【摘 要】高中化學(xué)教師既要從高中化學(xué)課程系統(tǒng)中理解高中化學(xué)教科書，以準(zhǔn)確把握教育方向和精準(zhǔn)設(shè)計教學(xué)目標(biāo)，也要從大學(xué)化學(xué)課程系統(tǒng)中理解高中化學(xué)教科書的化學(xué)知識，探尋本原，提升知識結(jié)構(gòu)化水平，這是更好地體現(xiàn)高中化學(xué)教學(xué)科學(xué)性的前提?！盎瘜W(xué)反應(yīng)原理”的學(xué)科核心素養(yǎng)發(fā)展重點是變化觀念與平衡思想、證據(jù)推理與模型認(rèn)知，教師要讓學(xué)生在“化學(xué)反應(yīng)原理”學(xué)習(xí)中形成和發(fā)展從化學(xué)熱力學(xué)、化學(xué)動力學(xué)兩種角度認(rèn)識化學(xué)反應(yīng)，提升學(xué)生的學(xué)科核心素養(yǎng)。

【關(guān)鍵詞】高中化學(xué)課程；化學(xué)學(xué)科理解；化學(xué)反應(yīng)原理；教科書

對于高中化學(xué)教科書的理解，從方法論上看，既要樹立全局觀念，立足整體看局部問題，又要重視局部作用，以促進(jìn)整體發(fā)展?！镀胀ǜ咧谢瘜W(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版2020年修訂）》（以下簡稱《課程標(biāo)準(zhǔn)》）中針對每個課程提出了課程目標(biāo)，但不同版本的教科書會有不同的呈現(xiàn)方式和編寫思路。因此，教師在理解教科書時，要整體把控與局部挖掘相結(jié)合。其中，整體上把握方向要比局部內(nèi)容的處理對教學(xué)實踐的影響更大。教師若是只關(guān)注教科書中局部內(nèi)容或某個知識點的挖掘和理解，不會從整體層面理解教科書，就容易在課程目標(biāo)的達(dá)成、教學(xué)重點的把握等方面產(chǎn)生偏差。本文以人教版高中化學(xué)選擇性必修1化學(xué)反應(yīng)原理教科書（以下簡稱“選必1”）為例，對整體層面理解高中化學(xué)教科書進(jìn)行探究。

一、整體層面理解教科書有利于把握教育教學(xué)方向

唯物辯證法認(rèn)為，整體居于全局地位，部分從屬于整體。系統(tǒng)有大小之分，一個系統(tǒng)可以分成幾個子系統(tǒng)，同時該系統(tǒng)又是另一個更大系統(tǒng)的一部分，如“化學(xué)反應(yīng)原理”是高中化學(xué)課程系統(tǒng)的一部分，高中化學(xué)課程系統(tǒng)又是科學(xué)教育課程系統(tǒng)的一部分。從高中化學(xué)教學(xué)實踐來看，高中化學(xué)教師最需要從以下兩個系統(tǒng)中理解某一教科書。

第一，高中化學(xué)教師要從《課程標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定的高中化學(xué)課程系統(tǒng)中理解高中化學(xué)教科書，以利于準(zhǔn)確把握基礎(chǔ)化學(xué)教育方向和精準(zhǔn)設(shè)計教學(xué)目標(biāo)。高中化學(xué)課程系統(tǒng)由若干個課程模塊構(gòu)成，也就是說，高中化學(xué)教師要有高中化學(xué)課程系統(tǒng)的全局觀念，從整體層面理解某個課程模塊的教育教學(xué)方向和教學(xué)目標(biāo)，在這個基礎(chǔ)上思考對應(yīng)教科書中每一章、每一節(jié)的教學(xué)思路。整體把握教學(xué)內(nèi)容，是確定“什么需要教”“什么不需要教”的前提。［1］教師也只有站在整體層面上，才可能整體布局、抓準(zhǔn)重點。教師從高中化學(xué)課程系統(tǒng)的整體層面深刻理解高中化學(xué)教科書的編寫意圖，能夠更好地把握高中化學(xué)課程性質(zhì)和基本理念，堅持育人導(dǎo)向。

第二，高中化學(xué)教師要以大學(xué)化學(xué)專業(yè)系統(tǒng)為整體，理解高中化學(xué)教科書的化學(xué)知識，探尋本原，提升知識結(jié)構(gòu)化水平，這是保證高中化學(xué)教學(xué)科學(xué)性的前提。限于基礎(chǔ)化學(xué)教育的實際，跟大學(xué)化學(xué)教材相比，高中化學(xué)教科書對化學(xué)概念、化學(xué)原理、化學(xué)規(guī)律的介紹顯得簡略、單一，對概念的形成和發(fā)展過程、知識背景和實際應(yīng)用較少做深入細(xì)致的介紹。在高中化學(xué)教學(xué)中要把握知識的教學(xué)邊界，需要任教者有較高的化學(xué)專業(yè)功底和寬廣的專業(yè)視野。高中化學(xué)教科書中哪些知識可簡略處理，簡略時如何保證科學(xué)性？哪些知識可以拓展，往哪些方向拓展，拓展到什么深度，如何拓展既不增加學(xué)生負(fù)擔(dān)，又能促進(jìn)學(xué)生的思維發(fā)展？哪些內(nèi)容需要總結(jié)提煉成易記易用的規(guī)律，怎樣總結(jié)規(guī)律既不違背科學(xué)性，又能讓高中學(xué)生易懂、易用？等等。這些都需要高中化學(xué)教師站在大學(xué)化學(xué)專業(yè)的整體上去深刻理解，以達(dá)到感悟默會的效果。

高中化學(xué)教師要從大學(xué)化學(xué)專業(yè)系統(tǒng)去理解高中化學(xué)教科書的相關(guān)知識、思維方式和方法（相關(guān)知識在化學(xué)專業(yè)領(lǐng)域中的地位、邏輯結(jié)構(gòu)、遷移功能等），從化學(xué)專著、化學(xué)研究文獻(xiàn)中尋找更廣、更深、更高的理解，挖掘和汲取化學(xué)專業(yè)方面的豐富“養(yǎng)料”［2］。高中化學(xué)教師還可以從更大系統(tǒng)（如科學(xué)教育課程系統(tǒng)）中理解高中化學(xué)教科書。需要注意的是，從高中化學(xué)課程系統(tǒng)中理解教育教學(xué)方向，從大學(xué)化學(xué)專業(yè)系統(tǒng)中理解化學(xué)知識的本原，是每位高中化學(xué)教師不能輕視的。

二、從高中化學(xué)課程系統(tǒng)的整體層面看“選必1”

《課程標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定高中化學(xué)課程由必修課程、選擇性必修課程和選修課程構(gòu)成［3］3?！盎瘜W(xué)反應(yīng)原理”是其中一個選擇性必修課程模塊，“選必1”是用于完成該課程模塊教學(xué)的教科書。高中化學(xué)教師從高中化學(xué)課程系統(tǒng)的整體層面看“選必1”，能夠加深對知識的理解。

（一）“選必1”在高中化學(xué)課程系統(tǒng)中起著承上啟下的作用

高中化學(xué)課程的整體目標(biāo)是立德樹人，促進(jìn)學(xué)生化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)發(fā)展。包括“選必1”在內(nèi)的每個課程模塊都是圍繞促進(jìn)學(xué)生化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)發(fā)展這個目標(biāo)而設(shè)計的，當(dāng)然，具體到不同的課程模塊，教育教學(xué)任務(wù)各有不同的側(cè)重點。

以必修和選擇性必修課程為例，高中化學(xué)各個課程模塊在整體系統(tǒng)中的相互關(guān)系可以簡略地表示如下（如圖1）。從圖1中可以看出，“化學(xué)反應(yīng)原理”課程模塊（“選必1”）在高中化學(xué)課程系統(tǒng)中起著承上啟下的作用。

必修課程是為了建構(gòu)基礎(chǔ)的化學(xué)知識體系，形成學(xué)生必備的化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)?！盎瘜W(xué)反應(yīng)原理”課程目的是促進(jìn)學(xué)生初步建立認(rèn)識化學(xué)反應(yīng)的角度和思路，實現(xiàn)化學(xué)反應(yīng)中物質(zhì)轉(zhuǎn)化、能量轉(zhuǎn)換兩種調(diào)控目標(biāo)，形成從化學(xué)熱力學(xué)、化學(xué)動力學(xué)兩個角度認(rèn)識化學(xué)反應(yīng)?！拔镔|(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)”課程目的是促進(jìn)學(xué)生初步建立從原子、分子水平認(rèn)識物質(zhì)的角度和思路，形成從微粒、微粒間相互作用和微粒的空間排布等角度認(rèn)識物質(zhì)結(jié)構(gòu)?！盎瘜W(xué)反應(yīng)原理”和“物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)”兩個選擇性必修課程的學(xué)習(xí)是學(xué)生發(fā)展理性認(rèn)識的階段。在這個階段中，學(xué)生需要學(xué)習(xí)基礎(chǔ)理論，建構(gòu)化學(xué)認(rèn)識模型，發(fā)展認(rèn)識方式?！坝袡C化學(xué)基礎(chǔ)”課程的學(xué)習(xí)是學(xué)生運用基本理論解釋、解決問題的實踐階段。

（二）“選必1”中學(xué)科核心素養(yǎng)及發(fā)展水平方面的要求

教科書中有些內(nèi)容是編者根據(jù)課程目標(biāo)一步到位的要求編寫的，有些內(nèi)容是編者根據(jù)分階段達(dá)成課程目標(biāo)的要求而設(shè)計編寫的，這就需要教師從整體層面理解教科書的內(nèi)容，并在具體的教學(xué)實踐中加以把控。

“變化觀念與平衡思想”素養(yǎng)的發(fā)展是一個重點，要求學(xué)生達(dá)到較高的發(fā)展水平。對此的具體要求是形成從化學(xué)平衡（化學(xué)熱力學(xué)）、反應(yīng)速率（化學(xué)動力學(xué)）兩種角度認(rèn)識化學(xué)反應(yīng)，提升宏觀與微觀結(jié)合、定性與定量結(jié)合、靜態(tài)與動態(tài)結(jié)合的能力，對化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行多角度、多層次的實驗與理論探討。在運用化學(xué)熱力學(xué)分析、解釋化學(xué)反應(yīng)的方向和限度方面，教學(xué)重點要落在運用化學(xué)平衡常數(shù)K、濃度商Q進(jìn)行定性與定量分析判斷。有關(guān)化學(xué)動力學(xué)的分析思路則需要更多的物質(zhì)結(jié)構(gòu)知識來支撐，需要在選擇性必修2“物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)”學(xué)習(xí)中進(jìn)一步提升和完善。

“證據(jù)推理與模型認(rèn)知”素養(yǎng)的發(fā)展是另一個重點，具體要求是提升學(xué)生分析、表征化學(xué)反應(yīng)的能力，包括獲取有關(guān)化學(xué)反應(yīng)的實驗事實并從中提取關(guān)鍵證據(jù)進(jìn)行分析和推理，建構(gòu)并運用化學(xué)反應(yīng)的理論模型去解釋、解決有關(guān)化學(xué)反應(yīng)調(diào)控的實際問題等。如《課程標(biāo)準(zhǔn)》中學(xué)生必做實驗有“制作簡單的燃料電池”［3］28，從中可看出學(xué)生對電池的認(rèn)識已將分析解釋水平提升到簡單設(shè)計水平，這也體現(xiàn)了當(dāng)今能源技術(shù)的發(fā)展方向。又如，《課程標(biāo)準(zhǔn)》中學(xué)生必做實驗還有“強酸與強堿的中和滴定”［3］34，要求學(xué)生自主設(shè)計實驗方案并完成實驗操作，從中熟悉酸堿中和滴定的過程和實驗操作要求，增加從原理可行性到具體可操作的體驗。

（三）“選必1”圍繞“調(diào)控化學(xué)反應(yīng)”這條主線安排章節(jié)體系

筆者將“選必1”中章節(jié)體系整理如圖2所示。第一章“化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng)”與第四章“化學(xué)反應(yīng)與電能”都與化學(xué)反應(yīng)中的能量轉(zhuǎn)化調(diào)控相關(guān)，但第一章側(cè)重于化學(xué)能與熱能的轉(zhuǎn)換，第四章側(cè)重于化學(xué)能與電能的轉(zhuǎn)換。第二章“化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡”與第三章“水溶液中的離子反應(yīng)與平衡”都與建構(gòu)并運用化學(xué)熱力學(xué)、化學(xué)動力學(xué)角度認(rèn)識化學(xué)反應(yīng)的物質(zhì)轉(zhuǎn)化有關(guān)。但第二章側(cè)重于建立認(rèn)識角度，第三章側(cè)重于運用平衡移動認(rèn)識角度（化學(xué)熱力學(xué)角度）認(rèn)識水溶液中的離子反應(yīng)。從建立調(diào)控化學(xué)反應(yīng)的角度與思路（第二章）到化學(xué)反應(yīng)中物質(zhì)轉(zhuǎn)化的調(diào)控（第三章），再到化學(xué)反應(yīng)中的物質(zhì)轉(zhuǎn)化、能量轉(zhuǎn)化的同時調(diào)控（第四章），依次提高要求，逐步促進(jìn)學(xué)生分析、解釋和解決有關(guān)化學(xué)反應(yīng)調(diào)控實際問題的能力。

建構(gòu)學(xué)科教育知識的有效路徑有加強教育目的的持續(xù)引領(lǐng)，加深對學(xué)科知識的深刻理解，推動對學(xué)生個性化解讀和整體性把握等。［4］教師從高中化學(xué)課程系統(tǒng)的整體層面理解“選必1”，能夠更好地把握方向和對“選必1”的教育學(xué)轉(zhuǎn)化，以更好地發(fā)揮“選必1”的育人功能。

三、從大學(xué)化學(xué)課程系統(tǒng)的整體層面看“選必1”

科學(xué)的大智慧來自對整個科學(xué)最基本問題的思考。高屋建瓴才能不被看上去變幻莫測的世界所迷惑。對基本概念的深刻把握，體現(xiàn)的正是這樣的大智慧。教師搞清楚基本概念的來龍去脈，才能把知識變成理性且高效的思維、洞察、判斷能力。站在大學(xué)化學(xué)課程系統(tǒng)的整體層面看待高中化學(xué)教科書，是高中化學(xué)教師尋找化學(xué)知識本原，加深結(jié)構(gòu)化認(rèn)識的主要途徑。

（一）讓學(xué)生建立認(rèn)識化學(xué)反應(yīng)的兩大角度（化學(xué)熱力學(xué)和化學(xué)動力學(xué)）

“選必1”中大部分知識內(nèi)容（第一章、第二章、第四章）跟大學(xué)物理化學(xué)直接相關(guān)，高中化學(xué)教師要從大學(xué)物理化學(xué)中理解相關(guān)知識的來龍去脈，了解有關(guān)概念的背景、發(fā)展脈絡(luò)、認(rèn)識功能等。第三章“水溶液中的離子反應(yīng)與平衡”則與大學(xué)無機化學(xué)、分析化學(xué)直接相關(guān)，高中化學(xué)教師若要增進(jìn)對這部分知識內(nèi)容的理解，需要再次學(xué)習(xí)大學(xué)無機化學(xué)、分析化學(xué)。

形成和發(fā)展從化學(xué)熱力學(xué)（反應(yīng)的可能性）、化學(xué)動力學(xué)（反應(yīng)的現(xiàn)實性）兩種角度認(rèn)識化學(xué)反應(yīng)是“選必1”教學(xué)的一個重點。實際上，“選必1”的第三章也主要是從平衡角度展開的。因此，“選必1”的第一章到第四章都承載了相同的思維方法主線。這也反映在近幾年的高考化學(xué)反應(yīng)原理綜合題中，考查問題設(shè)計常常會從“選必1”拓展延伸到大學(xué)物理化學(xué)當(dāng)中，如從濃度平衡常數(shù)到壓力平衡常數(shù)，從化學(xué)平衡到相平衡，從氣相反應(yīng)到表面吸附，從反應(yīng)速率到速率方程，等等。高中化學(xué)教師為了增進(jìn)對“選必1”的理解，再次學(xué)習(xí)大學(xué)物理化學(xué)，探求知識本原是完全有必要的。教師需要從中了解基本概念（內(nèi)能、反應(yīng)熱、焓變、熵變、平衡常數(shù)、基元反應(yīng)和活化能等）的提出和發(fā)展過程，理解重要原理（反應(yīng)方向判斷的依據(jù)、化學(xué)平衡移動、化學(xué)反應(yīng)歷程等）的實際應(yīng)用及認(rèn)知功能等。

例如，從“選必1”課程模塊的研究對象、研究目的、認(rèn)識角度和認(rèn)識思路出發(fā)，可以建立如圖3所示的知識結(jié)構(gòu)框架。如此，教師再對“選必1”的具體內(nèi)容進(jìn)行教學(xué)處理就有了總綱。

（二）要秉承辯證思維和堅持發(fā)展的眼光看待“選必1”

學(xué)習(xí)化學(xué)，講授化學(xué)，研究化學(xué)，必須堅持發(fā)展的觀點，秉承辯證思維，這樣才能與學(xué)科發(fā)展俱進(jìn)，與學(xué)科特質(zhì)適應(yīng)。否則，再美好的學(xué)科也可能因個人知識的陳舊、認(rèn)識的落后而被矮化，甚至妖魔化。［5］高中化學(xué)教師從大學(xué)化學(xué)專業(yè)系統(tǒng)的整體層面理解“選必1”，有利于用發(fā)展的眼光看待教科書。

“選必1”中化學(xué)知識內(nèi)容的選擇和組織是根據(jù)《課程標(biāo)準(zhǔn)》要求，同時考慮全國各地基礎(chǔ)教育的實際，經(jīng)過簡化處理的，這是為了增強教科書的普適性。用“選必1”開展教學(xué)時，任課教師要根據(jù)學(xué)生的實際情況進(jìn)行“生本化”轉(zhuǎn)化，在學(xué)生潛力可及的情況下，可以適度突破“選必1”的內(nèi)容，設(shè)計觸及知識本原并對學(xué)生有一定挑戰(zhàn)性的問題。

以第一章“化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng)”為例，其中出現(xiàn)了體系與環(huán)境、內(nèi)能與化學(xué)能、反應(yīng)熱與焓變、中和熱與燃燒熱、質(zhì)量守恒定律與能量守恒定律等概念。雖然《課程標(biāo)準(zhǔn)》中沒有針對體系、內(nèi)能等提出學(xué)業(yè)要求，但教師必須通過大學(xué)物理化學(xué)的再學(xué)習(xí)建立相關(guān)聯(lián)系，并整理出一些觸及知識本原的問題，以供教學(xué)設(shè)計時使用。如：（1）給“反應(yīng)熱”下定義時，為什么規(guī)定始末態(tài)溫度相同？鹽酸與氫氧化鈉溶液中和反應(yīng)前后溫度發(fā)生變化，所計算的熱量還能稱為“反應(yīng)熱”嗎？（2）以水為例，從微觀角度討論物質(zhì)的內(nèi)能包含哪些具體能量？哪些因素會引起內(nèi)能的變化？［6］（3）從微觀粒子運動角度看，化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能，與化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能有什么差異？（4）如何理解化學(xué)反應(yīng)是有方向的？平衡狀態(tài)時正反應(yīng)和逆反應(yīng)都在進(jìn)行嗎？（5）第二章中提出要從化學(xué)熱力學(xué)（反應(yīng)方向和化學(xué)平衡）、化學(xué)動力學(xué)兩個角度分析化學(xué)反應(yīng)，為什么在第三章中討論與溶液中的離子反應(yīng)相關(guān)問題時大多只是從平衡角度做出分析判斷？等等。

化學(xué)學(xué)科在發(fā)展，站在大學(xué)化學(xué)專業(yè)系統(tǒng)上看“選必1”，教師能夠更好地理解重要概念和原理的發(fā)展過程?！斑x必1”中的研究對象是化學(xué)反應(yīng)，研究化學(xué)反應(yīng)的目的是調(diào)控化學(xué)反應(yīng)，教師需要對工業(yè)生產(chǎn)中調(diào)控化學(xué)反應(yīng)的重要性和復(fù)雜性有一定的了解。高中化學(xué)教師需要了解當(dāng)前化學(xué)家對化學(xué)反應(yīng)研究的方向。如從宏觀到微觀，從體相到表相，從靜態(tài)到動態(tài)，從定性到定量，從單一學(xué)科到多學(xué)科，從平衡態(tài)的研究到非平衡態(tài)的研究等。

以化學(xué)動力學(xué)中的重要概念“活化能”為例，“選必1”中基于碰撞理論提出基元反應(yīng)活化能概念，作為高中化學(xué)教師也要了解，活化能只是解釋反應(yīng)歷程和反應(yīng)速率的一種理論模型，大學(xué)物理化學(xué)中還有其他理論模型（如圖4）?！斑x必1”中基于碰撞理論介紹活化能主要是為了降低學(xué)生的理解難度。從發(fā)展的眼光看，在教學(xué)中，教師可以根據(jù)學(xué)生實際進(jìn)行拓展，向?qū)W生介紹“過渡態(tài)理論——活化能”（當(dāng)然不必再向?qū)W生介紹活化吉布斯自由能、活化熵等相關(guān)內(nèi)容）。圖4中也可以說明，用化學(xué)動力學(xué)角度認(rèn)識化學(xué)反應(yīng)更需要物質(zhì)結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)。因此，在選擇性必修2“物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)”學(xué)習(xí)中要進(jìn)一步提升和發(fā)展這方面的認(rèn)識思路。需要注意的是，活化能沒有嚴(yán)格的定義，教學(xué)中，教師不必將過多的時間用在概念上，而是應(yīng)該多關(guān)注提出活化能的背景、目的，以及有關(guān)活化能理論模型的解釋和預(yù)測功能。

綜上所述，做任何事情先要理解到一定程度，才可能做到想要達(dá)到的程度。對高中化學(xué)教師來說，化學(xué)學(xué)科理解的程度越深，在進(jìn)行教學(xué)設(shè)計和實施教學(xué)時發(fā)揮的空間就越大，就越有利于學(xué)生的深度學(xué)習(xí)和長遠(yuǎn)發(fā)展。

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（責(zé)任編輯：羅小熒）