| 标题 | 中英高中教材“电解”内容编排的对比研究 |
| 范文 | 曹磊 张中 摘要：以“电解”内容的编排为切入点，将英国高中化学教材剑桥国际AS和A2与我国苏教版教材相应内容作比较，发现英国教材更重视概念的含义，更注重知识的广度，更关注讲练的结合。从中获得启示：教材应该具备系统性、可读性、科学化、资源化。这样的教材更容易让学生理解化学知识，掌握科学的思维方式。 关键词：中英教材；电解；内容编排 文章编号：1008-0546（2014）06-0045-04 中图分类号：G632.41 文献标识码：B doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2014.06.016 随着我国经济的蓬勃发展，中国与世界的相互联系日趋紧密，各国优秀教育之间的相互交流、学习和借鉴也越来越频繁。如今的中国很多地方引进了国外不同的高中课程，不出国门就能享受纯正的优秀的国外教育资源，并成为中学生出国学习之前有效的衔接。英国高中课程，简称A-Level课程，全球已有5000多个教育机构开设了A-Level课程，每年有数百万学生参加统一考试，A-Level成绩被英语授课的大学作为招收新生的入学标准。本人在2007年以前的7年里主要从事的是国内高中化学教学，之后开始担任A-Level课程的化学教学。对中、英双方的教材中“电解”内容的编排和设置进行了对比、分析和研究，现以本文和同行研讨。 一、英国教材“电解”内容的编排 1. 电解内容的呈现设计 英国高中的学科学习分为两个阶段，第一阶段称为AS，第二阶段称为A2，教材把化学知识体系按照难易程度分成两部分，类似于国内高中的必修和选修。英国高中化学教材把“电解”分别编排在两个章节，第一阶段的第七章“氧化还原反应和电解”和第二阶段的第十九章“电极电动势”中。 AS阶段，电解是编排在氧化还原反应之后的内容，通过学习电解所需要的条件、方法和原理，不仅加深学生对氧化还原反应的理解，同时让学生初步了解电解知识。在这个阶段，教材共设置了三个要点：构成电解池的基本条件，形成电解的反应原理，电解的应用（氯碱工业、冶炼金属铝、电解精炼铜）。这三方面是电解的一些基本知识和实际应用，目的是让学生对电解原理有初步的了解。 A2阶段，教材把电解的内容放在电极电动势那一章里，主要是在第一阶段知识的基础上加以总结、加深、提升。教材共讲了三个方面：总结电解熔融电解质、电解水溶液的方法，如何计算有关电解产物的质量，用电解的方法测量法拉第常数和阿伏加德罗常数。 教材按照“理论-实际-总结-应用”的方式，先进行理论分析，提出电解的概念，电解池的构造，以及能发生电解的基本条件和原理。再运用工业生产的实际例子，进一步分析电解原理。接着教材归纳总结了判断电极产物的方法。最后是电解的应用，教材设置了计算电解产物质量和把电解应用到科学研究中这两个方面。根据理论联系实际的设计思路，通过“理论-实际-总结-应用”的呈现方式，让学生真正地认识到理论与实践相结合的学习方式，积极培养学生科学的思维模式，建立运用已有的知识，进行科学研究的意识。 2. “电解原理”内容的设置 电解原理是电解知识的核心，也是这个内容的重点和难点。英国教材采用循序渐进，由易到难的呈现方式。为了让学生对电解概念有个初步的了解，教材先从电解池装置入手，讲述电解池的电源、电极、电解质等基本条件。用Cu2+、H+作为实例揭示阳离子移向阴极，得电子，发生还原反应。用Cl-、OH-作为实例揭示阴离子移向阳极，失电子，发生氧化反应，并说明所有电解反应都是氧化还原反应。 电解原理中电极反应是学习的一个难点，所以为了让学生更好地理解和掌握电极反应，教材举了三个有关电解的工业生产流程。讲述了如何选择电极材料，判断电极反应，如何解决工业流程中遇到的实际问题。 电解原理中判断电解产物是其中的一个重点，教材在讲述完工业生产后，立即总结了判断电解熔融电解质和电解质溶液产物的一般方法。在判断电解熔融电解质的产物时，教材给出的是直接分解成金属和非金属单质的方法，并列举电解熔融氧化铝、溴化镁、氯化钠、碘化锌的产物，进一步巩固判断方法。 在判断电解质溶液的产物时，教材给出的方法与熔融电解质略有不同。判断阴极产物时，教材给出的是比较半电极电动势大小的方法（如图1）。数值越大，阳离子越容易被还原，即越优先在阴极放电。并通过浓度为1.00mol·dm-3的氯化钠溶液、氯化铜溶液为例子，分别把钠离子、铜离子与氢离子的半电动势比较，得出产物。3. “电解的应用”内容的设置 教材讲述了三个有关电解的工业应用，目的是巩固所学的理论知识。第一个是工业冶炼金属铝。首先展示了装置图（如图3），讲述由于铝的熔点很高（2040℃），需要很多能量，造成成本很高，因此工业生产中常会用到一种物质俗称为冰晶石，它能让铝在970℃就熔化了，节省了能源，降低了成本。然后分析阴阳电极的反应以及总反应，让学生巩固电解熔融电解质的反应原理。第二个是电解食盐水，通过这个例子，揭示了电解水溶液的特点。第三个是电解精炼铜，这是一个通过电解，把铜的纯度提高到99.99%的例子。通过工业生产的例子，不仅让学生更好地掌握电解反应，同时告诉学生理论与实际的联系与区别。 另外一个有关电解的应用就是计算电解产物的质量，教材中运用法拉第常数、电流、通电时间，来计算产生在电极上的物质质量。运用电解实验，通过定量计算，进一步加强学生对电解的理解以及更全面地了解电解的应用。 最后，教材又设置了一个更有价值的应用电解的实验，就是利用电解做科学研究。通过电解实验测量法拉第常数和阿伏加德罗常数。教材给出了这样的一个测量方法：通过电解硫酸铜溶液，根据电流量，通电时间，以及阳极上失去铜的质量，求出1mol电子的电量（即法拉第常数），再除以一个电子的电量1.60×10-19C，结果就是阿伏加德罗常数。通过这样的一个实验不仅让学生认识到电解在科学研究中的重要作用，并且进一步了解如何进行科学研究。为学生进入大学深造，并致力于科学研究，奠定了良好的基础。 二、中国教材“电解”内容的编排 1. 电解内容的呈现设计 国内高中化学苏教版把“电解”也分成两个章节，分别设置在必修2专题二第三单元“化学能与电能的转化”，以及选修“化学反应原理”专题一第二单元“化学能与电能的转化”里。 必修1，主要通过观察和思考这个环节，设置了电解氯化铜溶液实验，从而阐述了电解池概念。并在拓展视野环节，讲解了铜的电解精炼。 选修教材中，主要通过电解熔融氯化钠、电解氯化铜溶液、电解饱和食盐水、电镀银四个电解实验，让学生认识电解的原理和应用。 2. “电解原理”内容的设置 在必修教材中首先在“观察与思考”环节设置了电解饱和氯化铜溶液这个实验，揭示电极现象和电极反应，教给学生如何判断氧化、还原产物。在“拓展视野”环节中讲述了铜的电解精炼过程。在选修教材中，教材在“交流与讨论”栏目中，让学生讨论电解熔融氯化钠的阴阳电极反应和电子的流向，揭示如何判断电解熔融电解质的阴阳产物，并通过这个例子引出电解的概念、如何判断阴阳极及其反应类型。第二个例子是电解氯化铜溶液，分别比较了铜离子和氢离子，氯离子和氢氧根离子的优先反应，再通过第三个例子电解饱和食盐水进一步巩固电解电解质溶液的原理。第四个例子是电镀，通过电镀银的实验，再一次加强理解电解的原理。 国内教材在阐述电解原理时，是采用具体问题具体分析的方法，分析了五个实验的电解反应，并没有总结判断产物的一般方法，也没有涉及到计算产物的内容。 3. “电解的应用”内容的设置 必修教材中设置的铜的电解精炼，选修教材中的电解饱和食盐水、电镀银都是把电解应用到工业生产中的例子。通过这些实用性的例子，让学生清楚地了解电解的概念、原理、应用。 三、中英教材中“电解”内容编排的比较 1. 英国教材更重视概念的含义 英国教材首先提出的就是电解的概念，紧接着提出电解质、电极等定义，也就是先讲述了构成电解池的基本条件，后面才是围绕这个概念展开的一系列揭示电解原理的内容。属于先提纲挈领地向学生表明我们即将要学习的概念和知识——电解。然后通过实例充实、外延这个主题——三个有关电解的工业生产，弥补由于概念高度概括的不足，实现降低学生学习难度的目标。接着通过在实例的基础上总结出判断各类电解的电极反应的方法，让学生通过个案而掌握一类物质，这样的总结无疑让学生把零散的知识串成一个比较全面的知识体系，让学生有章可循，更容易学好复杂的电化学知识。 英国的教材一般都会先把概念提出来，作为某个知识的中心，同时在教材中出现的所有概念都会在课本的最后几页汇集起来，足以见得概念定义在英国教材中的地位。在英国高考的A-LEVEL考试中也经常会有考概念的题目。 国内教材中，是先举例说明具体的某个电解反应，再提出电解、电解池的概念。教材对这些概念的处理是比较简略的，并且分散在两册书中，可能学生对几个电解实验的印象比较深，但对电解、电解池的概念恐怕很难完整地解释清楚。 2. 英国教材更注重知识的广度 英国教材内容范围广，对扩充学生的知识面大有好处，根据知识体系的完整性，这些内容在教材中出现是必要的，同时让我们清楚地意识到学习的目的不仅仅是为了考试，更是为了将来进入大学升造打下良好的基础。 英国教材中增加了运用电流和通电时间来计算有关电解产物的质量，最后还运用电解实验，测量法拉第常数和阿伏加德罗常数，不仅让学生体会到知识的广泛应用，激发其学习化学的兴趣，还通过教材全面的设置，让学生了解我们不仅能够把理论运用到实际生活生产中，还可以进行科学的研究，对培养学生探究精神和创新精神有着积极的帮助作用。 国内教材里只提到了五个实验，其他的没有涉及。在内容编排上为了让学生阅读起来容易理解，所以仅仅是通过分析五个实验的电极反应的现象、反应式、判断氧化、还原反应，阐述电解。内容简单，不够广泛。 3. 英国教材更关注讲练的结合 英国教材中不仅讲述知识，还会配以例题并有解题过程，这样的设置让学生可以通过课本自己学会如何解答问题，很好地锻炼了学生自学的能力，同时在各个小知识点后都设置了随堂练习，以加强对知识点的理解，在整章结束后还有8-10个综合性问题。教师用书中自带光盘，光盘中有单元练习题和测验题，还有重点难点的动画视频和学生实验讲义。这样的教材相当于综合了课本、教辅书、学生实验书、考试卷集一体的书，可谓是一本在手，万事齐全。因此学生很少会借助额外的参考书。 国内教材中是没有例题的，主要通过设置交流和讨论、活动与探究、观察与思考等环节，通过问题的形式，开展教学和学习过程的。主要的目的是培养学生学习兴趣和分析问题、解决问题的能力，由于书上的内容有限，习题也不多，所以老师学生也就会寻找教材以外的各类参考书，因此中国的学科参考书就变得铺天盖地，同时也增加了学生的负担。 四、启示 1. 教材编排的系统性和可读性 英国教材无论是高中化学A-LEVEL教材还是初中的IGCSE教材，都是按照学科的理论体系编排的，从物质结构到反应原理到元素及周期性再到有机物最后是生化，每一本教材都扎扎实实的体现化学学科的系统性。与国内的教材比起来更容易让学生建立起对化学体系的整体印象，了解化学学科的研究领域，为将来进行科学研究打下坚实的基础。 英国教材编写得更符合学生的认知规律，更符合中学生的学习特点。教材内容的逻辑性很强，对知识点的解释有分析，有总结，有一般规律的描述，也提出了一些特例，十分详细。语言的描述通俗易懂并加入了形象生动的图片和生活案例，把深奥的科学知识，描写得深入浅出，十分具备可读性，对培养学生的自学能力有很大的帮助。而国内的教材多数设置问题，根据疑问引导学生探究知识，从一定程度上实现了激发学生学习积极性，但是这样的教材就不能让学生从中获取更多的信息。学生学习过国内教材后，感觉内容没多少，但是考试做题时却处处碰壁，因此就会使得学生购买大量的教学辅导用书，在这些五花八门的教辅书中寻找真经，这其实是大大加重了学生的学习负担。减负绝不是简单的减教材内容，而是要让学生从一本课本就能顺利地完成学习任务。 所以教材的系统性和可读性可以让学生更轻松地完成学习。教材应该按照化学学科的逻辑顺序和教学规律进行编排，在具体内容阐述上应符合学生的心理需求，每一章节要从形象、生动、具体的事实出发，引导学生逐步地把握科学事实，通过思考得出科学原理，学会理论联系实际，学会科学探究过程，让学生在潜移默化中学习科学的思维方法和阐述科学知识的逻辑顺序。 2. 教材编排的资源化和科学化 英国教材看似书很厚，内容较多，但因为知识讲解详细，包括典型题目的解题过程，还有很多练习题，实际上是一本集教材辅导于一体的书，并且还配有光盘，光盘中主要是难点重点的幻灯片、学生实验、学生单元练习、测试题等内容。如果学生真正用好这本书，就不需要大量的参考书了，减轻了学生的学习负担。让教材成为多面手、资源化，避免让学生在铺天盖地的教辅书中迷失方向，同时也让学生可以有效地利用课本学好知识。 化学本身就是一门研究物质的组成、结构、性质、以及变化规律的科学。它是一门生活科学，所涉及的领域十分广泛。英国的教材在编排中结合了这个特点，更科学的展示这门学科，讲述的内容覆盖面宽，并加入了其他学科的内容，让学生全面地了解化学的多样性和实用性，这样的编写更科学化。英国教材在传统化学知识中加入很多生活例子和科技成果，例如鳄鱼两栖的原因、亲子鉴定的方法、洁厕剂的原理等。还增加了与化学有关的生物、物理等学科的知识，例如蛋白质、DNA、RNA、遗传学、核磁共振、质谱分析、色层分析、医药、纳米材料、环境保护等。对扩充学生的知识面大有好处，让学生了解到化学的丰富多彩，这样的编排更符合化学学科特点，更具备科学性。 所以教材编排的资源化和科学化可以让学生学会自主学习，热爱学习，不是为了分数而学，而是能够为了将来在生活学习中具备必要的基本科学知识，具备探究和创新精神。 以上是我对中英两国高中化学教材的一些认识，主要通过中外教材对电解内容编排的对比，获得了在教材的系统性、可读性、资源化、科学化四个方面的一些启示。我国的教育体系和西方发达国家的教育体系是在两种不同的文化背景中发展起来的，但是科学知识是相通的，如何有效地编写好教材，是中外教育者不懈追求的目标。国外的教材在培养科学的思维方法、培养探究精神、创新精神等方面确有它们的优点，值得我们学习。 参考文献 [1] Roger Norris，Lawrie Ryan and David Acaster.Chemistry Coursebook.United Kingdom：Cambridge University Press，2011，111-127，290-300 所以教材的系统性和可读性可以让学生更轻松地完成学习。教材应该按照化学学科的逻辑顺序和教学规律进行编排，在具体内容阐述上应符合学生的心理需求，每一章节要从形象、生动、具体的事实出发，引导学生逐步地把握科学事实，通过思考得出科学原理，学会理论联系实际，学会科学探究过程，让学生在潜移默化中学习科学的思维方法和阐述科学知识的逻辑顺序。 2. 教材编排的资源化和科学化 英国教材看似书很厚，内容较多，但因为知识讲解详细，包括典型题目的解题过程，还有很多练习题，实际上是一本集教材辅导于一体的书，并且还配有光盘，光盘中主要是难点重点的幻灯片、学生实验、学生单元练习、测试题等内容。如果学生真正用好这本书，就不需要大量的参考书了，减轻了学生的学习负担。让教材成为多面手、资源化，避免让学生在铺天盖地的教辅书中迷失方向，同时也让学生可以有效地利用课本学好知识。 化学本身就是一门研究物质的组成、结构、性质、以及变化规律的科学。它是一门生活科学，所涉及的领域十分广泛。英国的教材在编排中结合了这个特点，更科学的展示这门学科，讲述的内容覆盖面宽，并加入了其他学科的内容，让学生全面地了解化学的多样性和实用性，这样的编写更科学化。英国教材在传统化学知识中加入很多生活例子和科技成果，例如鳄鱼两栖的原因、亲子鉴定的方法、洁厕剂的原理等。还增加了与化学有关的生物、物理等学科的知识，例如蛋白质、DNA、RNA、遗传学、核磁共振、质谱分析、色层分析、医药、纳米材料、环境保护等。对扩充学生的知识面大有好处，让学生了解到化学的丰富多彩，这样的编排更符合化学学科特点，更具备科学性。 所以教材编排的资源化和科学化可以让学生学会自主学习，热爱学习，不是为了分数而学，而是能够为了将来在生活学习中具备必要的基本科学知识，具备探究和创新精神。 以上是我对中英两国高中化学教材的一些认识，主要通过中外教材对电解内容编排的对比，获得了在教材的系统性、可读性、资源化、科学化四个方面的一些启示。我国的教育体系和西方发达国家的教育体系是在两种不同的文化背景中发展起来的，但是科学知识是相通的，如何有效地编写好教材，是中外教育者不懈追求的目标。国外的教材在培养科学的思维方法、培养探究精神、创新精神等方面确有它们的优点，值得我们学习。 参考文献 [1] Roger Norris，Lawrie Ryan and David Acaster.Chemistry Coursebook.United Kingdom：Cambridge University Press，2011，111-127，290-300 所以教材的系统性和可读性可以让学生更轻松地完成学习。教材应该按照化学学科的逻辑顺序和教学规律进行编排，在具体内容阐述上应符合学生的心理需求，每一章节要从形象、生动、具体的事实出发，引导学生逐步地把握科学事实，通过思考得出科学原理，学会理论联系实际，学会科学探究过程，让学生在潜移默化中学习科学的思维方法和阐述科学知识的逻辑顺序。 2. 教材编排的资源化和科学化 英国教材看似书很厚，内容较多，但因为知识讲解详细，包括典型题目的解题过程，还有很多练习题，实际上是一本集教材辅导于一体的书，并且还配有光盘，光盘中主要是难点重点的幻灯片、学生实验、学生单元练习、测试题等内容。如果学生真正用好这本书，就不需要大量的参考书了，减轻了学生的学习负担。让教材成为多面手、资源化，避免让学生在铺天盖地的教辅书中迷失方向，同时也让学生可以有效地利用课本学好知识。 化学本身就是一门研究物质的组成、结构、性质、以及变化规律的科学。它是一门生活科学，所涉及的领域十分广泛。英国的教材在编排中结合了这个特点，更科学的展示这门学科，讲述的内容覆盖面宽，并加入了其他学科的内容，让学生全面地了解化学的多样性和实用性，这样的编写更科学化。英国教材在传统化学知识中加入很多生活例子和科技成果，例如鳄鱼两栖的原因、亲子鉴定的方法、洁厕剂的原理等。还增加了与化学有关的生物、物理等学科的知识，例如蛋白质、DNA、RNA、遗传学、核磁共振、质谱分析、色层分析、医药、纳米材料、环境保护等。对扩充学生的知识面大有好处，让学生了解到化学的丰富多彩，这样的编排更符合化学学科特点，更具备科学性。 所以教材编排的资源化和科学化可以让学生学会自主学习，热爱学习，不是为了分数而学，而是能够为了将来在生活学习中具备必要的基本科学知识，具备探究和创新精神。 以上是我对中英两国高中化学教材的一些认识，主要通过中外教材对电解内容编排的对比，获得了在教材的系统性、可读性、资源化、科学化四个方面的一些启示。我国的教育体系和西方发达国家的教育体系是在两种不同的文化背景中发展起来的，但是科学知识是相通的，如何有效地编写好教材，是中外教育者不懈追求的目标。国外的教材在培养科学的思维方法、培养探究精神、创新精神等方面确有它们的优点，值得我们学习。 参考文献 [1] Roger Norris，Lawrie Ryan and David Acaster.Chemistry Coursebook.United Kingdom：Cambridge University Press，2011，111-127，290-300 |
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