认真研读新课标 科学使用新教材新旧三种版本高中化学教材中“物质的量”编写特点对比研究与教学建议

南云菲

摘要：为了更好地服务与学生，国家教育部门通过科学的方法和正确的方式对教材版本及教材内容进行创设。“物质的量”相关内容作为一种化学工具贯穿整个高中的化学学习中,是教学的重点也是难点，其中蕴含着微粒观、定量观、化零为整等丰富的化学思想方法,对学生核心素养的培养具有重要作用。本文通过对比分析三种版本（2007人教版、2019人教版和2019鲁教版）中“物质的量”的位置和内容2个方面的编写特点，为新课标下高中化学课堂教学提供建议参考。教师的教学应以发展学生化学核心素养为目的，通过类比迁移的方法发展微观探析素养；以问题驱动提高学生证据推理水平；用制作概念图的方式提高模型认知水平；创建真实的学习情境，培养学生科学的态度。

关键词：化学核心素养；编写特点与教学建议；物质的量

教材是学生的第一手资料，是教师教学的基础工具，是高考题型的鼻祖。因此在高中化学教学中，对教材的把握至关重要^[1]。《化学课程标准》指出化学学科核心素养包括宏观辨识与微观探析、变化观念与平衡思想、证据推理与模型认知、科学探究与创新意识、科学态度与社会责任五个方面。依据《普通高中化学课程标准》（2017年版），化学课程分为必修课程、选择性必修课程和选修课程三大类。其中，必修课程是普通高中学生发展的共同基础，努力体现化学基本观念与发展趋势，促进同学们化学学科核心素养的发展，以适应未来社会发展需求。“物质的量”相关内容贯穿整个高中的化学学习中,是教学的重点也是难点，其内容中蕴含着微粒观、定量观、化零为整等丰富的化学思想方法,对学生的化学核心素养的形成具有重要作用^[2]。本文通过对比分析人民教育出版社2007出版《普通高中课程标准试验教科书化学必修1》（以下简称2007人教版）、人民教育出版社2019年出版《普通高中教科书化学必修第一册》（以下简称2019人教版）和山东科学技术出版社2019年出版《普通高中教科书化学必修第一册》（以下简称2019鲁教版）三个版本的必修课程中“物质的量”的位置和内容，给出该部分内容的在高中课堂教学中的建议，以期对新课标下的高中课堂教学献出绵薄之力。

一、新旧三种版本高中化学教材中“物质的量”的编写特点对比

1.“位置”比较

“物质的量”的内容包括物质的量、气体摩尔体积、物质的量浓度和配制一定物质的量浓度的溶液。在三种版本的化学必修第一册教材中“物质的量”所处的章、节和主要内容见表1。

表1 “物质的量”在三种版本的教材中位置

教材	章	节	主要内容
2007人教版	第一章 从实验学化学	第二节 化学计量在实验中的应用	一、物质的量的单位——摩尔 二、气体摩尔体积 三、物质的量在化学实验中的应用
2019人教版	第二章 海水中的重要元素——钠和氯	第三节 物质的量	一、物质的量的单位——摩尔 二、气体摩尔体积 三、物质的量浓度
2019鲁教版	第1章 认识化学科学	第3节 化学中常用的物理量——物质的量	一、物质的量及其单位——摩尔 二、摩尔质量和气体摩尔体积 三、物质的量浓度

2007人教版中“物质的量”这一节位于第一章“从实验学化学”第二节（化学计量在实验中的应用）。物质的量的有关知识抽象且难以理解，是连接宏观物质与微观微粒的桥梁，对于刚接触高中化学的学生来说，要学懂十分困难。初中化学最大的特点就是只停留在宏观层次，很多高一新生反映化学听不懂、难学，打击了学生学习化学的兴趣，甚至扼杀了学生求知的欲望。相比较，2019人教版将知识难度进行分散，将这部分知识设置在“第二章海水中的重要元素—钠和氯”，在第一章中的“离子反应”和“氧化还原反应”的学习中掌握了化学反应的实质，初步建立了宏观和微观的联系，在此加入“物质的量”的学习。在学习宏观现象的微观实质后，提出用于微观计算的物理量，在此基础上研究微观粒子的定量计算，既符合学生的心理发展，也减轻了教师的教学重任呢，减轻了学生的学习压力，提高了学习兴趣，有利于学生养成“宏观辨识与微观探析”的核心素养^[3]。2019鲁教版则是跟2007人教版的安排方式相似，其优点是出于知识的关联性角度进行编排，意在使学生可以更加容易地联系所学知识，缺点是难度梯度较大。

2.“内容”比较

对比三版教材中对物质的量、气体摩尔体积和物质的量浓度3部分内容的设计意图，见表2，纵向对比编写特点。

表2 三个版本中物质的量、气体摩尔体积和物质的量浓度的编写特点对比

	2007人教版	2019人教版	2019鲁教版
物质的量	1.物质的量、阿伏伽德罗常数和粒子数的关系 2.国际单位制的7个基本单位（资料卡片） 3.金属原子个数和质量的图片 4.摩尔质量定义 5.硫酸和碳酸钠的物质的量和质量的相互转化	1. 物质的量、阿伏伽德罗常数和粒子数的关系 2.国际单位制的7个基本单位（资料卡片） 3.金属原子个数和质量的图片 4.摩尔质量定义 5.碳酸钠的质量和物质的量转化例题解析	1.水与水的微观构成示意图 2.物质的量概念 3.摩尔的简述 4.基本物理量（资料在线） 5. 1 mol水的微粒数和氢氧原子的物质的量的关系图（迁移应用）
气体摩尔体积	1.电解水实验，计算1.8 g水产生H2和O2的质量、物质的量之比和体积（科学探究） 2.气体摩尔体积的概念	1.列表H2、O2、H2O和H2SO4的体积（思考与讨论） 2.气体摩尔体积的概念	1.列表给出1mol固、液、气的多种物质的质量和3种温度、压强时的体积（交流研讨） 2.摩尔质量 3.气体摩尔体积的概念 4. 1 molCl2的分子数、质量和体积之间的转化图 5.阿伏伽德罗定律和阿伏伽德罗常数（资料在线）
物质的量浓度	1.体检报告中的物质的量浓度引入 2.物质的量浓度的概念 3.配制一定物质的量浓度的溶液的实验 4.误差分析（学与问） 5.稀释定律（思考与交流）	1.体检报告中的物质的量浓度引入 2.物质的量浓度的概念 3.容量瓶的使用（资料卡片） 4.配制一定物质的量浓度的溶液的实验 5.误差分析（思考与讨论） 5.稀释定律	1.配制一定物质的量浓度的溶液（活动探究） 2.实验方案设计及实施 3.思考误差分析 4.容量瓶及其使用方法（方法导引） 5.物质的量浓度的概念 6.体检报告中的部分数据（迁移应用） 7.Zn与HCl中反应物和产物的物质的量和质量计算 8.宏观与微观物理量的概括整合

从表2中发现2019人教版基本上在2007人教版的基础上进行了优化，在引入“气体摩尔体积”时删除了电解水实验，计算1.8g水产生H₂和O₂的质量、物质的量之比和体积（科学探究），直接列表H₂、O₂、H₂O和H₂SO₄的体积，将教学重点集中在对气体摩尔体积概念的理解。“物质的量浓度”时增加了“容量瓶使用”，2007版中没有容量瓶的使用介绍，导致学生在误差分析时产生很大的理解障碍。2019鲁教版与2019人教版在编排时更加突出接近学生最近发展区，例如在引入“物质的量”概念时以最熟悉的“水”的微观示意图为知识增长点，最后又以1mol水的微粒数和氢氧原子的物质的量的关系图对概念进行迁移和应用。在“摩尔质量”的引入，2007人教版和2019人教版是直接给出概念，2019鲁教版列表给出1mol固、液、气的多种物质的质量和3种温度、压强时的体积，进行交流研讨后给出概念。“物质的量浓度”部分，2007人教版和2019人教版均以“体检报告中的物质的量浓度”引入，直接给出概念，2019鲁教版则以“活动探究”“实验方案设计”等学生活动为引入概念的方法，在培养学生科学探究核心素养方面表现的更突出，在章节的最后利用概念图将宏观与微观物理量进行概括整合。

二、教学建议

1.类比迁移，发展微观探析素养

物质的量是一定数目离子的集合体，其研究对象是肉眼无法看见，也无法直接感知微观粒子。教师在这一部分的内容可以用类比迁移的方法，将学生已有的知识与经验运用到新的学习内容中，以达到促进学生对抽象化知识概念的理解，发展学生的微观探析素养的目的。学生通过举一反三，将抽象的知识具体化，

物质的量是一定数目粒子的集合体，研究的对象是微观粒子。对于学生来说， 这些微观粒子无法用肉眼看到，也无法直接感知。为了解决这一问题，教师在物质的量这一内容的教学过程中，应该采用类比迁移的策略，促进学生对抽象化知识概念的理解，发展学生微观探析的素养。在教学中使用类比迁移的教学策略，就是将学生已有的知识和经验运用到新的学习内容中，让学生能够举一反三，触类旁通，同时能够将抽象的知识具体化， 易于学生理解。例如，在解释物质的量概念的时候，教师应该举出一些生活中的集合体，如可以用铅笔的数量与物质的量进行类比，让学生在类比迁移的过程中，对物质的量概念有更深刻的理解，实现从物质观转变为微粒观，提高宏观辨识与 微观探析的素养。

2.问题驱动，提高证据推理水平

问题驱动教学策略是一种以学生为主体，教师作为引导者，引导学生主动思考，从而提高学生的学习参与度的教学策略。在物质的量相关内容的教学中，利用问题驱动教学策略^[4]，就是指教师根据对物质的量内容的理解，并以学生的已有知识和经验为基础，精心设计问题情境，引导学生发现问题，主动思考，这样学生通过自己的思考和推理得出的新知识和新经验，印象深刻和深入理解。问题驱动教学策略可提高学生课堂参与，也能培养学生的证据推理和模型认知的素养。教师而言，可以通过学生的回答了解学生的基础，并预设学生的最近发展区，慢慢引导学生掌握所学内容。问题驱动教学策略还可以帮助教师了解学生对学习内容的掌握程度，以便进行查漏补缺和课堂教学的调控。 总之，问题驱动教学策略不仅可以促进学生的学习，还可以促进教师的教学。

例如，在“物质的量单位-摩尔”这一节内容中，为了激发学生的好奇心和 提高学习的积极性，促进学生理解物质的量定义，可以设置如下问题：①如何由物质的质量求算其微粒数目？②单个微粒无法直接称量，应该怎么办？③选择多大数目的微粒作为一个集体能给实际应用带来便捷？”这些问题的驱动下既提高学生课堂参与度，又使教师了解到学生对学习内容的掌握程度，及时灵活调控课堂。在一问一答当中，学生的思维和想象力能够给教师带来一些新的启发，教 师也可以从学生身上学到某些东西，促进教学相长。

3.引导制作概念图，提高模型认知水平

物质的量相关概念和计算公式贯穿整个高中化学学习的全过程。物质的量概念系统是物质的量、摩尔质量、气体摩尔体积、物质的量浓度、阿伏加德罗常数等概念组成的体系。该体统不仅包含上述提到的所有概念的含义，还涉及物质的 量与微粒数目、标准状况下气体体积之间的相互关系，质量与微粒数、物质的量 浓度与物质的量的计算，物质的量在化学反应中的应用。引导学生绘制概念图，可以帮助学生把物质的量相关概念和公式理清楚，提高模型认知能力。构建概念图时，首先应找出内容中的关键概念，然后找出与之相关的次要概念或支撑概念，最后要理清这些概念之间的区别和联系，从而形成概念图。物质的量这一内容的概念繁多，且关系复杂，学生自主构建概念图比较困难，因此应该在教师的带领下理清概念之间 的关系，加深学生对概念的理解。物质的量是本节内容的核心概念，因为它是联系宏观世界和微观世界的桥梁。因此，中心概念为物质的量，而气体摩尔体积、 摩尔质量等作为次要概念，理清楚主要概念和次要概念之间的差别与联系，进一步明确中心概念与次要概念之间的关系。由于概念图能够清楚地呈现出概念的整 合过程和概念之间的关系，所以概念图不仅可以帮助学生了解知识结构，还可以 帮助学生理解本节内容各个概念之间的关系，同时也利于学生记忆公式，提高学生的证据推理和模型认知素养水平。

4.创设真实的学习情境，培养科学态度

物质的量是化学学习的工具，研究对象是抽象的微观粒子，距离学生生活较远，因此教师在教学过程中要创设一个紧密联系生活的情境，促进学生理解陌生的知识和概念。例如，在《物质的量》引入时可用：请同学们采购1万粒大米？假设每一粒大米的大小和重量相同。教师按照发展学生的核心素养目标，以学生已有知识和经验为出发点，创设与生活紧密联系的教学情境，既引起学生的注意减少物质的量相关内容的距离感又激发学生的学习兴趣，还培养学生用科学的方法解决实际问题的能力。学生在熟悉的情境中加深了对物质的量的理解，还能了解到物质的量相关知识在生活中的作用及对生活的影响。例如，在学习《物质的量浓度》之前，让学生观察生活用品的商标或医院化验单对物质的含量多少的表示方法。上课时，让学生分享总结生活中溶液中溶质的含量的表示方法及含义，让学生体会到学习物质的量浓度的重要性，从而提高学生的学习兴趣，培养学生的科学态度。

参考文献：

1.雷宇祺.新课标人教版高中化学教材的编排特点与启示——以元素及其化合物知识为例[J],山东化工，2021(50)214-215.

2.马文涛.人教版高中化学新、旧教材比较——以“物质的量”为例[J]，安徽化工，2020(46-6)164-167.

3.洪天慧.对高中化学教材中“物质的量”内容的编写建议[J]，化学教学，2019(10)91-97.

4.曹亚，李学强.中美高中化学教材关于物质的量内容的对比研究[J]，中国教育技术装备，2019(21)134-136.