鄧仲華　陳麗萍

摘要：人教版高中化學(xué)新教材（2019年版）與舊教材（2007年版）相比，在內(nèi)容呈現(xiàn)方面有較大更新?；谠刂芷诼珊诵母拍畹膶W(xué)習(xí)進(jìn)階建構(gòu)，對(duì)新舊必修教材中核心概念在映射、關(guān)聯(lián)及系統(tǒng)三個(gè)層級(jí)呈現(xiàn)的具體情況進(jìn)行分析，闡釋新教材在各水平變化的特點(diǎn)，并獲得重視知識(shí)的結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)等2個(gè)方面的教學(xué)啟示，為使用新教材進(jìn)行核心概念教學(xué)提供參考。

關(guān)鍵詞：化學(xué)教材;核心概念;元素周期律;學(xué)習(xí)進(jìn)階

文章編號(hào)：1005-6629（2021）04-0044-05 中圖分類號(hào)：G633.8 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

化學(xué)核心概念是指具有統(tǒng)攝作用以及解釋、遷移應(yīng)用價(jià)值的學(xué)科概念，是學(xué)科知識(shí)體系中不可或缺的組成部分，對(duì)學(xué)生學(xué)科觀念的建立發(fā)揮促進(jìn)作用，承載著重要的素養(yǎng)發(fā)展功能。中學(xué)化學(xué)核心概念體系可劃分為物質(zhì)知識(shí)、化學(xué)用語(yǔ)、化學(xué)反應(yīng)及原理、化學(xué)計(jì)量四個(gè)領(lǐng)域，在隸屬于“物質(zhì)知識(shí)”的元素化合物內(nèi)容中，元素周期律核心概念的教學(xué)意義在于幫助學(xué)生獲得“位—構(gòu)—性”系統(tǒng)認(rèn)識(shí)，構(gòu)建“結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)，性質(zhì)反映結(jié)構(gòu)”的學(xué)科核心觀念，這一觀念是落實(shí)“宏觀辨識(shí)與微觀探析”等化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的具體體現(xiàn)。此外，2017新課標(biāo)也強(qiáng)調(diào)教材內(nèi)容要重視化學(xué)知識(shí)的結(jié)構(gòu)化，更加突出核心概念在化學(xué)教學(xué)中的統(tǒng)領(lǐng)作用。本文以2019年人教版高中化學(xué)必修第一冊(cè)（簡(jiǎn)稱新教材）與2007年人教版高中化學(xué)必修2（簡(jiǎn)稱舊教材）為研究對(duì)象，基于學(xué)生對(duì)元素周期律核心概念理解的發(fā)展路徑，分析新舊教材在促進(jìn)學(xué)生認(rèn)識(shí)發(fā)展過(guò)程中概念呈現(xiàn)的不同之處，為新教材核心概念的教學(xué)實(shí)踐提供一定的啟示。

1核心概念的學(xué)習(xí)進(jìn)階建構(gòu)

1.1核心概念的形成

學(xué)生對(duì)元素周期律概念的學(xué)習(xí)主要是通過(guò)教材內(nèi)容獲得一定客觀事實(shí)的經(jīng)驗(yàn)來(lái)進(jìn)行理解、思考及歸納形成一般概念。隨著對(duì)一般概念學(xué)習(xí)的積累，開(kāi)始從更高層次分析一般概念間的邏輯關(guān)聯(lián)，進(jìn)而凝煉形成核心概念，見(jiàn)圖1。核心概念相較于一般概念，其解釋遷移的范圍更廣，增進(jìn)對(duì)核心概念的理解有利于培養(yǎng)和發(fā)展學(xué)生的學(xué)科思維和能力。

1.2核心概念學(xué)習(xí)進(jìn)階水平劃分

學(xué)習(xí)進(jìn)階是“對(duì)學(xué)生在一個(gè)時(shí)間跨度內(nèi)學(xué)習(xí)和探究某一主題時(shí)，依次進(jìn)階、逐級(jí)深化的思維方式的描述”，通過(guò)對(duì)核心概念學(xué)習(xí)進(jìn)階的建構(gòu)，利于準(zhǔn)確刻畫(huà)其理解發(fā)展過(guò)程。郭玉英等在層級(jí)復(fù)雜度和知識(shí)整合等認(rèn)知理論的基礎(chǔ)上提出學(xué)習(xí)進(jìn)階層級(jí)模型，指出科學(xué)概念理解包含經(jīng)驗(yàn)、映射、關(guān)聯(lián)、系統(tǒng)、整合五個(gè)層次。結(jié)合上述模型中的層級(jí)劃分、新課標(biāo)相關(guān)要求及核心概念的發(fā)展過(guò)程，揭示必修階段學(xué)生元素周期律核心概念的認(rèn)知發(fā)展途徑，如表1所示。

2新教材核心概念呈現(xiàn)的特點(diǎn)

由于新舊教材中學(xué)生已有經(jīng)驗(yàn)的獲得一般均是從物質(zhì)的組成和性質(zhì)角度（元素觀）來(lái)認(rèn)識(shí)物質(zhì)及其變化的多樣性，同時(shí)整合水平僅在必修階段也不足以實(shí)現(xiàn)全面深化，故重點(diǎn)分析核心概念有關(guān)內(nèi)容在映射、關(guān)聯(lián)及系統(tǒng)三個(gè)“階層”上呈現(xiàn)的特點(diǎn)。

2.1映射層級(jí)：體現(xiàn)學(xué)科特征

與舊教材相比，新教材增加了學(xué)生學(xué)習(xí)的連貫性，相關(guān)內(nèi)容的呈現(xiàn)順序及選取有所改變，見(jiàn)表2。首先介紹原子結(jié)構(gòu)及核外電子排布規(guī)律，再借助對(duì)原子序數(shù)與原子結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系、周期、族等的認(rèn)識(shí)，使學(xué)生清晰理解元素周期表的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，隨后引入探究同主族元素原子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的關(guān)系，內(nèi)容設(shè)置層層遞進(jìn)且相互聯(lián)系更為緊密，有助于學(xué)生能夠正確基于微觀本質(zhì)分析宏觀現(xiàn)象。同時(shí)新教材將原本穿插于元素周期表與元素周期律之中的原子結(jié)構(gòu)知識(shí)抽提出來(lái)進(jìn)行整合，單獨(dú)作為一部分放置于元素周期表之前，即將認(rèn)識(shí)原子結(jié)構(gòu)的奧秘作為深入理解元素周期表與元素周期律的前提，則更能直接體現(xiàn)化學(xué)學(xué)科是基于微觀結(jié)構(gòu)來(lái)認(rèn)識(shí)和創(chuàng)造物質(zhì)這一特征。

2.2關(guān)聯(lián)層級(jí)：凝煉核心觀念

與舊教材相比，新教材概念導(dǎo)入形式較為多樣，加以拓展性的問(wèn)題來(lái)提升對(duì)位、構(gòu)、性三者問(wèn)相互關(guān)系的認(rèn)識(shí)，見(jiàn)表3。具體而言，新教材更為關(guān)注學(xué)生認(rèn)知的發(fā)展性和階段性特點(diǎn)，以原有經(jīng)驗(yàn)為背景從宏微交融的角度創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境進(jìn)行引入，有利于促進(jìn)學(xué)生的知識(shí)遷移與加強(qiáng)“宏微結(jié)合”思維的運(yùn)用。在探究同周期元素性質(zhì)的變化規(guī)律時(shí)，新舊教材雖然均通過(guò)探究活動(dòng)以第三周期元素為例進(jìn)行說(shuō)明，但舊教材在環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)上主要是基于對(duì)實(shí)驗(yàn)事實(shí)的推斷總結(jié)，關(guān)于學(xué)科核心觀念的滲透不太明顯。而新教材開(kāi)門見(jiàn)山地提出問(wèn)題，引導(dǎo)學(xué)生借助原子核外電子排布規(guī)律來(lái)預(yù)測(cè)它們性質(zhì)的變化規(guī)律;再通過(guò)實(shí)驗(yàn)事實(shí)和信息獲取幫助學(xué)生得出結(jié)論后，繼續(xù)提問(wèn)“你得出的結(jié)論與最初的推測(cè)是否一致、由此你對(duì)原子結(jié)構(gòu)與元素性質(zhì)的關(guān)系又有哪些認(rèn)識(shí)”等，始終重視由知識(shí)內(nèi)容向核心觀念的升華。

2.3系統(tǒng)層級(jí)：外顯核心素養(yǎng)

與舊教材相比，新教材在引導(dǎo)學(xué)生遷移應(yīng)用在頭腦中形成的“位—構(gòu)—性”認(rèn)知模型的過(guò)程中，正文內(nèi)容表述上提綱挈領(lǐng)地指出元素周期律具有的應(yīng)用價(jià)值，再結(jié)合之后展開(kāi)的詳細(xì)闡述，使學(xué)生對(duì)該部分內(nèi)容的整體把握更加了然于胸。此外再通過(guò)精心設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)活動(dòng)，發(fā)揮化學(xué)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)功能，通過(guò)典型的化學(xué)實(shí)驗(yàn)事實(shí)引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識(shí)物質(zhì)及其變化的本質(zhì)和規(guī)律，以提高學(xué)生的領(lǐng)會(huì)程度。

以下列出新教材中“同周期、同主族元素性質(zhì)的遞變”實(shí)驗(yàn)活動(dòng)的主要內(nèi)容設(shè)置（實(shí)驗(yàn)用品不作介紹），見(jiàn)表4。實(shí)驗(yàn)活動(dòng)中將核心概念與活動(dòng)和問(wèn)題解決融為一體，體現(xiàn)核心概念的素養(yǎng)發(fā)展功能，引導(dǎo)學(xué)生從“宏微結(jié)合”的視角分析問(wèn)題。如利用鹵族元素與第三周期元素發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的事實(shí)數(shù)據(jù)理解原子結(jié)構(gòu)與元素性質(zhì)的關(guān)系;再如從氯水的微觀組成變化認(rèn)識(shí)需使用新制氯水參與實(shí)驗(yàn)。注重學(xué)習(xí)方法的引導(dǎo)，讓學(xué)生自主設(shè)計(jì)部分實(shí)驗(yàn)（如Mg與冷水、熱水反應(yīng);MgCl₂和AlCl₃與堿反應(yīng)），促進(jìn)學(xué)習(xí)方式的轉(zhuǎn)變，并基于結(jié)論思考認(rèn)識(shí)到元素周期律對(duì)元素化合物知識(shí)學(xué)習(xí)的指導(dǎo)作用，以及對(duì)形成“宏觀辨識(shí)與微觀探析、證據(jù)推理與模型認(rèn)知”的化學(xué)學(xué)科思想和方法產(chǎn)生積極的影響。

3核心概念教學(xué)的啟示

3.1圍繞核心觀念建立，重視知識(shí)的結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)

教師在教學(xué)前可圍繞核心觀念的形成關(guān)注教材內(nèi)容問(wèn)的內(nèi)在邏輯，有目的地進(jìn)行教學(xué)內(nèi)容的結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)，見(jiàn)圖2。元素周期律核心概念的實(shí)質(zhì)在于形成“位—構(gòu)—性”認(rèn)知模型，促使學(xué)生實(shí)現(xiàn)從原子結(jié)構(gòu)→元素性質(zhì)→物質(zhì)性質(zhì)的逐步理解，并能預(yù)測(cè)解釋未知元素的原子結(jié)構(gòu)和性質(zhì)等。依據(jù)學(xué)生在實(shí)際學(xué)習(xí)中往往存在能熟記規(guī)律卻無(wú)法分析解決問(wèn)題、論證活動(dòng)中僅關(guān)注物質(zhì)性質(zhì)外在表現(xiàn)卻不能與微觀結(jié)構(gòu)和元素周期律（表）相貫通等認(rèn)知障礙，需在教學(xué)中積極引導(dǎo)學(xué)生優(yōu)化學(xué)習(xí)策略、提升學(xué)習(xí)效率。

在引導(dǎo)學(xué)生開(kāi)展探究學(xué)習(xí)、問(wèn)題解決的過(guò)程中，教師要注意幫助學(xué)生由表及里地分析物質(zhì)性質(zhì)的變化，從宏觀到微觀建立位、構(gòu)、性三者聯(lián)系，再通過(guò)啟發(fā)學(xué)生運(yùn)用預(yù)測(cè)方法結(jié)合位、構(gòu)特點(diǎn)由里及表地推測(cè)比較元素及其化合物性質(zhì)，進(jìn)而引導(dǎo)學(xué)生建構(gòu)基于知識(shí)整合的認(rèn)知系統(tǒng)。要關(guān)注引導(dǎo)學(xué)生轉(zhuǎn)變分析問(wèn)題的思維方式，能夠從認(rèn)識(shí)單一元素及其化合物到從微觀結(jié)構(gòu)出發(fā)認(rèn)識(shí)和比較多種元素及物質(zhì)，以形成對(duì)元素化合物學(xué)習(xí)的整體認(rèn)識(shí);要關(guān)注引導(dǎo)學(xué)生在認(rèn)識(shí)原子結(jié)構(gòu)（原子核外電子排布規(guī)律）的基礎(chǔ)上，借助實(shí)驗(yàn)活動(dòng)獲得的證據(jù)加深理解宏觀性質(zhì)和微觀本質(zhì)問(wèn)的關(guān)系，突破無(wú)法對(duì)元素周期律進(jìn)行正確遷移應(yīng)用的學(xué)習(xí)障礙。

3.2基于核心素養(yǎng)發(fā)展，科學(xué)利用欄目?jī)?nèi)容

新教材在新課標(biāo)理念指導(dǎo)下，內(nèi)容編排與呈現(xiàn)更加重視“素養(yǎng)為本”，新增了促進(jìn)學(xué)生建構(gòu)核心概念的相關(guān)欄目，見(jiàn)表5。教師在教學(xué)前應(yīng)充分挖掘欄目?jī)?nèi)容所承載的素養(yǎng)培育價(jià)值，對(duì)其進(jìn)行充分利用以協(xié)助教學(xué)目標(biāo)的達(dá)成。如新教材增加了“元素周期表的發(fā)展”這一科學(xué)史話欄目，借助發(fā)現(xiàn)史的情境素材展示科學(xué)家對(duì)元素周期表（律）的認(rèn)識(shí)過(guò)程，以促進(jìn)學(xué)生對(duì)科學(xué)本質(zhì)的理解?？茖W(xué)本質(zhì)的內(nèi)涵包括科學(xué)知識(shí)具有暫時(shí)性和發(fā)展性、科學(xué)是觀察與推理的必然結(jié)合、科學(xué)是一個(gè)不斷探究的過(guò)程等方面。新教材重視加強(qiáng)科學(xué)本質(zhì)的教育，避免學(xué)生只機(jī)械地記憶元素周期律而忽視對(duì)科學(xué)本質(zhì)的領(lǐng)悟。

同時(shí)設(shè)計(jì)蘊(yùn)含科學(xué)本質(zhì)的學(xué)生活動(dòng)，尤其在實(shí)驗(yàn)活動(dòng)欄目中，引導(dǎo)學(xué)生思考和理解實(shí)驗(yàn)過(guò)程對(duì)建構(gòu)元素周期律核心概念具有的意義，拓展學(xué)生的思維，重視對(duì)結(jié)論的分析與評(píng)價(jià)，而不僅僅停留在實(shí)驗(yàn)的操作步驟上。以上欄目從幫助學(xué)生認(rèn)識(shí)微觀結(jié)構(gòu)與元素的分類到引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究從宏微結(jié)合視角進(jìn)行推理來(lái)加深理解元素周期律，體現(xiàn)了對(duì)學(xué)生宏觀辨識(shí)與微觀探析、證據(jù)推理與模型認(rèn)知以及科學(xué)探究與創(chuàng)新意識(shí)等核心素養(yǎng)的培養(yǎng)。

總體來(lái)看，新教材更加重視發(fā)揮核心概念對(duì)元素化合物知識(shí)學(xué)習(xí)的指導(dǎo)作用，強(qiáng)調(diào)圍繞核心概念的建構(gòu)引導(dǎo)學(xué)生建立學(xué)科核心觀念，并關(guān)注學(xué)生活動(dòng)設(shè)計(jì)與核心概念的融合。教師應(yīng)在教學(xué)前結(jié)合新課標(biāo)深入研讀新教材，深刻體會(huì)新教材的編寫(xiě)意圖，明確新教材內(nèi)容具有的教學(xué)價(jià)值，有的放矢地開(kāi)展教學(xué)，切實(shí)在課堂中發(fā)展學(xué)生的學(xué)科核心素養(yǎng)。