中澳高中化學(xué)教材比較研究
——以“氧化還原反應(yīng)”主題為例

耿 聰 王 凱 魏壯偉

(1.湖北大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院 430062；2.山西省運(yùn)城學(xué)院應(yīng)用化學(xué)系 044000)

“氧化還原反應(yīng)”是學(xué)生在中學(xué)化學(xué)學(xué)習(xí)過程中遇到的一個(gè)較為抽象的化學(xué)概念.本研究選取中澳兩國主流高中化學(xué)教材，就“氧化還原反應(yīng)”主題進(jìn)行對比研究，以期為我國高中化學(xué)教材編寫及一線教師的教學(xué)實(shí)踐提供有益參考.

1 研究對象

研究選取澳大利亞維多利亞州的高中化學(xué)《Chemistry Dimensions 1》和《Chemistry Dimensions 2》教材與我國人教版(2019)高中化學(xué)《化學(xué)必修一》、《化學(xué)必修二》和《化學(xué)選擇性必修1——化學(xué)反應(yīng)原理》教材，就“氧化還原反應(yīng)”主題的相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行比較.澳大利亞維多利亞州的這套教材是由Pearson Education Australia公司在2006年所出版的《Chemistry Dimensions 1》和《Chemistry Dimensions 2》.其在維多利亞是頗具代表性、影響力的典型教材且在當(dāng)?shù)鼐哂休^高的使用率.整套教材系統(tǒng)全面地闡述了教學(xué)大綱要求，為學(xué)生的VCE(Victoria Certificate of Education)考試做準(zhǔn)備，是國內(nèi)外對不同版本的高中化學(xué)教材研究較多的版本，也是國內(nèi)外學(xué)者們較為關(guān)注的一套教材.

2 研究結(jié)果

2.1 中澳高中化學(xué)教材體系結(jié)構(gòu)比較

教材結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)是教材編寫的基礎(chǔ)工程，有了科學(xué)的知識(shí)體系結(jié)構(gòu)，師生的教學(xué)過程才會(huì)有序可依，有章可循.兩國教材 “氧化還原反應(yīng)”內(nèi)容編排位置，見表1.

表1

人教版教材編寫章節(jié)關(guān)系清晰，框架明了，體系編排整體上符合呈現(xiàn)螺旋上升的形式.澳版教材的建構(gòu)，是以學(xué)科知識(shí)為中心，反映了化學(xué)知識(shí)的內(nèi)在邏輯結(jié)構(gòu)，體現(xiàn)了化學(xué)學(xué)科知識(shí)的完整性.

2.2 中澳兩國教材“氧化還原反應(yīng)”知識(shí)編排體系比較分析

人教版高中化學(xué)教材采取了“章-節(jié)”式的編排方式，在《必修1》中采用初高中銜接的思路引導(dǎo)學(xué)生用熟悉的氧化、還原兩個(gè)反應(yīng)為載體展開，得出氧化還原反應(yīng)的概念，從元素化合價(jià)變化的角度認(rèn)識(shí)氧化還原反應(yīng)的特征，從微觀角度認(rèn)識(shí)反應(yīng)的本質(zhì).《必修二》教材從化學(xué)能與電能的轉(zhuǎn)化入手，基于氧化還原反應(yīng)引出了原電池，是氧化還原反應(yīng)知識(shí)的拓展與延伸，從微觀視角理解原電池工作原理，上升到了應(yīng)用層面，實(shí)現(xiàn)了對氧化還原反應(yīng)的再認(rèn)識(shí).《選擇性必修1》引導(dǎo)學(xué)生重點(diǎn)學(xué)習(xí)化學(xué)能與電能的轉(zhuǎn)化需要通過氧化還原反應(yīng)；在分析解釋原電池、電解池的工作原理，緊抓物質(zhì)在電極上發(fā)生的氧化、還原反應(yīng)；使學(xué)生對該反應(yīng)的發(fā)生條件及本質(zhì)有了更深的認(rèn)識(shí)，由表及里，由易到難，環(huán)環(huán)相扣，分散難點(diǎn)；完整全面地落實(shí)了新課標(biāo)“化學(xué)反應(yīng)與能量”主題教學(xué)要求，既注重概念的剖析，又體現(xiàn)抽象化學(xué)學(xué)科知識(shí)在解決實(shí)際問題和社會(huì)發(fā)展中所起到的促進(jìn)作用.

澳版教材主要以學(xué)科知識(shí)為中心，并且將理論知識(shí)、應(yīng)用等分板塊進(jìn)行系統(tǒng)編排.《化學(xué)1》中氧化還原反應(yīng)內(nèi)容主要分布在UNIT 2分類下環(huán)境化學(xué)研究領(lǐng)域下的第 14單元(REDOX REACTIONS AND METAL REACTIVITY)，《化學(xué)2》中氧化還原反應(yīng)內(nèi)容主要分布在UNIT 3分類下化學(xué)路徑(研究領(lǐng)域下的第4單元(REDOX VOLUMETRIC ANALYSIS)，該教材在編排順序上是在本章初始，提出幾個(gè)使學(xué)生感興趣、與實(shí)際生活相聯(lián)系和易于掌握的問題，并以化學(xué)原理和規(guī)律為原則，來建構(gòu)整本教材.《化學(xué)2》在第三章滴定法和含酸、堿溶液的容量分析的基礎(chǔ)上，了解如何使用容量技術(shù)分析滴定含有氧化劑和還原劑的溶液，進(jìn)行化學(xué)計(jì)量計(jì)算.通過例舉大量氧化還原反應(yīng)在日常生活中應(yīng)用的實(shí)例，并運(yùn)用詳略得當(dāng)?shù)奈淖?，配以化學(xué)反應(yīng)方程式詳細(xì)解答出有關(guān)氧化還原滴定的計(jì)算.

2.3 中澳兩國教材在內(nèi)容選擇方面的比較

通過對兩國教材中關(guān)于“氧化還原反應(yīng)”的知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行細(xì)致梳理和整合，發(fā)現(xiàn)兩版教材涉及的知識(shí)點(diǎn)大致相同，但也存在不同之處，見表2.

表2

教材關(guān)于“氧化還原反應(yīng)”內(nèi)容的選取，涉及到很多相似的知識(shí)點(diǎn).兩者都是從元素化合價(jià)價(jià)態(tài)變化以及電子得失(或偏移)的角度給出氧化還原反應(yīng)的定義.不同之處在于澳版教材知識(shí)難度較大，選取了氧化數(shù)的計(jì)算，氧化還原反應(yīng)滴定法求溶液濃度的計(jì)算.然而這兩處知識(shí)點(diǎn)在我國大學(xué)化學(xué)教材中才有全面系統(tǒng)地講解.

2.4 中澳兩國教材欄目設(shè)置比較

教材欄目在轉(zhuǎn)變學(xué)生學(xué)習(xí)方法上起著重要的作用，引導(dǎo)學(xué)生如何學(xué)習(xí)化學(xué)，對化學(xué)學(xué)習(xí)過程及時(shí)地進(jìn)行監(jiān)控與調(diào)整.兩國教材關(guān)于“氧化還原反應(yīng)”欄目構(gòu)成及其數(shù)量比較，見表3.

表3

欄目在教材中承擔(dān)著不同的功能，對學(xué)生的指導(dǎo)和科學(xué)素養(yǎng)能力的發(fā)展具有不可替代的作用.教材中的拓展性內(nèi)容、程序性知識(shí)、情感態(tài)度與價(jià)值觀影響通過欄目的設(shè)置能夠更好地在教學(xué)過程中發(fā)揮它們的作用.人教版欄目中的“思考與討論”以汽車尾氣系統(tǒng)中的催化轉(zhuǎn)化器中發(fā)生的反應(yīng)為例，引導(dǎo)學(xué)生從STSE的視角，感受氧化還原反應(yīng)的社會(huì)價(jià)值，以增強(qiáng)學(xué)生社會(huì)責(zé)任感，形成綠色化學(xué)觀念.“科學(xué)史話”揭示了化學(xué)學(xué)科的發(fā)展歷程，管窺化學(xué)認(rèn)識(shí)過程，感受化學(xué)家的科學(xué)精神，凸顯化學(xué)史料價(jià)值.澳版教材的欄目就數(shù)量上而言，沒有人教版欄目多；在“交流與互動(dòng)”這一欄目中有相關(guān)的與學(xué)習(xí)配套的資源，其中包含：學(xué)生CD和配套視頻(Quick Time Video)等資源.這不僅能輔助教師教學(xué)，而且不失為一種豐富教學(xué)教具的方式.這些不同的欄目發(fā)揮著其特定的教學(xué)功能，不僅拓寬了學(xué)生視野，而且增強(qiáng)學(xué)生關(guān)于對“氧化還原反應(yīng)”內(nèi)容更深層次的理解.

3 總結(jié)

從教材位置編排來看，人教版注重初高中銜接，以學(xué)生熟悉的反應(yīng)為載體，概念原理的教學(xué)很好地體現(xiàn)了知識(shí)的螺旋上升，澳版教材更側(cè)重從學(xué)生日常生活中熟悉的事物或情境引入.在內(nèi)容選取方面，兩版教材側(cè)重點(diǎn)不完全一致.人教版更注重化學(xué)原理的表達(dá)，注重知識(shí)的內(nèi)在邏輯性、系統(tǒng)性和科學(xué)性，對抽象概念的學(xué)習(xí)和認(rèn)知模型的構(gòu)建，促進(jìn)學(xué)生化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)發(fā)展，充分凸顯學(xué)科特點(diǎn).澳版教材內(nèi)容選取較深，涉及到分析化學(xué)中的氧化還原滴定，重視培養(yǎng)學(xué)生對氧化還原反應(yīng)的計(jì)算能力，難度較大.欄目設(shè)置方面，人教版“化學(xué)與職業(yè)”和“科學(xué)史話”等欄目向?qū)W生展現(xiàn)氧化還原反應(yīng)在的廣闊應(yīng)用前景，反映了化學(xué)的學(xué)科價(jià)值和社會(huì)價(jià)值.澳版教材特別設(shè)置獨(dú)立的生活化欄目，對化學(xué)知識(shí)在生活中的應(yīng)用進(jìn)行了拓展.

綜上分析，人教版高中化學(xué)教材在編排設(shè)計(jì)上有其獨(dú)特的閃光點(diǎn)，我們在發(fā)揚(yáng)其優(yōu)勢的基礎(chǔ)上，有必要借鑒澳版教材的優(yōu)點(diǎn)，在教材編寫上：①整合信息技術(shù)資源，通過移動(dòng)智能網(wǎng)絡(luò)、AI、專業(yè)數(shù)據(jù)庫、大數(shù)據(jù)分析、虛擬實(shí)驗(yàn)室、自我評(píng)測平臺(tái)等，高效教學(xué).②以章為單元，以大概念為統(tǒng)領(lǐng)，按照大概念—主題—概念—事實(shí)的順序，將綜合問題貫穿其中.③適當(dāng)拓展容量分析中氧化還原滴定法、氧化數(shù)、電極電勢等內(nèi)容.