不同版本教材相同内容的差异分析与教学处理

刘金翠

摘要：以普通高中课程“胶体”内容为例，分析、比较和理解三个不同版本的新教材，解读教材的编写意图，并从课程标准的视角确定教学的内容与学科素养的发展，在此基础上开展融合学科知识习得与模型认知素养发展的教学.

关键词：课程标准;教材;模型认知;胶体

文章编号：1008-0546（ 2021）08-0077-05

中图分类号：G632.41

文献标识码：B

doi： 10.3969/j.issn. 1008-0546.2021.08.020

在基于核心素养发展的课程实施中，教师如何认识与理解不同版本教材的差异？如何将课程目标中的学科内容知识、基本技能以及价值观等相结合并运用于日常的课堂教学实践中，让学生能够在全新的、相对陌生的环境中有效发展并运用所学知识？对教师而言这些问题既是挑战，同时也意味着自己在学习和教学的策略设计以及多种有效学习方法的运用上拥有更大的专业自主权，特别是在课堂上设计并运用那些能够引发深度学习、探究式和问题式学习以及鼓励学生参与学科实践活动的方法。下面以“胶体”内容为例，对该部分内容在三种版本教材的编排差异、素材选择以及课程标准巾的相关阐述进行探讨，从发展学生模型认知素养的维度进行分析，以期对教师分析与处理不同版本教材相同教学内容的差异提供参考。

一、教材比较分析

新版的三套高中教材关于胶体这一教学内容的設计有同处，有异处，有同而异处，有异而同处。下面从教材的编排顺序和内容安排两个角度进行分析。

1.三种版本教材的知识编排

山东科学技术出版社的教材（下文简称鲁科版）将胶体放在第二章“元素与物质世界”的第一节“元素与物质的分类”中[1]。该节内容从元素与物质的关系开始，引出如何从形成元素的角度对物质进行分类，接着从物质分类与物质性质的视角揭示出对物质进行分类的本质作用在于方便对其进行研究，最后将胶体作为一种特殊的混合物进行介绍。鲁科版教材关于胶体内容的编排如图1所示。

人民教育出版社教材（下文简称人教版）将胶体放在第一章“物质及其变化”的第一节“物质的分类及转化”中[2]，该节内容分为两个部分，一是物质的分类，二是物质的转化。在物质的分类巾教材首先根据物质的组成和性质进行分类，接着介绍了对于分散系的分类。人教版教材关于胶体内容的编排如图2所示。

江苏凤凰教育出版社的教材（下文简称苏教版）将胶体放在专题1“物质的分类及计量”的第三单元“物质的分散系”中[3]。这一单元首先介绍了溶液、浊液和胶体这三种分散系，接下来介绍了胶体和电解质溶液这两种分散系的一些特殊性质。苏教版教材关于胶体内容的编排如图3所示。

三种版本的教材在知识的内容编排上存在一定的差异。相比较而言，鲁科版教材特别关注由表及里的物质研究方法与思路的学习。首先从组成物质的元素认识物质的分类方法，再从各类物质的不同性质认识物质类别与性质的关系，最后从构成物质微粒的视角来了解不同的分类方法。人教版教材特别关注物质及其变化的知识体系。学习沿着物质的分类到不同类别物质的转化这条主线展开，在物质的分类中首先学习根据物质组成和性质进行分类的方法，再到根据分散质微粒大小进行分类的方法。苏教版教材则引导学生从定性和定量两个视角来学习和研究物质。教材在学习了物质及其反应的分类后安排了物质的化学计量的内容，除了从定量视角认识物质外，教材也关注了物质的聚集状态对物质性质的一些影响，这种聚集状态对于性质的影响在胶体知识的学习中有一定的迁移。

尽管在内容编排上存在差异，三种版本的教材又都具有非常清晰的共性。教材都将胶体放在了物质与反应的分类中，都关注了物质类别与性质之间的关联，都突出了胶体知识对于学生建立从微粒视角来认识宏观物质的作用。在胶体知识的学习之后，也都安排了电解质的电离以及离子反应等知识的学习，这样的编排有助于学生对不同分散系的特点和性质形成一个整体的认识，突出了分散系模型认知对于理解不同分散系所具有性质的学习功能。因此，在“胶体”内容的学习巾，教师既需要从宏观辨识与微观探析这一学科素养维度出发展开教学，也需要关注模型认知这一学科素养维度的发展，需要以“胶体”知识内容的学习为载体，帮助学生建立模型认知与发展的一般思路。教师应思考以怎样的模型建构学科逻辑来组织教学活动，让学生将自己的原有经验、实验观察和探究方法相结合，完成模型建构、发展与运用的学习过程。

2.三种版本教材的内容安排

从内容上看，三种不同版本的教材中胶体内容的核心知识基本相同，而拓展的部分以及知识展开的方式略有差异，也体现了教材编写者不同的视角和观念。三种版本的教材都紧紧围绕课程标准的要求，关注了分散系、分散质、分散剂和胶体概念的学习，设计了丁达尔效应的实验以及对实验现象的微观解释。三种版本教材胶体的知识内容安排见表1。

三种不同版本的教材分别构建了具有各自特点的连贯而清晰的学习图景。鲁科版教材围绕溶液、胶体和浊液三种分散系中分散质大小的差异，不仅指出这种差异在光线通过三种分散系时产生的不同现象，还揭示了如何利用这一差异进行三种分散系的分离。这样的设计既将渗析与过滤这两种本质相同的分离方法建立关联，又从多种视角给出了不同分散系巾微粒大小差异的证据。在胶体的性质中还安排了胶体的吸附性以及作为拓展视野出现的电泳与聚沉，这些内容既是胶体的重要性质，也是解释胶体为何具有介稳定性的不同视角的证据，还与胶体的应用息息相关，完整地构建了一幅思考构成胶体微粒大小与其特殊性质关系的思维方式的图景。

人教版教材紧紧围绕着物质的分类这一线索，介绍了不同类别的胶体，建立了关于胶体分类较为完整的知识体系，也让学生将常见的以液体作为分散剂的认识拓展至更广泛概念上的分散系。在丁达尔效应实验之前，教材设计了将氯化铁溶液滴入沸水的实验，既通过简单的方法展示了胶体的一种制备过程，让学生对胶体的形成产生感性认识，也为将来学生进一步学习盐类的水解埋下了伏笔。教材沿着胶体的概念、分类、制备和性质逐渐展开，娓娓道来，为学生构建了较为完整的知识体系图景，并在这一图景巾适当留白，充分体现了知识不断生长与发展的特点。

苏教版教材围绕着胶体的结构特点、性质与应用展开，在丁达尔效应实验的同时设计了胶体用于净水的实验，突出了基于证据进行推理和在实验中学习胶体吸附性的方法。这一设计也将氢氧化铁胶体的净水与初中化学学习的明矾净水原理建立关联，突出了知识之间的联系以及知识的应用价值。在拓展视野中，教材介绍了胶体与表面化学这一化学研究的分支，从材料、医药和国防等工业应用的视角介绍这一研究领域的学科前沿知识。通过以上编排，教材为学生构建了一幅学科知识、社会应用和未来发展的图景，展现了化学学科知识在促进社会发展中所起到的作用。

分析三种教材对于胶体内容的编排，可以发现基本都遵循了模型准备——模型建构——模型运用的认知发展过程。三种教材都在原有溶液和浊液模型的基础上，根据新的实验现象与事实让学生对自己原有模型进行分析、修正和拓展，构建更抓住分散系本质特点的新的模型。教材都非常关注模型的功能取向，关注模型的发展与效化，即如何对基于已有模型的预测进行证实或证伪。

二、课程标准分析

在对不同版本教材的内容进行分析的时候，教师首先需要对课程标准中该部分内容的内容要求、学习活动建议、学业要求以及核心素养水平划分的相关内容进行分析，在理解课程标准的基础上发挥自己的专业判断力，规划并实施适合自己学生的学习目标。学习目标的设计应该包括知识内容、认知过程以及核心素养的发展，在此基础上可以选择合适的教学方式组织课程的实施行为以确保达成所设计的教学目标。对于课程标准的分析可以从四个维度展开，如图4所示。

根据以上分析维度对“胶体”内容进行分析。课程标准中对于“胶体”的教学要求集中在“主题2常见的无机物及其应用”中，分别有以下几点：在“内容要求”栏目中指出学生需要“认识胶体是一种常见的分散系”;在该主题的“学习活动建议”栏目中要求进行“胶体的丁达尔实验”的实验及探究活动;在“学业要求”栏目巾指出学生在学习这部分知识之后应该“能举例说明胶体的典型特征”。此外，在“实验化学”选修模块主题l基础实验中建议学生可以围绕物质的制备实验展开学习，如胶体的制备与性质。

1.“内容要求”分析

“内容要求”是对学习的知识内容进行规定，对教材的编写提出要求。“认识胶体是一种常见的分散系”，就是要求在教材中从分散系的视角来学习胶体，编写时需将胶体与学生熟悉的溶液和浊液建立关联，帮助学生认识这三种分散系的本质，理解其在微粒聚集程度上的差异及其引起的性质差异，认识到胶体特殊的性质所对应的特别用途。通过以上分析可知，胶体是基于溶液和浊液发展起来的关于物质类别的知识，学习巾需要注意概念与模型的发展。教师对内容要求进行分析是从学科知识整体上了解学习内容及其所属的学习范畴。胶体的学习是通过发现问题与解决问题的方式，发展学生对物质世界及学科概念的理解，并通过类比与建立模型的方法，在经验世界与科学概念之间架构桥梁。

2.“学习活动建议”分析

“学习活动建议”是对课堂教学方式给出建议，这种建议应该是基于对内容要求的理解以及学生化学学科核心素养发展的需求所设计。“胶体的丁达尔实验”这一课堂实验及探究活动的作用有两点：一是完成学科知识的学习。让学生通过实验从宏观上看到胶体的特殊性质，形成感性认识之后思考为何胶体会产生这样的性质，进而从构成微粒的视角来认识这种特殊的分散系。二是促进学科核心素养的发展。该实验主要涉及两个维度核心素养的发展，一是“宏观辨识与微观探析”，二是“证据推理和模型认知”。教学中需要将真实性探究的认知过程与模型建构的本质纳入知识学习的过程中，形成以模型认知发展为主线的探究教学活动线索，探讨在模型建构与发展的活动中学生的行为表现。

3.“学业要求”分析

“学业要求”阐述的是学生完成这部分内容的学习之后应该能够做的，它按照学科领域对可评价的学习结果进行明确规定，说明了对这一知识内容考查什么以及如何考查的问题。“能举例说明胶体的典型特征”是一种表述课程内容的方式，这一表述方式清晰地阐明了该部分内容学习的核心目标，可用于对学习者进行最终评价。要达成这一要求，可以让学生参与胶体及分散系模型意义的阐述解释与探究活动，让学生在参与活动的过程巾产生想法、建立模型进而修正概念模型，最終能够运用模型来理解和分析胶体的典型特征。

4.“学科核心素养”分析

从学科核心素养发展的视角来看，在胶体的学习中主要涉及的素养有两个维度：宏观辨识与微观探析以及证据推理与模型认知，本文主要讨论模型认知素养的发展。对“模型认知”素养的水平l特征描述为“能识别化学中常见的物质模型和化学反应的理论模型，能将化学事实和理论模型之间进行关联和合理匹配”。水平2的描述为“能理解、描述和表示化学中常见的认知模型，指出模型表示的具体含义，并运用于理论解释或推测物质的组成、结构、性质与变化。”

必修化学教学的核心素养要求为水平1和水平2层级，因此，这两个层级的描述规定了该学习内容在这两个核心素养维度上的具体要求和深度。在“模型认知”素养维度上，这部分学习内容需要达到水平2层次，学生需要基于溶液、胶体和浊液三种分散系对光线的不同作用这一实验事实进行推测，并建立分散质大小的模型对其加以解释;还需要根据电泳现象建立带电的胶体粒子这一模型，并将其用于解释胶体在遇到电解质等情况下的聚沉现象。教学时教师需注意模型效化中概念的融合、连贯与发展性，学生经由观察、分析和对已有知识的梳理，进一步确认模型内部组成之间的关联性，所形成的新的模型结构的融合与连贯程度较高。

三、教学设计分析

教师对于宏观辨识与微观探析以及证据推理往往比较熟悉，但是在模型认知的教学理解与实施上存在一定的差异。大家都知道利用科学模型的教学和模拟能够促进较为复杂的概念学习与理解，然而虽然模型经常在化学课堂上使用，但往往仅起到直观模拟原型的作用，对模型建构与发展的过程与方法缺少解释与说明，对模型的意义、目的、限制与适用范围等缺少分析与理解，使得学生对模型的了解与认识仍依赖自己的经验与领悟。整体而言，教学巾主要集中在特定模型上，以认识论为主，即让学生通过模型了解与认识现象，在方法论上的学习与探讨较少。

让内隐的心智模式透过模型来使思考具体或外显化，是胶体教学中需要关注的内容。教师需要更多地思考如何运用模型呈现、运用模型思考、运用模型解释、运用模型理解、运用模型表达的学习方式，关注学科内隐知识结构与外显模型的交互作用。模型认知学习能够帮助学生以可见到的形式来思考，而不仅仅是以抽象的描述或符号的形式，能够传递难以轻易看到的内容，引发对于物质间复杂关系的思考，从而建立更合理的科学认知。

从以上对于课程标准和不同版本的教材分析中可见，三种版本的教材尽管在“胶体”知识内容的呈现形式上表现出了个性化的设计，但其在模型认知这一素养维度的发展是相同的。不同版本的教材中都注意了帮助学生建立“胶体”的认知模型，并运用这一认知模型来解释生活和实验中遇到的问题。如图5，教师可以围绕模型认知这一学科素养维度的发展，以胶体的知识学习为情境，通过模型准备、模型构建、模型修正和模型运用这一发展途径[4]，建立起学科知识学习与模型认识素养发展的良好互动关系。

首先，胶体这一知识的学习需要进行模型准备，溶液和浊液属于学生的先前知识与概念，这两个概念的认识与理解深度对于胶体概念的学习非常重要，教学时可以基于事实和模型对溶液和浊液中的微粒分散情况进行分析和讨论，从而为胶体的学习进行模型准备。

接下来在观察与分析胶体性质的基础上，教学可以将胶体与刚刚建立的溶液与浊液的模型进行对比，分析胶体与前两个分散系基本模型之间的关系与异同，在此基础上构建起胶体的模型，并利用已构建的胶体模型与溶液、浊液模型的关系与结构进行效化，这是模型建构的过程。

随着学习的深入，学生不断有新的认识，会发现他们自己原先构建的胶体模型在解释这些新的现象时存在不足之处。教学巾需要增加他们原先构建的胶体模型中的结构、要素或关系，将其修正为新的模型，这是模型修正的过程。

最后，可以通过知识运用与知识拓展展开两个水平层次的模型运用，知识运用环节可以将修正后的胶体模型应用在与前面的学习活动类似情境的问题中，而知识拓展可以从胶体到不同微粒聚集状态对于物质性质的影响，将物质微粒大小与物质性质之间关系的模型应用于新情境的问题中。

从课程标准出发对不同版本的教材进行分析，能够帮助教师对其编写理念、内容编排、素材选取、栏目设计、呈现形式、文本特色等进行解读，更好地认识学习内容的学科本质、结构体系与学习线索，从而更好地对教学素材进行整合、重组和利用，设计出兼顾知识习得与素养发展的课堂教学。

参考文献

[1]王磊，陈光巨.化学必修第一册[M].济南：山东科学技术出版社.2019

[2]王晶，毕华林.化学必修第一册[M].北京：人民教育出版社.2019

[3]王祖浩.化学必修第一册[M].南京：江苏凤凰教育出版社.2020

[4]宋元惟.探讨日本与台湾学生之模型本質认识——以东京与台北地区为例[D].台北：台湾师范大学，2016