新教材教学内容的变化分析及教学对策

摘要：以人教版必修“常见无机物及其应用”主题的元素及化合物教学内容为例，从知识的认识发展价值、教材的编排结构以及课程标准的教学要求等视角理解新教材的变化。基于新教材教学内容的变化，课堂教学对策为：以认识物质性质的角度和思路形成结构化教学内容，统领课堂教学;以教材的栏目设置外显学科核心素养，引领课堂教学;以“情景-活动-问题解决”整体设计促进核心素养的发展，深化课堂教学。

关键词：新教材;元素及化合物;教学对策;学科核心素养

文章编号：1008-0546（2021）05-0072-06中图分类号：G632.41文献标识码：B

doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2021.05.019

新课程标准下新教材（指2017年版2020年修改课标下的教材）的实施正在按照教育部印发的《关于做好普通高中新课程新教材实施工作的指导意见》分阶段进行。新教材从知识内容到编排结构体系等都发生了很大变化，新教材必定给一线老师在教学上带来许多新的挑战，教材内容的变化及其原因是什么，如何理解新课标下教学内容要求，如何重新认识和理解新课标要求下实施新教材的课堂教学等，都需要重新研究。本文以人教版必修“常见无机物及其应用”主题的元素及化合物教学内容为例，如何促进新教材的理解，如何重构适应新教材的课堂教学范式进行分析，以供大家参考。

一、新教材教学内容的变化分析

1.从知识的认识发展价值角度理解元素化合物知识的删减与调整

元素化合物知识是中学化学课程内容的重要组成部分，元素化合物知识在高中化学课程中有三个方面的不同认识发展价值：一是作为认识对象，促进学生迁移应用所学的概念原理知识;二是作为感性认识素材，帮助学生建立和发展概念理论;三是作为认识结果，成为知识结构的一部分，为后续的认知活动提供参照和依据⑴。

新教材在原来Na、Mg、Al、Fe、Cu“五大金属”和 Cl、N、S、Si等非金属的基础上，根据元素化合物知识在高中化学课程中有三个方面的不同认识发展价值要求，选择了 Na、Fe、N、S、Cl五大核心元素承载元素化合物知识在高中化学课程中的认识发展价值，进行系统学习和全面掌握的代表性元素;A1和Si两种元素调整为作为感性认识素材，帮助学生建立和发展概念理论;以及作为认识对象，促进学生迁移应用所学的概念原理知识;将Cu调整为仅作为认识素材的定位。如新教材对A1元素调整为作为感性认识素材要求，安排在第三章第2节“金属材料”中学习元素A1的有关知识，教材从日常用品钮制品感性素材入手，通过“资料卡片”栏目介绍铝制品的表面处理方法，再经过实验认识铝及其氧化物的性质素材，通过铝及其氧化物性质解释铝制品的表面处理方法的性质应用，以体现化学的应用价值。调整后的元素硅（第五章第3节无机非金属材料）也是通过新型无机非金属材料的感性素材进行学习的。

2.从教材知识编排结构理解元素及化合物知识的教学要求

新教材对删减与调整后的元素及化合物知识在高中化学课程中的具体分布如图1所示。

新教材对元素及化合物知识的分布呈现“律”前与“律”后特征，体现了“物质结构-元素周期律”为线索的知识编排体系。

（1）“律”前学习三个核心元素及其化合物——典型金属Na、典型非金属C1以及价态多变的铁。

“律”前从原子结构入手，介绍典型元素钠和典型非金属元素氯，以此为元素知识基础，再通过呈现碱金属、卤族及第三周期元素性质变化规律，建构元素周期律理论模型，为后续非金属元素（硫和氮）的学习提供理论基础，充分发挥了理论的指导作用⑵。如金属钠的学习在教材引言中这样进行描述：“从钠的原子结构来看，它的原子的最外电子层上只有1个电子，在化学反应中该电子很容易失去。因此，钠的化学性质非常活泼，表现出很强的还原性”。然后通过实验探究，得出金属钠的一-般性质。氯气性质的学习也是从氯原子结构出发，对氯单质表现出的性质进行预测，经过实验探究氯气的各种性质表现，再到氯气在日常生活.工业生产等方面的应用。然后通过金属钠的化合物与非金属氯的化合物性质与应用的学习，初步建立了从原子结构物质的类别以及元素的价态等认识角度与思路学习元素化合物的认知模型，理解化学学科的本，质及特征。化学课程标准明确了化学是在原.子、分子水平上研究物质的组成、结构、性质转化及其应用的一门学科，其特征是从微观层次认识物质，以符号形式描述物质，在不同层面创造物质8）。从化学学科本质及特征出发，构建主题单元认识物质的基本思想（如图2[41），这样可以实现从知识结构化向认识思路结构化转变，落实化学学科核心素养的培养。

经过铁及其化合物性质与转化的系统学习，进一步丰富元素知识基础，进- -步认识基于物质类别和元素价态是学习元素及化合物性质的重要角度与思路。基于物质类别和元素价态，不仅可以预测物质的性质，还可以设计物质间的转化途径。如从物质类别的视角认识铁及其化合物之间的转化关系，可以按照图3“单质”“氧化物”“氢氧化物”“盐”的类别，认识各类物质之间的转化关系（见第一册 P81）。

当然，还可以进一步根据物质的类别元素的价态认识铁及其化合物之间的转化关系，构建“价-类”二维认知模型（见图4）：

（2）“律”后以“化学反应一转化”为线索学习S、N .两个核心元素及其化合物。

“律”后的S、N及其化合物的学习，通过原子结构元素周期律的理论学习，加强理论对元素及其化合物学习的指导作用。如第五章第- - 节硫及其化合物、第二节氮及其化合物的引言中都提出了硫、氮元素在周期表中的位置，硫原子、氮原子的最外电子层的个数以及容易形成的化合价等。以此培养学生养成结构决定性质的变化观念素养。

在掌握了基于物质的类别、元素的价态角度是认识物质的性质与转化的思路后，进--步突出物质價态认识物质的性质，通过氧化还原反应实现含有不同价态同种元素物质的相互转化。如工业制备硫酸（图5，见第二册P4）和工业制备硝酸（图6，见第二册珏）的原理。

3.新课标对元素化合物知识教学要求的理解与认识

学习的具体元素及化合物知识的量减少了，但是对5种核心元素及化合物知识的认识要求、能力要求， 以及能力素养迁移应用的要求都提高了。课程标准中对五大核心元素及其化合物的教学内容从发展学生的能力与素养层面提出了具体要求⑸：

①金属及其化合物

结合真实情景中的应用实例或通过实验探究，了解钠、铁及其重要化合物的主要性质，了解它们在生产、生活中的应用。

②非金属及其化合物

结合真实情景中的应用实例或通过实验探究，了解氯、氮、硫及其重要化合物的主要性质，认识这些物质在生产中的应用和对生态环境的影响。

③物质性质及物质转化的价值

结合实例认识金属、非金属及其化合物的多样性，了解通过化学反应可以探索物质性质、实现物质转化，认识物质及其转化在促进社会文明进步、自然资源综合利用和环境保护中的重要价值。

要更好理解新课标对元素化合物知识的教学要求，需要对理解该主题下内容要求与学业要求以及培养的素养目标之间的关系。如第三章第一节“铁及其化合物”内容要求、学业要求与元素及化合物主题的核心观念是元素观，通过物质的分类、各类物质的一般性质、电离和离子反应、氧化还原反应等核心概念促进学生对元素化合物认识方式的发展，能从物质类别、价态等角度预测物质的性质和变化，设计实验初步进行验证，并能分析、解释有关实验现象;能从类别、价态的视角说明物质的转化途径，并建立基于价类二维元素观。这是在必修阶段学生需要形成和发展的核心认识方式，主要是发展学生“宏观辨识与微观探析”“证据推理与模型认知”的化学学科核心素养，同时发展“科学探究与创新意识”“科学态度与社会责任”以及“变化观念与平衡思想”素养。

二、基于新教材教学内容变化的课堂教学对策

1.以认识物质性质的角度和思路形成结构化教学内容，统领课堂教学

发挥元素及化合物知识对发展学生的学科核心素养的价值，促进具体性知识向核心观念的构建转化、结论性知识的获得向能力和素养的转化，需要组织结构化的教学内容。内容的结构化则是实现这种转化的关键，也是课堂教学的首要任务。教学内容的结构化包括知识关联的结构化、认识思路的结构化和核心观念的结构化⑹，以组织结构化教学来统领课堂教学。组织结构化的元素及化合物知识的方式可见下图所示（图8）：

例如学习钠及其化合物（第二章第一节）知识，按照“单质”“氧化物”“碱”“盐”类别之间的转化形成知识关联的结构化（形成知识逻辑主线）;从钠的原子结构以及钠的化合物类别等视角预测物质的性质与转化，主要通过实验探究的方法，融合物质的一般性质、氧化还原反应、离子反应等核心概念促进学生对钠及其化合物的认识方式的发展，形成认识思路的结构化。结构化的钠及其化合物的教学内容构建如图9。

2.以教材的栏目设置外显学科核心素养，引领课堂教学

教材栏目设置大致可分为主体性栏目和拓展性栏目，主体性栏目主要包括实验、探究、思考与讨论、方法导引、练习与应用、复习与提高、整理与提升等栏目，是教学内容的一部分，充分体现课程标准的内容与要求;拓展性栏目主要为教师教学和学生学习提供素材资源，为学生开阔思路、拓展视野，主要有科学史话、科学·技术·社会、资料卡片、化学与职业等。不同栏目有不同的教学功能，但不同栏目的设置为实际教学解决了可操行性问题，起到引领课堂教学的作用。

（1）设置“方法导引”“整理与提升”栏目，实现知识向能力素养转化。

经过钠及其化合物知識和氯及其化合物的学习，在具备了一定的元素化合物知识后，学习铁及其化合物时（第三章第一节）设置了“认识元素及其化合物性质的视角”的方法导引栏目，进一步明确学习元素及化合物的角度与思路，促进物质的分类、氧化还原反应等核心概念对无机元素化合物知识性质与转化的认识和思维功能，引导学生逐步建立认识元素化合物性质与转化的认知模型，促进知识向能力素养的转化。只有当“知识结论转化为学生的思维和认识角度、认识思路和推理路径、推理判据”时，才能彰显核心知识的素养发展价值。

“整理与提升”栏目是针对各章节内容，从提升认识和观念的角度进行的归纳与总结。如第五章的“整理与提升”关于“物质的性质及转化”从5个方面进行归纳总结（见第二册P26）：

①认识物质结构与性质的关系。运用元素的原子结构知识，可以预测和解释物质的性质。请以硫和氮为例进行说明。

②从物质类别的视角认识物质间的转化关系。研究非金属及其化合物，可以按照物质的类别认识各类物质及其转化关系。请以硫为例进行说明。

③从元素价态的视角认识物质间的转化关系。……，请以含氮物质的相互转化为例，说明如何实现下列转化关系图10。

“整理与提升”加强了知识之间的关联、促进学习化学的认识思路与认识角度的形成。从“方法导引”到“整理与提升”系统化的科学方法设计，引领课堂教学促进知识向能力素养的转化。

（2）设置“探究”“思考与讨论”“研究与实践”栏目，促进学科思维的发展。

这类栏目都是活动类栏目，“探究”栏目有物质的性质探究（如钠与水反应）、物质性质的转化探究（如不同价态含硫物质的转化），也有工业生产原理在实际中的应用探究（如利用覆铜板制作图案）等。探究栏目的设计，突出了学习思路，强调证据推理过程O 如“利用覆铜板制作图案”，从栏目素材到体现学科思维的探究过程可表示为图11：

实验探究活动是化学学科核心素养“科学探究与创新意识”的重要表现之一，通过探究活动“使化学知识的学习、学科科学探究能力的形成与化学学科核心素养的发展有机结合起来”⑺。

“思考与讨论”是与学习内容相关的、有思考性的问题进行思考与讨论，是让学生在探究、实践等学习活动中进行思考，与同学、老师间的交流，体悟学习方法。

“研究与实践”栏目有重要的化学工业生产原理的研究（如了解纯碱的生产历史）、有利用化学知识在生活实际问题解决中的应用研究（如检验食品中的铁元素），还有利用化学知识解决环境问题的研究（如测定雨水的pH）等。核心素养就是学生在面对真实的、陌生的、甚至不确定的问题任务解决时，表现出来的关键能力、必备品格和态度价值。“研究与实践”栏目为学生提供了真实的、陌生的问题情境，在真实的问题情境中分析问题、解决问题，恰恰是发展学科核心素养最有效的教学方式（限于篇幅，略去具体教学活动案例）。

（3）设置“科学史话”“科学-技术·社会”“化学与职业”栏目，体现化学的应用价值和育人价值。

“科学史话”“科学·技术·社会”“化学与职业”栏目在元素化合物知识中具体分布及栏目教学功能之间关系如表1：

不同的栏目具有不同的教学功能，注重形式与内容、实践与养成相结合，通过这些栏目有机地融合于教学活动中，充分发挥栏目的化学应用、发展价值和育人价值。

3.以“情景一活动一问题解决”整体设计促进核心素养的发展，深化课堂教学

真实、具有价值的问题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表现机会⑻。所以核心素养的培養，需要在真实问题情境中，通过分析和解决真实问题任务的过程中才得以培养和发展。新教材在知识的呈现方式上注重“情景-活动-问题解决”的整体结构安排， 如氯气与水反应、铁与水蒸气反应等，目的就是为了在课堂教学上更好地落实和发展化学学科核心素养。

如氯气与水的反应：通过“自来水厂用C12来杀菌、消毒，且偶尔能闻到散发出来刺激性气味”的真实问题创设情境，从情境中提炼出真实的化学问题：氯水为什么能杀菌、消毒？经过氯气溶于水时发生反应生成盐酸和次氯酸的理论事实，以及氯气与干燥的有色布条和湿润的有色布条、有色鲜花等实验事实的推理分析，得出结论，再到应用，体现化学学科的整体思维过程。

为此，基于真实问题情境促进学生核心素养发展的学习活动设计思路可设计为图12。。

以“情景—活动—问题解决”整体设计是促进核心素养的发展，深化课堂教学的有效措施。

如何用好新教材，更好为培养和发展化学学科核心素养服务，还需要一线教师不断努力，不断研究。

参考文献

[1]

教育部基础教育课程教材专家工作委员会.普通高中化学课程标准（2017年版）解读[M].北京：高等教育出版社，2018（9）：105

[2][4]王晶.融合学科核心素养的高中化学教科书编制——简析人教版《普通高中教科书化学·必修》的变化特点[J].中学化学教学参考，2019（8）：1-4

[3][5][6][7][8]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，2018，1：1， 15，70-71，73，73

[9]王爱富.基于发展学生核心素养的单元教学设计实践探索[J].化学教学，2017（9）：55-59