2007版與2019版高中化學(xué)教材比較研究*
——以人教版必修“氮及其化合物”為例

劉 蕊，古麗娜·沙比提

(伊犁師范大學(xué)化學(xué)與環(huán)境科學(xué)學(xué)院，新疆 伊寧 835000)

高中化學(xué)教材是高中化學(xué)課程的物化形態(tài)與文本素材，是實(shí)現(xiàn)高中化學(xué)課程目標(biāo)，培養(yǎng)學(xué)生化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的重要載體[1]。為了更好地落實(shí)國(guó)家立德樹人的根本任務(wù)，更快地順應(yīng)《普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)(2017版)》(下稱為新課標(biāo))對(duì)學(xué)科教學(xué)的規(guī)劃要求，更優(yōu)質(zhì)地服務(wù)廣大師生，普通高中化學(xué)教材在2007 版的基礎(chǔ)上進(jìn)行了修訂和完善，并于2019 年印刷發(fā)行新版教材。隨著新高考的逐步實(shí)行，2019版教材也隨之運(yùn)用，在此期間，加強(qiáng)2007版與2019版教材的對(duì)比研究，不僅有利于一線教師認(rèn)識(shí)到教材內(nèi)容的變化，及時(shí)適應(yīng)2019版教材的知識(shí)體系；還有利于教師認(rèn)識(shí)到2019版教材內(nèi)容的變化下包含的新課標(biāo)中的教育理念和人才培養(yǎng)的新要求[2]。

“氮及其化合物”是高中化學(xué)必修中重要的一節(jié)內(nèi)容，2007版教材將其結(jié)合硫元素放在必修一《金屬及其化合物》之后，而2019版教材將其單獨(dú)為一節(jié)放在《物質(zhì)結(jié)構(gòu)元素周期律》之后，基于章節(jié)設(shè)置與內(nèi)容安排的差異，兩種版本教材內(nèi)容進(jìn)行對(duì)比分析。

1 兩種版本教材內(nèi)容編排分析

“氮及其化合物”在人們的生產(chǎn)、生活中起著重要的作用，人類通過控制條件，將氮?dú)庋趸蜻€原為氮的化合物，實(shí)現(xiàn)人工固氮，其中，最重要的途徑就是工業(yè)制氨，它不僅為農(nóng)作物的生長(zhǎng)提供了必須的氮元素，而且為其他化工產(chǎn)品的生產(chǎn)提供了重要原料。除此之外，“氮及其化合物”這部分的教學(xué)內(nèi)容是學(xué)生在初中階段從燃料對(duì)環(huán)境的影響角度，其燃燒時(shí)產(chǎn)生的二氧化硫、二氧化氮等在空氣中發(fā)生反應(yīng)后的生成物溶于雨水會(huì)形成酸雨，產(chǎn)生了初步的印象。

在高中階段，2019版教材的章節(jié)設(shè)置中，在學(xué)習(xí)這部分內(nèi)容之前，學(xué)生先學(xué)習(xí)了《元素周期律》和《化學(xué)鍵》這一部分的內(nèi)容，知道了氮元素的原子結(jié)構(gòu)及其大致性質(zhì)，在開始本節(jié)內(nèi)容之前有所提及，進(jìn)行一個(gè)聯(lián)系和推理。整體來看，教材修訂有以下特點(diǎn)。

1.1 教材關(guān)注真實(shí)情景的創(chuàng)設(shè)

情境是基于特定主題的事實(shí)，是推動(dòng)教學(xué)活動(dòng)有序展開的載體[2]。從導(dǎo)語的情境設(shè)置中，我們能夠明顯看出新版教材的側(cè)重點(diǎn)。

1.1.1 引言的情境

引言情境如表1所示。

表1 2007版與2019版教材中“氮及其化合物”節(jié)引言

2007版教材中的引言不符合現(xiàn)今我們關(guān)注的熱點(diǎn)，在談到空氣質(zhì)量時(shí)，我們更多關(guān)注的是PM2.5的數(shù)值，而2019版教材的引言更加符合新課標(biāo)所提倡的教學(xué)過程中的情境創(chuàng)設(shè)。從對(duì)比中發(fā)現(xiàn)，2019版的引言從氮在自然界中的存在形式出發(fā)，引導(dǎo)學(xué)生了解氮元素在生產(chǎn)生活中應(yīng)用廣泛，感受“化學(xué)就在身邊”，相較于2007版引言，更有利于引起學(xué)生探索的興趣。

1.1.2 導(dǎo)語的情境

2007版教材在“氮?dú)馀c氮的固定”這一部分以氮元素的來源及轉(zhuǎn)化引入，2019版則從氮分子的結(jié)構(gòu)和化學(xué)性質(zhì)作為導(dǎo)語；在“一氧化氮和二氧化氮”章節(jié)中，2007版介紹了氮?dú)庠诳諝庵械恼急?，?019版中僅僅以“一氧化氮和二氧化氮是氮的兩種重要氧化物”一句話介紹；在“氨和銨鹽”部分，2007版以合成氨的重要意義作為導(dǎo)語，而2019版以氨的性質(zhì)作為這一節(jié)內(nèi)容的開端；在“硝酸”中，2007版導(dǎo)語明確硝酸具有特殊性質(zhì)，2019版直接描述硝酸的物理性質(zhì)；在“酸雨及其防治”的引入中，兩版無較大區(qū)別。

通過對(duì)比，可以發(fā)現(xiàn)，雖然2019版相比2007版教材，沒有運(yùn)用更多的生活情境，但更多以描述元素的性質(zhì)以及應(yīng)用進(jìn)行導(dǎo)入，講清重點(diǎn)的同時(shí)，更合乎新課標(biāo)對(duì)這一節(jié)內(nèi)容情境素材的建議。

1.2 教材對(duì)實(shí)驗(yàn)探究活動(dòng)的改進(jìn)

2019版教材在2007版教材的基礎(chǔ)上，將2007版教材中的“科學(xué)探究”改為獨(dú)立的實(shí)驗(yàn)——二氧化氮溶于水，由教師選擇，對(duì)這個(gè)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行演示、邊講邊做或?qū)W生自己完成；除此之外，還增加了一個(gè)新的實(shí)驗(yàn)——銅與硝酸反應(yīng)，2019版教材對(duì)實(shí)驗(yàn)方式及設(shè)置進(jìn)行重新編排，充分體現(xiàn)了國(guó)家對(duì)深化課堂教學(xué)改革要求“認(rèn)真開展驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)和探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)”的落實(shí)[4]，同時(shí)有利于培養(yǎng)學(xué)生的“科學(xué)探究”的素養(yǎng)。關(guān)于本節(jié)實(shí)驗(yàn)有以下幾點(diǎn)變化。

1.2.1 采用了微型實(shí)驗(yàn)

“二氧化氮溶于水”這一實(shí)驗(yàn)中，在2007版教材中僅僅作為科學(xué)探究，對(duì)這一實(shí)驗(yàn)沒有提出明確的要求，對(duì)此，以往僅僅從知識(shí)的角度進(jìn)行設(shè)計(jì)與分析。在2019版教材中，雖然不在學(xué)生必做實(shí)驗(yàn)范圍內(nèi)，但需要以一定的方式讓學(xué)生直觀的看到實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。如圖1所示，在2019版教材中，利用了注射器，不僅減少了用量、更易于操作，且更環(huán)保、NO2不容易泄露，同時(shí)學(xué)生感受到化學(xué)實(shí)驗(yàn)不拘泥于實(shí)驗(yàn)儀器，易于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)。

圖1 2019版教材中“二氧化氮溶于水”實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)圖

除此之外，充分運(yùn)用“思考與討論”欄目，培養(yǎng)學(xué)生從問題出發(fā)，依據(jù)探究目的設(shè)計(jì)探究方案的能力。

1.2.2 體現(xiàn)了化學(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科

與2007版教材相比，2019版教材中所要求的實(shí)驗(yàn)增多，改善了之前化學(xué)實(shí)驗(yàn)較少的情況，體現(xiàn)了化學(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科，讓學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中學(xué)習(xí)化學(xué)，通過基礎(chǔ)操作以及觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象等，有利于學(xué)生提高對(duì)化學(xué)學(xué)習(xí)的興趣，也更容易讓學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)有一個(gè)具體的印象，增強(qiáng)對(duì)知識(shí)的掌握。兩版教材中實(shí)驗(yàn)編排對(duì)比如表2所示。

表2 兩版教材中實(shí)驗(yàn)編排對(duì)比

除在教材中對(duì)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)進(jìn)行改進(jìn)以外，還有與之配套的《實(shí)驗(yàn)與探究報(bào)告冊(cè)》，其中分為四類：實(shí)驗(yàn)、探究、實(shí)驗(yàn)活動(dòng)、實(shí)驗(yàn)(選做)，每個(gè)實(shí)驗(yàn)與探究報(bào)告一般包括【活動(dòng)目標(biāo)】【活動(dòng)準(zhǔn)備】【過程和方法】【問題和討論】【評(píng)價(jià)與反思】等欄目。涉及“氮及其化合物”的實(shí)驗(yàn)有：(實(shí)驗(yàn))一氧化氮、二氧化氮、氨和銨鹽的性質(zhì)；(實(shí)驗(yàn))硝酸與銅的反應(yīng)。通過欄目的設(shè)計(jì)，明確目標(biāo)、知識(shí)點(diǎn)、活動(dòng)用品、步驟，觀察現(xiàn)象得出結(jié)論或解釋，進(jìn)一步探究實(shí)驗(yàn)中的問題與注意事項(xiàng)，通過評(píng)價(jià)和反思，提高學(xué)生的核心素養(yǎng)，特別是科學(xué)探究與創(chuàng)新意識(shí)。

1.3 突出教學(xué)內(nèi)容的結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)

教材內(nèi)容的編排順序反映出教材編寫者的邏輯脈絡(luò)、思路歷程，對(duì)教學(xué)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)有較強(qiáng)的指引作用。2007版與2019版教材版教材關(guān)于“氮及其化合物”教學(xué)內(nèi)容的編排思路，主要體現(xiàn)了以下特點(diǎn)。

1.3.1 內(nèi)容選擇符合學(xué)生認(rèn)知結(jié)構(gòu)

2007版教材對(duì)于這一部分的內(nèi)容，與“硫及其化合物”結(jié)合分為兩節(jié)內(nèi)容，且由圖2我們可以看出，每一個(gè)小知識(shí)點(diǎn)沒有明確的分開，導(dǎo)致內(nèi)容混雜在一起，而且在知識(shí)的銜接上不連貫，與此同時(shí)，2007版教材分為兩節(jié)內(nèi)容，不利于學(xué)生知識(shí)體系的建構(gòu)，不能很好的將“氮”元素有關(guān)的知識(shí)與“硫”元素有關(guān)的知識(shí)進(jìn)行區(qū)分，在知識(shí)的記憶上容易混淆。2019版教材將“氮及其化合物”作為一個(gè)獨(dú)立的章節(jié)，且有清晰的邏輯結(jié)構(gòu)，符合學(xué)生的認(rèn)知發(fā)展，更容易用零碎的知識(shí)點(diǎn)建立知識(shí)框架。

圖2 2007版與2019版教材版教材“氮及其化合物”內(nèi)容比較

1.3.2 內(nèi)容編排注重化學(xué)知識(shí)結(jié)構(gòu)化

2019版教材中，從氮元素本身的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)出發(fā)，總體按照“單質(zhì)—氧化物—化合物—化合物的水合物—應(yīng)用”這個(gè)結(jié)構(gòu)進(jìn)行內(nèi)容的編排，體會(huì)化學(xué)學(xué)習(xí)中貫穿“結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)”理念，教師在教授本節(jié)內(nèi)容時(shí)要重視鞏固之前所學(xué)的內(nèi)容，幫助學(xué)生將知識(shí)進(jìn)行連結(jié)，形成體系。

1.3.3 內(nèi)容選擇有助于建構(gòu)化學(xué)核心觀念

2019版教材選擇了有助于學(xué)生構(gòu)建化學(xué)核心觀念、形成化學(xué)學(xué)科認(rèn)識(shí)能力的概念與原理等知識(shí)[3]。例如，在本節(jié)內(nèi)容中，引入了所學(xué)習(xí)的“元素位置”、“元素性質(zhì)”、“共價(jià)鍵”等內(nèi)容，這些概念的引入，有助于學(xué)生主動(dòng)構(gòu)建化學(xué)學(xué)科核心概念。

1.4 課后習(xí)題設(shè)計(jì)更為合理

1.4.1 練習(xí)題呈現(xiàn)難度梯度

從題目的整體布局看，2019版教材中的題目的難度梯度更加合理和清晰，由選擇題(考查基礎(chǔ)知識(shí))→非選擇題(考察綜合能力)，非選擇題目的難度梯度較為合理，從物質(zhì)的制備→實(shí)驗(yàn)→綜合運(yùn)用，其中涉及到所學(xué)知識(shí)的重點(diǎn)內(nèi)容，難度適宜。2007版教材中將這一節(jié)內(nèi)容和硫聯(lián)系起來，分為2小節(jié)內(nèi)容，依照題型順序整理為一章習(xí)題進(jìn)行對(duì)比。從題型看，2007版教材12道題中，選擇題占比83%；2019版教材8道題目中，選擇題僅占比38%，2019版教材相比2007版教材而言，對(duì)選擇題的占比大大減少，并且選擇題的難度比起2007版教材有所提高，2007版課后習(xí)題多為簡(jiǎn)單的性質(zhì)選擇以及和生活進(jìn)行結(jié)合，而2019版更加注重重點(diǎn)知識(shí)的掌握。從題量上來看，2019版教材題目數(shù)量較少，更加符合素質(zhì)教育的要求，重質(zhì)不重量。綜上所述，在2019版教材，課后練習(xí)題更大程度上體現(xiàn)了題目適量、適度的要求，有效的避免了學(xué)生因題目過于簡(jiǎn)單、同類型的題目過多導(dǎo)致的不認(rèn)真對(duì)待的問題；同時(shí)也避免學(xué)生對(duì)習(xí)題的難易程度的誤解。

1.4.2 依據(jù)學(xué)業(yè)要求和學(xué)業(yè)質(zhì)量水平

新課標(biāo)倡導(dǎo)基于化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的評(píng)價(jià)，依據(jù)化學(xué)學(xué)業(yè)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，評(píng)價(jià)學(xué)生在不同學(xué)習(xí)階段化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的達(dá)成情況[4]。對(duì)比2007版教材，2019版教材更加符合學(xué)業(yè)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)和學(xué)業(yè)要求，增強(qiáng)了對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)本節(jié)內(nèi)容后的評(píng)價(jià)，更了解學(xué)生的學(xué)習(xí)水平。從圖3中我們可以看出每一道題都有其相對(duì)應(yīng)的“學(xué)業(yè)要求”和“學(xué)業(yè)質(zhì)量水平”，題目都停留在水平一、和水平二上，符合新課標(biāo)對(duì)必修部分的要求。

從圖3中，我們可以看出，課后習(xí)題的設(shè)計(jì)滿足了新課標(biāo)所對(duì)應(yīng)的學(xué)業(yè)要求，且不僅僅是一一對(duì)應(yīng)，而是交錯(cuò)對(duì)應(yīng)，一道題體現(xiàn)多個(gè)學(xué)業(yè)要求，這避免了教材中的習(xí)題難度較低、考察點(diǎn)單一的問題。

圖3 2019版教材“練習(xí)與應(yīng)用”題目所對(duì)應(yīng)的學(xué)業(yè)要求和學(xué)業(yè)質(zhì)量水平

2 兩種版本教材優(yōu)缺點(diǎn)分析

2.1 2007版教材優(yōu)缺點(diǎn)分析

2007版教材中在內(nèi)容的設(shè)置上，將非金屬及其化合物這一章節(jié)的內(nèi)容放在金屬及其化合物之后，符合學(xué)生的認(rèn)知方式，便于學(xué)生將金屬和非金屬進(jìn)行對(duì)比學(xué)習(xí)；同時(shí)，將硫及其化合物、氮及其化合物的內(nèi)容結(jié)合在一起，便于學(xué)生理解、區(qū)分其不同的化學(xué)性質(zhì)，卻加大了學(xué)生將同種元素的物質(zhì)進(jìn)行知識(shí)聯(lián)結(jié)的難度，不利于學(xué)生建構(gòu)完整的知識(shí)框架。

這一版本運(yùn)用了較多的圖片輔以科學(xué)視野的卡片介紹了氮及其化合物的用途，有助于提高學(xué)生的興趣，幫助學(xué)生認(rèn)識(shí)化學(xué)在生活中的應(yīng)用，但是由于和硫元素的內(nèi)容融合在一起，不利于學(xué)生進(jìn)行分辨和記憶。但在歸納與整理部分將硫元素、氮元素的分開復(fù)習(xí)，提供了物質(zhì)轉(zhuǎn)換的方向，仍需要學(xué)生和教師進(jìn)一步的整理和記憶。

在習(xí)題部分選擇題整體難度較低，習(xí)題難度設(shè)置沒有逐步提高，偏向于生活化及教材知識(shí)點(diǎn)的簡(jiǎn)單復(fù)習(xí)。

2.2 2019版教材優(yōu)缺點(diǎn)分析

2019版教材中，在內(nèi)容的設(shè)置上，將非金屬元素這一章內(nèi)容放在元素周期表之后，必修第二冊(cè)的第一個(gè)單元，這樣的設(shè)置更容易讓學(xué)生理解氮元素的性質(zhì)，從而與其他元素進(jìn)行區(qū)分。并且便于學(xué)生養(yǎng)成從微觀到宏觀的認(rèn)識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生從元素的結(jié)構(gòu)→單質(zhì)→化合物→應(yīng)用去認(rèn)識(shí)化學(xué)物質(zhì)的觀念。

這一版本教材運(yùn)用的圖片較少，輔以科學(xué)史話欄目對(duì)本節(jié)相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行合理的安排放置，但較于2007版教材趣味性較少，不易提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

在習(xí)題方面，整體來看，習(xí)題難度設(shè)置較為合理，避免學(xué)生在進(jìn)行不同練習(xí)時(shí)，產(chǎn)生落差，同時(shí)，在章節(jié)的整理與提升部分，以化合價(jià)的變化提示學(xué)生，有利于學(xué)生對(duì)本節(jié)內(nèi)容的把握。

3 兩版教材“氮及其化合物”內(nèi)容比較對(duì)教學(xué)的思考

3.1 結(jié)合兩版教材，重視情境素材的創(chuàng)設(shè)和選擇

從新課標(biāo)以及2019版的教材中，可以看出對(duì)情境素材的重視，情景素材可以更好的將學(xué)生帶入本節(jié)課的內(nèi)容中，也更容易讓學(xué)生理解、體會(huì)化學(xué)在我們身邊。對(duì)于本節(jié)課的內(nèi)容，我們可以通過探討植物缺氮現(xiàn)象(葉片枯黃稀疏)、需要加肥料的原因，幫助學(xué)生知道在一定的條件下，氮?dú)鈺?huì)和其他物質(zhì)生成化合物，引導(dǎo)學(xué)生從氮分子轉(zhuǎn)向氮的化合物認(rèn)識(shí)，同時(shí)，通過所需特殊的條件，討論氮?dú)夥肿拥慕Y(jié)構(gòu)和特點(diǎn)，從宏觀和微觀的角度理解結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的關(guān)系[5]，加深學(xué)生“物質(zhì)的結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)”的觀念，提高學(xué)生科學(xué)探究的素養(yǎng)。

在2019版教材中對(duì)于本節(jié)內(nèi)容的情景素材主要圍繞自然界中氮的循環(huán)及酸雨的防治，相較于2007版教材趣味性較少，教師在選擇情景時(shí)還可以加入2007版教材科學(xué)視野中“火箭為什么能上天”這一素材，運(yùn)用多媒體播放視頻或者動(dòng)畫提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)意識(shí)，認(rèn)識(shí)到化學(xué)對(duì)于我國(guó)科研事業(yè)的重要性。

3.2 結(jié)合兩版教材，對(duì)相關(guān)知識(shí)進(jìn)行對(duì)比

在2019版教材中，本節(jié)內(nèi)容的知識(shí)點(diǎn)設(shè)計(jì)合理且利于學(xué)生建構(gòu)“氮及其化合物”的知識(shí)框架，但除酸雨及其防治以外，沒有將氮元素及硫元素的化合物結(jié)合起來，進(jìn)行對(duì)比、辨析，因此，教師在講解本節(jié)內(nèi)容時(shí)可以聯(lián)系之前所學(xué)習(xí)過的內(nèi)容進(jìn)行對(duì)比，便于學(xué)生分辨和記憶。例如，在進(jìn)行硝酸知識(shí)點(diǎn)講解時(shí)，可以將之前所學(xué)過的鹽酸、硫酸的性質(zhì)進(jìn)行對(duì)比，培養(yǎng)學(xué)生的思辨能力。

3.3 運(yùn)用不同方式，注重對(duì)實(shí)驗(yàn)的探究

化學(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科，但由于受各種因素的限制，例如實(shí)驗(yàn)時(shí)間過長(zhǎng)，難以進(jìn)行實(shí)驗(yàn)安排；學(xué)生人數(shù)過多，不利于防護(hù)和管理等，這些原因限制了學(xué)生進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，同時(shí)也造成了學(xué)生“記實(shí)驗(yàn)”的局面，但僅僅是文字的描述，學(xué)生容易遺忘、記錯(cuò)，對(duì)實(shí)驗(yàn)不夠了解，這也體現(xiàn)在學(xué)生遇到有關(guān)實(shí)驗(yàn)及工藝流程的題目時(shí)就一頭霧水的現(xiàn)象。

在2019版教材中配套的實(shí)驗(yàn)報(bào)告冊(cè)很大程度上提高了對(duì)實(shí)驗(yàn)的重視，實(shí)驗(yàn)報(bào)告冊(cè)的存在，不僅要求學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和原因進(jìn)行了解，還提出了更深的問題供學(xué)生思考。雖然在種種限制下，學(xué)生無法親自做實(shí)驗(yàn)，但教師可以利用演示實(shí)驗(yàn)及多媒體工具為學(xué)生創(chuàng)造更多了解實(shí)驗(yàn)的機(jī)會(huì)，例如：實(shí)驗(yàn)視頻、虛擬實(shí)驗(yàn)、實(shí)驗(yàn)原理動(dòng)畫等資源。通過這些手段，不僅學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)有了更深的記憶，同時(shí)也會(huì)對(duì)化學(xué)這門學(xué)科產(chǎn)生更大的興趣和更多的熱情。

4 結(jié)語

2019版教材有它不可替代的優(yōu)勢(shì)，但給教師的選擇性也會(huì)更大。想要運(yùn)用好教材，首先要求教師熟悉課本，了解編排順序的意圖，掌握好前后知識(shí)的銜接；其次要求教師發(fā)揮更多的自主能動(dòng)性，結(jié)合教材內(nèi)容，發(fā)揮自主能動(dòng)性，認(rèn)真對(duì)待每一節(jié)課。對(duì)于教師和學(xué)生來講，教材的改革不僅是一次挑戰(zhàn)也是機(jī)遇。