新人教版高中化学必修教科书栏目分析和建议
2021-04-26张海艳许燕红
张海艳 许燕红
摘 要
以2019年出版的新人教版高中化学必修教科书为研究对象,对其栏目设置情况、分类和数量进行统计分析,总结出新教科书栏目—活动探究类栏目:体现学科特征,强调实际应用;思考讨论类栏目:重视问题逻辑,启发学生思考;资料拓展类栏目:突出与时俱进,加强社会责任;巩固整合类栏目:强化宏微结合,注重科学思维的特点,并对利用栏目进行教学和编写教科书栏目提出一些建议。
关键词
新人教版 高中化学 必修教科书 栏目特点
教科书栏目作为教科书的重要组成部分,不仅仅是一种呈现方式,更是一种引导学生学习的线索[1],它对教学中实施科学探究、情境创设、提倡新型学习方式及激发学生兴趣和发展学生表达能力都有重要意义。新中国成立之前的化学教科书栏目设置较为单一,几个版本教科书都以学科为中心,强调知识的系统性[2]。1997年《全日制普通高级中学教科书(实验本)》进行了大幅度改革,在呈现方式上开始设置了多种不同类型的栏目。根据2003版高中化学课程标准编写的人教版高中化学教科书创新设计了“科学史话”“学与问”“科学视野”等9大栏目,同一时期的鲁科版和苏教版也设计了许多种类的栏目,这些栏目承载着当时课程标准提出的三维目标,注重科学探究能力和自主学习能力的培养,关注化学与生活、社会及科学技术的联系[3]。栏目的内容和形式体现了不同版本的编者更深层次的课程观、教学观、师生观和当代教育教学理念[4]。教科书栏目设置的变化在一定程度上体现了当前课程改革动态,因此以2019年新人教版高中化学必修教科书(以下简称新教科书)为例,认真研究栏目设计和分析栏目特点,以期有利于教师创造性地使用栏目,更好地促使学生化学核心素养落地。
一、新人教版高中化学必修教科书栏目构成分析
由于教学形式和教学模式的不同,教科书通过设计不同的栏目来引导教学活动,实现不同的教学功能[5]。新教科书的组织结构见图1。
图1 新人教版高中化学必修教科书的组织结构
从图1可以看出,新教科书依然是使用章节编排,并于每章末尾附上复习与提高和实验活动2种栏目,其中实验活动是新课标中规定的学生必做实验,帮助学生掌握高中化学重要的实验及技能,充分体现了化学以实验为基础的特征。每节又由正文模块、教学活动模块以及练习与应用栏目组成,其中正文是新教科书的主体,练习与应用栏目处在每节末尾,教学活动穿插在正文中,主要通过“方法导引”等不同栏目来呈现。
新教科书主要由14种栏目组成,在必修第一册教科书目录之前单独列出一页介绍了设置的主要栏目以及说明,并在目录后面附上了“探究”“方法导引”“研究与实践”“化学与职业”4种栏目的具体页码,方便使用者检索。根据栏目的内容特点和功能将14种主要栏目分为4大类:活动探究类、思考讨论类、资料拓展类、巩固整合类。4大类栏目数量占比统计见表1。
二、新人教版高中化学必修教科书主要栏目的特点
1.活动探究类栏目:体现学科特征,强调实际应用
新教科书设置的活动探究类栏目有4种:实验X-X、探究、研究与实践、实验活动。该类栏目将化学原理贯穿在实验活动中,让学生掌握实验基础知识和实验操作能力,从学生已有经验出发,创设真实问题情境,引导学生发现问题、提出问题,通过各种活动解决问题,充分体现了化学是一门以实验为基础的学科,注重培养学生实验探究与创新意识的化学核心素养。
“实验X-X”栏目是针对相关学习内容设置的基础性实验,未明确实验类型,可以教师演示、边讲边做或学生亲自完成。此类实验主要是通过直观的化学实验现象揭示化学原理,让学生掌握基本实验操作并理解化学反应、原理及规律,在新教科书中出现频次高达39次,说明基础实验在化学学习中的重要性。
“探究”栏目由旧版教科书的“科学探究”栏目优化而来,主要以实验为主,且每个“探究”栏目都有其小标题,让学生亲身经历问题和预测、信息获取、实验和观察、分析和结论等阶段,体验科学探究的过程,建立对化学理论、规律的感性认识,通过探究实验的设计思路、强调证据推理,有利于发展学生的高阶思维能力,提高学生科学探究能力、合作能力和交流表达能力。
“研究与实践”栏目是由旧版的“实践活动”栏目优化升级而来,且每个栏目都有其小标题,比原来旧版栏目占的篇幅更大,基本占1页的篇幅,该栏目根据研究任务进行项目调查研究,强调实际应用,其项目活动和生产生活以及社会问题有关,需要同学们通过查阅资料、调查研究、设计方案、完成研究报告等流程来解决真实生活中的问题。
“实验活动”是新课标明确规定的学生必做实验,在两册必修教科书中共设置了9个学生必做实验放于章末尾,是较为综合的實验。每个实验活动都有小标题且包含实验目的、实验用品、实验步骤、问题和讨论等4个部分。根据化学内容设置的学生必做实验,有利于培养学生良好的实验意识、实验习惯和实验能力,并帮助学生建立认知模型来完成同类型的实验。
2.思考讨论类栏目:重视问题逻辑,启发学生思考
学习始于问题,在思考、分析、解决问题的过程中,获得学习方法,促进学生深度学习。思考讨论类栏目利用问题情境、思考讨论,激发学生对学习内容的兴趣和解决问题的欲望,重视问题逻辑,启发学生思考。
新教科书中设置的思考讨论类栏目为“思考与讨论”,由旧版中的“思考与交流”“学与问”栏目整合而来,出现频次高达44次,在所有单个栏目中占比是最高的,承载着很多教学功能。该栏目通过多样的呈现方式提出问题,引导学生思考,教会学生通过类比推理、演绎、比较、观察、理论联系实际等多种方法来分析化学概念、原理以及化学在生活实际中的应用,并且讨论形式还会让学生感受到共同体在问题解决中的作用。例如第一章P15页中“请写出NaOH、Ca(OH)2、Ba(OH)2的电离方程式,并参考酸的本质,尝试从电离的角度概括出碱的本质”,在这之前学习了电离、电离方程式和酸的本质,应用电离方程式的书写方法写出碱类的电离方程式,属于类比,分析碱类的电离后概括碱的本质属于归纳推理,由此及彼,找到不同点和共性,教会学生学会学习化学定义的一般方法。
3.资料拓展类栏目:突出与时俱进,加强社会责任
新教科书中设置的知识拓展类栏目有“资料卡片”“科学史话”“化学与职业”“科学·技术·社会”“信息搜索”“方法导引”6种。通过对该类栏目的阅读和思考,开阔学生视野,了解化学在现代科技发展和社会进步的重要作用,学习科学家严谨、锲而不舍的精神,提供化学学习和科学探究的一般方法,理解化学在科技与社会和谐发展产生的重大影响和作用,突出与时俱进,培养学生社会责任感。
“资料卡片”占比最大,出现28次,有25处都有小标题,内容丰富,属于课内拓展知识,形式多样,有表格、文字介绍、图片等。例如第二章“焰色试验”中,在演示过钠、钾的焰色实验后,以表格类资料卡片和图片的形式介绍了其他一些金属元素的焰色;第二章“配制一定物质的量浓度的溶液”中,以文字类资料卡片的形式介绍了容量瓶的使用和注意事项;第五章“自然界中硫的存在和转化”中,以文字说明和自然界中火山口附近硫元素的存在示意图介绍了自然界的硫转化。
“科学史话”在新教科书出现了8处,相较于旧版增加了4处,且所占篇幅较大,说明新教科书在化学史教学上明显重视了许多。科学史话介绍有关化学家、化学史实、化学重大发现等内容,帮助学生了解相关学习内容的背景由来和发展史,深入理解科学知识的本质,并激发学生学习化学的兴趣。比如新教科书将氧化还原反应概念的发展、原子结构模型演变和元素周期表的发展由历史时间线完整展现,有利于学生理解科学概念原理和定律产生的缘由和发展,理解科学本质。
“化学与职业”是新教科书新增栏目,共介绍了8个与化学相关职业比如水质检验员、科技考古研究人员等的特点、工作内容和知识背景。新高考改革实施以来,大部分地区采用“3+1+2”模式,需要学生提前思考自己的职业发展方向,所以该栏目有利于帮助学生提前了解有关化学的工作领域,为以后填报志愿和就业做准备,初步培养学生从事化学专业的职业意识和职业规划能力。
“科学·技术·社会”由旧版的“科学视野”栏目优化而来,素材选取展现我国当代最新的化学成就,展示化学与生活更直接的联系,也展现了我国科技的进步和文化的自信,并培养学生的社会责任化学核心素养。比如第二章中“验证次氯酸光照分解产物的数字化实验”,介绍了以传感器、数据采集器和计算机组成的数字化实验,通对实验数据的采集利用软件对数据分析来获得实验结论,体现“四重表征”。第六章中的“发展中的燃料电池”,以文字和图片的形式介绍了在航天、军事和交通等领域有广阔前景的燃料电池,图片介绍了我国研制的燃料电池和超级电容混合动力有轨电车。
“信息搜索”是新教科书新增栏目,现代世界科技发达,信息化发展迅速,学生除了可以在书本上获得知识之外,也可以通过网络搜索等各种渠道收集信息。此栏目在教科书中虽然所占篇幅比较小,但是给学生提供方向去搜索,拓宽学生视野。例如第四章中“通过各种渠道收集资料,了解放射性同位素在能源、农业、医疗、考古等方面的应用”,学生通过此栏目收集有效信息,了解书本外化学知识,拓宽了学生的知识面。
“方法导引”栏目,以前只有鲁科版有,2019年新修订的3个版本必修教科书中都添加了此栏目,可以说“方法导引”在教学中有着积极作用,具体方法有:分类,模型,实验室中制取气体装置的设计,认识元素及其化合物性质的视角,预测,化学实验设计,变量控制,认识有机化合物的一般思路。这8个方法都是在化学学习和科学探究中用到的一般方法,“授人以鱼不如授之以渔”,学生掌握了方法就可以应用这种方法去学习其他知识。
4.巩固整合类栏目:強化宏微结合,注重科学思维
习题和概念图有利于学生理解和巩固知识,发展应用能力,形成问题解决意识。新教科书中习题按照学业水平质量编制,设置了许多真实情境的开放题,注重科学思维的训练;归纳部分以概念图的形式梳理知识之间的关系,强化宏微结合意识。
教科书中设置的巩固整合类栏目有“练习与应用”“整理与提升”和“复习与提高”3种栏目。“练习与应用”附在每节末尾,都是围绕这节学习内容设计的相应习题,及时巩固新知识。“整理与提升”和“复习与提高”都附在每章末尾。“整理与提升”是围绕本章核心概念以流程图的形式呈现,让学生通过宏微结合的归纳方法,建立核心概念的关系结构图,这样有利于老师引导学生对本章进行总结、归纳和深化,培养学生“宏观辨识与微观探析”化学核心素养,比如第一章对氧化还原反应的概念图见图2。“复习与提高”是每章学习后根据本章知识设计的复习题,难度比“练习与应用”大,还增加了大量的实践类习题和开放性习题,考查学生的知识迁移能力、思维分析能力以及解决问题能力,重视思维过程的训练、创新实践能力和科学素养的培养。
三、新教科书栏目教师教学建议
1.利用活动探究类栏目创设探究活动,落实化学素养
化学核心素养有5个维度,而核心素养必须在参与活动中才能获得。研究显示,部分学校不重视学生实验,甚至教师演示实验都很少,学生很少见过、接触过实验仪器和动手操作实验过程,因此,有些学生到了大学选择化学专业时实验操作能力几乎没有,学生水平参差不齐。所以教师可以结合实践探究栏目,精心设置演示实验、学生必做实验、项目调查实践等系列实践活动,促进学生学习方式的转变,让学生通过动手做、用眼看、用嘴说、用心想等探究活动,强化问题意识,提高实验设计、实验实施、收集数据以及实验结果交流反思等能力,使化学核心素养得以落实,必备能力得到发展。
2.结合思考讨论类栏目引导思考讨论,培养化学思维
化学可以培养问题意识和方法思维。在教学过程中,老师要用好“思考与讨论”栏目,利用任务驱动教学方式引导学生学习,引发学生思考,鼓励学生积极发表个人见解,注重师生、生生之间的交流表达和讨论,并注意引导学生挖掘、凝练蕴含在知识背后的规律、方法和学习思维,以加深对知识的理解和掌握。
3.用好资料拓展类栏目激发学生兴趣,体现化学价值
化学与社会发展息息相关,拓展类栏目作为课内和课外补充资料,对学生了解化学史和化学领域前沿问题和社会发展中的热点问题提供了生动真实的情境素材。在教学过程中,老师要结合化学史实和社会生产生活创设真实情境,让学生觉得化学就在身边,可以降低学习化学的难度,激发学生兴趣,丰富学生知识,理解化学科学本质和树立STSE观念,让化学走进生活,使生活融入化学,体现化学对社会发展的重要作用。
4.针对巩固整合类栏目强化知识运用,提升化学能力
化学知识点看似繁杂,但化学知识之间、知识与学生认知发展是相互联系、有规律的,老师在指导学生运用知识分析、解决实际问题的过程中,对不同阶段学生的发展,用好不同阶段的巩固整合栏目,注意引导学生用概念图进行整理归纳、对比分析知识的联系和区别,形成系统化、结构化的知识网络。利用真实情境中的开放性习题,让学生产生纵横联想,训练学生的发散思维,在这过程中运用化学知识解决生活生产和社会中问题,提升学生的化学能力。
四、教科书栏目编写建议
新教科书中“实验活动”是新课标规定的学生必做实验,每个实验都包含实验目的、实验用品、实验步骤、问题和讨论4大部分,但缺少撰写实验报告这一步骤,建议教科书编写可以增添怎样撰写实验报告,教师也可根据学生实验中的表现和实验报告进行综合反馈评价。关于新增的“化学与职业”栏目,两册必修教科书共介绍了8种与化学相关的职业,其实国外很早就有了类似的栏目,比如加拿大高中化学教科书每个单元设置了专栏“化学职业”,详细介绍了癌症研究专家、食品化学家、环境科研专家等多个化学相关职业,并附有“建立职业联系方式”的网站[6],有利于感兴趣的学生深入了解。我国新增的“化学与职业”也详细介绍了与我国化学有关职业背景、特点、工作内容,但缺少让学生可以查阅相关资料的网站,建议教科书编写可以添加相关化学职业链接。
參考文献
[1] 毕华林.走向生本的教科书设计研究—以中学化学教科书设计为例[D].济南:山东师范大学,2006:122.
[2] 郭震.我国高中化学教科书中栏目设置的变迁研究[J].教学研究,2017,40(01):106-109+114.
[3] 范丹丹,汪丰云,刘昕,黄晖晖.改革开放四十年人教版高中化学教科书的发展[J].中学化学教学参考,2019(09):30-35.
[4] 钟雪莲.中美高中化学教科书栏目设置的对比分析[J].黔南民族师范学院学报,2016,36(01):116-119.
[5] 唐丽玲.新课标三种高中化学教科书栏目设计特点及利用策略的研究[D].武汉:华中师范大学,2006:6.
[6] 杜娟.中国与加拿大高中化学教科书编写的比较研究[D].南京:南京师范大学,2008:21-22.
[作者:张海艳(1993-),女,四川岳池人,广西师范大学化学与药学学院,硕士生;许燕红(1969-),女,广西平南人,广西师范大学化学与药学学院,教授,硕士生导师。]
【责任编辑 郭振玲】