书编制——人教版《普通高中教科书化学·必修第一册》简介[J].中学化学教学参考，2019，505（11）：1-4

[2]王磊，陈光巨.外显学科核心素养促进知识向能力和素养的转化——北京师范大学“新世纪”鲁科版高中化学新教材的特点[J].化学教育（中英文），2019，40（17）：9-18

[3]杨小丽，吴晗清.知识建构视角下化学教材栏目初探一基于三个版本化学必修1教材的栏目比较[J].中学化学教学参考，2016，413-414（ 1-2）：47-50

[4] 朱静雯.中美教材呈现方式对比——以元素周期表为例[J].山东化工，2020，46（3），179

[5]喻俊，叶佩佩.不同教材“方程式”的编排比较与思考——以“元素化学”为例[J].中学化学教学参考，2020，509（1）：14

[6] 中华人民共和国教育部：普通高中化学课程标准（2017年版）[S].北京：人民教育出版社，2018：68-76，81-88

[7] 于丽红.不同版本高中化学教材“元素周期律”的比较研究[D].济南：山东师范大学，2014：1-13

[8]单旭峰.不基于高考评价体系的化学科考试内容改革实施途径[].中国考试，2019，12：45-52