化学新教材的学习理解与实践理性

摘要：义务教育化学新教材立足培根铸魂、启智增慧的要求，具有基本的政治属性和战略属性，应基于科学教育的基本理念和基本方法，建立化学核心知识体系，坚持五大编写基本原则，遵循课标和重视学习进阶，建构学业质量评价刻画体系，注重传承与创新。化学教学具有实践理性，应重视合理教学逻辑和抓实课堂关键要素。实施学业评价和理解化学学科本质，应遵循学习者中心。

关键词：义务教育化学新教材；学科理解；学科本质；实践理性

中图分类号：G423 文献标志码：A 文章编号：1673-9094（2024）11-0057-05

义务教育化学新教材立足培根铸魂、启智增慧的要求，承载培养担当民族复兴大任的时代新人的责任。因此，学习理解新教材是每位化学教师的应有担当，理性实践是每个化学教师的时代责任。当前，根据《义务教育化学课程标准（2022年版）》（以下简称“新课标”）编制的国家审定教材共有7种，简称为：‌人教版‌、鲁教版、科粤版、‌沪教版、北京版、沪科版、科普版，江苏省主要选用人教版、沪教版等作为9年级学生的化学教材。学习和使用新教材，须深入理解编写、学科和教学，具体实施时还要遵循教学规律、凸显学科本质和优化学习方式，开展符合新时代学生学习需求的、理性的化学教育实践。

一、理解新教材的编写理路

（一）教材编写的基本站位

1.化学新教材的政治属性和战略属性

义务教育化学课程是一门自然科学课程，是人类探索科学文明的知识结晶。化学新教材作为表达科学文明的重要形式，更是落实课程标准而编制的学习文本、教学依据，具有鲜明的政治属性和战略属性，具有奠基性、可读性、系统性。因而，化学新教材是落实立德树人根本任务、促进学生德智体美劳全面发展的重要载体，是激发学生对物质世界好奇心、想象力、探求欲的窗口，是形成化学基本观念、发展科学思维、增强创新精神与实践能力的依靠[1]1。化学新教材坚持马克思主义的指导地位，体现了马克思主义中国化最新成果、中华优秀传统文化、党和国家对教育的基本要求以及人类文化知识积累和创新成果。

2.化学新教材的理念、目标与内容

首先，立足五大理念，即实践育人、素养立意、大概念统领、跨学科实践和发展性评价，分别指向“思想、价值、方法、应用、评价”五个维度[2]；其次，确立化学课程目标，主要包括化学观念、科学思维、科学探究与实践、科学态度与责任，分别聚焦观念、思维、实践、意志；再次，设计五大主题[1]10，即“科学探究与化学实验”“物质的性质与应用”“物质的组成与结构”“物质的化学变化”“化学与社会·跨学科实践”，构建一个内循环体系“实验（探寻）—性质（发现）—结构（循证）—变化（推理）—实践（应用）—实验……”[3]，这个体系将化学发现者的时光浓缩为“科学观察者”，百年如一瞬，人类文明迭代周期也将加速。正如托马斯·库恩指出：科学家从不抽象地学习概念、定律和理论[4]。这些思想工具从一开始，无论从历史的观点还是从教学的观点看，都在具有优先性的单元中被教授。因此，科学教育不仅仅是传授科学知识，更重要的是让学生理解科学方法与本质，包括科学知识的产生、发展和变革过程。科学发展非线性累积，因而，科学史和科学方法论的教学弥足珍贵。

（二）编写的原则与特点

新教材编写依据五大原则：一是坚持全面发展，育人为本；二是面向全体学生，因材施教；三是聚焦核心素养，面向未来；四是加强课程综合，注重关联；五是变革育人方式，突出实践。新教材编写遵循课标，重视学习进阶，从课程标准的逻辑可以表述为：育人方向—核心素养—结构化知识体系—跨学科实践—学业标准刻画。化学新教材在具体落实的过程中，内容方面以五大主题统领，对标25个二级主题和8个必做实验，安排了不少于10%总课时的跨学科实践活动。人教版注重化学学科发生和发展、学习者知识背景的逻辑，沪教版尝试化学学科应用实践和科学史交错的逻辑。跨学科实践内容设计中主要采用制作、调查和探究三种形式，STEM思维特质鲜明，提倡走向社会的学习、解决问题的学习和群体合作的学习，涉及化学与科学风险控制、社会热点与前沿问题、人类与科学实践的关系等主题（见表1）。

（三）学业质量评价

1.新课标对学业质量评价有新要求

在课标第四板块的“课程内容”中，分别从五大主题的“学业要求”进行阐述，共25条。第五板块的“学业质量”分为两个部分：“学业质量内涵”中强调了学业质量与核心素养的关系以及学业质量标准的重要性；“学业质量描述”中描述了学生在不同化学学习情境中应达到的学业成就，包括对物质的认识、化学变化的理解、实验探究的能力以及在生产生活和社会情境中的应用，即通常所说的“物质、反应、实验、价值”四维度。总体来说，“学业要求”是学习过程中的能力要求，“学业质量”是对学习终点的监测要求。学业质量是学生完成课程阶段性学习后的学业成就综合表现；学业质量标准则是以核心素养为主要维度，结合课程内容，对学生学业成就表现的总体刻画；学业质量评价要求是所有过程评价、结果评价与考试命题的依据。因此，“学业要求”是“学业质量”的内容依据，“学业质量”是“学业要求”的“刻度尺”。

2.新教材质量评价有新设计

新教材的学习过程和学习评价主要体现在栏目的设置上。为了增强学习过程的活动性和程序性，一般设计有：《科学史话》《目标预览》《实验探究》《方法导引》《资料卡片（拓展视野）》《观察思考（思考与讨论）》《练习与实践（应用）》《整理与归纳（讨论）》《复习与提高（本章作业）》等。沪教版教材的《整理与归纳》以问题菜单形式呈现，人教版教材的“整理与讨论”以结构化（导图等）方式呈现，前者重视学生的知识转化与深度追问，后者突出知识结构化与系统性。在作业设计方面，沪教版教材后配置5～12个习题，题型以选择、填空、简答或判断、实验、综合实践题为主，选择题量较少；人教版教材后配置5～10个习题，题型与沪教版类似，增加了调查题，选择题量一般占一半左右。

二、化学教学的实践理性

江苏化学教学整体形成了三种风格：重视化学文化渗透、突出学科观念教学、立足发展学科理解。实践理性具体包括以下两个层面：聚焦教学逻辑、聚焦课堂实践。

（一）合理的教学逻辑

1.宏观与微观之间的想象与思辨

物质的宏观表现与微观假想之间的关联，是化学学科学习的关键，也是化学学习之后，内隐在学习者身上的“思维印迹”。例如，在“构成物质的微粒”的教学中，需要解决的问题有：高锰酸钾在水中“流动的紫红色”行为，既有MnO4-的行为思考，又有H2O分子的行为反证；原子是否能捏碎的尺寸问题；扫描隧道显微镜“看到”的是否是真实原子；既然原子核外层是虚空的，手为什么不能伸进桌面；潮湿的衣服干了，由分子构成的衣服为什么不消失；冰表面为什么很滑、石墨为什么有滑腻感等。

2.元素化学研究课的逻辑

元素化学研究课一般遵循以下建构逻辑：一是情境负载层，教学设计应丰满、结构化，能够生长问题；二是性质探寻线，重视循证式设计，使性质学习非知识化罗列，有一定结构张力；三是实践应用层，物质的应用逻辑是发展性、反思性的，甚至具有否定性；四是实验循证链，实验作为举证和发现的工具，也是思维工具；五是学科本质层，基于学科本源思考，包括物理、数学、生物学科；五是哲学思辨层，既重视科学的归纳与演绎特质，又关注化学学科的内在哲学系统，变化与平衡、系统与模型等[1]16-19，将系统论、信息论和控制论贯穿其中。

3.概念原理探究课的逻辑

概念原理探究课一般可以从五个行动层级进行建构：一是宏观出发，从“离学生生活最近的化学问题”入手，提供宏观证据，如反应、性质等视角。特别提醒的是，不要忽略物理性质的证据。二是中观建模，学习实际上是每个人脑中的自我想象，任何知识进入人脑需要“重构”，主题需要二次加工，这也是学习发生的必然环节。三是微观探析，微观世界是“测不准”的，量子化特质导致“碳基的人脑”只是“宏观化的想象”。四是模型建构，每个个体都需要建立一种模型去解释“真相”，满足“好奇心”。五是专业语言表征，运用化学学科的独特语言即化学用语，进行合乎通识的表达，由于“人类语言”的局限性，语言所产生的障碍还需要人类自己突破，因而，“只可意会、不可言传”也是学习化学的重要环节。

4.跨学科教学设计

跨学科教学一般需要注重四个环节。一是凝练真实问题或情境，呈现一组问题或者情境，如碳循环问题包含自然界的碳循环天然存在、人类过分满足生活需求所产生的破坏、应用化学原理的重构与修补碳循环等；二是构建活动单元和学习单元，由于跨学科学习的课堂也是单元化的，每个个体的学习具有单元化特点和进阶性特质，因此，课堂中的跨学科学习需要活动化，课外的个体学习需要自主化；三是抽象问题本质和演绎新问题，跨学科学习是没有终点的单元学习，新问题产生是跨学科学习的终点；四是回归真实创造，形成独立认识问题的方式，结构化的认识一类问题或原理，创造性表达解决问题的实践产品或者研究理路。

（二）实践理性的三个关键

1.源于问题的高质量讨论

高质量问题源于真实世界和真实需要，真实世界的真实问题需要进行凝练与抽象，进行学科化改造。一是设计结构化问题。例如，“闻到花香”是一个真实问题，背后的学科逻辑是什么？“香气”引起人的嗅觉器官与人脑之间构成反射弧，“远处的花”并没有进入嗅觉器官，看不见的“香气”这种物质能够被人感知。由此可以抽象出的化学问题是：“香气”这种物质可能的物理性质？“香气”被感知的可能路径？空气微粒与“香气微粒”之间可能的关系？二是设计思辨性问题。“质量守恒定律”是科学研究的方法论问题，新教材选用3个实验：金属单质（Cu）与O2、Fe与CuSO4溶液（CuSO4溶液与NaOH溶液）、Na2CO3与盐酸（CaCO3与盐酸），从归纳法视角看，所选实验的“典型性”表现在哪里？这些实验在进行定量研究过程中，需要采集哪些数据？为确保采集数据的可靠性，实验装置设计需要注意什么？从质量守恒定律的实验探究过程看，对于化学反应中物质与能量变化问题的研究，需要注意哪些关键要素（体系与环境）？从演绎推理视角看，质量守恒定律在原子分子论视角下化学反应遵循的规律是什么？因此，思辨性问题有助于学生形成科学研究的一般方法。三是设计开放性问题。例如，在“CO2的实验室制法”的教学中，生成CO2的反应有哪些？这些反应的原料、条件、产物种类等有什么特点？实验室制备CO2的目的和用途？工业上获得CO2的方法可能有哪些？总之，高质量讨论的问题一般具有合理的逻辑性、内在的关联性和跨学科特性。

2.高品质对话在于理解

高质量问题必然伴生高品质对话，高品质对话需要教师高品质思维，高品质思维需要教师“理解学生、理解学科本质”。在课堂教学中，为实现高品质对话，教师与学生之间的对话往往有“发问—作答—回音—确认—反问—新作答……”的结构，这种回音话语的语言结构为教师提供了协调学术任务结构和社会参与结构的重要工具，促使学生在课堂话语互动中进入知识社会化的进程。高品质对话结构促进师生的学科思维同频与异质交错，最终达成对学科问题的初步共鸣。例如，在《溶液及其应用》教学中，教师可设计问题：氯化钠在水中被分散的证据是什么？分散成为溶液，此时的溶质微粒的尺度是什么？学生作答：“溶液无色、透明，氯化钠固体不可见，此时微粒为离子尺度。”教师回应：“你所罗列的证据均为肉眼观察的性质，能够表明离子尺度吗？由于人眼能够感知的光波长大约在380nm（紫色光）到750nm（红色光）之间，大小在毫米级，微粒很小到微米级就无法被观察，而单个离子的尺寸在0.1nm左右。无色是否是证据呢？有色离子Cu2+溶液在一定浓度下表现蓝色如何解释？”不直接对学生的回答进行反馈，而是重新组织语言说出学生的想法并引发学生表达创见，并展开多轮次的思维碰撞，才是高品质对话。

3.高效率展示成于设计

教学相长的本质在于“教中学、学中教；教即学、学即教”。高效率展示学习成果，是输出型学习的主要表现形式。化学教学中，采用个体讲演、团队群演、成果发布等形式，有助于加深学习理解和知识内在转化。围绕《碳循环》实施项目化学习，教师设计了“碳捕集”基本原理研究和“吸碳机”制作成果展示。学生展示制作的简易吸碳机，无纺布上分别浸有15% KOH溶液、15%K2CO3溶液及石灰乳，打开电源，吸碳机工作。实验结束，绘制吸碳机工作后环境中CO2浓度变化。这种展示将化学原理、试剂选择、条件控制、STEM设计、学术表达融为一体，项目化学习的学以致用、用以活学的特质充分显现，实践育人意蕴得以彰显。

三、重视评价和突出学科本质

初三化学教学的启蒙性在于保护好奇心、激活想象力和引发探求欲，作为科学的化学，以培养学生科学思维、科学精神和科学态度为本[5]，以根植社会责任和家国情怀为魂，全过程尊重学习者，需认清两个问题。

一是重视评价。人类的学习目的是满足认知需要、满足输出表达，即创新和创造。评价在学习过程中是引发剂、催化剂，过程性评价具有激励和诊断功能，因此，平时教学中要布置“绿色可持续作业”，注重激活学习热情、引导自我发现。减少选择题作业，增加主观生成性作业，如：“O2在空气中的体积分数是" " " " " ”的填空式作业，转化为“O2在地球演变史中浓度发生怎样的变化，生化环境相应发生怎样的变迁”等。评价过程中注重增值性评价，观察和欣赏学生在化学思维、化学实践方面的表现，给予激励性等级和展示型奖赏。

二是突出学科本质。化学教学中充分展示第一性原理的思维方式，鼓励学生质疑（Question）与思辨（Critic），强调大脑实验，用“思维实践”去“模拟进程与构造”。初中化学教学中有几个问题需要不断追问与反思：从燃素说到氧化学说，如何理性评价？人类如何叩开原子大门？原子分子论何以成为化学的基本公理？物质在水中如何分散为研究离子反应提供了怎样的基石？

研究化学即研究科学，教好化学即生长思维、激活想象。

参考文献：

[1]中华人民共和国教育部.义务教育化学课程标准（2022年版）[M].北京：北京师范大学出版社，2022.

[2]吴星.以大概念统领设计义务教育化学课程内容——《义务教育化学课程标准（2022年版）》解读（二）[J].化学教学，2022（11）：6-7.

[3]波普尔.猜想与反驳[M].傅季重，等译.上海：上海译文出版社，2005：55-58.

[4]库恩.科学革命的结构[M].金吾伦，等译.北京：北京大学出版社，2012：39-40.

[5]赵华.化学教学设计应立足智慧的文本解读[J].化学教学，2017（3）：12-16.

责任编辑：赵赟

*本文系教育部化学教学指导专业委员会重点项目“中学化学实验评价实施情况调研与分析”（2023hxjzw01）的阶段性研究成果。

作者简介：赵华，江苏省教育科学研究院教研员，教育现代化研究院研究员，正高级教师，江苏省特级教师，主要研究方向为化学教育、数字化教育、德育理论与实践；王明，太仓市教师发展中心，苏州市学科带头人，主要研究方向为化学教育、教育管理与理论。