基于化學(xué)核心素養(yǎng)理念的新舊教材比較研究

魏斌

摘 要 新課程改革的重點(diǎn)是發(fā)展學(xué)生的學(xué)科核心素養(yǎng)，為了更好地將新課標(biāo)理念落實(shí)到教學(xué)實(shí)踐當(dāng)中，基于化學(xué)核心素養(yǎng)的新舊教材比較研究十分必要。以“鐵及其化合物的轉(zhuǎn)化”內(nèi)容為例，對(duì)比研究新舊版本蘇教版教材在內(nèi)容編寫與呈現(xiàn)、欄目設(shè)置與編排、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)等方面的區(qū)別和聯(lián)系，為基于化學(xué)核心素養(yǎng)的課堂教學(xué)和學(xué)生的自主學(xué)習(xí)提供一些參考。

關(guān)鍵詞 高中化學(xué) 核心素養(yǎng) 內(nèi)容選取 欄目設(shè)置 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

《普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）》（以下簡稱為新課標(biāo)）的頒布，標(biāo)志著適應(yīng)時(shí)代要求的中國基礎(chǔ)教育化學(xué)課程改革（以下簡稱為新課改）正式拉開帷幕，改革的重點(diǎn)是著力培養(yǎng)學(xué)生的“化學(xué)核心素養(yǎng)”[1]1-2。教材作為教師教學(xué)和學(xué)生學(xué)習(xí)的重要媒介，對(duì)教師如何進(jìn)行發(fā)展化學(xué)核心素養(yǎng)的教學(xué)以及學(xué)生化學(xué)核心素養(yǎng)的形成起到舉足輕重的作用，教材改革也勢在必行。蘇教版教材從2004年啟用到2019年最后一次使用已經(jīng)走過16個(gè)年頭，隨著新版蘇教版教材（以下簡稱新教材）的出版，新教材將取代舊版蘇教版教材（以下簡稱舊教材）的使用。為了更好地將新課標(biāo)的理念落實(shí)到教學(xué)實(shí)踐當(dāng)中，基于化學(xué)核心素養(yǎng)的新舊教材比較研究十分必要。

“鐵及其化合物的轉(zhuǎn)化”編排在新教材必修第二冊專題9第二單元，學(xué)生在學(xué)習(xí)本節(jié)內(nèi)容之前學(xué)習(xí)了研究物質(zhì)的基本方法、氯氣及氯的化合物、金屬鈉及鈉的化合物、硫及硫的化合物、氮及氮的化合物等內(nèi)容，為“鐵及其化合物的轉(zhuǎn)化”的學(xué)習(xí)作了大量鋪墊[2]。金屬元素的化合價(jià)一般為正價(jià)，而鐵作為典型變價(jià)金屬更具學(xué)習(xí)的代表性，是培養(yǎng)學(xué)生化學(xué)核心素養(yǎng)的重要知識(shí)載體;研究鐵及其化合物的轉(zhuǎn)化，可以進(jìn)一步加深學(xué)生對(duì)物質(zhì)多樣性以及不同價(jià)態(tài)同種元素的物質(zhì)可以相互轉(zhuǎn)化的認(rèn)識(shí)。新舊教材中的“鐵及其化合物的轉(zhuǎn)化”在內(nèi)容選取、欄目設(shè)置、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)上既有區(qū)別，又有聯(lián)系。因此，筆者對(duì)新舊教材中“鐵及其化合物的轉(zhuǎn)化”內(nèi)容進(jìn)行了比較分析，希望能為基于化學(xué)核心素養(yǎng)理念的課堂教學(xué)提供一些參考與幫助。

一、內(nèi)容選取對(duì)比

新課標(biāo)要求結(jié)合真實(shí)情境中的應(yīng)用實(shí)例或通過實(shí)驗(yàn)探究使學(xué)生了解鐵及其重要化合物的主要性質(zhì)，了解這些物質(zhì)在生產(chǎn)生活中的應(yīng)用;認(rèn)識(shí)同類物質(zhì)性質(zhì)的相似性，一定條件下物質(zhì)可以相互轉(zhuǎn)化;認(rèn)識(shí)元素在物質(zhì)中可以具有不同價(jià)態(tài)，可通過氧化還原反應(yīng)實(shí)現(xiàn)不同價(jià)態(tài)同種元素物質(zhì)的相互轉(zhuǎn)化[1]14-15。新舊教材中“鐵及其化合物的轉(zhuǎn)化”涉及的主要內(nèi)容對(duì)比分析見表1。

新舊教材都選取了“Fe3+的檢驗(yàn)”“實(shí)驗(yàn)探究Fe2+和Fe3+的相互轉(zhuǎn)化”。新教材還增加了“FeCl3的制備方案討論”和“探究Fe（OH）2沉淀的制備”。新教材增加“FeCl3的制備方案討論”旨在幫助學(xué)生建立物質(zhì)制備反應(yīng)路線的選擇模型，在建模時(shí)通常對(duì)反應(yīng)的原料、反應(yīng)條件、反應(yīng)步驟、產(chǎn)物要求、反應(yīng)裝置、環(huán)境保護(hù)、生產(chǎn)成本等因素進(jìn)行綜合判斷，選擇合適、可控的反應(yīng)途徑。這一新增內(nèi)容體現(xiàn)了新課標(biāo)培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究與創(chuàng)新意識(shí)素養(yǎng)的相關(guān)要求，即能從問題和假設(shè)出發(fā)，依據(jù)探究目的，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究方案。增加“探究Fe（OH）2沉淀的制備”旨在通過實(shí)驗(yàn)探究不同條件下FeSO4溶液與NaOH溶液的反應(yīng)，幫助學(xué)生理解在化學(xué)研究和化學(xué)工業(yè)中控制反應(yīng)條件的重要性，建構(gòu)相同物質(zhì)在不同實(shí)驗(yàn)條件下可以產(chǎn)生不同現(xiàn)象、得到不同產(chǎn)物的認(rèn)知模型，培養(yǎng)學(xué)生的變化發(fā)展觀。這一新增內(nèi)容突出了新課標(biāo)要求的通過實(shí)驗(yàn)探究了解鐵的重要化合物的主要性質(zhì)。可見，新增內(nèi)容更加關(guān)注培養(yǎng)學(xué)生的化學(xué)核心素養(yǎng)，幫助學(xué)生進(jìn)行更多、更有意義的學(xué)習(xí)，而非機(jī)械、被動(dòng)接受的學(xué)習(xí)。

二、欄目設(shè)置對(duì)比

教材的欄目設(shè)置一方面體現(xiàn)編者對(duì)化學(xué)學(xué)科特點(diǎn)的理解和認(rèn)識(shí)，另一方面能夠很好地體現(xiàn)化學(xué)教材的開放性和靈活性，不僅能豐富和擴(kuò)展學(xué)生的知識(shí)面，而且也能為學(xué)生進(jìn)一步收集資料、解決問題提供一定的引導(dǎo)[3]。新舊教材欄目設(shè)置見表2。

舊教材“你知道嗎”欄目和新教材“溫故知新”欄目相對(duì)應(yīng)，旨在引導(dǎo)學(xué)生回顧已有知識(shí)，尋找舊知識(shí)與新學(xué)知識(shí)之間的緊密聯(lián)系，在新舊知識(shí)之間架起“橋梁”。舊教材“信息提示”欄目和新教材“方法導(dǎo)引”“學(xué)科提煉”欄目相對(duì)應(yīng)，旨在以簡潔的語言介紹化學(xué)的核心概念、基本原理、物質(zhì)性質(zhì)和技能等，有利于學(xué)生的自主學(xué)習(xí)。新教材增設(shè)的“目標(biāo)預(yù)覽”欄目給學(xué)生指明了學(xué)習(xí)本節(jié)內(nèi)容應(yīng)掌握的知識(shí)有哪些，掌握到什么程度。新教材增設(shè)的“基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)（學(xué)生必做實(shí)驗(yàn)）”和“實(shí)驗(yàn)探究”是舊教材“活動(dòng)與探究”欄目的細(xì)化，落實(shí)了新課標(biāo)中“學(xué)生必做實(shí)驗(yàn)”要求。舊教材的實(shí)驗(yàn)對(duì)于實(shí)驗(yàn)是由學(xué)生分組完成還是由教師演示并沒有明確，新教材將實(shí)驗(yàn)細(xì)化，增加實(shí)驗(yàn)欄目個(gè)數(shù)，體現(xiàn)出新教材更加重視實(shí)驗(yàn)的教育功能，注重對(duì)學(xué)生科學(xué)探究與創(chuàng)新意識(shí)核心素養(yǎng)的培養(yǎng)。新教材增設(shè)“學(xué)以致用”欄目，能對(duì)學(xué)生本節(jié)內(nèi)容的學(xué)習(xí)情況進(jìn)行及時(shí)評(píng)價(jià)，實(shí)現(xiàn)化學(xué)課堂“教、學(xué)、評(píng)”一體化[4]。新教材增設(shè)的“生活向?qū)А睓谀拷榻B了鐵元素與人體健康，將化學(xué)知識(shí)與生活緊密聯(lián)系在一起，體現(xiàn)了新課標(biāo)要求的了解鐵在生產(chǎn)生活中的應(yīng)用，有利于培養(yǎng)學(xué)生的社會(huì)責(zé)任核心素養(yǎng)。

總體來看，新教材設(shè)置的欄目數(shù)量和種類明顯比舊教材多，欄目內(nèi)容也更加詳實(shí)豐富，欄目先后順序的呈現(xiàn)更符合學(xué)生的認(rèn)知發(fā)展規(guī)律，提供的豐富素材能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，有利于學(xué)生自主學(xué)習(xí)。新增的很多欄目為落實(shí)“素養(yǎng)為本”的化學(xué)課堂教學(xué)提供了多樣、生動(dòng)的素材。

三、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)對(duì)比

化學(xué)實(shí)驗(yàn)是學(xué)習(xí)化學(xué)知識(shí)的重要途徑之一，是落實(shí)“素養(yǎng)為本”化學(xué)課堂教學(xué)的重要載體。新課標(biāo)提倡開展以化學(xué)實(shí)驗(yàn)為主的多種探究活動(dòng)，以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣，促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)方式的轉(zhuǎn)變，培養(yǎng)他們的創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力[1]2。新教材有較多的化學(xué)實(shí)驗(yàn)安排，在具體的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)上與舊教材既有區(qū)別又有聯(lián)系，詳見表3。

從對(duì)比中可以看出，新教材的實(shí)驗(yàn)總數(shù)要比舊教材多，更能突出新課標(biāo)所要求的通過實(shí)驗(yàn)探究了解鐵的重要化合物的主要性質(zhì)。例如，新教材增加的“探究不同條件下，F(xiàn)eSO4溶液與NaOH溶液的反應(yīng)”探究實(shí)驗(yàn)：在沒有去除氧氣的試管中開始生成白色絮狀的氫氧化亞鐵沉淀，并迅速被溶解在溶液中和液面上方的氧氣氧化，逐步變成灰綠色，最終變?yōu)榧t褐色沉淀;由于控制了反應(yīng)條件——去除了試管中的氧氣，最后得到的是白色的Fe（OH）2沉淀。通過兩支試管中最終呈現(xiàn)的現(xiàn)象不同，形成反應(yīng)條件的控制對(duì)于化學(xué)研究和化學(xué)工業(yè)十分重要的思維模型，培養(yǎng)學(xué)生發(fā)展變化的學(xué)科觀念及化學(xué)學(xué)科素養(yǎng)，同時(shí)，也從實(shí)踐層面激勵(lì)學(xué)生要勇于創(chuàng)新。“Fe2+和Fe3+的相互轉(zhuǎn)化”實(shí)驗(yàn)，舊教材要求學(xué)生根據(jù)提供的試劑：鐵粉、0.1 mol/L FeCl3溶液、0.1 mol/L FeCl2溶液、KCSN溶液、新制氯水，提出Fe2+和Fe3+相互轉(zhuǎn)化條件的假設(shè)，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，對(duì)學(xué)生的知識(shí)基礎(chǔ)要求較高，實(shí)驗(yàn)的開放程度大。而新教材設(shè)計(jì)了三個(gè)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)，一個(gè)是驗(yàn)證Fe3+與KSCN發(fā)生顯色反應(yīng)，F(xiàn)e2+與KSCN反應(yīng)沒有明顯現(xiàn)象，學(xué)生可以利用該實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)Fe3+。另兩個(gè)是Fe3+和Fe2+之間可以相互轉(zhuǎn)化的實(shí)驗(yàn)，可以幫助學(xué)生更好地理解“元素在物質(zhì)中可以具有不同價(jià)態(tài)，可通過氧化還原反應(yīng)實(shí)現(xiàn)不同價(jià)態(tài)、同種元素的物質(zhì)的相互轉(zhuǎn)化”這一結(jié)論。新教材關(guān)于實(shí)驗(yàn)藥品用量、實(shí)驗(yàn)步驟都有呈現(xiàn)，有利于學(xué)生的自主探究，對(duì)于學(xué)生的知識(shí)基礎(chǔ)要求稍低。

四、啟示

對(duì)教師教學(xué)的啟示。教師在進(jìn)行課堂教學(xué)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)對(duì)新教材和新課標(biāo)進(jìn)行全面分析，充分理解新課標(biāo)，熟悉新教材內(nèi)容編寫、各欄目設(shè)置的意圖，再結(jié)合學(xué)生的具體學(xué)情，對(duì)新舊教材的內(nèi)容進(jìn)行有選擇的使用。如“Fe2+和Fe3+的相互轉(zhuǎn)化”實(shí)驗(yàn)，如果學(xué)生的知識(shí)基礎(chǔ)較好，實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)計(jì)可以參考舊教材的處理方式，先將課堂交給學(xué)生，讓學(xué)生自主設(shè)計(jì)方案→交流討論→科學(xué)實(shí)驗(yàn)→得出結(jié)論，教師在學(xué)生討論的基礎(chǔ)上進(jìn)行適當(dāng)?shù)目偨Y(jié)歸納，而不是滿堂灌。如果學(xué)生的知識(shí)基礎(chǔ)較薄弱，則可以參考新教材的處理方式，通過教材所給的實(shí)驗(yàn)步驟完成Fe2+和Fe3+的相互轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)。不管以何種方式完成該實(shí)驗(yàn)，最終都要讓學(xué)生習(xí)得：一定條件下物質(zhì)可以相互轉(zhuǎn)化;可通過氧化還原反應(yīng)實(shí)現(xiàn)不同價(jià)態(tài)同種元素物質(zhì)的相互轉(zhuǎn)化。新教材給教師教學(xué)提供了豐富的教學(xué)資源，教師在進(jìn)行基于化學(xué)核心素養(yǎng)培養(yǎng)的教學(xué)設(shè)計(jì)時(shí)還應(yīng)注意揣摩新教材各欄目設(shè)置的意圖，充分認(rèn)識(shí)每個(gè)欄目的功能、作用，使教學(xué)設(shè)計(jì)為培養(yǎng)學(xué)生的化學(xué)核心素養(yǎng)服務(wù)。

對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)的啟示。新教材的內(nèi)容編寫和欄目設(shè)置充分考慮了學(xué)生的認(rèn)知發(fā)展規(guī)律和特點(diǎn)，有利于學(xué)生的自主學(xué)習(xí)，有利于促進(jìn)學(xué)習(xí)方式的改變，體現(xiàn)了新課標(biāo)要重視“素養(yǎng)為本”的教學(xué)這一理念。學(xué)生在學(xué)習(xí)本節(jié)內(nèi)容之前，已學(xué)習(xí)了元素化合物學(xué)習(xí)的方法和規(guī)律，在學(xué)習(xí)本節(jié)內(nèi)容時(shí)要注重學(xué)習(xí)方法的遷移。如在“探究不同條件下，F(xiàn)eSO4溶液與NaOH溶液的反應(yīng)”時(shí)，學(xué)生在實(shí)驗(yàn)探究的過程中還要不斷進(jìn)行新舊知識(shí)的對(duì)比思考，養(yǎng)成自主解決問題的習(xí)慣。又如，制得的Fe（OH）2沉淀如果沒有去除溶解氧或隔絕空氣，白色絮狀沉淀會(huì)迅速變成灰綠色，最后產(chǎn)生紅褐色物質(zhì)。此時(shí)，學(xué)生應(yīng)思考：這是為什么呢？要制備純凈的Fe（OH）2沉淀需要如何控制條件呢？并提出可能的猜想和合理的方案，然后進(jìn)行后續(xù)實(shí)驗(yàn)探究，在不斷思考和探究中認(rèn)識(shí)到控制反應(yīng)條件對(duì)化學(xué)反應(yīng)的重要性，提升科學(xué)探究與創(chuàng)新意識(shí)的化學(xué)核心素養(yǎng)。

[參 考 文 獻(xiàn)]

[1]中華人民共和國教育部.普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）[S].北京：人民教育出版社，2018.

[2]王祖浩，王云生.普通高中教科書：化學(xué) 必修（第二冊）[M].南京：江蘇鳳凰教育出版社，2020：100-104.

[3]鄭國永.魯教版初中化學(xué)教材閱讀欄目分析研究[D].濟(jì)南：山東師范大學(xué)，2018：25-27.

[4]王云生.“教、學(xué)、評(píng)”一體化的內(nèi)涵與實(shí)施的探索[J].化學(xué)教學(xué)，2019（5）：8-10.

（責(zé)任編輯：趙曉梅）