“物质的量”在新旧人教版高中化学教材中的比较

赵福琳，古丽娜·沙比提

(伊犁师范大学 化学与环境科学学院，新疆 伊宁 835000)

“物质的量”贯穿高中化学知识学习的始终，是连接宏、微观世界的桥梁，是学习者掌握化学变化的内在联系和规律的重要节点，学生只有熟练掌握本节内容，在高中阶段的学习中才能够通过定量的方式表征化学反应，促进相关化学知识的系统化。本文通过对2004版教材(以下简称旧教材)与2019版教材(以下简称新教材)的对比，明确新旧教材之间的差异，提出在教学过程中通过问题引导、真实情景创设以及习题的有效利用等建议，以期实现化学核心素养的形成。

一、2017版课标对“物质的量”的要求

新教材以《普通高中化学课程标准(2017版)》(以下简称2017版课标)为编写依据，根据其对课程内容、学业的要求并结合学生认知发展情况对旧教材进行了调整编排。2017版课标凝练了化学学科核心素养，明确提出落实立德树人的根本任务[1]。“物质的量”作为首次向学生引入宏—微观世界之间联系的桥梁，需要教师认真把握、系统规划本节内容，确保顺利将学生代入宏—微观的情境之中。2017版课标对于“物质的量”在课程内容与学业质量方面作了规定,对课程内容主要从三个方面作以要求及建议。(1)内容要求：了解物质的量相关概念，体会定量研究对化学科学的作用等；(2)学业要求：学生应具备的基本素养及所要达到的素养水平；(3)教学提示：教学策略的建议及必做实验[1]。这三个方面从侧面体现了核心素养的培养，这就需要教师结合课标要求，深挖教材内容，设计发展学生“素养”的完备教案。2017版课标提出了五条素养要求，从学业质量可以看到，本节内容主要涉及“宏观辨识与微观探析”和“证据推理与模型认知”两条素养的形成，素养的形成有赖于学生对知识的掌握，如何在教学过程中渗透，让学生实际地掌握并能有效地利用是一大难题，需要教育研究者共同努力。

二、教材内容呈现及编排比较

本章前言分析，在旧教材中，“物质的量”的引入主要是从化学实验反应过程中微观的角度出发进行阐释的，但是对于刚由初中升到高中的学生来讲，初中所接触的反应大多是宏观的、可操作的，并且是定量的，而对于微观理论，相关知识还不够完备，认识也不够深刻。“物质的量”本身抽象且难懂，有些学生会望而却步，从而对化学学习逐渐失去兴趣。基于上述问题壁垒，新教材根据学生已具备的基础知识及技能，将“物质的量”放于钠和氯这一章，力求建立宏观物质与微观粒子间的联系，进一步帮助学生从定量的角度认识物质的性质及其变化[2]。须知，绝大多数学生的认知能力是有限的，他们更容易接受宏观定量的概念。因此教师在教授“物质的量”时，也可以将“物质的量”与生活实际联系起来。从学生的认知特点出发，以全新的、更容易被学生接受的方式进行排版，有利于学生对抽象概念的理解和掌握。

从“物质的量”在新旧教材中所处的位置及主要内容作比较，如图1。

从图1中可以看出，“物质的量”在新旧教材中，所处的“章”“节”的位置、“节”的标号、名称以及所包含的小标题有所变化，新教材中将“物质的量”置于第二章且将其直接作为“节”名称直接呈现，这种设置可加深学生对新名词的印象，使教与学的难度相对分散并后移，能有效促进学生学习的积极性；“节”之下的第三个小标题发生变化，对两版教材内容进行对比，本小节内容主要是针对于“物质的量浓度”的介绍以及应用，新教材的小标题更加明确具体。同样也可以发现，新旧教材所涉及的主要内容出入不大，新教材依旧借鉴于旧教材，可见“物质的量”相关内容在高中化学中的地位并不会因为所处位置发生变化而消减，只是在内容的呈现上更符合学生的认知发展规律，降低了难度，便于学生理解。

三、模块设置比较分析

(一)图表比较

化学教材中信息表征的方式除传统的汉字外，主要是以图像、表格的形式呈现。图像能恰适地将抽象的内容进行形象化的解释与直观的概括，使抽象的知识内容直观、简单、具体，增强学生的理性认识，同样也可以培养学生看图明其意的能力[3—4]。图表可以将复杂的知识结构体系化，能使学生建立系统的知识网络体系，以“概念图”的形式实现知识的整体性，其在一定程度上弥补了文字表达的不足，将新旧教材中的图表从不同的侧面进行比较分析，以此明确新旧教材中哪些知识发生变动，为执教者设计教案提供角度。

1.图像的变化

简洁明了、清晰直观的图像能引起看图者的兴致，就新旧教材中“物质的量”本节内容的插图进行比较，新教材仅删除了旧教材中“电解水实验”的插图，但整体图像仍有一定程度上的改变，如从“1mol物质的质量及所含离子数”“1mol的几种物质等差图的呈现”中可以看到，新教材插图直观清晰、立体感强、排列整齐有条理，更易被学习者接受。并且新教材中的图像对于落实“宏观辨识与微观探析”核心素养也有一定的帮助，如“单质硅”图像的展示，两本教材都有图像的呈现，都有助于学生在其认知中建立“宏—微”观图示，但相比较之下，新教材中宏—微观的对比图像更具体、清晰，尤其是微观图像，更加立体，加之文字辅助，更能帮助学生在“注意力不集中”的情况下，凭借文字+图像的方式自主建立“宏—微”之间的联系，有助于核心素养的达成。

2.表格的变化

对新旧教材中的表格对比发现，新旧教材在“气体摩尔体积”这一小节内容的呈现中图表的差异化最明显，如图2，新教材将旧教材中的3个需要通过探究实验由学生自主完善的表格转换为1个基于“证据”提取信息，通过推理、归纳、总结得出结论的完备表格，从二者通过表格想要传达的信息来看，旧教材的探究主要是通过教师引导学生进行的，没有体现学生主体性这一理念，也未实际起到引入新知的目的，反而使问题复杂化，增加了学生的学习负担；从另一侧面讲，通过实际计算完善表格内容发现，计算结果并不是理论上想要的数据，实际想要的结论是通过近似值比较得出的，这可能会导致学生形成不严谨的科学思维[5]。新教材对旧教材中的表格进行了调整优化，简化问题，直接将数据呈现给学生，从“问题：……你能得出哪些结论？与同学讨论”。可以看出，新教材更加注重以“学生为主体”“团结协作”的思想，体现学生的“主人翁”角色，同时贯穿于证据推理这条主线。

(二)栏目比较

栏目隐含着丰富的学科教育价值，其具有指导性与可操作性，化学教材中的栏目更多体现的是培养学生成为自主型、合作型、探究型个体，帮助其建立科学的学习方式、形成严谨的学习态度[6]。对新旧教材中“物质的量”栏目进行对比发现，新旧教材栏目设置都位于正文中，意图衔接每个知识板块要点，但新教材的栏目更清晰、明了，其采用多样化的框图设计将栏目与正文内容进行明显的区分，给人视觉上的舒适感。在整体栏目的设置上，新教材借鉴于旧教材且又创新于旧教材。现将新旧教材栏目对比情况进行统计，如表1。

表1 教材栏目数目统计

从表1可以看出，“物质的量”在新旧教材栏目的设置上有直观的变化，如新教材直接将科学探究栏目删掉，但从新旧教材课本内容具体对比中发现，新教材将科学探究栏目整合至思考与讨论栏目，将抽象难懂的逻辑推理转换为精简的内容呈现，这种设置降低了学生的理解难度，由繁化简[4]。同样也可以发现，新教材相较于旧教材只保留了两个传统的栏目：“中英译词”和“资料卡片”。一些栏目的名称在原有基础上进行了重组优化，比如，将“学与问”“思考与交流”整合为“思考与讨论”，“归纳和整理”调整为“整理与提升”等。这种设置不仅使栏目名称更直观清晰、贴近内容，同样也优化了栏目的功能，以达到外显学科素养的目的[7]。

(三)题目设置的比较

题目的设置包括教材例题的设置与习题的设置。精选例题可以帮助学生实现课前、课后的自主学习，能有效加快衔接内容的理解和吸收，达到1+1>2的效果[3]。教材中的习题难度中等，是教师用于巩固、诊断、评价学生知识的掌握，技能的提升以及科学思维发展的重要手段。课后习题作为检验能力水平、学习效果的重要载体和工具，具有及时性、针对性和挑战性，同时还能起到边学边巩固的效果[8]。因而，题目的精心设置能有效地促进教学的顺利开展及学生的发展，对新旧教材关于“物质的量”在题目设置中的比较，如表2所示。

表2 教材题目数目统计

从题目数量来看，新教材新增了1道例题，减少了1道习题；从类型来看，新教材新增的例题属于“关系式”解析类，习题的类型名称由“习题”调整为“练习与应用”，“复习题”调整为“复习与提高”。继续深入对比，在例题的变化上，在介绍“物质的量(n)、质量(m)和摩尔质量(M)之间的关系式”时，旧教材中与之相衔接的是“学与问”栏目，设置1道问题让学生去思考，新教材则设置了1道有详细解答过程的例题[2]。“物质的量”作为新出现的物理量，其概念本身就生涩难懂，更何况是与之相联系的“关系式”，学生虽具备一定的计算基础，但作为高中阶段学生第一次接触到的需要计算的化学“关系式”，还是需要提供解题的思路，例题的设置在一定程度上降低了该难度；在习题的设置上，新教材相较于旧教材，无论是“联系与应用”还是“整理与提升”，有保留、有删减，如“整理与提升”习题的设置不仅与生产生活相联系，同样其在难度上采用层层递进的方式去呈现，在帮助学生理解、运用、迁移、巩固知识的同时，使学生基于“证据”进行推理，建构学生的解题思路、强化学生的解题效率、发展并提升学生的科学素养。

四、教学建议

(一)利用问题导引，厘清核心概念

依据课标对“物质的量”的内容要求、学业要求以及需要达到的学业质量标准，教师在教学之前即备课过程中需狠下一番功夫，厘清知识本身以及知识之间的逻辑顺序。本节内容有几个名词需要讲解，尤其是“物质的量”这一物理量，很难仅凭平铺直叙的讲解使学生听懂，教师可以通过问题驱动学生自主思考，比如可以设置以下问题：(1)如何根据物质本身的质量来计算其所包含的微粒数呢？(2)单个微粒不能通过电子秤直接称量得到，应该怎么办呢？(3)我们能不能把这些微粒作为一个大的集体，用一个新的物理量来代表呢？通过一系列的问题，使学生自主搭建知识网络结构，攻克难题。

(二)创设真实情境，初探微观世界

“物质的量”的研究对象是微观粒子，而微观粒子是看不见、摸不着的物质，距离学生的生活较远，这就需要教师在教学过程中创设与生产生活相联系的情境，能够有效促进学生理解陌生知识和陌生概念。可以采用类比迁移的教学方式，将学生已有知识和生活经验结合起来并运用到新知识的学习中，使学生能够举一反三，触类旁通，同时能够将抽象知识具体化，易于学生理解。在解释“物质的量”概念时，教师可以列举一些学生在日常生活中经常接触的集合体，如用笔芯的数量与“物质的量”进行类比，让学生在类比迁移过程中，对“物质的量”概念有深刻的理解，实现从物质观转变为微粒观，培育宏观辨识与微观探析的核心素养。

(三)有效利用习题，培育证据推理能力

“物质的量”的相关计算是“物质的量”相关内容的重要知识点之一，且贯穿于高中化学学习全过程，依据高考试题可以发现，“物质的量”的相关计算需要准确写出解题过程以及最终的正确答案，这就要求学生必须具备一定的证据推理能力。合理、有效地利用教材中的习题以及高考试卷中的相关题目，在教授涉及计算知识点的过程中，教师可以示范解题步骤，然后抛出几道类似或变式的题目让学生自主计算，并让学生思考能否用另一种方式解答。最后教师先说出答案，再整体讲解解题步骤，学生在核对答案的过程中能够体验解题成功的喜悦，在核对解题步骤的过程中找出自己的不同之处，整理出适用于自己的解题思路。当然，这对于刚接触陌生知识点的大多数学生来讲很难实现，但教师须坚持这种思路，以期培育学生的证据推理能力。