2017年,教育部颁布了《普通高中化学课程标准(2017年版)》(以下简称《课程标准》),对课程性质、课程理念、课程目标、课程结构、课程内容、课程评价等方面进行了全面优化,在实施建议部分对教材编写提出了指导与建议。《课程标准》在三维目标的基础上提出了化学学科核心素养,据此编写的人教版高中化学新教材于2020年正式投入使用,在内容选择和呈现方式上进行了相应调整。教材能够直接影响教师的教学方式和学生的学习方式,正确解读新教材所体现的化学学科核心素养是一线教师当前最为关注的问题之一。本文以“离子反应”节为例,对人教版高中化学新旧教材进行对比分析。
一、新高考背景下高中化学新教材的变化
(一)知识结构、知识深度的对比分析
对于“离子反应”一节,人教版高中化学新旧教材的整合广度与表征深度对比分析数据,整合广度均值旧教材为0.45,新教材为0.526,表征深度均值旧教材为0.208,新教材为0.439(数值越大难度越小)。,新教材在内容组织和知识表征方面的难度都比旧教材小。对比新旧教材流程图的核心知识点,旧教材的核心概念顺序为“电解质—电离—电离方程式—电离角度认识酸碱盐—离子反应—离子方程式书写—酸碱中和的实质—化学方程式和离子方程式的对比—复分解离子反应发生的条件”,而新教材在内容编排、素材选取、挖掘深度和呈现形式等方面发生了显著的变化,如增加探究导电性的实验,从微观角度解释NaCl固体和熔融NaCl的导电性等。这些知识的选择和呈现方式使新教材内容的广度和深度有所增加,从而降低了知识的整体难度,很好地呼应了《课程标准》提出的化学学科核心素养。
1.宏观与微观相结合的视角解释问题
对于用NaCl解释导电性的知识,旧教材先展示NaCl在水中溶解和电离的微观示意图,再将这一过程表示为电离方程式,实现了电离的微观解释和符号表征;而新教材先通过实验从宏观视角呈现NaCl固体、NaCl溶液和熔融NaCl在外加电源后的导电情况,再从微观视角解释上述情境中的NaCl粒子如何排列,如何形成电流。学生通过阅读新教材,可以清晰地建立导电这一宏观现象和带电微粒定向运动这一微观本质的联系,辩证地认识电解质在不同情形下的导电情况。学生可以通过微观示意图描述NaCl固体中的Na离子与Cl离子整齐排列,外加电场时不发生粒子运动;NaCl溶液中,Na离子与Cl离子被水分子包围,可以自由移动;熔融NaCl中的Na离子和Cl离子也可以自由移动,外加电场时发生定向运动。这些内容有助于学生理解电解质在什么情况下可以导电,并尝试从微观视角解释能导电或不能导电的原因。在“离子反应”一节中,新教材反复出现“从微观角度看”这样的语言,提示学生从微观视角去解释宏观现象,使他们逐步理解化学是在原子、分子水平上分析物质的组成、结构、性质、转化及其应用的一门基础学科。
2.注重情境创设
在“离子反应”一节中,新教材首先创设生活情境:“给电器设备通电时,湿手操作容易发生触电事故,这是为什么呢?”以此情境为基础,让学生设计实验,收集证据,从宏观视角给出结论:“电解质溶液能够导电,因此湿手直接接触电源时容易发生触电事故。”在此基础上,新教材进一步提出问题:“为什么电解质在干燥时不导电,而溶于水或融化后能导电呢?”在这一问题情境的驱动下,新教材从微观视角详细分析了电解质的导电原理,得出了电离的概念,完成了电离方程式的书写。相比旧教材平铺直叙地解释电离过程及其微观原理,新教材的呈现方式环环相扣,生动活泼。在情境的驱动下,新教材展现了完整的化学实验探究过程,引导学生在问题解决的过程中,通过科学思维实现概念的自主构建。
新教材“离子反应”一节创设的情境,增强了可读性和趣味性,降低了知识表征的难度。这也提示教师应注重创设有效的情境,驱动具有化学学科特质的完整的学生活动。
(二)栏目和实验设置的对比分析
1.关注学生的认知发展规律
新教材的“思考与讨论”栏目更加注重学生动手的环节,引导学生自主建构知识。在讨论酸、碱、盐的本质时,新教材先设置几个习题,要求学生写出几种碱的电离方程式,在此基础上总结碱的本质,阶梯式的难度设计有助于学生通过练习建立明确的思维路径,即通过电离方程式来分析酸、碱、盐的本质。
在总结离子反应方程式本质的环节,学生需要从化学符号表征的视角,体会和分析离子方程式与化学方程式的差异。旧教材在“思考与交流”栏目直接给出了四组酸碱中和反应的化学方程式和离子方程式,指出离子反应方程式可以表示同一类型的离子反应。新教材则要求学生先动手写出以上四组酸碱中和反应的离子方程式和化学方程式,再观察总结离子方程式的特点。由此可见,新教材在编排思路和呈现方式上更加关注学生的认知发展水平,设计梯度合理,以便培养学生自主学习能力,通过练习提升他们的思维水平。
2.重视模型认知
如前所述,化学是在原子、分子水平上分析物质的组成、结构、性质、转化及其应用的一门基础学科,为了形象、简洁地揭示微观世界物质的特征,“模型”成为化学学科的重要研究方法之一。《课程标准》提出的化学学科核心素养就包括“模型认知”。新教材在“离子反应”一节新增了“方法引导”栏目,指出模型是反映研究对象的本质特征而形成的概括性描述或认识思路,电离模型的提出很好地解释了酸、碱、盐溶液的某些性质。该栏目指导学生注意模型在科学认识中的重要性,适时地提升学生的思维水平,点拨学生运用科学的方法。这也启发教师在教学过程中重视化学学习方法的培养以及学生化学学科核心素养的养成。
3.注重实验探究的有效性
在讨论导电性问题时,新教材增加了实验1-2。该实验既回答了“湿手为什么容易触电”这一生活问题,也将宏观现象与现象背后的微观解释相对应,建立了逻辑严谨的知识体系,使学生从宏观与微观相结合的视角解决问题。增加这一实验,提示教师和学生在解决实际问题的过程中,不但要善于采用实验探究的方法,还要关注从微观视角来解释宏规现象。
此外,新教材还删减了一些实验。如NaOH溶液和稀盐酸反应的实验,学生在初中阶段就有印象,且实验本身没有肉眼可见的变化,缺乏趣味性和新鲜感,因此新教材将这一实验改为Na2SO4。稀溶液与BaCl2。稀溶液的反应。可见,在选择课堂实验方面,新教材倾向于能够有效辅助教学,提高学生学习兴趣的实验。
二、结语
总之,新高考背景下高中化学新教材给老师带来的不仅仅是教学方式的改变,更重要的是培养学生的学科核心素养,让学生学会自主学习,在探索当中不断进步。
参考文献:
[1]中华人民共和国教育部.普通高中化学课程标准(2017年版)[S].北京:人民教育出版社,2018:1-15.
[2]乔国才.融合学科核心素养的高中化学教科书编制:人教版《普通高中教科书化学·必修第一册》简介[J].中学化学教学参考,2019(21):1-4.