IB化學與人教版教材在元素周期律教學內容對比

劉笑明 朱春城

IB課程是國際公認的高水平大學預科課程，其化學課程分為高水平（Higher Level）和標準水平（Standard Level）。通過IBDP2014版化學教材（Chemistry For The IB Diploma 2014 edition）與人教版高中化學部分內容的對比，以期對我國化學基礎教育教材編寫和學習IB課程的學生能有一些有益的幫助。

隨著全球化進程的加快，使學習內容日益豐富，可供學生選擇的課程也越來越具有多樣性，越來越多的學生將視野放到了國際教育課程，其中IB課程就是當今最受歡迎的課程之一，其主要原因在于IB課程的國際公認度高，全球有近1800余所高校（包括普林斯頓大學、華盛頓大學、哈佛大學、牛津大學）等世界頂尖的大學認可IB課程。

1 IB課程體系介紹

IB課程體系培養人群為3-19歲的年齡段的學生，整個培養過程分為三個主要階段，包括童年課程體系，即PYP（The Primary Years Programme）本階段適合3-10歲兒童學習，相當于我國的小學階段;

MYP（The Middle Years Programme）本階段適合11-16歲青少年學習，相當于我國的初中階段;DP（The Diploma programme）本階段適合17-19歲青年學習。其中DP課程的學習內容相當于我國的高中階段學習內容。本文主要針對IBDP化學課程同我國的高中化學課程的內容進行對比（以元素周期律為例）。

IB課程考試的學生要在六個學科組中選一門課程進行學習，并且要選三科高難度（HL）和三科標準難度（SL），其兩種難度學習的主題相同，不同的在于廣度、深度、難度。對于標準難度（SL）課程的教學內容和我國高中教學內容難度持平，但其學習內容差別較大，而高難度（HL）課程則介于我國高中和大學課程之間，相當于大學的預科課程。IB課程作為一門國際課程，學習者具有不同的文化背景和教育背景，所以為了盡量做到公平，IB化學的課程評價體系是一個極為復雜和特色的評價體系。在考試形式方面IB化學課程也同中國高中化學課程一樣分為必修和選修模塊，其必修課程又稱為核心課程（Core），核心課程是HL和SL都必須學習的課程，其選修部分包括現代分析化學、人類生物化學、醫學與藥物學、化學工業與技術、環境化學、食物中的化學、高級有機化學等七個模塊，其中有些選修是HL和SL學習者都必須學習的，有些SL學習者不用學習，做為學習HL課程學生的擴展內容。

2 IB化學課程關于元素周期律（Periodicity）部分內容的設置

在IB化學課程中元素周期律被安排在原子結構（Atomic Structure）這一章的后面，所以學生已經掌握了原子結構、原子軌道、電負性、第一電離能等基礎知識。

（1）元素周期表（The Periodic Table）

講解元素周期表的結構，并且將元素周期表進行s、p、d、f分區;以碘元素分析價電子與所在元素周期表中位置的關系。

（2）周期律一（Periodic Trends 1）

講解原子半徑（atomic radii）、離子半徑（ionic radii）、電離能（ionization energies）、電負性（electronegativities ）、電子親和能（electron affinities）、熔點（melting point）等方面的周期性趨勢。教材中原子半徑部分內容引用直觀圖片進行展示。

在書中詳細闡述原子半徑的定義：原子半徑是原子核到最外層電子的距離，但是由于最外層電子的位置永遠無法精確地測量，所以原子半徑通常定義為相鄰兩個原子核距離的一半。介紹了原子半徑離子半徑周期性的變化規律及其影響的因素。

（3）周期律二（Periodic Trends 2）

本節講解熔點、第一電離能、電負性、電子親和能的定義及周期性變化趨勢。通過前20號元素的熔點變化分析其影響因素，從原子間作用力類型的不同加以解釋，并且將第一組和第十七組分別進行對比，分析不同類型原子或分子之間的作用力。

（4）周期律三（Periodic Trends 3）

本節講解同族元素化學性質的周期性變化，通過第一組元素（除氫）對應的單質與水反應的現象比較了金屬性，講解了與鹵素的反應。通過第十七組元素對應單質和離子之間的置換反應比較了非金屬性強弱。

以上就是IB課程中SL學生所學的有關元素周期律的大體內容。

3 人教版高中化學課程關于元素周期律部分內容的設置

人教版高中化學必修二第一章講解了元素周期律的內容，本章分為三節，元素周期表、元素周期律、化學鍵。

3.1 元素周期表

講解元素周期表來歷，結構以及在元素周期表中的一些術語，比如：短周期、堿金屬、鹵族元素等。元素的性質與原子結構，分別通過鈉、鉀的原子結構和與水反應現象分析了兩者之間內在的聯系。通過表格展示堿金屬和鹵族元素的主要物理性質。對比鹵素單質與氫氣反應的劇烈程度分析了其內在規律。講解核素、同位素概念。

3.2 元素周期律

講解原子核外電子的排布，分別從化合價、金屬性、非金屬性分析元素周期律，并且探究了比較金屬性和非金屬性實驗方法。從理論上過渡到了元素周期表和周期律的應用。

3.3 化學鍵

本節講解離子鍵、共價鍵、電子式、分子間作用力、氫鍵的定義。

4 兩本教材元素周期律內容對比分析

元素周期律就是通過元素周期表的細化研究而總結的規律，通過宏觀的實驗現象表征微觀的變化規律，IB教材和人教版教材關于元素周期律的相關內容對比可以看出兩本教材在欄目設置上大有不同，人教版教材中在講述元素周期律上明顯存在2個問題：（1）學生通過原子結構學習認識了原子半徑的變化規律，但是只是通過表格數據的簡單對比總結的特殊規律，不具有普遍性，教材只給了前18號（主族元素），所以原子變化的真正原因教材沒有交代清楚，此為問題一。（2）在沒有給出金屬性非金屬性概念的條件下，通過實驗對比得出金屬性和非金屬性的變化規律，在元素周期律這一節，只通過鈉、鎂、鋁與水、酸反應現象得出金屬性變化規律，通過硅、磷、硫、氯與氫氣反應的難易程度就讓學生得出金屬性非金屬性的周期性變化規律，顯得有些牽強，只通過宏觀變化現象得出規律，而未進行微觀解釋，此為問題二。

IB教材對這些問題進行了整體分解的策略。（1）通過直觀圖解講述了原子半徑的變化規律，比表格數據更加直觀形象，說服力強，說明了原子半徑周期性變化規律的原因。（2）講解第一電離能、電負性、電子親和能定義，然后交代金屬性非金屬性的變化規律，這樣學生對于這種變化規律有了更加深刻的理解，繼而講解證明金屬性非金屬性的化學反應，這樣有理有據，學生理解更加深刻，便于學生熟練的應用所學的知識。

5 啟示

IB教材在知識闡述上“直截了當”，而人教版教材更多的是給出結論，進行簡單的解釋，并且在必修模塊和選修模塊重復率高，有一些應該掌握的概念被放到選修模塊，導致學生知識體系不夠完整，學起來有“囫圇吞棗”的感覺，必修模塊難度過低，選修模塊難度過大，所以 在教材改革時應該注意知識體系的建構，保證知識體系的完整性。

以上研究對我國教材編寫的啟示：

1. 建立完整的知識體系，建立知識的因果關系，在學生的原有知識認知上，加深學生對所學知識深層次的理解。
2. 必修選修模塊知識進行整合，減少知識重復，適當整理知識呈現的先后順序。如元素周期律這一章內容在人教版選修三第一章原子結構與性質有交叉重合，如果將選修三中第一電離能、電負性等概念整合到必修二元素周期律這一章，就會使學生更加深入理解元素周期律變化的微觀原因。

（作者單位：哈爾濱師范大學）