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实验设计维度下‘‘铁的腐蚀实验”在三个版本教材中的呈现差异

范文

景一丹代海晴罗田慧子

摘要：从实验方案、实验装置图、实验活动方式三个维度比较人教版、苏教版和鲁科版三个版本教材对“铁的腐蚀实验”内容呈现的异同，希望能为一线教师和教学研究者提供一定的教学参考。

关键词：铁的腐蚀;实验内容;实验装置图;实验活动方式

文章编号：1008-0546（2020）03-0078-03

中图分类号：G632.41

文献标识码：B

doi： 10.3969/j.issn.1008-0546.2020.03.021

金属的电化学腐蚀在我国高中化学内容中是重点难点之一，其中“铁的吸氧腐蚀”实验是学生建立金属的腐蚀与防护知识模型形成知识结构的关键点所在[1]。对于该实验的实验内容，在我国目前通用的人教版、苏教版和鲁科版三个版本教材中的呈现各不相同，可以从实验方案、实验装置图、实验活动方式等三个方面来进行分析。

一、实验方案

三个版本教材对该实验的设计方案各有不同，具体见表1。

在实验教学形式上，人教版和苏教版设置了独立的铁生锈实验环节，而鲁科版教材没有独立的实验设计环节，表1中鲁科版实验设计内容仅为作者依据教材中涉及的展示的生活中的电化学腐蚀现象“铜板上的铁铆钉易生锈”进行的实验设计分析。所以若要进行该实验操作，需要自行进行潮湿实验环境模拟设计。

在实验用品上，人教版和鲁科版教材的铁钉生锈实验用品较简单易得，生活中常见，便于学生进行实验，也符合生锈的客观自然条件。苏教版教材里的生锈实验为对比实验，要同时用到两套实验装置，实验药品种类稍多，不过也都属于化学中常见药品。

从实验条件与效果来看，鲁科版和人教版教材的设计较符合生锈的客观自然条件，实验发生缓慢，无法在课堂上立即观察到明显的反应现象，分别需要大概数小时以上至一周的时间进行缓慢反应。根据客观条件反应原理为析氢腐蚀或吸氧腐蚀，一般环境下为吸氧腐蚀，实验可以反映客观的生锈条件和现象。而苏教版实验设计条件较为理想化，与实际生活中铁的腐蚀略有不同，同时模拟了铁的吸氧腐蚀和析氢腐蚀两个实验原理，反应速度也较快，当时能看到实验现象，便于课堂观察。

二、实验装置图与示意图

人教版教材的实验为铁在饱和食盐水浸泡后的反应，实验装置见图1，实验装置图简洁易懂，便于进行实验操作。为了弥补实验效果不明显和强调细微的实验变化，教材还补充了一个实验现象放大图片，并配有铁的析氢腐蚀和吸氧腐蚀示意图（见图2）。

鲁科版教材只是对生活中发生的鐵生锈的现象提出了质疑，没有独立的实验设计栏目，也没有提供具体的实验装置图片，师生进行自主实验设计的空间较大。教材中仅提供了生活中现象“铜板上的铁铆钉处的电化学腐蚀示意图”，由于彩色的示意图模拟实物模型，比较形象具体，情境性强，便于学生实验设计和原理分析。

苏教版教材的实验设计为还原铁粉和碳粉分别在氯化钠溶液和稀醋酸条件下反应，装置见图4。教材同时提供了实验装置图和原理示意图，便于学生进行实验操作和原理分析。彩色实验装置图结构清晰，便于进行实验操作。且为两组实验装置图相同的对比实验，方便学生观察实验现象并进行两种实验原理的对比分析，也有助于学生了解掌握科学的研究方法。彩色的“铁吸氧腐蚀原理示意图”具有一定的真实情境模拟，一定程度上弥补了前面实验设计的抽象化。

对比来看，人教版和苏教版教材均提供了实验装置图和原理示意图，实验方案较清晰明了，便于课堂上开展实验探究活动，同时运用了模型示意图辅助讲解，生动且便于理解。而鲁科版教材没有独立的实验设计栏目和具体的实验装置图片，课堂自主实验设计的空间较大，但给出了彩色的示意图模拟实物模型，较形象具体，便于展开联想分析。

三、实验活动方式

人教版教材在铁的腐蚀实验上，设计的活动方式是学生观察思考，且更加贴切于生活实际，更符合生活中铁腐蚀的原型。但是该实验使用的是铁钉，实验反应速度较慢，不太适合在课堂上进行演示或学生实验，在课堂上展示很难达到明显的实验效果，更适合学生课余的实验探究。如果要在课堂上展示，需要提前一周左右进行实验准备。

鲁科版教材对于铁的腐蚀内容，首先以“联想质疑”栏目的形式提出“为什么铜板上的铁铆钉特别容易生锈？”的质疑，然后直接在此基础上进行原理探析。但由于需要在潮湿的空气中，反应缓慢，实验时间也较长，若非提前一段时间进行实验，课堂上很难观察不到具体的实验现象。由于鲁科版教材未提供明确的实验设计并建议进行实验，进行实验时自主实验设计的空间较大[3]。

苏教版教材对于铁的腐蚀实验，是以“活动与探究”栏目进行实验探究。在介绍电化学腐蚀后，即给出实验方案探究其原理。通过实验活动进行探究，观察现象提出问题进而进行原理探析[4]。虽然实验药品较多，与实际生活中铁的腐蚀略有不同，但此探究性实验教学便于课堂操作，即时观察效果较好，学生可以进行实验探究、动手操作、现象观察和思考交流。

比较而言，人教版教材是以学生观察生活中的实验现象展开探究，可以较好地培养学生的问题意识，锻炼学生们思考问题的能力。鲁科版教材注重与生活实际联系，有难度适中的探究过程，让学生体验探究的乐趣，能够培养学生的独立思考能力，提高学生学习化学的兴趣。苏教版教材中讨论、交流、研究、探究的环节较多，能充分地锻炼学生们独立思考能力和团结协作能力，在实验环节设计了一个效果较好的探究性实验，提高学生们科学探究的能力同时也提高了学生们的动手能力，为其提供了发挥主观能动性的空间。

四、结语

从我国新课程标准对实验教学的要求来看，2017版新课程标准特别强调教学的问题情境创设，同时提倡中学以多种形式尽可能开展实验探究，学生能尽可能参与实验。从这两点来看，一方面，鲁科版与人教版教材对金属的电化学腐蚀内容强调与生活原型的联系，基于问题情境的引导方面做的较充分;另一方面，人教版与苏教版教材对金属的电化学腐蚀都有较明晰的实验探究和实验分析，便于学生和教师展开实验，苏教版课堂即时探究效果最好，但实验情境未强调生活原型。

所以，整体上来看，鲁科版教材其形象化电化学腐蚀原理示意图对实验开展和探究有一定的直观启示，但因为并没有以独立实验的形式呈现，进行实验时自主实验设计的空间较大。虽然基于生活的问题情境设计得比较到位，但学生是否会进行实验以及实验的参与度很大程度上取决于教师的教学安排和引导;人教版和苏教版除了给出实验装置图还给出了实验原理示意图，便于学生开展实验探究，苏教版还设计了较科学的对比实验，实验现象较明显，易于实验原理推导。不过苏教版教材实验设计条件较为理想化，问题情境创设稍显不足，在教学中教师最好由真实生活情境引入实验;人教版教材和鲁科版在生活化实验情境设计上比较相似，较接近生活中金属腐蚀原型，但是实验过程较长，都更适合课外探究不方便课堂即时操作与观察，不过人教版给出了具体的实验栏目和实验装置图，学生课下自主进行实验和观察的可行性更大。

参考文献

[1]袁振东，乔腾，葛丽丽，胡晶茹.“金属的电化学腐蚀”教学设计创新[J].化学教育（中英文），2018，39（11）：28-33

[2] 罗田慧子，景一丹，代海晴，龙云开，李梦颖，“金属的电化学腐蚀”在不同教材中的设计差异——以人教版、苏教版和鲁科版为例[J].中学化学教学参考，2018（19）：24-26

[3]周瑶，刘克文，我国现行“鲁科版”高中化学教材研究现状分析[J].化学教育（中英文），2016，37（17）：9-13

[4]徐楠，肖小明，谢祥林等，三版本九年级一化学一第一单元教材比较及建议[J].化学教与学，2011（7）：2-4

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