人教版新老教材必修部分“化學史”內(nèi)容的比較

吳科元　張英鋒

摘要：對人教版新老教材必修部分“化學史”內(nèi)容進行比較分析，從“化學史”具體素材、所在章節(jié)、總量、呈現(xiàn)方式、篇幅、位置、涉及的區(qū)域及年代、科學家等方面，總結人教版新教材必修部分“化學史”內(nèi)容的變化和特色，分析其變化的原因。

關鍵詞：高中化學;新老教材比較;化學史

文章編號：1008-0546（ 2022） 09x-0081-06 中圖分類號：G632.41 文獻標識碼：B

doi： 10.3969/j .issn.1008-0546.2022.09x.022

“化學史”是重要的課程資源，反映的是化學學科形成、發(fā)展和演變的基本規(guī)律，[1]其豐富的內(nèi)容為培養(yǎng)和提高學生的核心素養(yǎng)提供了生動有趣、充滿哲理的學習素材。《普通高中化學課程標準（2017年版）》關于化學課程的基本理念中明確指出：選擇體現(xiàn)基礎性和時代性的化學課程內(nèi)容，結合人類探索物質(zhì)及其變化的歷史與化學科學發(fā)展的趨勢，引導學生進一步學習化學的基本原理和方法，形成化學學科的核心觀念。[2]將“化學史”滲透在化學教學中，不僅有利于激發(fā)學生學習化學知識的興趣、理解化學概念和理論，而且有利于學生掌握科學方法，使立德樹人教育思想落地。

本文以人教版《普通高中課程標準實驗教科書化學》（簡稱老版）和《普通高中課程標準（2017年版）教科書化學》（簡稱新版）兩套教材的必修部分為研究對象，對“化學史”內(nèi)容進行比較，以期總結新教材必修部分“化學史”的編寫特色并對其使用提出合理化建議。

一、人教版新老教材必修部分“化學史”相關主題量的統(tǒng)計

1.統(tǒng)計說明

將化學教材中的“化學史”內(nèi)容劃分成一個個相對獨立的片段，根據(jù)“化學史”具體素材、所在章節(jié)、總量、呈現(xiàn)方式、篇幅、位置、涉及的區(qū)域及年代、科學家這幾個方面，以“處”為單位進行分類統(tǒng)計，最后再詳細分析。統(tǒng)計時根據(jù)化學教材文字部分對事件的描述，當出現(xiàn)主人公在某時間點或時間段，發(fā)明或發(fā)現(xiàn)了某種化學原理或技術，則統(tǒng)計時無論長短，記為1處。當教材中同一個“化學史”內(nèi)容重復出現(xiàn)在不同教材或教材中不同位置，則選擇描述較為詳盡完整的內(nèi)容之處進行統(tǒng)計。

2.“化學史”素材所在的章節(jié)

筆者對人教版新老教材必修部分“化學史”內(nèi)容進行了詳細統(tǒng)計見表1、表2。

3.數(shù)量及呈現(xiàn)方式

此處呈現(xiàn)方式分為“文字”和“文字加圖片”兩種，對上述“化學史”內(nèi)容的數(shù)量和呈現(xiàn)方式統(tǒng)計見表3。

由表3可知，在呈現(xiàn)方式上，老教材“文字”和“文字加圖片”的比例為8：9，新教材的比例為9：7，比例差別不大，但新教材必修部分“化學史”內(nèi)容較老教材數(shù)量明顯提高。同時新教材也注重了“化學史”呈現(xiàn)方式的多樣性，在文字描述的同時，加入了大量的化學家、實驗裝置等配圖，使“化學史”內(nèi)容更加豐滿立體。

4.所占篇幅

人教版新老教材必修部分“化學史”內(nèi)容字數(shù)在100字以內(nèi)的為“略篇”，100字到300字之間為“中篇”，300字以上為“詳篇”，統(tǒng)計見表4。

由表4可知，新教材必修部分“化學史”的篇幅中，略篇和詳篇不論是數(shù)量還是比例，都明顯提高，體現(xiàn)了詳略有當?shù)奶攸c。

5.所在位置

對上述“化學史”內(nèi)容在教材中的位置統(tǒng)計見表5。

由表5可知，老教材必修部分“化學史”內(nèi)容在正文、章引言、閱讀材料、注腳、習題位置都有出現(xiàn)，比例為3：1：4：2：1;新教材必修部分“化學史”內(nèi)容出現(xiàn)在正文、章引言、閱讀材料、習題位置，比例為12：1：16：3，新教材將原注腳中關于“阿伏伽德羅”的內(nèi)容移入了正文，并移除了原注腳的另一處“布朗運動”。老教材“化學史”出現(xiàn)在正文位置的數(shù)量少，僅為3處，較多地出現(xiàn)在閱讀材料部分，使得許多教師和學生對其不夠重視。新教材正文位置的“化學史”多達12處，使得“化學史”內(nèi)容更為突出醒目，更有利于教師將“化學史”作為重要學習內(nèi)容安排在教學過程中。另外新教材增加了以“化學史”為情境的習題數(shù)量，這與目前的高考命題大方向一致。

6.涉及區(qū)域及年代

將化學科學發(fā)展過程中歷史事件發(fā)生的地域以及科學家的國籍，劃分為我國、外國，對于未提及地域的則記為全球?！盎瘜W史”涉及年代分為古代、近現(xiàn)代和當代，其中外國主要指的是西方國家，西方國家歷史進程的古代是從史前時期至蒸汽機的發(fā)明、工業(yè)革命（18世紀40年代）;近現(xiàn)代是從工業(yè)革命（18世紀40年代）至計算機的應用（20世紀40、50年代），在這之后為當代。由于國情不同，我國的近現(xiàn)代從鴉片戰(zhàn)爭（1840年）開始到新中國成立（1949年），1840年之前為古代，1949年至今為當代。[3]若素材貫穿人類發(fā)展歷史，則古代、近現(xiàn)代和當代各計為1。具體統(tǒng)計見表6。

由表6可知，新教材必修中我國的“化學史”數(shù)量是老教材的4倍，外國的“化學史”數(shù)量約為老教材的2倍，全球的“化學史”數(shù)量相差不多，區(qū)域分布更加合理。新教材在增加外國“化學史”素材數(shù)量的同時，加大了對我國“化學史”素材的收錄，體現(xiàn)了我國對化學學科發(fā)展的貢獻，符合2017年化學新課標中“既符合我國實際情況，又具有國際視野”“構建中國特色的普通課程體系”的要求。

新教材必修中發(fā)生在古代和當代的“化學史”數(shù)量是老教材的2倍，近現(xiàn)代的“化學史”數(shù)量為老教材的1.5倍，年代跨越更廣，分布更加均衡。

7.科學家統(tǒng)計

對新老教材必修中“化學史”部分涉及的科學家國籍和性別統(tǒng)計見表7。

老教材必修中“化學史”部分出現(xiàn)的科學家共12位，全部為外國男性，沒有我國科學家的身影;新教材出現(xiàn)了32位科學家，其中我國科學家有5人，外國科學家27人，值得一提的是我國首位諾貝爾醫(yī)學獎獲得者、女藥學家屠呦呦出現(xiàn)在新版必修2教材中。

二、人教版新老教材必修部分“化學史”相關內(nèi)容變化的分析

與老教材相比，新教材的“化學史”總量更多、呈現(xiàn)方式更豐富、篇幅更長、位置更加明顯、涉及的科學家更多。新教材更加重視“化學史”，對于“化學史”內(nèi)容的變化，筆者從教育方針、高考命題以及與大學化學的銜接這三個方面進行了相關分析。

1.教育方針

新課標的發(fā)布標志著完成了2003年版化學課程標準（實驗）的修訂工作。提煉出化學學科五大核心素養(yǎng)“宏觀辨識與微觀探析”“變化觀念與平衡思想”“證據(jù)推理與模型認知”“科學探究與創(chuàng)新意識”“科學態(tài)度與社會責任”。[2]這是學生學科素養(yǎng)在“知識與技能”“過程與方法”“情感態(tài)度價值觀”3個方面得到全面發(fā)展的綜合表現(xiàn)，是三維目標的具體化。新課標標志著以化學學科核心素養(yǎng)為導向的基礎化學教育改革新時代的正式開啟。學生通過對“化學史”的學習，能夠?qū)⒆约褐蒙碛谇叭说难芯壳榫持校伎记叭耸窃鯓影l(fā)現(xiàn)問題、作出假設并如何一步步地進行實驗，最終得出實驗結果。在學習“化學史”的過程中，學生們能深刻感受到前人的實驗推理方法、創(chuàng)新精神以及為科學奉獻的精神等等，從而將所學到的“化學史”與自身的化學學習、日常生活聯(lián)系起來，提高學習興趣以及自身的社會責任感。由此可見，“化學史”的學習有利于提高學生的核心素養(yǎng)，有助于落實教育方針。

2.高考命題

隨著新課標的發(fā)布，高考化學題必定會做出相應的變化，近年來高考不僅考察化學知識及應用，更加重視考察學生的核心素養(yǎng)?！盎瘜W史”逐漸成為近年來高考化學的主要考點：2016全國Ⅱ卷第37題有《華陽國志·南中志》關于白銅記載;2017全國Ⅱ卷第37題通過我國科學家合成的世界上首個五氮陰離子鹽，考察學生物質(zhì)結構與性質(zhì)的知識;2017年全國I卷第8題通過《本草衍義》關于砒霜的記載，考察實驗的操作方法;2018年天津卷1題通過中華民族為人類文明做出巨大貢獻的幾個事例，考察有機化學水解、合金、材料、實驗操作的化學知識;2018年全國第1卷第13題通過我國科學家設計的CO2+H2S協(xié)同轉(zhuǎn)換裝置、全國Ⅱ卷第12題通過我國科學家發(fā)現(xiàn)的“Na-CO2”二次電池，考察學生電化學知識;2019年海南卷第13題通過門捷列夫發(fā)現(xiàn)的元素周期表引出2016年發(fā)現(xiàn)的鏌元素，北京卷第8題通過我國科學院院士張青蓮教授測定了銦等9種元素的相對原子質(zhì)量的新值，考察元素周期律;2019年天津卷第6題通過我國科學家研制的鋅一溴電池，考察電化學知識;2019年全國Ⅱ卷第35題通過我國科學家發(fā)現(xiàn)的鐵系超導材料，考察物質(zhì)結構與性質(zhì);2019年全國I卷第7題通過陶瓷的歷史，考察其相關知識;2020年天津卷第2題通過《肘后備急方》的記載，考察中國科學家的事跡;2020年全國Ⅲ卷第7題通過《千里江山圖》，考察其顏料孔雀石的相關知識;2020年全國Ⅱ卷第7題通過《夢溪筆談》，考察膽礬的相關知識。由此可見，“化學史”在高考的熱度逐漸提升，因此在課本的編排中，“化學史”的地位更加重要，所以在教學過程中，教師應更重視“化學史”。值得一提的是，全國Ⅱ卷和天津卷對于“化學史”的命題較其他卷更為頻繁，使用這兩種卷的地區(qū)的教師和學生需要更重視一些。

3.高中化學與大學化學的銜接

大學很多自然科學類的學科都需要學生學習大學化學，大學化學對學生的識記、計算、理解等各方面能力都有更深的要求。在學習大學化學的過程中，同學們需要將已經(jīng)學習的高中化學知識和待學習的大學化學知識相聯(lián)系、相比較。高中化學知識點較為淺顯，公式的使用條件較為“理想化”，計算也較為簡單，在遇到問題時使用高中的知識點很容易出現(xiàn)錯誤，這也是學生在學習大學化學時容易失去學習化學興趣的原因之一。高中“化學史”與大學的“化學史”息息相關。以物質(zhì)結構為例，高中化學新教材中“原子結構模型的演變”以玻爾理論作為結束，而大學的化學教材《普通化學》第六版的“原子結構的近代概念”一節(jié)以德布羅意波和薛定諤方程導人，兩者聯(lián)系緊密，大學“化學史”講述了高中沒有講完的故事，大學的“化學史”是高中“化學史”的延續(xù)。通過“化學史”之間的聯(lián)系，學生們可以更好地將高中化學知識與大學化學知識相聯(lián)系。因此，將高中化學與大學化學更好地銜接，也是新教材“化學史”內(nèi)容變化的原因之一。

三、新教材“化學史”內(nèi)容的使用建議

“化學史”不僅如實地記錄了影響化學發(fā)展的重要事件，系統(tǒng)地闡述了化學發(fā)展的歷程，而且向人們展示了化學家們揭開化學現(xiàn)象背后的規(guī)律所進行的思維活動和所采用的科學方法，以及他們所具備的科學精神，所呈現(xiàn)的科學道德。“化學史”是包含知識、技能、研究方法、情感態(tài)度價值觀等多個方面的綜合體，是重要的化學教學資源，是一種動態(tài)的、發(fā)展的知識體系。融入于課堂教學，既不影響教學進度，又能作為課堂各個環(huán)節(jié)的串接線，[4]同時也可作為課下活動的素材，起到課堂內(nèi)外相互補充的作用?！盎瘜W史”在教師的教學中具有重要的價值。

1.課堂教學

結合“化學史”優(yōu)化課堂導入。例如：楊彥奎老師“物質(zhì)結構知識復習課”的教學設計中，以人類對原子結構認知變化的發(fā)展史為課堂導人，吸引了學生的注意，深化了學生對原子結構的理解，體會了探究過程的艱辛。[5]

以“化學史”為主線進行綜合教學設計。例如：王燦老師“化學電源”的教學設計中，以電池的發(fā)展歷史為主線，在分析比較各歷史階段電池優(yōu)缺點的過程中，使學生感悟推陳出新是人類社會發(fā)展的必然趨勢，同時新事物也反作用于社會的發(fā)展和科技的進步，體現(xiàn)出化學史的人文教育價值——科學發(fā)展觀。[6]

以“化學史”作為教學素材的重要補充。例如：朱鵬飛等老師“元素周期律”教學設計中的環(huán)節(jié)二，就是以門捷列夫、盧瑟福、莫萊斯對原子結構、元素周期律的一系列研究史實作為教學素材，幫助學生認識到選擇“核電荷數(shù)”作為元素排序依據(jù)的探索歷程，體會科學研究的理性。[7]

以“化學史”為依據(jù)進行實驗探究。例如：李靜碩士論文中的“芳香烴第1課時”教學案例，借助苯的發(fā)現(xiàn)史開展分組實驗，重現(xiàn)了探究過程，使學生逐步掌握苯分子的結構特點。[8]中學實踐的反饋結果表明，化學史與化學實驗融合的教學能在提高學生學習興趣、塑造人文情懷方面取得良好的效果。[9]

以“化學史”為情境，編寫練習題目。在近些年的高考中，以“化學史”為情境的試題逐步出現(xiàn)在高考化學試卷中，如2017年全國高考化學卷（I）第8題以我國古代的《本草衍義》中以精制砒霜的過程為素材，考查基本的化學實驗操作方法?；诟呖嫉膶蛐?，教師可以國內(nèi)外的“化學史”作為命題的背景、素材來編寫合適題目，提高學生對“化學史”的重視程度。

2.課外活動

除了課堂教學外，教師還可以在課外組織開展“化學史”講座、辦化學小報等形式的活動。如：舉辦“化工巨匠侯德榜的生平”主題講座、創(chuàng)辦“屠呦呦與青蒿素”化學小報等。舉辦這些活動必定會激發(fā)學生的學習興趣，同時還可以讓學生們深刻體會到化學家們的艱苦奮斗精神，培養(yǎng)學生的愛國熱情，增強學生的獻身科學的信心與決心。在這些活動中還可以讓學生作為活動的主體，通過“化學史”的知識為學生創(chuàng)造一個自主的學習空間，為學生創(chuàng)設參與交流、表達、經(jīng)歷活動的機會，發(fā)揮學生們的智慧，鼓勵學生們創(chuàng)新，鍛煉學生們的科學思維和科學方法，體現(xiàn)“化學史”在立德樹人教育方面的作用。

四、展望

學生們不僅僅是“化學史”的學習者，而且是“化學史”的傳承者，化學家們的故事不僅帶給了學生們豐富的知識，還留給了學生們精神財富，化學家們的精神激勵著學生們不斷創(chuàng)新、勇于面對困難、敢于為社會發(fā)展做出貢獻……化學家們的故事影響著一代又一代的人。我們不僅僅應該鼓勵學生們學習“化學史”，而且還應該鼓勵學生把他們的故事講下去、把他們的精神傳承下去，讓因“化學史”受益的人多起來，這樣化學家們的故事才會更有意義。

學生們還是“化學史”的創(chuàng)造者，學生們在學習化學的過程中一定會發(fā)現(xiàn)一些問題，作為教師一定要鼓勵學生積極探索、勇于創(chuàng)新，在學生們解決一個又一個問題的過程中，學生們對化學的學習興趣會大大增加。在日后的高等教育中，學生會因為積攢的化學興趣學習更多的化學知識，通過他們不斷地研究與實驗，也許就會發(fā)現(xiàn)、創(chuàng)造出對人類有用的物質(zhì)，創(chuàng)造出更多更有意義的“化學史”。

參考文獻

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[5]楊彥奎.“物質(zhì)結構知識復習課”教學設計[J].華夏教師，2019（34）：47-48.

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[9] 李俊，楊明岸.化學史與中學化學實驗融合教學的研究[J].教學與管理，2021（18）：106-110.