胡潤澤 陳思穎

摘要：通過定量方法對新舊人教版、新魯科版3套高中化學(xué)教材中《物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)》模塊內(nèi)容從圖表數(shù)量、圖表密度和圖表類型三個維度進(jìn)行比較，發(fā)現(xiàn)3版教材圖表類型都較為豐富，微觀模型類圖表使用最多，且有不少相同或相近圖表。教師在教學(xué)中可以重視圖表信息；豐富圖表呈現(xiàn)形式；相互補(bǔ)充不同版本圖表素材。

關(guān)鍵詞：化學(xué)教材比較；圖表系統(tǒng)；物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)

文章編號：1008-0546（2021）11-0077-04中圖分類號：G632.41文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B

doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2021.11.019

一、問題的提出

教材中的圖表指的是穿插在教材文本中的圖片和表格，二者所形成的有機(jī)整體即為圖表系統(tǒng)，這是教材內(nèi)容編排和呈現(xiàn)的重要組成部分。圖表系統(tǒng)又被視為教材的第二語言，既是對抽象化的文本內(nèi)容的形象化解釋，亦是對教材內(nèi)容的補(bǔ)充和擴(kuò)展[1]?；瘜W(xué)作為一門在原子、分子水平上研究物質(zhì)的組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、轉(zhuǎn)化及其應(yīng)用的基礎(chǔ)學(xué)科，其研究視角的微觀性和研究內(nèi)容的有形性、客觀性和操作性，均決定了圖像系統(tǒng)在化學(xué)教材中不可或缺的地位[2]。

普通高中《化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）》頒布后，各版高中化學(xué)教材也同步進(jìn)行修訂，在教材內(nèi)容的選擇和編排呈現(xiàn)上做了較大改進(jìn)。目前，針對新教材的研究大多圍繞某一教學(xué)主題下教材內(nèi)容的選擇和編排順序進(jìn)行分析或新舊版本的對比研究，較少研究圖表系統(tǒng)的設(shè)計規(guī)律；較多進(jìn)行新教材各版本或同一版本新舊教材對比研究，橫縱向交叉對比研究缺失。

物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)模塊側(cè)重于對最基本的物質(zhì)結(jié)構(gòu)理論進(jìn)行學(xué)習(xí)，以微粒之間不同的作用力為線索，側(cè)重研究不同類型物質(zhì)的有關(guān)性質(zhì)[3]。在課程標(biāo)準(zhǔn)修訂過程中在原有知識內(nèi)容基礎(chǔ)上整合了部分內(nèi)容，強(qiáng)調(diào)對“人類認(rèn)識物質(zhì)的不同尺度”這一觀念性認(rèn)識外顯化和對研究物質(zhì)結(jié)構(gòu)的思路和方法外顯化[4]。本部分知識的抽象化水平高，學(xué)生在學(xué)習(xí)中不易理解，過度依賴于強(qiáng)化知識識記而忽略了本模塊下分析解決問題的方法的應(yīng)用遷移，而圖表系統(tǒng)恰好可以改善學(xué)習(xí)者的理解和記憶能力，視覺化的圖表可扮演輔助文字的角色，改善文字?jǐn)⑹龅牟蛔?，增?qiáng)學(xué)習(xí)成效[5]。

因此，本研究以選擇性必修模塊2物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)為例，選擇包含新舊人教版、新魯科版三本化學(xué)教材為研究對象，在新舊版本教材對比中明確新教材的承繼與創(chuàng)新，在不同版本新教材對比中認(rèn)識各版本教材特色亮點。以期為教師應(yīng)用好教材中的圖表系統(tǒng)有效開展教學(xué)活動提供參考。

二、研究對象及方法

1.研究對象

本研究選擇的3本主流高中化學(xué)選擇性必修模塊2教材具體信息可見表1。

2.研究方法

本研究所采用的教材圖表系統(tǒng)分析框架結(jié)合研究對象中圖表的特點，以Porto P A[6]的分析方法為基本框架，從圖表數(shù)量、圖表密度和圖表類型三個維度對3版教材的圖表系統(tǒng)進(jìn)行統(tǒng)計。圖表數(shù)量即教材中出現(xiàn)的圖表總數(shù)，圖表密度則是每頁分布的圖表個數(shù)，圖表類型則是結(jié)合Porto P A和鄧峰[2]兩位研究者的劃分依據(jù)，綜合考慮教材中出現(xiàn)的圖表類型將其分為：實驗、實物、微觀模型、符號模型、化學(xué)史、數(shù)據(jù)和原理模擬7類，如表2所示。

三、研究結(jié)果與討論

1.圖表數(shù)量

圖1為“物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)”模塊3版教材的圖表數(shù)量。舊、新人教版教材的圖表數(shù)量較為相近——分別為舊版122個、新版125個，新版比舊版略有增加；新人教版和魯科版教材相比較，魯科版教材中圖表數(shù)量更多（144個），較新人教版多出19個。

2.圖表密度

圖2為“物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)”模塊3版教材的圖表密度。舊、新人教版相比，新人教版圖表密度由1.67個/頁下降到了1.47個/頁。在圖表數(shù)量相近的情況下，新人教版的頁面新增近20頁致使圖表密度下降。而新人教版與魯科版比較，頁面數(shù)相近，魯科版圖表數(shù)量更大，密度更大（1.69個/頁）。

3.圖表類型

由上述表3可知：3個版本的高中化學(xué)教材“物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)”模塊內(nèi)容圖表類型主要由實驗類、實物類、微觀模型類、符號模型類、數(shù)據(jù)類、化學(xué)史類和原理模擬類7類組成。舊、新人教版相比：各個圖表類型的占比較為相近，微觀模型類圖表占比皆達(dá)40%左右，其余類型差異極小。新人教版中實驗類圖表增加6個，占比上升4.6%，新增的實驗圖有如：碘在水中和在四氯化碳中的溶解（新人教版圖2-31）。

新魯科版和人教版相比：魯科版圖表系統(tǒng)中微觀模型的圖表占比更大，達(dá)50.7%，過半數(shù)圖表為微觀模型圖，如：水分子和二氧化碳分子中的正負(fù)電荷分布（新魯科版圖2-2-20）。一方面，3版教材中微觀模型圖占比最終皆突出展現(xiàn)了本模塊高抽象化的內(nèi)容特點，另一方面3版教材微觀模型圖占比上的差異亦可見新魯科版教材在編寫中更側(cè)重于宏微結(jié)合以理解晦澀的概念。

人教版除微觀模型圖外其余類型占比相近，魯科版中其余類型占比分布則不太均衡，尤其化學(xué)史類和原理模擬類圖表很少。主要原因是兩版教材在具體內(nèi)容的選擇上存在差異，如新人教版中介紹了元素周期表發(fā)展完善過程中出現(xiàn)的各種類型（新人教版圖1-15維爾納特長周期表、新人教版圖1-16玻爾元素周期表），也會在部分原理性知識講解中補(bǔ)充化學(xué)史相關(guān)圖片素材，如鮑林研究電負(fù)性的手稿及其肖像（新人教版圖1-24、1-25）等，新魯科版教材中則在化學(xué)史素材選擇上較少使用圖片。此外，兩版教材中均涉及的如手性等內(nèi)容，人教版教材在文本之外補(bǔ)充了原理模擬圖（新人教版圖2-35手性催化劑的手性傳遞）而魯科版中則僅以文字進(jìn)行呈現(xiàn)。

4.相似圖表統(tǒng)計

上述3種比較中，表明實際上舊、新人教版本模塊圖表系統(tǒng)上總體上呈現(xiàn)出較多相同特征、而人教版與魯科版亦有相似之處。因此本研究補(bǔ)充統(tǒng)計3種圖表系統(tǒng)中圖表內(nèi)容完全或近乎相同的圖表，具體結(jié)果如下表所示：

如表4所示，統(tǒng)計得相同或近乎相同圖表內(nèi)容共27項，約占每種教材中圖表數(shù)量的21%左右。在圖表分布上，相同或近乎相同圖表在各章節(jié)上都有分布；在圖表所關(guān)聯(lián)知識內(nèi)容上，3版教材中都相同或近乎相同的圖表所聯(lián)結(jié)的內(nèi)容與本模塊中的核心知識內(nèi)容重疊程度較大；在圖表類型上，相同或相近圖表以微觀模型、符號模型、數(shù)據(jù)3類圖表為主。如表5中所示為離子晶體氯化鈉晶胞在3個版本中的呈現(xiàn)。

四、結(jié)論與啟示

高中化學(xué)教材“物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)”圖表系統(tǒng)在不同版本教材中總體上具有變中求新的特點。從縱向的角度看：舊人教版與新人教版圖表系統(tǒng)中的圖表數(shù)量相近，密度受頁面數(shù)影響新人教版較小，各類型圖表數(shù)量占比也較為接近，二者傳承性強(qiáng)；從橫向的角度看：新版兩本教材相比舊版教材所選擇的圖表的必要性和與教材內(nèi)容的匹配程度更高、圖表類型更加均衡，新人教版教材重視化學(xué)史、原理模擬類等圖表與核心知識圖表的間隔與搭配，新魯科版教材的圖表對知識的拓展性更強(qiáng)，尤其善于運(yùn)用微觀模型類圖表來承載信息。3版教材中的重復(fù)圖表關(guān)聯(lián)知識較為核心，圖表的設(shè)置服務(wù)于本模塊教學(xué)內(nèi)容的顯著特征——知識抽象性、原理規(guī)律性。核心知識抽象程度高，對于圖表系統(tǒng)的依賴度更強(qiáng)；結(jié)構(gòu)化學(xué)涉及理論發(fā)展較為成熟完善，呈現(xiàn)方式傾向模型化、符號化，且較為穩(wěn)定?；谘芯拷Y(jié)論提出如下課堂教學(xué)建議：

1.重視教材圖表系統(tǒng)的信息解讀

“物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)”中大量抽象性的原理性知識語言講授直觀性欠缺，最終使走入學(xué)生不求甚解的學(xué)習(xí)模式。部分教師還尚未認(rèn)識到圖表系統(tǒng)在本模塊教學(xué)中的重要性，備課時忽略，講課時草草帶過。如構(gòu)造原理圖、VSEPR模型圖、晶胞模型圖等不僅與模塊核心知識點緊密相關(guān)，且直觀呈現(xiàn)了部分復(fù)雜晦澀的概念原理。教師在備課時要挖掘圖表中蘊(yùn)含的諸多信息，認(rèn)識到圖表系統(tǒng)承載的深化學(xué)生對知識本原性、結(jié)構(gòu)性認(rèn)識的功能。

2.豐富圖表系統(tǒng)的呈現(xiàn)形式

教材中的圖表系統(tǒng)受限于紙質(zhì)印刷條件，僅是靜態(tài)的平面圖像。對于空間想象能力較弱的學(xué)生而言二維靜態(tài)的模型圖較難理解。在課堂教學(xué)中，許多微觀模型類圖可以利用現(xiàn)代多媒體如：Chem3D、Crystal？ Maker等軟件制作其立體模型示意圖，增強(qiáng)學(xué)生對于微觀結(jié)構(gòu)模型的感知。目前，已有許多學(xué)校應(yīng)用教學(xué)平板系統(tǒng)實現(xiàn)了教材圖片三維動態(tài)化。同時，課堂教學(xué)中教師也可以運(yùn)用實物球棍模型結(jié)構(gòu)展示、學(xué)生合作搭建模型等策略，使用實物教具幫助學(xué)生全方位觀察認(rèn)識結(jié)構(gòu)模型。

3.不同版本教材的圖表素材可以相互補(bǔ)充

如新魯科版中較少化學(xué)史類、原理模擬類圖表，可以通過結(jié)合人教版教材中的插圖，適時插入化學(xué)史的圖表和簡介，拓展視野同時激發(fā)學(xué)生對化學(xué)課堂的興趣。而新魯科版教材在許多數(shù)據(jù)圖表的呈現(xiàn)上將數(shù)據(jù)與柱狀圖相結(jié)合，由柱狀高度可以更加直觀看到具體數(shù)據(jù)的變化規(guī)律，亦有其獨到可取之處。

參考文獻(xiàn)

[1]楊艷麗，任乾材.試論高中化學(xué)新教材中圖表的運(yùn)用[J].化學(xué)教育，2003（2）：7-12

[2]鄧峰，錢揚(yáng)義，柴頌剛，謝澤琛，阮旭聰.高中化學(xué)新教材（必修）圖像系統(tǒng)的教學(xué)功能初步研究[J].課程·教材·教法，2006（3）：78-81

[3]中華人民共和國教育部.普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）[S].北京：人民教育出版社，2018：40-41

[4]房喻，徐端鈞.普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017版）解讀[M].北京：高等教育出版社，2018

[5]陳本松.從認(rèn)知心理學(xué)的角度看圖表在教科書中的應(yīng)用[J].中國科技信息，2009（10）：239-240

[6]Souza K A F D，Porto P A. Chemistry and Chemical Educa？ tion Through Text and Image：Analysis of Twentieth Centu？ ry Textbooks used in Brazilian Context[J]. Science&Educa？ tion.2012（5）：705-727