IB化學(xué)與人教版教材在元素周期律教學(xué)內(nèi)容對(duì)比

劉笑明 朱春城

IB課程是國(guó)際公認(rèn)的高水平大學(xué)預(yù)科課程，其化學(xué)課程分為高水平（Higher Level）和標(biāo)準(zhǔn)水平（Standard Level）。通過IBDP2014版化學(xué)教材（Chemistry For The IB Diploma 2014 edition）與人教版高中化學(xué)部分內(nèi)容的對(duì)比，以期對(duì)我國(guó)化學(xué)基礎(chǔ)教育教材編寫和學(xué)習(xí)IB課程的學(xué)生能有一些有益的幫助。

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

1 IB課程體系介紹

IB課程體系培養(yǎng)人群為3-19歲的年齡段的學(xué)生，整個(gè)培養(yǎng)過程分為三個(gè)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(xué)習(xí)，相當(dāng)于我國(guó)的小學(xué)階段;

MYP（The Middle Years Programme）本階段適合11-16歲青少年學(xué)習(xí)，相當(dāng)于我國(guó)的初中階段;DP（The Diploma programme）本階段適合17-19歲青年學(xué)習(xí)。其中DP課程的學(xué)習(xí)內(nèi)容相當(dāng)于我國(guó)的高中階段學(xué)習(xí)內(nèi)容。本文主要針對(duì)IBDP化學(xué)課程同我國(guó)的高中化學(xué)課程的內(nèi)容進(jìn)行對(duì)比（以元素周期律為例）。

IB課程考試的學(xué)生要在六個(gè)學(xué)科組中選一門課程進(jìn)行學(xué)習(xí)，并且要選三科高難度（HL）和三科標(biāo)準(zhǔn)難度（SL），其兩種難度學(xué)習(xí)的主題相同，不同的在于廣度、深度、難度。對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)難度（SL）課程的教學(xué)內(nèi)容和我國(guó)高中教學(xué)內(nèi)容難度持平，但其學(xué)習(xí)內(nèi)容差別較大，而高難度（HL）課程則介于我國(guó)高中和大學(xué)課程之間，相當(dāng)于大學(xué)的預(yù)科課程。IB課程作為一門國(guó)際課程，學(xué)習(xí)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(xué)的課程評(píng)價(jià)體系是一個(gè)極為復(fù)雜和特色的評(píng)價(jià)體系。在考試形式方面IB化學(xué)課程也同中國(guó)高中化學(xué)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(xué)習(xí)的課程，其選修部分包括現(xiàn)代分析化學(xué)、人類生物化學(xué)、醫(yī)學(xué)與藥物學(xué)、化學(xué)工業(yè)與技術(shù)、環(huán)境化學(xué)、食物中的化學(xué)、高級(jí)有機(jī)化學(xué)等七個(gè)模塊，其中有些選修是HL和SL學(xué)習(xí)者都必須學(xué)習(xí)的，有些SL學(xué)習(xí)者不用學(xué)習(xí)，做為學(xué)習(xí)HL課程學(xué)生的擴(kuò)展內(nèi)容。

2 IB化學(xué)課程關(guān)于元素周期律（Periodicity）部分內(nèi)容的設(shè)置

在IB化學(xué)課程中元素周期律被安排在原子結(jié)構(gòu)（Atomic Structure）這一章的后面，所以學(xué)生已經(jīng)掌握了原子結(jié)構(gòu)、原子軌道、電負(fù)性、第一電離能等基礎(chǔ)知識(shí)。

（1）元素周期表（The Periodic Table）

講解元素周期表的結(jié)構(gòu)，并且將元素周期表進(jìn)行s、p、d、f分區(qū);以碘元素分析價(jià)電子與所在元素周期表中位置的關(guān)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(fù)性（electronegativities ）、電子親和能（electron affinities）、熔點(diǎn)（melting point）等方面的周期性趨勢(shì)。教材中原子半徑部分內(nèi)容引用直觀圖片進(jìn)行展示。

在書中詳細(xì)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(yuǎn)無法精確地測(cè)量，所以原子半徑通常定義為相鄰兩個(gè)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(guī)律及其影響的因素。

（3）周期律二（Periodic Trends 2）

本節(jié)講解熔點(diǎn)、第一電離能、電負(fù)性、電子親和能的定義及周期性變化趨勢(shì)。通過前20號(hào)元素的熔點(diǎn)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(jìn)行對(duì)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(jié)講解同族元素化學(xué)性質(zhì)的周期性變化，通過第一組元素（除氫）對(duì)應(yīng)的單質(zhì)與水反應(yīng)的現(xiàn)象比較了金屬性，講解了與鹵素的反應(yīng)。通過第十七組元素對(duì)應(yīng)單質(zhì)和離子之間的置換反應(yīng)比較了非金屬性強(qiáng)弱。

以上就是IB課程中SL學(xué)生所學(xué)的有關(guān)元素周期律的大體內(nèi)容。

3 人教版高中化學(xué)課程關(guān)于元素周期律部分內(nèi)容的設(shè)置

人教版高中化學(xué)必修二第一章講解了元素周期律的內(nèi)容，本章分為三節(jié)，元素周期表、元素周期律、化學(xué)鍵。

3.1 元素周期表

講解元素周期表來歷，結(jié)構(gòu)以及在元素周期表中的一些術(shù)語，比如：短周期、堿金屬、鹵族元素等。元素的性質(zhì)與原子結(jié)構(gòu)，分別通過鈉、鉀的原子結(jié)構(gòu)和與水反應(yīng)現(xiàn)象分析了兩者之間內(nèi)在的聯(lián)系。通過表格展示堿金屬和鹵族元素的主要物理性質(zhì)。對(duì)比鹵素單質(zhì)與氫氣反應(yīng)的劇烈程度分析了其內(nèi)在規(guī)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(jià)、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(shí)驗(yàn)方法。從理論上過渡到了元素周期表和周期律的應(yīng)用。

3.3 化學(xué)鍵

本節(jié)講解離子鍵、共價(jià)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(nèi)容對(duì)比分析

元素周期律就是通過元素周期表的細(xì)化研究而總結(jié)的規(guī)律，通過宏觀的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象表征微觀的變化規(guī)律，IB教材和人教版教材關(guān)于元素周期律的相關(guān)內(nèi)容對(duì)比可以看出兩本教材在欄目設(shè)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(gè)問題：（1）學(xué)生通過原子結(jié)構(gòu)學(xué)習(xí)認(rèn)識(shí)了原子半徑的變化規(guī)律，但是只是通過表格數(shù)據(jù)的簡(jiǎn)單對(duì)比總結(jié)的特殊規(guī)律，不具有普遍性，教材只給了前18號(hào)（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(shí)驗(yàn)對(duì)比得出金屬性和非金屬性的變化規(guī)律，在元素周期律這一節(jié)，只通過鈉、鎂、鋁與水、酸反應(yīng)現(xiàn)象得出金屬性變化規(guī)律，通過硅、磷、硫、氯與氫氣反應(yīng)的難易程度就讓學(xué)生得出金屬性非金屬性的周期性變化規(guī)律，顯得有些牽強(qiáng)，只通過宏觀變化現(xiàn)象得出規(guī)律，而未進(jìn)行微觀解釋，此為問題二。

IB教材對(duì)這些問題進(jìn)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(guī)律，比表格數(shù)據(jù)更加直觀形象，說服力強(qiáng)，說明了原子半徑周期性變化規(guī)律的原因。（2）講解第一電離能、電負(fù)性、電子親和能定義，然后交代金屬性非金屬性的變化規(guī)律，這樣學(xué)生對(duì)于這種變化規(guī)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(xué)反應(yīng)，這樣有理有據(jù)，學(xué)生理解更加深刻，便于學(xué)生熟練的應(yīng)用所學(xué)的知識(shí)。

5 啟示

IB教材在知識(shí)闡述上“直截了當(dāng)”，而人教版教材更多的是給出結(jié)論，進(jìn)行簡(jiǎn)單的解釋，并且在必修模塊和選修模塊重復(fù)率高，有一些應(yīng)該掌握的概念被放到選修模塊，導(dǎo)致學(xué)生知識(shí)體系不夠完整，學(xué)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(shí)應(yīng)該注意知識(shí)體系的建構(gòu)，保證知識(shí)體系的完整性。

以上研究對(duì)我國(guó)教材編寫的啟示：

1. 建立完整的知識(shí)體系，建立知識(shí)的因果關(guān)系，在學(xué)生的原有知識(shí)認(rèn)知上，加深學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)深層次的理解。
2. 必修選修模塊知識(shí)進(jìn)行整合，減少知識(shí)重復(fù)，適當(dāng)整理知識(shí)呈現(xiàn)的先后順序。如元素周期律這一章內(nèi)容在人教版選修三第一章原子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)有交叉重合，如果將選修三中第一電離能、電負(fù)性等概念整合到必修二元素周期律這一章，就會(huì)使學(xué)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(xué)）