葉躍娟　林海斌

摘要：《普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）》將鋁、硅元素及其化合物的知識納入元素周期表和元素周期律學(xué)習(xí)中，而從3套新教材相關(guān)知識的梳理中發(fā)現(xiàn)，鋁、硅元素及其化合物的知識或集中或分散地分布于教材中，其知識仍然相對完整。從知識的內(nèi)涵和價值視角分析課程標(biāo)準(zhǔn)提出的化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)問的內(nèi)在聯(lián)系，在具體物質(zhì)的學(xué)習(xí)中將知識的價值體現(xiàn)為認(rèn)知價值、學(xué)科價值和社會價值。

關(guān)鍵詞：新教材;鋁;硅;化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)

文章編號：1005-6629（2021）04-0087-06 中圖分類號：G633.8 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B

1梳理新教材：鋁、硅知識的教材比較

《普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）》（以下簡稱《新課標(biāo)》）課程內(nèi)容要求涉及鋁和硅的表述僅僅是“以第三周期的鈉、鎂、鋁、硅、硫、氯為例了解同周期元素性質(zhì)的遞變規(guī)律”及“學(xué)生必做實驗：同周期元素性質(zhì)的遞變”。鋁、硅元素及其化合物知識是否會淡出我們的“視線”而“引退”呢？為此，筆者對人教版、魯科版、蘇教版新教材中的相關(guān)知識進(jìn)行了梳理（表1～表3）。

1.1元素周期表（律）中的鋁與硅

3套新教材中采用的實驗方案和相關(guān)表述大同小異，且均將鋁、硅的相關(guān)知識列入元素周期表（律）的學(xué)習(xí)中（見表1），這既是《新課標(biāo)》的要求，實質(zhì)上又是由于鋁、硅作為第3周期ⅢA族、ⅣA族的特殊位置，而使其成為元素周期表和元素周期律學(xué)習(xí)中無法回避的知識。

1.2其他章節(jié)中的鋁

魯科版教材基本上將鋁的知識融入元素周期表的學(xué)習(xí)中，在其他章節(jié)中出現(xiàn)的頻率相對較低;而人教版和蘇教版則在“金屬材料”和“自然資源的開發(fā)和利用”等章節(jié)中廣泛涉及鋁和氧化鋁的性質(zhì)、鋁的鈍化、鋁熱反應(yīng)、鋁的冶煉、鋁合金等知識（見表2）。由此可見，鋁的知識在人教版、蘇教版教材中呈現(xiàn)分散分布，作為中學(xué)階段鋁及其化合物的相關(guān)知識還是相對完整的。

1.3其他章節(jié)中的硅

魯科版教材將硅的知識集中安排在“元素周期表的應(yīng)用”中的“預(yù)測硅元素及其化合物的性質(zhì)”并介紹硅及其化合物在非金屬材料中的地位和應(yīng)用。人教版則在單列的“無機(jī)非金屬材料”中學(xué)習(xí)相關(guān)知識。蘇教版則在“金屬材料的性能及應(yīng)用”學(xué)習(xí)中緊接“無機(jī)非金屬材料”中作介紹和拓展（見表3）。

由上述教材相關(guān)內(nèi)容對比可以發(fā)現(xiàn)，鋁、硅的知識并未“引退”，而是或分散或集中地“隱居”于“元素周期表（律）”“金屬材料”“無機(jī)非金屬材料”等章節(jié)中，且其知識點(diǎn)也是相對完整的，只是內(nèi)容表述較為簡潔，有些知識在呈現(xiàn)形式上出現(xiàn)在諸如“身邊的化學(xué)”“拓展視野”等欄目中，意味著這些知識在教與學(xué)的要求上需要作出適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。

2領(lǐng)會新課標(biāo)：核心素養(yǎng)的內(nèi)在邏輯

《新課標(biāo)》從化學(xué)學(xué)科育人價值的視角提出了“宏觀辨識與微觀探析”“變化觀念與平衡思想”“證據(jù)推理與模型認(rèn)知”“科學(xué)探究與創(chuàng)新意識”“科學(xué)態(tài)度與社會責(zé)任”等5個方面的化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)，明確了化學(xué)知識學(xué)習(xí)的內(nèi)在價值，為深化化學(xué)學(xué)科課程改革指明了方向：化學(xué)教育應(yīng)著力于培養(yǎng)學(xué)生逐步形成正確價值觀、必備品格和關(guān)鍵能力;同時《新課標(biāo)》明確了化學(xué)學(xué)科的特征：從微觀層次認(rèn)識物質(zhì)、以符號形式描述物質(zhì)、在不同層面創(chuàng)造物質(zhì);也為化學(xué)學(xué)習(xí)和化學(xué)教學(xué)的實踐指明了路線：認(rèn)識物質(zhì)、描述物質(zhì)和創(chuàng)造物質(zhì)應(yīng)該成為化學(xué)學(xué)習(xí)的核心活動。化學(xué)學(xué)習(xí)的內(nèi)在價值源白化學(xué)知識的價值內(nèi)涵?；瘜W(xué)知識的價值內(nèi)涵事實上回答了“化學(xué)學(xué)什么”“化學(xué)怎么學(xué)”“為什么學(xué)化學(xué)”這3個歷久彌新的化學(xué)學(xué)科教學(xué)追問（見表4）。

2.1知識的內(nèi)容：化學(xué)學(xué)什么

化學(xué)學(xué)科的核心是創(chuàng)造物質(zhì)，這是化學(xué)區(qū)別于所有其他科學(xué)的特色，認(rèn)識物質(zhì)是創(chuàng)造物質(zhì)的前提，表征物質(zhì)則是為了傳播對物質(zhì)的認(rèn)識，從而讓學(xué)習(xí)和研究化學(xué)的人一道創(chuàng)造物質(zhì)，造福人類。因此，化學(xué)學(xué)習(xí)的對象是分子層次的物質(zhì)，核心是物質(zhì)的變化（合成），重點(diǎn)是物質(zhì)的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)及用途，這正是“宏觀辨識與微觀探析”“變化觀念與平衡思想”這一化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)所闡釋的“物質(zhì)”與“變化”，即化學(xué)知識的內(nèi)容所在：研究對象——物質(zhì)，研究內(nèi)容——變化，研究視角——宏觀與微觀，概念與原理——變化與平衡，體現(xiàn)的是化學(xué)學(xué)科的學(xué)科價值，重在“知”。

2.2知識的形式：化學(xué)怎么學(xué)

要認(rèn)識物質(zhì)、表征物質(zhì)、創(chuàng)造物質(zhì)，就需要有研究物質(zhì)的具體方法，“宏觀辨識與微觀探析”“證據(jù)推理與模型認(rèn)知”“變化觀念與平衡思想”“科學(xué)探究與創(chuàng)新意識”這4個方面的化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)正是化學(xué)學(xué)習(xí)的認(rèn)識方式（認(rèn)識視角）、思維方式（思想方法）、實踐方式（形式），即化學(xué)知識的形式所在：思維方法、研究方法、檢驗方法、表達(dá)方式等，體現(xiàn)的是化學(xué)學(xué)科在認(rèn)識、表征、創(chuàng)造物質(zhì)過程中的認(rèn)知價值，重在“行”。

2.3知識的價值：為什么學(xué)化學(xué)

《新課標(biāo)》明確指出：化學(xué)不僅與經(jīng)濟(jì)發(fā)展、社會文明關(guān)系密切，也是材料科學(xué)、生命科學(xué)、環(huán)境科學(xué)、能源科學(xué)和信息科學(xué)等現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的重要基礎(chǔ)，在促進(jìn)人類文明可持續(xù)發(fā)展中發(fā)揮著日益重要的作用，是揭示元素到生命奧秘的核心力量。可見，化學(xué)學(xué)科的意義正是在回答“我們在哪里我們到哪里去”“我們從哪里來”這三大終極問題?！翱茖W(xué)態(tài)度與社會責(zé)任”這一核心素養(yǎng)正是體現(xiàn)化學(xué)學(xué)科的社會價值，這也是化學(xué)知識的旨趣所在：價值取向和目標(biāo)追求，重在“心”。

可見，化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)是具有內(nèi)在聯(lián)系的知識的內(nèi)容、形式、旨趣構(gòu)成的統(tǒng)一整體（見圖1），從知識的價值導(dǎo)向的視角重新審視高中化學(xué)新教材中鋁和硅元素的知識編排，可以發(fā)現(xiàn)其中的內(nèi)在邏輯（見圖2）。

從知識的內(nèi)容（學(xué)科價值）來看，鋁和硅元素的知識隸屬于元素化合物知識，以研究單質(zhì)、氧化物或氫化物、酸或堿及其鹽的性質(zhì)為重點(diǎn)，這是構(gòu)成元素化合物知識的基本內(nèi)容;從知識的形式（認(rèn)知價值）來看，研究物質(zhì)性質(zhì)所使用的實驗等方法、建構(gòu)元素及其化合物的聯(lián)系與轉(zhuǎn)化形式、用Al（OH）₃和H₂SiO₃及其他元素最高價氧化物對應(yīng)水化物的酸堿性認(rèn)識元素性質(zhì)遞變規(guī)律等，這正是認(rèn)識由單一到多元、由獨(dú)立到聯(lián)系、由零碎到系統(tǒng)的逐步提升的過程;從知識的旨趣（社會價值）來看，鋁和硅元素所涉及的主要領(lǐng)域是材料，從古老的磚瓦、陶瓷到現(xiàn)代的水泥、玻璃、鋁合金，乃至新興的信息材料光導(dǎo)纖維和半導(dǎo)體材料等，由此反觀鋁和硅元素知識的學(xué)習(xí)價值，聯(lián)系鋁和硅元素在地殼中的含量，更能體會鋁和硅元素研究的廣闊前景。

3實踐新課程：價值導(dǎo)向的知識學(xué)習(xí)

化學(xué)課堂是實踐化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的主陣地。在領(lǐng)會《新課標(biāo)》的基礎(chǔ)上重新梳理教材編排邏輯，融入化學(xué)學(xué)科認(rèn)識物質(zhì)的視角和方法，讓化學(xué)課堂煥發(fā)應(yīng)有的精彩，發(fā)揮化學(xué)課程應(yīng)有的育人價值。

3.1教材細(xì)節(jié)展示認(rèn)知價值

魯科版教材“元素周期表的應(yīng)用”一節(jié)中先“認(rèn)識同周期元素性質(zhì)的遞變規(guī)律”再“研究同主族元素的性質(zhì)”，在此基礎(chǔ)上“預(yù)測元素及其化合物的性質(zhì)”，將硅及其化合物的化學(xué)性質(zhì)的學(xué)習(xí)巧妙地融入元素周期表和周期律的學(xué)習(xí)中：由元素的原子結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及在周期表中的位置預(yù)測元素的性質(zhì)，從物質(zhì)的類別、元素的化合價及在周期表中的位置等角度認(rèn)識有關(guān)物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)。其中展示了“實踐-認(rèn)識-再實踐”的認(rèn)識發(fā)展規(guī)律，即在研究同周期、同主族元素性質(zhì)的實踐中形成新的認(rèn)識（元素周期律、元素周期表），再利用新認(rèn)識和新工具在實踐（預(yù)測新元素和新物質(zhì)）中檢驗與改進(jìn)認(rèn)識，同時也不乏化學(xué)研究的認(rèn)識視角（物質(zhì)類別和化合價等）和認(rèn)識方法（類比推理和演繹推理）。由此可見，教材設(shè)計者早已將化學(xué)學(xué)科特有的認(rèn)知方式和人類認(rèn)識世界的一般方法融入到化學(xué)知識的學(xué)習(xí)中。

3.2特殊位置蘊(yùn)含學(xué)科價值

作為元素周期表第3周期ⅢA和ⅣA族的鋁和硅，處于金屬與非金屬元素的分界線上，通性（一般性質(zhì)）和個性（特殊性）并存。學(xué)習(xí)通性時，可以由金屬或非金屬的一般性質(zhì)演繹得出，其結(jié)論往往是比較可靠的。但每一種物質(zhì)總是有自己的個性，此時往往需要根據(jù)物質(zhì)與物質(zhì)之間的某些相似性，由已知物質(zhì)的某些性質(zhì)預(yù)測陌生物質(zhì)也可能具有的某些相似的性質(zhì)，即便這種類比的結(jié)論往往是不可靠的，但至少可為研究陌生物質(zhì)開辟了新的視角（見表5）。

3.3豐富儲量預(yù)示社會價值

硅元素和鋁元素在地殼中的含量僅次于氧元素，其開發(fā)和利用的潛能可想而知。

由表6可知，近40年來鋁產(chǎn)量增速顯著超過鋼鐵，生活中很多鐵制品也被鋁制品所取代。正如人教版新教材中描述的“半導(dǎo)體器件的研制正是開始于鍺，后來發(fā)展到研制與它同族的硅”，是因為硅的儲量遠(yuǎn)比鍺來得豐富，其利用和研究的價值得以充分體現(xiàn)。

反觀中學(xué)階段化學(xué)學(xué)習(xí)中的研究對象（物質(zhì)）：水、氧氣、氫氣、二氧化碳、酸堿鹽、有機(jī)物……可以發(fā)現(xiàn)，我們很長一段時間都是圍繞著“水和空氣”做研究，這不由讓筆者有很多聯(lián)想：大需之物，平淡之性，中和之質(zhì)。水、空氣和陽光是維持生命的大需之物，它們的平淡之性是在生命體生存演化中逐漸形成的，也是由于各具特性的諸多成分“中和”而使其整體性地歸于平淡。當(dāng)今欲求綠色之發(fā)展、安定和諧之社會，必當(dāng)戒浮躁之心，育中和之質(zhì)，養(yǎng)平淡之氣。

3.4化學(xué)學(xué)習(xí)彰顯知識價值

中學(xué)化學(xué)學(xué)習(xí)的價值在于統(tǒng)整認(rèn)知價值、學(xué)科價值和社會價值，從而實現(xiàn)“知行心”的統(tǒng)一。若將中學(xué)階段關(guān)于鋁單質(zhì)的性質(zhì)和用途進(jìn)行梳理，以價值導(dǎo)向的視角構(gòu)建相應(yīng)的學(xué)習(xí)流程（見圖3），設(shè)計相應(yīng)的學(xué)習(xí)任務(wù)或活動（見表7），則能幫助學(xué)生在學(xué)習(xí)中體驗知識蘊(yùn)含的豐富價值。