“物質的量”在新舊人教版高中化學教材中的比較

趙福琳，古麗娜·沙比提

(伊犁師范大學 化學與環(huán)境科學學院，新疆 伊寧 835000)

“物質的量”貫穿高中化學知識學習的始終，是連接宏、微觀世界的橋梁，是學習者掌握化學變化的內在聯系和規(guī)律的重要節(jié)點，學生只有熟練掌握本節(jié)內容，在高中階段的學習中才能夠通過定量的方式表征化學反應，促進相關化學知識的系統(tǒng)化。本文通過對2004版教材(以下簡稱舊教材)與2019版教材(以下簡稱新教材)的對比，明確新舊教材之間的差異，提出在教學過程中通過問題引導、真實情景創(chuàng)設以及習題的有效利用等建議，以期實現化學核心素養(yǎng)的形成。

一、2017版課標對“物質的量”的要求

新教材以《普通高中化學課程標準(2017版)》(以下簡稱2017版課標)為編寫依據，根據其對課程內容、學業(yè)的要求并結合學生認知發(fā)展情況對舊教材進行了調整編排。2017版課標凝練了化學學科核心素養(yǎng)，明確提出落實立德樹人的根本任務[1]?！拔镔|的量”作為首次向學生引入宏—微觀世界之間聯系的橋梁，需要教師認真把握、系統(tǒng)規(guī)劃本節(jié)內容，確保順利將學生代入宏—微觀的情境之中。2017版課標對于“物質的量”在課程內容與學業(yè)質量方面作了規(guī)定,對課程內容主要從三個方面作以要求及建議。(1)內容要求：了解物質的量相關概念，體會定量研究對化學科學的作用等；(2)學業(yè)要求：學生應具備的基本素養(yǎng)及所要達到的素養(yǎng)水平；(3)教學提示：教學策略的建議及必做實驗[1]。這三個方面從側面體現了核心素養(yǎng)的培養(yǎng)，這就需要教師結合課標要求，深挖教材內容，設計發(fā)展學生“素養(yǎng)”的完備教案。2017版課標提出了五條素養(yǎng)要求，從學業(yè)質量可以看到，本節(jié)內容主要涉及“宏觀辨識與微觀探析”和“證據推理與模型認知”兩條素養(yǎng)的形成，素養(yǎng)的形成有賴于學生對知識的掌握，如何在教學過程中滲透，讓學生實際地掌握并能有效地利用是一大難題，需要教育研究者共同努力。

二、教材內容呈現及編排比較

本章前言分析，在舊教材中，“物質的量”的引入主要是從化學實驗反應過程中微觀的角度出發(fā)進行闡釋的，但是對于剛由初中升到高中的學生來講，初中所接觸的反應大多是宏觀的、可操作的，并且是定量的，而對于微觀理論，相關知識還不夠完備，認識也不夠深刻。“物質的量”本身抽象且難懂，有些學生會望而卻步，從而對化學學習逐漸失去興趣。基于上述問題壁壘，新教材根據學生已具備的基礎知識及技能，將“物質的量”放于鈉和氯這一章，力求建立宏觀物質與微觀粒子間的聯系，進一步幫助學生從定量的角度認識物質的性質及其變化[2]。須知，絕大多數學生的認知能力是有限的，他們更容易接受宏觀定量的概念。因此教師在教授“物質的量”時，也可以將“物質的量”與生活實際聯系起來。從學生的認知特點出發(fā)，以全新的、更容易被學生接受的方式進行排版，有利于學生對抽象概念的理解和掌握。

從“物質的量”在新舊教材中所處的位置及主要內容作比較，如圖1。

從圖1中可以看出，“物質的量”在新舊教材中，所處的“章”“節(jié)”的位置、“節(jié)”的標號、名稱以及所包含的小標題有所變化，新教材中將“物質的量”置于第二章且將其直接作為“節(jié)”名稱直接呈現，這種設置可加深學生對新名詞的印象，使教與學的難度相對分散并后移，能有效促進學生學習的積極性；“節(jié)”之下的第三個小標題發(fā)生變化，對兩版教材內容進行對比，本小節(jié)內容主要是針對于“物質的量濃度”的介紹以及應用，新教材的小標題更加明確具體。同樣也可以發(fā)現，新舊教材所涉及的主要內容出入不大，新教材依舊借鑒于舊教材，可見“物質的量”相關內容在高中化學中的地位并不會因為所處位置發(fā)生變化而消減，只是在內容的呈現上更符合學生的認知發(fā)展規(guī)律，降低了難度，便于學生理解。

三、模塊設置比較分析

(一)圖表比較

化學教材中信息表征的方式除傳統(tǒng)的漢字外，主要是以圖像、表格的形式呈現。圖像能恰適地將抽象的內容進行形象化的解釋與直觀的概括，使抽象的知識內容直觀、簡單、具體，增強學生的理性認識，同樣也可以培養(yǎng)學生看圖明其意的能力[3—4]。圖表可以將復雜的知識結構體系化，能使學生建立系統(tǒng)的知識網絡體系，以“概念圖”的形式實現知識的整體性，其在一定程度上彌補了文字表達的不足，將新舊教材中的圖表從不同的側面進行比較分析，以此明確新舊教材中哪些知識發(fā)生變動，為執(zhí)教者設計教案提供角度。

1.圖像的變化

簡潔明了、清晰直觀的圖像能引起看圖者的興致，就新舊教材中“物質的量”本節(jié)內容的插圖進行比較，新教材僅刪除了舊教材中“電解水實驗”的插圖，但整體圖像仍有一定程度上的改變，如從“1mol物質的質量及所含離子數”“1mol的幾種物質等差圖的呈現”中可以看到，新教材插圖直觀清晰、立體感強、排列整齊有條理，更易被學習者接受。并且新教材中的圖像對于落實“宏觀辨識與微觀探析”核心素養(yǎng)也有一定的幫助，如“單質硅”圖像的展示，兩本教材都有圖像的呈現，都有助于學生在其認知中建立“宏—微”觀圖示，但相比較之下，新教材中宏—微觀的對比圖像更具體、清晰，尤其是微觀圖像，更加立體，加之文字輔助，更能幫助學生在“注意力不集中”的情況下，憑借文字+圖像的方式自主建立“宏—微”之間的聯系，有助于核心素養(yǎng)的達成。

2.表格的變化

對新舊教材中的表格對比發(fā)現，新舊教材在“氣體摩爾體積”這一小節(jié)內容的呈現中圖表的差異化最明顯，如圖2，新教材將舊教材中的3個需要通過探究實驗由學生自主完善的表格轉換為1個基于“證據”提取信息，通過推理、歸納、總結得出結論的完備表格，從二者通過表格想要傳達的信息來看，舊教材的探究主要是通過教師引導學生進行的，沒有體現學生主體性這一理念，也未實際起到引入新知的目的，反而使問題復雜化，增加了學生的學習負擔；從另一側面講，通過實際計算完善表格內容發(fā)現，計算結果并不是理論上想要的數據，實際想要的結論是通過近似值比較得出的，這可能會導致學生形成不嚴謹的科學思維[5]。新教材對舊教材中的表格進行了調整優(yōu)化，簡化問題，直接將數據呈現給學生，從“問題：……你能得出哪些結論？與同學討論”?？梢钥闯觯陆滩母幼⒅匾浴皩W生為主體”“團結協(xié)作”的思想，體現學生的“主人翁”角色，同時貫穿于證據推理這條主線。

(二)欄目比較

欄目隱含著豐富的學科教育價值，其具有指導性與可操作性，化學教材中的欄目更多體現的是培養(yǎng)學生成為自主型、合作型、探究型個體，幫助其建立科學的學習方式、形成嚴謹的學習態(tài)度[6]。對新舊教材中“物質的量”欄目進行對比發(fā)現，新舊教材欄目設置都位于正文中，意圖銜接每個知識板塊要點，但新教材的欄目更清晰、明了，其采用多樣化的框圖設計將欄目與正文內容進行明顯的區(qū)分，給人視覺上的舒適感。在整體欄目的設置上，新教材借鑒于舊教材且又創(chuàng)新于舊教材。現將新舊教材欄目對比情況進行統(tǒng)計，如表1。

表1 教材欄目數目統(tǒng)計

從表1可以看出，“物質的量”在新舊教材欄目的設置上有直觀的變化，如新教材直接將科學探究欄目刪掉，但從新舊教材課本內容具體對比中發(fā)現，新教材將科學探究欄目整合至思考與討論欄目，將抽象難懂的邏輯推理轉換為精簡的內容呈現，這種設置降低了學生的理解難度，由繁化簡[4]。同樣也可以發(fā)現，新教材相較于舊教材只保留了兩個傳統(tǒng)的欄目：“中英譯詞”和“資料卡片”。一些欄目的名稱在原有基礎上進行了重組優(yōu)化，比如，將“學與問”“思考與交流”整合為“思考與討論”，“歸納和整理”調整為“整理與提升”等。這種設置不僅使欄目名稱更直觀清晰、貼近內容，同樣也優(yōu)化了欄目的功能，以達到外顯學科素養(yǎng)的目的[7]。

(三)題目設置的比較

題目的設置包括教材例題的設置與習題的設置。精選例題可以幫助學生實現課前、課后的自主學習，能有效加快銜接內容的理解和吸收，達到1+1>2的效果[3]。教材中的習題難度中等，是教師用于鞏固、診斷、評價學生知識的掌握，技能的提升以及科學思維發(fā)展的重要手段。課后習題作為檢驗能力水平、學習效果的重要載體和工具，具有及時性、針對性和挑戰(zhàn)性，同時還能起到邊學邊鞏固的效果[8]。因而，題目的精心設置能有效地促進教學的順利開展及學生的發(fā)展，對新舊教材關于“物質的量”在題目設置中的比較，如表2所示。

表2 教材題目數目統(tǒng)計

從題目數量來看，新教材新增了1道例題，減少了1道習題；從類型來看，新教材新增的例題屬于“關系式”解析類，習題的類型名稱由“習題”調整為“練習與應用”，“復習題”調整為“復習與提高”。繼續(xù)深入對比，在例題的變化上，在介紹“物質的量(n)、質量(m)和摩爾質量(M)之間的關系式”時，舊教材中與之相銜接的是“學與問”欄目，設置1道問題讓學生去思考，新教材則設置了1道有詳細解答過程的例題[2]?！拔镔|的量”作為新出現的物理量，其概念本身就生澀難懂，更何況是與之相聯系的“關系式”，學生雖具備一定的計算基礎，但作為高中階段學生第一次接觸到的需要計算的化學“關系式”，還是需要提供解題的思路，例題的設置在一定程度上降低了該難度；在習題的設置上，新教材相較于舊教材，無論是“聯系與應用”還是“整理與提升”，有保留、有刪減，如“整理與提升”習題的設置不僅與生產生活相聯系，同樣其在難度上采用層層遞進的方式去呈現，在幫助學生理解、運用、遷移、鞏固知識的同時，使學生基于“證據”進行推理，建構學生的解題思路、強化學生的解題效率、發(fā)展并提升學生的科學素養(yǎng)。

四、教學建議

(一)利用問題導引，厘清核心概念

依據課標對“物質的量”的內容要求、學業(yè)要求以及需要達到的學業(yè)質量標準，教師在教學之前即備課過程中需狠下一番功夫，厘清知識本身以及知識之間的邏輯順序。本節(jié)內容有幾個名詞需要講解，尤其是“物質的量”這一物理量，很難僅憑平鋪直敘的講解使學生聽懂，教師可以通過問題驅動學生自主思考，比如可以設置以下問題：(1)如何根據物質本身的質量來計算其所包含的微粒數呢？(2)單個微粒不能通過電子秤直接稱量得到，應該怎么辦呢？(3)我們能不能把這些微粒作為一個大的集體，用一個新的物理量來代表呢？通過一系列的問題，使學生自主搭建知識網絡結構，攻克難題。

(二)創(chuàng)設真實情境，初探微觀世界

“物質的量”的研究對象是微觀粒子，而微觀粒子是看不見、摸不著的物質，距離學生的生活較遠，這就需要教師在教學過程中創(chuàng)設與生產生活相聯系的情境，能夠有效促進學生理解陌生知識和陌生概念。可以采用類比遷移的教學方式，將學生已有知識和生活經驗結合起來并運用到新知識的學習中，使學生能夠舉一反三，觸類旁通，同時能夠將抽象知識具體化，易于學生理解。在解釋“物質的量”概念時，教師可以列舉一些學生在日常生活中經常接觸的集合體，如用筆芯的數量與“物質的量”進行類比，讓學生在類比遷移過程中，對“物質的量”概念有深刻的理解，實現從物質觀轉變?yōu)槲⒘Ｓ^，培育宏觀辨識與微觀探析的核心素養(yǎng)。

(三)有效利用習題，培育證據推理能力

“物質的量”的相關計算是“物質的量”相關內容的重要知識點之一，且貫穿于高中化學學習全過程，依據高考試題可以發(fā)現，“物質的量”的相關計算需要準確寫出解題過程以及最終的正確答案，這就要求學生必須具備一定的證據推理能力。合理、有效地利用教材中的習題以及高考試卷中的相關題目，在教授涉及計算知識點的過程中，教師可以示范解題步驟，然后拋出幾道類似或變式的題目讓學生自主計算，并讓學生思考能否用另一種方式解答。最后教師先說出答案，再整體講解解題步驟，學生在核對答案的過程中能夠體驗解題成功的喜悅，在核對解題步驟的過程中找出自己的不同之處，整理出適用于自己的解題思路。當然，這對于剛接觸陌生知識點的大多數學生來講很難實現，但教師須堅持這種思路，以期培育學生的證據推理能力。