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摘 要 综合物质结构、元素周期律必修内容在人教版、鲁教版和苏教版教材中的优势与不足，使用人教版教材开展教学时要合理组织教材内容，注意难度梯度的恰当设置；有效选择教学方式方法，注重学生逻辑思维能力的训练与培养，以取得最佳的教学效果，有效实现其课标提出的学习目标。
关键词 化学教材；物质结构；元素周期律；科学素养
中图分类号：G633.8 文献标识码：B
文章编号：1671-489X（2017）09-0005-03
1 前言
物质结构基础知识既是学生科学素养的重要组成部分，也是学生理解以化学知识为主的科学课程的奠基性知识。实践证明，在使用人民教育出版社编著的教材（以下简称为人教版）进行教学时，通过综合人教版、山东科学技术出版社教材（以下简称为鲁教版）和江苏凤凰教育出版社教材（以下简称为苏教版）等三种版本教材的优势，合理组织教材内容，可以取得比较理想的教学效果。
2 课程标准中对于物质结构基础的要求
《普通高中化学课程标准（实验）》的“课程性质”中指出：“高中化学课程，有助于学生增进对物质世界的认识，有利于学生体验科学探究的过程，加深对科学本质的认识。”在“课程的基本理念”中指出：“结合人类探索物质及其变化的历史与现代化学科学发展的趋势，引导学生进一步学习化学的基本观点和基本方法，形成科学的世界观。”这是对高中教材中物质结构基础所处重要位置的定性认识。
课程标准必修2主题1“物质结构基础”的内容标准包括：
1）理解元素的含义，认识同位素的应用；
2）知道原子核外电子的能量是量子化的，了解原子核外电子的排布规律；
3）能结合有关数据和实验事实认识元素周期律，了解原子结构与元素性质的关系；
4）能描述元素周期表的结构，知道金属、非金属在元素周期表中的位置及其性质的递变规律；
5）认识化学键的含义，知道阴、阳离子间可以形成离子键，原子之间可以形成共价键；
6）运用模型了解碳的成键特征，描述有机化合物的结构特点；
7）举例说明有机化合物的同分异构现象。
活动与探究建议包括以下内容。
1）查阅资料并讨论：放射性同位素在能源、农业、医
疗、考古等方面的应用。
2）实验：金属元素的焰色反应。
3）查阅资料并讨论：第三周期元素及其化合物的性质变化的规律。
4）讨论或实验探究：碱金属、卤族元素性质递变规律。
5）查阅元素周期律的发现史料，讨论元素周期律的发现对化学科学发展的重要意义。
6）交流讨论：离子化合物和共价分子的区别。
7）制作简单有机分子的结构模型。
此外，必修1主题1“认识化学科学”中的内容标准有：“了解人类对物质结构认识的历史，认识研究物质结构与性能的关系对人类认识自然的作用；认识假说、模型化等方法对化学科学研究的作用。”活动与探究建议中有：“查阅文献了解人类对原子结构的认识发展过程。”必修2主题2“化学反应与能量”内容标准有：“知道化学键的断裂和形成是化学反应中能量变化的主要原因。”这些内容与此主题关系也很密切。
3 三种版本教材物质结构基础主要内容编排顺序比较
三种版本教材中，苏教版与课标的顺序比较一致，必修1专题1“化学家眼中的物质世界”的第三单元“人类对原子结构的认识”将原子结构知识和相關的化学史内容编排在此；鲁教版在第一章“认识化学科学”第一节“走进化学科学”中略有涉及，其余内容都集中编排在必修2第一章中。具体对比见表1。
4 三种版本教学安排各自的优势和不足分析
人教版
1）优势。
①必修1的教学难度控制较好。一般来讲，物质结构基础内容学生学习有一定的困难，尤其是高一第一学期，学生认知发展还很有限。如果在必修1安排，特别是像原子结构模型的知识，学生学习起来感到艰涩难懂。
②系统性较好。物质结构基础安排在必修2第一章，比较紧凑和系统，不零散。
③充分发挥了周期表的工具性作用。先介绍周期表的结构，后面几节内容都注重周期表的应用，较好地体现了周期表的工具性作用。
2）不足。
①对学生学习元素化合物知识不利。必修1未涉及物质结构的知识，学生不能从原子结构角度理解元素的性质。
②逻辑关系不够好。根据教学实践经验来看，如果物质结构的知识编排顺序为：学习原子结构——原子核和核外电子排布；由原子核外电子排布的周期性和原子半径的周期性，总结发现周期律，得出周期表；利用周期表学习典型主族元素和发现第三周期元素性质；学习化学键。学生容易掌握规律和应用规律解决问题。人教版教材将原子结构知识穿插安排，周期表和周期律对调，虽化解了难度，但逻辑关系不顺。
③部分内容难度较大。如用电子式表示离子键和共价分子的形成过程，虽然进行大量练习，相当一部分学生依然反复出错，说明这部分内容学生接受有一定的困难。
④部分内容有欠缺。比如无晶体结构基本知识，分子间作用力、氢键作为“科学视野”，虽然降低了难度，但导致物质结构基础知识不够全面和系统，使学生理解和把握有关物质性质的知识存在一定障碍。如果学生不选修《物质结构与性质》，将不利于学生在高校学习后续化学课程。
鲁教版
1）优势。
①分散了难度。虽在必修1研究物质性质的基本程序“假说”“模型”中提出原子结构模型的问题，但未增加学生过重的学习负担。
②知识较完整。比如在“碳的多样性”中介绍金刚石、石墨、C60原子排列方式，使学生对晶体结构有一定的认识。 ③系统性、逻辑性更好。先介绍原子核、核素，再研究核外电子排布规律，明确最外层电子数与元素性质的关系，再研究发现元素周期律，学习元素周期表。
④元素知识更宽泛。如碱土金属元素、氮族元素、过渡元素等各族元素都有适度了解，各主族元素内容掌握得比较全面。
⑤学法指导更好。如预测同主族和同周期元素的性质，有利于培养学生的猜想能力和创造性品质。
⑥化学键内容安排独特。化学键与化学反应及能量等知识内容安排在一起，利于学生理解化学键的本质，便于应用化学键知识解决化学反应中的能量变化问题。
2）不足。
①物质结构知识有一定的分隔。把化学键知识与物质结构知识分割，使知识系统性遭到一定程度的破坏。
②原子结构知识相对滞后。对学生学习元素化合物知识不很有利。
③晶体结构知识不够全面。不便于学生理解物质性质，对后续课程学习有一定困难。
苏教版
1）优势。
①有系统的原子结构模型知识。在必修1“人类对原子结构的认识”中介绍了原子结构模型的演变，利于学生理解原子的构成。
②原子结构知识前置。将核外电子排布，最外层电子数与化合价关系等在前期教学中做了铺垫，利于学生学习元素化合物知识。
③内容符合学生认知规律。必修2“微观结构与物质的多样性”从原子核外电子的排布、原子半径和元素的金属性、非金属性入手，经过探究发现元素周期律，再利用周期表的规律研究典型元素的性质，符合学生认知特征。
④分子间作用力作为必修内容。在“微粒之间的相互作用力”中不仅介绍了化学键，而且介绍了分子间作用力和氢键，对于学生认识物质结构和性质有较大帮助。
⑤重视晶体结构的知识。“从微观结构看物质的多样性”一节中不仅系统介绍了同素异形、同分异构现象，而且介绍了离子晶体、分子晶体、原子晶体、金属晶体等晶体的概念，使物质结构基础知识比较全面。
2）不足：难度较大。原子结构模型的演变、晶体结构知识难度较大，势必影响部分学生学习的积极性。提前学习同分异构现象，对认识物质的多样性有益处，但学生对有机物结构比较陌生，学习中存在一定的困难。
5 利用人教版教材开展教学实践的几点建议
1）原子结构知识适当前置。最基础的物质结构知识可以适当前置。在必修1第一章第二节“化学计量在实验中的应用”中“物质的量”内容之前介绍“人类对原子结构的认识”，在复习初中教材的基础上，学习核外电子排布的初步知识，认识原子最外层电子数与元素性质的关系，了解研究化学还要用假设、模型，理解结构决定性质的“内因—外因规律”，为学习元素化合物知识做好铺垫。
2）尊重学生的心理认知规律。按照原子结构→元素性质→周期律→周期表→周期表应用→化学键安排教学内容，使其符合学生心理认知特征。
3）改进教学方式方法。用假设—验证等学习方式，有效培养学生创新能力，用实验探索等归纳法总结形成规律，用演绎法应用周期表周期律知识去解决实际问题，从而培养学生的逻辑思维能力和创新实践能力。
4）适当拓展。简单介绍晶体结构的知识，使物质结构知识体系更加完整。
5）优势互补。发扬人教版优势的同时，积极吸纳鲁教版、苏教版教材的优势，弥补人教版教材的不足。
6）把握好难易度。如用电子式表示物质形成过程，苏教版教材没有涉及，鲁教版中未作为主要内容，习题中也没有出现，这是符合学生实际的。在教学中可以根据学生接受情况予以取舍，晶体结构等知识也需把握好深广度。
6 人教版物质结构基础知识教学内容的建议顺序与纲要
必修1第一章第二节“化学计量在实验中的应用” 人类对原子结构的认识：原子构成，原子核组成，质子数、中子数、质量数，核素，同位素；原子核外电子排布，最外层电子数与元素性质的关系。
必修2“物质结构基础”
1）原子核外电子排布与元素周期律。原子核外电子排布：原子核外电子排布规律。元素周期律：原子最外层电子排布的周期性变化，原子半径的周期性變化，元素主要化合价的周期性变化；元素周期律。
2）元素周期表。元素周期表：周期表排布规律，周期表结构（周期、族）。元素周期表的应用：同周期元素金属性、非金属性递变规律，同主族元素金属性、非金属性递变规律；金属与非金属分区，元素的发现和新物质的合成。
3）化学键。离子键：离子键，离子化合物，电子式与离子化合物的表示。共价键：共价键，共价化合物，极性键与非极性键，电子式表示共价分子。化学键与反应：化学反应中化学键的断裂与生成。
4）不同类型的晶体。分子晶体：分子晶体与分子间作用力，氢键。离子晶体。原子晶体。金属晶体。
7 教学实践的体会
效果良好 学生比较早地厘清了元素原子最外层电子数与元素性质的关系，对于必修1元素化合物知识的学习能够把握实质，理解到位，学习相对轻松。
进展顺畅 前面知识有铺垫，通过核外电子排布规律发，现原子半径及元素主要化合价的周期性变化规律，得出元素周期律，进而在周期律的指导下学习周期表，研究同主族、同周期元素性质变化规律，内容合乎逻辑关系，进展比较顺利。
知识系统 原子结构→周期律→周期表→化学键→晶体结构，形成比较完整的知识体系，为后续课程的学习奠定较好的基础。
难点分散 学生比较早地熟悉最外层电子数与元素性质的关系，对“电子式”这一难点的学习做了铺垫；在共价分子电子式的学习中，结合苏教版的特征，有意识强化简单有机分子的结构的学习，特别是引导学生研究各元素在共价分子中的成键电子对数，降低了有机化学教学的难度。学生学习了简单的晶体结构知识，能够比较好地把握各类物质的物理性质，便于有机物等知识的学习。
参考文献
[1]普通高中化学课程标准（必修）[S].北京：人民教育出版社，2003.
[2]普通高中课程标准实验教科书化学：2（必修）[M].北京：人民教育出版社，2013.
[3]普通高中课程标准实验教科书·化学：2（必修）[M].济南：山东科学技术出版社，2013.
[4]普通高中课程标准实验教科书·化学：2（必修）[M].南京：江苏凤凰教育出版社，2014.
[5]普通高中课程标准实验教科书化学：1（必修）[M].北京：人民教育出版社，2013.
[6]普通高中课程标准实验教科书·化学：1（必修）[M].济南：山东科学技术出版社，2013.
[7]普通高中课程标准实验教科书·化学：1（必修）[M].南京：江苏凤凰教育出版社，2014.
关键词 化学教材；物质结构；元素周期律；科学素养
中图分类号：G633.8 文献标识码：B
文章编号：1671-489X（2017）09-0005-03
1 前言
物质结构基础知识既是学生科学素养的重要组成部分，也是学生理解以化学知识为主的科学课程的奠基性知识。实践证明，在使用人民教育出版社编著的教材（以下简称为人教版）进行教学时，通过综合人教版、山东科学技术出版社教材（以下简称为鲁教版）和江苏凤凰教育出版社教材（以下简称为苏教版）等三种版本教材的优势，合理组织教材内容，可以取得比较理想的教学效果。
2 课程标准中对于物质结构基础的要求
《普通高中化学课程标准（实验）》的“课程性质”中指出：“高中化学课程，有助于学生增进对物质世界的认识，有利于学生体验科学探究的过程，加深对科学本质的认识。”在“课程的基本理念”中指出：“结合人类探索物质及其变化的历史与现代化学科学发展的趋势，引导学生进一步学习化学的基本观点和基本方法，形成科学的世界观。”这是对高中教材中物质结构基础所处重要位置的定性认识。
课程标准必修2主题1“物质结构基础”的内容标准包括：
1）理解元素的含义，认识同位素的应用；
2）知道原子核外电子的能量是量子化的，了解原子核外电子的排布规律；
3）能结合有关数据和实验事实认识元素周期律，了解原子结构与元素性质的关系；
4）能描述元素周期表的结构，知道金属、非金属在元素周期表中的位置及其性质的递变规律；
5）认识化学键的含义，知道阴、阳离子间可以形成离子键，原子之间可以形成共价键；
6）运用模型了解碳的成键特征，描述有机化合物的结构特点；
7）举例说明有机化合物的同分异构现象。
活动与探究建议包括以下内容。
1）查阅资料并讨论：放射性同位素在能源、农业、医
疗、考古等方面的应用。
2）实验：金属元素的焰色反应。
3）查阅资料并讨论：第三周期元素及其化合物的性质变化的规律。
4）讨论或实验探究：碱金属、卤族元素性质递变规律。
5）查阅元素周期律的发现史料，讨论元素周期律的发现对化学科学发展的重要意义。
6）交流讨论：离子化合物和共价分子的区别。
7）制作简单有机分子的结构模型。
此外，必修1主题1“认识化学科学”中的内容标准有：“了解人类对物质结构认识的历史，认识研究物质结构与性能的关系对人类认识自然的作用；认识假说、模型化等方法对化学科学研究的作用。”活动与探究建议中有：“查阅文献了解人类对原子结构的认识发展过程。”必修2主题2“化学反应与能量”内容标准有：“知道化学键的断裂和形成是化学反应中能量变化的主要原因。”这些内容与此主题关系也很密切。
3 三种版本教材物质结构基础主要内容编排顺序比较
三种版本教材中，苏教版与课标的顺序比较一致，必修1专题1“化学家眼中的物质世界”的第三单元“人类对原子结构的认识”将原子结构知识和相關的化学史内容编排在此；鲁教版在第一章“认识化学科学”第一节“走进化学科学”中略有涉及，其余内容都集中编排在必修2第一章中。具体对比见表1。
4 三种版本教学安排各自的优势和不足分析
人教版
1）优势。
①必修1的教学难度控制较好。一般来讲，物质结构基础内容学生学习有一定的困难，尤其是高一第一学期，学生认知发展还很有限。如果在必修1安排，特别是像原子结构模型的知识，学生学习起来感到艰涩难懂。
②系统性较好。物质结构基础安排在必修2第一章，比较紧凑和系统，不零散。
③充分发挥了周期表的工具性作用。先介绍周期表的结构，后面几节内容都注重周期表的应用，较好地体现了周期表的工具性作用。
2）不足。
①对学生学习元素化合物知识不利。必修1未涉及物质结构的知识，学生不能从原子结构角度理解元素的性质。
②逻辑关系不够好。根据教学实践经验来看，如果物质结构的知识编排顺序为：学习原子结构——原子核和核外电子排布；由原子核外电子排布的周期性和原子半径的周期性，总结发现周期律，得出周期表；利用周期表学习典型主族元素和发现第三周期元素性质；学习化学键。学生容易掌握规律和应用规律解决问题。人教版教材将原子结构知识穿插安排，周期表和周期律对调，虽化解了难度，但逻辑关系不顺。
③部分内容难度较大。如用电子式表示离子键和共价分子的形成过程，虽然进行大量练习，相当一部分学生依然反复出错，说明这部分内容学生接受有一定的困难。
④部分内容有欠缺。比如无晶体结构基本知识，分子间作用力、氢键作为“科学视野”，虽然降低了难度，但导致物质结构基础知识不够全面和系统，使学生理解和把握有关物质性质的知识存在一定障碍。如果学生不选修《物质结构与性质》，将不利于学生在高校学习后续化学课程。
鲁教版
1）优势。
①分散了难度。虽在必修1研究物质性质的基本程序“假说”“模型”中提出原子结构模型的问题，但未增加学生过重的学习负担。
②知识较完整。比如在“碳的多样性”中介绍金刚石、石墨、C60原子排列方式，使学生对晶体结构有一定的认识。 ③系统性、逻辑性更好。先介绍原子核、核素，再研究核外电子排布规律，明确最外层电子数与元素性质的关系，再研究发现元素周期律，学习元素周期表。
④元素知识更宽泛。如碱土金属元素、氮族元素、过渡元素等各族元素都有适度了解，各主族元素内容掌握得比较全面。
⑤学法指导更好。如预测同主族和同周期元素的性质，有利于培养学生的猜想能力和创造性品质。
⑥化学键内容安排独特。化学键与化学反应及能量等知识内容安排在一起，利于学生理解化学键的本质，便于应用化学键知识解决化学反应中的能量变化问题。
2）不足。
①物质结构知识有一定的分隔。把化学键知识与物质结构知识分割，使知识系统性遭到一定程度的破坏。
②原子结构知识相对滞后。对学生学习元素化合物知识不很有利。
③晶体结构知识不够全面。不便于学生理解物质性质，对后续课程学习有一定困难。
苏教版
1）优势。
①有系统的原子结构模型知识。在必修1“人类对原子结构的认识”中介绍了原子结构模型的演变，利于学生理解原子的构成。
②原子结构知识前置。将核外电子排布，最外层电子数与化合价关系等在前期教学中做了铺垫，利于学生学习元素化合物知识。
③内容符合学生认知规律。必修2“微观结构与物质的多样性”从原子核外电子的排布、原子半径和元素的金属性、非金属性入手，经过探究发现元素周期律，再利用周期表的规律研究典型元素的性质，符合学生认知特征。
④分子间作用力作为必修内容。在“微粒之间的相互作用力”中不仅介绍了化学键，而且介绍了分子间作用力和氢键，对于学生认识物质结构和性质有较大帮助。
⑤重视晶体结构的知识。“从微观结构看物质的多样性”一节中不仅系统介绍了同素异形、同分异构现象，而且介绍了离子晶体、分子晶体、原子晶体、金属晶体等晶体的概念，使物质结构基础知识比较全面。
2）不足：难度较大。原子结构模型的演变、晶体结构知识难度较大，势必影响部分学生学习的积极性。提前学习同分异构现象，对认识物质的多样性有益处，但学生对有机物结构比较陌生，学习中存在一定的困难。
5 利用人教版教材开展教学实践的几点建议
1）原子结构知识适当前置。最基础的物质结构知识可以适当前置。在必修1第一章第二节“化学计量在实验中的应用”中“物质的量”内容之前介绍“人类对原子结构的认识”，在复习初中教材的基础上，学习核外电子排布的初步知识，认识原子最外层电子数与元素性质的关系，了解研究化学还要用假设、模型，理解结构决定性质的“内因—外因规律”，为学习元素化合物知识做好铺垫。
2）尊重学生的心理认知规律。按照原子结构→元素性质→周期律→周期表→周期表应用→化学键安排教学内容，使其符合学生心理认知特征。
3）改进教学方式方法。用假设—验证等学习方式，有效培养学生创新能力，用实验探索等归纳法总结形成规律，用演绎法应用周期表周期律知识去解决实际问题，从而培养学生的逻辑思维能力和创新实践能力。
4）适当拓展。简单介绍晶体结构的知识，使物质结构知识体系更加完整。
5）优势互补。发扬人教版优势的同时，积极吸纳鲁教版、苏教版教材的优势，弥补人教版教材的不足。
6）把握好难易度。如用电子式表示物质形成过程，苏教版教材没有涉及，鲁教版中未作为主要内容，习题中也没有出现，这是符合学生实际的。在教学中可以根据学生接受情况予以取舍，晶体结构等知识也需把握好深广度。
6 人教版物质结构基础知识教学内容的建议顺序与纲要
必修1第一章第二节“化学计量在实验中的应用” 人类对原子结构的认识：原子构成，原子核组成，质子数、中子数、质量数，核素，同位素；原子核外电子排布，最外层电子数与元素性质的关系。
必修2“物质结构基础”
1）原子核外电子排布与元素周期律。原子核外电子排布：原子核外电子排布规律。元素周期律：原子最外层电子排布的周期性变化，原子半径的周期性變化，元素主要化合价的周期性变化；元素周期律。
2）元素周期表。元素周期表：周期表排布规律，周期表结构（周期、族）。元素周期表的应用：同周期元素金属性、非金属性递变规律，同主族元素金属性、非金属性递变规律；金属与非金属分区，元素的发现和新物质的合成。
3）化学键。离子键：离子键，离子化合物，电子式与离子化合物的表示。共价键：共价键，共价化合物，极性键与非极性键，电子式表示共价分子。化学键与反应：化学反应中化学键的断裂与生成。
4）不同类型的晶体。分子晶体：分子晶体与分子间作用力，氢键。离子晶体。原子晶体。金属晶体。
7 教学实践的体会
效果良好 学生比较早地厘清了元素原子最外层电子数与元素性质的关系，对于必修1元素化合物知识的学习能够把握实质，理解到位，学习相对轻松。
进展顺畅 前面知识有铺垫，通过核外电子排布规律发，现原子半径及元素主要化合价的周期性变化规律，得出元素周期律，进而在周期律的指导下学习周期表，研究同主族、同周期元素性质变化规律，内容合乎逻辑关系，进展比较顺利。
知识系统 原子结构→周期律→周期表→化学键→晶体结构，形成比较完整的知识体系，为后续课程的学习奠定较好的基础。
难点分散 学生比较早地熟悉最外层电子数与元素性质的关系，对“电子式”这一难点的学习做了铺垫；在共价分子电子式的学习中，结合苏教版的特征，有意识强化简单有机分子的结构的学习，特别是引导学生研究各元素在共价分子中的成键电子对数，降低了有机化学教学的难度。学生学习了简单的晶体结构知识，能够比较好地把握各类物质的物理性质，便于有机物等知识的学习。
参考文献
[1]普通高中化学课程标准（必修）[S].北京：人民教育出版社，2003.
[2]普通高中课程标准实验教科书化学：2（必修）[M].北京：人民教育出版社，2013.
[3]普通高中课程标准实验教科书·化学：2（必修）[M].济南：山东科学技术出版社，2013.
[4]普通高中课程标准实验教科书·化学：2（必修）[M].南京：江苏凤凰教育出版社，2014.
[5]普通高中课程标准实验教科书化学：1（必修）[M].北京：人民教育出版社，2013.
[6]普通高中课程标准实验教科书·化学：1（必修）[M].济南：山东科学技术出版社，2013.
[7]普通高中课程标准实验教科书·化学：1（必修）[M].南京：江苏凤凰教育出版社，2014.