中美化學教材中“氧化還原反應”課例比較

吳 馮

（江蘇省蘇州中學園區校 江蘇 蘇州 215000）

化學教材是以化學課程標準為指南和評價依據編寫，體現課程理念，有其自身邏輯性并對課程內容加以系統化的材料。普通高中課程標準實驗教科書自使用以來由于其諸多改進而被廣大中學教育工作者所認可。如果我們能在使用現有教材的基礎上借鑒走在科學教育改革前沿的美國經驗，對于培養學生的科學素養必將事半功倍。本文就2005年版的美國高中化學教材——《化學：概念與應用》（美國高中主流理科教材，科學發現者系列叢書，以下簡稱“美版”）和蘇教版普通高中課程標準實驗教科書（以下簡稱“蘇教版）中有關“氧化還原反應”章節的內容進行比較，旨在為高中化學教育工作者的教學提供參考。

一、編寫思路比較

蘇教版教材中并沒有單獨講解氧化還原反應知識的專題，而是暗含在“從海水中獲得的化學物質”這一專題中，在學習了 “氯氣的生產原理”、“氯氣的性質”后，介紹氧化還原反應。它從反應過程中元素化合價變化與得失電子建立聯系，接著借助原子結構示意圖分析指出氧化還原反應的本質為電子的轉移。在此基礎上提出氧化劑、還原劑、氧化反應、還原反應、氧化性、還原性的概念。最后通過習題加深對上述概念的理解。

美國高中主流理科教材《化學概念與應用》則從“鋼鐵的腐蝕”、起步實驗“鐵與硫酸銅溶液的反應”開啟氧化還原反應的教學。在講解“什么是氧化還原反應”時結合化學家認識氧化反應的過程、從有氧氣參與的反應稱為氧化反應并歸納出這一類反應中有電子得失，從而從電子得失的角度闡述氧化還原反應。接著以馬口鐵中鋅與氧氣的反應為例從失電子、得電子角度出發講解氧化反應、還原反應這兩個半反應。通過兩半反應的結合指出了被氧化、被還原概念。在此基礎上分析鈉和氯氣反應的電子轉移情況，得出這也是典型的氧化還原反應。最后通過圖表的形式講述氧化劑、還原劑的概念。

比較兩者編寫的思路，很清晰地感覺到蘇教版教材脈絡清晰、言簡意賅，著重讓學生記憶氧化還原概念，而“美版”則讓學生清晰地了解了氧化還原反應概念的發展過程，使學生在了解其來龍去脈的基礎上加深對概念本身的理解。

二、概念引入方式對比

“蘇教版”《氧化還原反應》的章節引言為“在氯氣與金屬鈉的反應中，哪些元素的化合價發生了變化？為什么會發生變化？ ”

“美教版”相應的章節引言為“鋼鐵的軟肋：鋼鐵的腐蝕，是因為鐵和空氣中的水、氧氣反應生成了鐵銹（氧化鐵），在這個氧化還原反應中，鐵原子將自身的電子給了氧氣分子。”

比較兩者不難看出，蘇教版缺乏趣味性，只是間接地指出了氧化還原反應的特點，而美版教材則相對具有閱讀性，注重從生活的細節處聯系化學，再從化學的角度指出此中所包含的化學原理，吸引學生在閱讀中獲取化學知識。

三、知識內容比較

內容上看，兩版教材的主體內容大體相同，但在知識的廣度上略有差別。

蘇教版注重對概念本身的掌握，注重訓練學生的操作技能。在問題解決欄目中要求學生指出三個氧化還原反應中化合價發生變化的元素，分析電子轉移方向和數目，指出氧化劑、還原劑。然后通過“溴、碘的提取”一節指出氧化還原反應在生產中的應用。

美版教材則注重學生知識的完整性和在生活中的應用性。在內容上詳細地講解了從早期化學家對氧化還原反應的認識到現代化學對此概念的認識，及“還原”這一詞源的來源。同時通過現實生活中鋼鐵的防腐、冶煉金屬時熔爐的過去和現在的變化闡述了氧化還原反應在社會生活各領域的運用。為了強調氧化還原反應在生產生活中的應用，更是另編寫一節內容，詳細講解攝影、鋼鐵熔爐、漂白過程、酒駕測試、金屬腐蝕、雷電造肥、銀器失色、化學發光、生物化學過程中的氧化還原反應。

兩者的對比，蘇教版更多地關注如何 “授人以漁”，而美版在“授人以漁”的同時，將紛繁復雜的物質世界以化學的方式呈現在我們面前，這些涉及多個學科、多個領域的實例，在向學生展示氧化還原魅力的同時，也向大家傳遞了化學無時無刻不在我們身邊，化學與我們生活密切相關的事實。同時通過闡述科學事實也將科學探索的思想、知識的運用遷移暗含其中。

四、欄目設置比較

教材中欄目設置或是為了更好地激發學生的學習興趣，或是為了讓學生對知識的認識更為深刻，或是通過探究實驗的設置，培養學生運用知識解決實際問題的能力。作為課堂教學的溝通手段，欄目的設置較好地引導了學生參與知識獲取過程，使學生獲得了科學活動的體驗，提高了學生的求知欲。

蘇教版氧化還原一節中使用了“你知道嗎？ ”、“問題解決”兩個欄目。“你知道嗎？”欄目主要就氯氣與金屬鈉反應過程中哪些元素的化合價變化提問。“問題解決” 欄目則主要是練習氧化還原反應中電子的轉移，氧化劑、還原劑的標注。

美版教材中先后使用了 “課前活動——起步實驗”，“詞源”，“迷你實驗”——研究鐵釘的腐蝕以及影響鐵釘腐蝕的因素、運用氧化還原做酒精測試，“化學實驗”——銅原子和銅離子的氧化還原反應，“物理學鏈接”——固體火箭助推器，“化學與技術”——法醫學中的血液檢測，化學史實——儲存氧氣的含鐵蛋白等欄目。

兩者對比，結論顯而易見。蘇教版本節內容的設置強調基礎知識和基本技能的訓練。對照課程標準，對于“過程與方法”、“情感態度和價值觀”的培養較為缺乏。相比之下，美版教材一方面顯示了它強大的多學科交叉、重視實驗、重視現代技術對學生科學素養發展的理念。另一方面從簡單、易于操作的迷你實驗到需要老師操作的演示實驗時刻強調著化學作為一門實驗學科實驗的重要性。

五、美版教材給中學化學教育者的啟示

蘇教版教材與傳統化學教材相比，圖文并茂、注重與學生生活、科技發展相聯系，探究味更濃，也開始注重對學生科學素養及各方面能力的培養。但是和美版教材相比，依然存在較大差距。筆者認為，作為一名中學化學教育工作者，應從以下幾個方面下功夫：

1．授課時以蘇教版教材為藍本的前提下，適當借鑒美版教材的內容，將科學家發現此知識的過程、思想、方法引入到我們的教學中，在使教學更生動活潑的同時，也能更好地培養學生的科學發現和探究能力。希望經過長期的引導，能更好地培養學生像科學家那樣觀察、思考、推理的能力。

2．適當對教材所選實驗進行取舍，增加一些更適合學生完成的迷你實驗。以不斷拓寬學生實驗的時空，進一步密切實驗與生活的關系，改變現在實驗遠離生活的現狀，讓科學探究走進學生生活，使科學探究成為解決生活問題的方法與手段。

3．教師個人在平時應注重化學前沿知識、與化學相關聯的其他學科知識的積累，使學生更好地將各學科知識進行綜合和整合，幫助學生在更廣闊的范圍、更系統地掌握科學知識、提升科學能力和增加科學素養。

［1］ （美）菲利普（Phillips J S）等．化學：概念與應用［M］．王祖浩等譯，浙江教育出版社，2008

［2］ 王祖浩．普通高中課程標準實驗教科書·化學 （必修1）［M］．江蘇教育出版社，2006

［3］ 中華人民共和國教育部．普通高中化學課程標準 （實驗）［M］．人民教育出版社，2003