新课标高中化学选修教材《物质结构与性质》三种版本的比较研究.docx
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新课标高中化学选修教材《物质结构与性质》三种版本的比较研究
新课标高中化学选修教材《物质结构与性质》—三种版本的比较研究
作者：
蔡文联 文章来源：
：
《化学教学》2007年01期 点击数：
31 更新时间：
2008-3-24
新课标高中化学选修教材《物质结构与性质》—三种版本的比较研究
蔡文联 饶志明 余靖知
摘要：
根据2003年出版的《普通高中化学课程标准（实验》）编定的高中化学教材已通过审定的有三种版本，分别由人民教育出版社、江苏教育出版社、山东科技出版社出版。
高中化学课程8个模块中选修3“物质结构与性质”是属于化学基本理论知识的模块。
本文将对新版三种教材（选修3“物质结构与性质”）的设计思路、体系结构、栏目设置等方面进行比较研究，以期有助于教师理解新课标、选择教材、教法以及把握教学尺度。
为了适应我国21世纪初化学课程发展的趋势，化学课程标准研制组经过深入的调查研究，多次讨论修改，于2003年出版了《普通高中化学课程标准（实验）》。
他们将高中化学课程采用模块的方式分为必修和选修两部分，共8个模块，其中必修模块2个，选修模块6个。
新课程“在保证基础的前提下为学生提供多样的、可供选择的课程模块”，兼顾“学生个性发展的多样化需要”，适应不同地区和学校的条件。
目前以高中化学课程标准和基础教育课程改革纲要为指导编写的新版高中化学教材经全国中小学教材审定委员会初审通过的共有3种，分别是由人民教育出版社出版（宋心琦主编，以下简称人教版），江苏教育出版社出版（王祖浩主编，以下简称苏教版），山东科技出版社出版（王磊主编，以下简称山东科技版）。
在6个选修模块中，选修3“物质结构与性质”模块突出化学学科的核心观念、基本概念原理和基本思想方法。
在以“提高学生的科学素养”为主旨的高中化学课程改革中，如何将新课程理念很好地融合进化学基本概念和基础理论的教学中，转变学生的学习方式，培养学生的逻辑思维能力，提高学生学习本课程的意义，是值得广大化学教师研究、推敲的。
因此，针对上述三种版本的教材（选修3物质结构与性质）进行具体的分析、比较、评价，
对教师在选择教材、教法以及把握教学尺度方面都具有十分重要的意义。
1.“物质结构与性质”模块教材的简介
1.1教材的设计思路
结构决定性质，进而影响到物质的用途。
随着时代的进步，科学技术的发展，化学与生活、生产中的各个方面越来越紧密的联系在一起。
物质结构理论“揭示了物质构成的奥秘，物质结构与性质的关系，有助于人们理解物质变化的本质，预测物质的性质，为分子设计提供科学依据”，并且物质结构理论还与医学、生命科学、材料科学、环境科学、能源科学信息科学等多门学科息息相关。
物质结构理论为这些科学提供理论依据，为科学的发展奠定坚实的基础。
高中化学课程改革将“物质结构与性质”作为选修模块3，就是在以提高学生科学素养为核心的前提下，帮助学生体会科学探究的过程和方法，通过学生自己不断探索，理解物质构成的奥秘，增强学习化学理论知识的兴趣，提高抽象思维能力，是在高中化学必修课程之后，对物质结构理论的拓展与加深。
本着这个宗旨，三种教材（选修3物质结构与性质）在设计上的总体思路均为：
让学生“了解人类探索物质结构的重要意义和基本方法，研究物质构成的奥秘，认识物质结构与性质之间的关系，提高分析问题和解决问题的能力”。
1.2教材的主要内容
教材从原子、分子水平上介绍物质是怎样构成的，围绕着“微粒之间的不同作用力”这条基本主线展开，主要包括两部分内容：
一是有关物质结构的基本概念和原理；二是有关物质结构的基本观点和基本方法。
教材通过各种栏目或附加的资料展示相关的化学知识，引导学生在化学学科的背景下去掌握物质结构的知识，体会物质结构的探索是无止境的。
2.三种教材内容的编排
2.1以课程标准为本，整体设置教材的体系结构
三种教材（物质结构与性质）所编排的内容都是严格按照高中化学课程标准的要求设置的，但在此基础上编者根据各自的设计风格整体设置教材的具体结构，对教材的编写形式、侧重方向的确定都有很大的自由度，使得三种教材具有各自鲜明的特色和编写方式。
针对三种教材的体系结构与化学课程标准内容的比较（见附录）。
通过比较可以看到三种教材在内容编排上的异同。
2.1.1人教版
教材的引言部分体现了课标主题4“研究物质结构的价值”的大部分内容标准，其中包括“人类探索物质结构的价值、研究物质结构的意义”等等。
第1章“原子结构与性质”基本上是按照化学课标主题1“原子结构与元素性质”所要求的内容进行编写，主要包括“原子结构的构造原理、核外电子的能级分布、电子排布、能级跃迁”等内容，此外在第2节“原子结构与元素性质”还包含课标主题4“研究物质结构的价值”中“认识原子结构与元素周期系的关系，了解元素周期系的应用价值”这部分内容；第2章“分子结构与性质”主要内容包括“共价键的形成、类型、键参数，共价分子的结构，分子间作用力对物质性质的影响，氢键的存在对物质性质的影响”同时还密切联系实际说明了“手性分子”、“等电子原理”、“无机含氧酸的酸性”等知识，这一章包括了主题2“化学键与物质的性质”与主题3“分子间作用力与物质的性质”的部分内容；主题2与主题3的其余内容编排在教材第3章“晶体结构与性质”中，所包含的内容与课标一致，只是知识出现的顺序有所不同。
2.1.2苏教版
根据课程标准的4个主题进行整体编排，将选修3“物质结构与性质”教材划分为5个专题。
专题1“揭示物质结构的奥秘”及专题5“物质结构的探索无止境”与课标主题4“研究物质结构的价值”相对应；专题2“原子结构与元素的性质”中所编排的内容与课标主题2“原子结构与元素性质”基本上一致，其中第二单元“元素性质的递变规律”还包含课标主题4中“认识原子结构与元素周期系的关系，了解元素周期系的应用价值”这部分内容；教材专题3和专题4将课标主题2“化学键与物质的性质”、主题3“分子间作用力与物质的性质”的内容进行融合，重新编排，从另一个角度划分为“微粒间作用力与物质性质”、“分子空间结构与物质性质”，专题3包含了“离子键、共价键、金属键、分子间作用力”及其构成的晶体等主要内容，专题4则着重编排了“分子或离子的构型、配合物的成键情况”及其与物质性质的关系等内容，并通过实例介绍了“手性分子”、“等电子原理”的应用。
2.1.3山东科技版
教材把课程标准中的4个主题融合为三章进行编写，课标主题1“原子结构与元素的性质”与教材第1章“原子结构”的内容编排一致，其中课标主题4“研究物质结构的价值”中“认识原子结构与元素周期系的关系，了解元素周期系的应用价值”这部分内容也被分散到教材第1章第2节“原子结构与元素周期表”里；教材第2章“微粒间的相互作用”与第3章“物质的聚集状态与物质性质”对应于课标主题2“化学键与物质性质”、主题3“分子间作用力与物质性质”，在内容安排上是把两个主题内容进行融合，重新分类，第2章的主要内容为“共价键、离子键、配位键、金属键、分子间作用力、分子的立体模型”等，第3章的内容是在承接第2章的基础上，主要编排了在微粒间作用力的作用下形成的“金属晶体、离子晶体、原子晶体、分子晶体以及这些物质的性质”，还包括了“物质聚集的其他状态”的内容。
2.1.4三种教材内容编排具体实例
三种版本的教材在呈现“晶体”的相关内容时，编排的方式不同。
人教版、山东科技版的编排方式较为类似，它们是将微粒间的相互作用与物质的聚集状态分为两章来设置，而苏教版是将二者合并，教材中每介绍一种微粒间的相互作用接下来就引出这种相互作用所形成的晶体，如：
金属键—金属晶体、共价键—原子晶体。
从内容的设置来看，苏教版的编排，使得相关知识排列紧凑，学生在学习过程中会感到有章可循，而教师在教学中更容易找到学生的“最近发展区”进行适当指导。
但是，在“物质的聚集状态”这方面的内容，苏教版仅仅是根据新课标介绍了几种晶体，而人教版、山东科技版的教材在这方面有所拓展。
人教版除了介绍“晶体”外还简单介绍了“非晶体”的知识；山东科技版则拓展得较深，教材用一节的篇幅来介绍除“晶体”以外的物质的聚集状态，如非晶体、液晶、纳米材料、等离子体。
2.2通过多样化的教材栏目，转变学生的学习方式
新版的三种教材关注学生的化学素养，重在培养学生的自主探究能力，因此编者在编写教材时，穿插了丰富多彩的栏目，将其作为转变学生学习方式的一种重要手段。
通过阅读这些内容生动的栏目，学生遵循栏目的提示，明确自我学习的方向，获得自主学习化学的思想和方法，进一步激发了学生学习这门课程的兴趣。
同时，在教师和学生之间，更突出了以学生为课堂的主体，让学生体验到不同的学习方式，增强师生之间以及教材与学生之间的互动，同时提高了学习的效果。
表1教材栏目设置及出现频次统计
人教版
栏目
思考与交流
学与问
资料卡片
科学探究
实践活动
科学视野
科学史1话
频次
5
11
8
6
2
12
6
苏教版
栏目
你知道吗
活动与探究
交流与讨论
观察与思考
问题解决
信息提示
化学史话
拓展视野
整理与归纳
回顾与小结
练习与实践
资料卡
频次
13
5
25
1
12
5
5
12
3
3
9
2
山东科技版
栏目
联想
置疑
观察
思考
活动
探究
交流
研讨
身边的化学
身体内的化学
化学与技术
资料
在线
思维
历程
频次
32
3
4
13
3
2
5
7
5
栏目
精要
概括
追根
寻源
拓展
视野
学海
无涯
知识
支持
方法
引导
工具栏
迁移
应用
频次
11
5
12
5
4
3
2
9
上表对三种教材所包含的栏目进行了统计，以下针对栏目的类型及其设置的意义进行分析：
表2教材栏目归类分析
栏目
人
教
版
学与问
交流与
思考
科学探
究实践
活动
资料卡片
科学视
野科学
史话
归纳与
整理
习题
苏
教
版
你知道
吗
活动与
探究交
流与讨论
资料卡
信息提
示
化学史
话
拓展视野
整理归
纳
回顾总结
练习与
实践
问题解决
山东
科技
版
联想·
质疑
观察·
思考
活动·
探究
交流·
研讨
工具栏
方法导
引
知识支
持
身边的
化学
身体里
的化学
化学与
技术
资料在
线
思维历
程
追根寻
源
拓展视
野
学海无
涯
精要
概括
迁移应
用
栏
目
设
置
的
目
的
通常设
在新课
学习之
前，根
据学生
已有经
验，营
造问题
情境，
激发学
习动机
在学
习过
程中
培养
学生
观察、
思考、
讨论、
探究
的自
主学
习能
力
为学生
进一步
学习提
供必要
的知识
储备，
如数
据、背景、条件等
引导学
生多角
度认识
物质的
密切关
系，联系
生活，社
会、技
术，学以
致用
在原有
知识基
础上拓
展学生
的知识
层面，
使得部
分学生
能够向
更高水
平发展
帮助学
生构建
良好的
知识网
络，系
统地掌
握知
识，提
高学习
效率
通过设
置多样
化的问
题，培
养学生
分析问
题、解
决问题
的能
力，对
所学知
识有所
反馈
三种教材中所出现的栏目种类众多，各种栏目也都具备各自的内容和功能，培养了学生各方面的能力。
但在上述的分析比较后，我们发现有些具备同一功能的栏目又细分为几个栏目，如山东科技版的教材中为学生学习新知识提供基本资料的栏目有“工具栏”、“知识支持”，将学生所学知识与现实联系的栏目有“身边的化学”、“身体里的化学”、“化学与技术”等，这些功能相同的栏目设计过多会显得重复、累赘，使教材不够整体自洽，建议将其合并。
2.3运用丰富的插图，激发学生的学习动机
“物质结构与性质”是一门理论性的课程，学生在学习这些化学基本概念和理论时容易产生枯燥乏味的感觉，导致疲乏被动的学习状态。
因此，编者在编写教材时根据高中生的特点穿插了丰富的图片，增加了理论知识的趣味性，唤起学生的求知欲，以下是对三种教材中的图片的分类统计和分析：
表3三种教材中图片的分类、统计
从上表的分类统计，可以看出三种教材中数量占多数的插图是“理论、模型、分类、归纳”。
这是由“物质结构与性质”这门课程的特点决定的。
这类图片有助于学生在学习抽象的化学理论知识时，将抽象化为形象，帮助学生形成正确的认识；教材中还安排了部分“实验仪器装置”的插图，将现代科学技术展示给学生，让学生初步“了解研究物质结构的基本方法和实验手段”，扩大学生的视野；“生产、生活、科技”类插图是让学生体会到物质结构理论在实际中的应用，认识到“人类探索物质结构的价值”，了解20世纪化学发展的基本特征和21世纪化学发展的趋势，激发学生的学习兴趣，这类插图在人教版和山东科技版中出现得较多，在苏教版中较少；“人物”这类插图是为学生学习化学提供良好的学科背景，提高学生科学素养。
2.4编排多样化的习题，注重实践性探究，培养学生解决问题的能力
习题的编排在教材编写中占有很重要的地位。
通过多样化的习题可以培养学生多方面的能力，同时学生解决问题的程度也能反映出学生掌握知识，运用知识的程度。
新教材中习题的编排数量不多，但是形式多样，综合性强，不仅有适量的巩固性习题用以评价学生掌握基础知识的情况，还出现了如调查报告、小论文、查阅资料等实践性题型。
这些新题型的出现既突出了新课程的理念以提高学生科学素养为主旨，又使学生能够在知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观各方面取得相应的发展。
表4教材习题分类统计及所占百分比
注：
习题数量统计包括每一章（专题）后的习题
从统计比较结果来看，新教材的习题与以往教材的习题相比有两大特色，其一是主观题在总习题数中所占的比例较大，三种教材中的问答题、调查研讨以及实验设计这些题型占大部分，而客观题如选择题只占了20%～30%左右，苏教版则更少一些。
这样的习题构成有助于在立足于基础知识的要求上，更加全面地考核学生运用知识解决实际问题的能力；其二，在大量的主观题中出现了具有新颖性、启发性和探索性的新题型，其中包括小论文、调查咨询、查阅资料、用计算机制作物质结构模型、方案设计等，这是新教材习题设计的又一大亮点。
人教版中编排的习题新题型出现得较多，苏教版中传统题型较多。
学生通过这类新题型可以有更多机会主动体验到科学探究的过程，培养团队合作的精神，充分利用课程资源，感受到化学对人类社会发展的密切关系，在多个方面取得不同程度的发展。
3.对三种教材的几点评价与建议
3.1三种教材根据这门课程的特点在整体安排上的指导思想是相同的，首先是设置问题情境，利用化学基本概念和原理的知识特点，引导学生推理、论证，体验科学思维的过程，培养抽象思维能力，在教学过程中拓展学生视野，向学生渗透化学思想方法，养成积极思考的习惯，最后帮助学生归纳总结，做到知识传授与能力培养兼顾。
3.2三种教材内容总体编排是遵照化学课程标准进行的，但不同版本有些内容呈现方式与课标之间还是有些不符。
如课标主题4“研究物质结构的价值”，人教版将其大部分内容安排在引言和第一章，苏教版在专题1、专题2、专题5中分散编排相关内容，而山东科技版中只出现了“原子结构与元素周期系的关系”这一内容，其余内容虽然通过部分栏目有所表现，但并不完整，知识呈现不够系统化。
3.3“物质结构与性质”是一门属于化学基本概念和原理的课程，如果在教学中多采用活动探究如实验、模型制作、方案设计来引导学生自主学习，启迪思维，对这门课程的学习有很大帮助。
三种教材都安排了一些需要学生动手的活动探究，苏教版教材中包含实验部分较多。
教师在选择与运用教材时可根据教学设计的需要适当补充一些有助于学生建构知识成的实践活动，帮助学生体验理论探究的过程。
3.4习题的编排在三种教材中都体现出发展学生多元智能,从多方面评价学生的学习效果,但不足的是在教材中很少出现习题范例。
习题范例作为学生学习解题的示范，具有很好的借鉴性、参照性和引导性，对学生在学习过程中培养正确的思维方式有很大的帮助，而三种教材在这方面的编排都略显不足。
同样，苏教版的教材在栏目“问题解决”中设置的诸多问题也欠缺一些适当的参照、引导，让学生独立解决这些问题的难度增大，因此，教师在使用教材的过程中要注意为学生提供适当的引导。
3.5已通过初审三种新版教材在印刷方面采用的是全彩印，学生在学习过程中眼前色彩丰富，有助于激发学习兴趣，不易产生疲劳、枯燥、厌学的情绪，而且教材印刷用纸纸质较好，防水，经久耐用。
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