中澳高中化學教材比較研究
——以“氧化還原反應”主題為例

耿 聰 王 凱 魏壯偉

(1.湖北大學化學化工學院 430062；2.山西省運城學院應用化學系 044000)

“氧化還原反應”是學生在中學化學學習過程中遇到的一個較為抽象的化學概念.本研究選取中澳兩國主流高中化學教材，就“氧化還原反應”主題進行對比研究，以期為我國高中化學教材編寫及一線教師的教學實踐提供有益參考.

1 研究對象

研究選取澳大利亞維多利亞州的高中化學《Chemistry Dimensions 1》和《Chemistry Dimensions 2》教材與我國人教版(2019)高中化學《化學必修一》、《化學必修二》和《化學選擇性必修1——化學反應原理》教材，就“氧化還原反應”主題的相關內容進行比較.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地具有較高的使用率.整套教材系統全面地闡述了教學大綱要求，為學生的VCE(Victoria Certificate of Education)考試做準備，是國內外對不同版本的高中化學教材研究較多的版本，也是國內外學者們較為關注的一套教材.

2 研究結果

2.1 中澳高中化學教材體系結構比較

教材結構的設計是教材編寫的基礎工程，有了科學的知識體系結構，師生的教學過程才會有序可依，有章可循.兩國教材 “氧化還原反應”內容編排位置，見表1.

表1

人教版教材編寫章節關系清晰，框架明了，體系編排整體上符合呈現螺旋上升的形式.澳版教材的建構，是以學科知識為中心，反映了化學知識的內在邏輯結構，體現了化學學科知識的完整性.

2.2 中澳兩國教材“氧化還原反應”知識編排體系比較分析

人教版高中化學教材采取了“章-節”式的編排方式，在《必修1》中采用初高中銜接的思路引導學生用熟悉的氧化、還原兩個反應為載體展開，得出氧化還原反應的概念，從元素化合價變化的角度認識氧化還原反應的特征，從微觀角度認識反應的本質.《必修二》教材從化學能與電能的轉化入手，基于氧化還原反應引出了原電池，是氧化還原反應知識的拓展與延伸，從微觀視角理解原電池工作原理，上升到了應用層面，實現了對氧化還原反應的再認識.《選擇性必修1》引導學生重點學習化學能與電能的轉化需要通過氧化還原反應；在分析解釋原電池、電解池的工作原理，緊抓物質在電極上發生的氧化、還原反應；使學生對該反應的發生條件及本質有了更深的認識，由表及里，由易到難，環環相扣，分散難點；完整全面地落實了新課標“化學反應與能量”主題教學要求，既注重概念的剖析，又體現抽象化學學科知識在解決實際問題和社會發展中所起到的促進作用.

澳版教材主要以學科知識為中心，并且將理論知識、應用等分板塊進行系統編排.《化學1》中氧化還原反應內容主要分布在UNIT 2分類下環境化學研究領域下的第 14單元(REDOX REACTIONS AND METAL REACTIVITY)，《化學2》中氧化還原反應內容主要分布在UNIT 3分類下化學路徑(研究領域下的第4單元(REDOX VOLUMETRIC ANALYSIS)，該教材在編排順序上是在本章初始，提出幾個使學生感興趣、與實際生活相聯系和易于掌握的問題，并以化學原理和規律為原則，來建構整本教材.《化學2》在第三章滴定法和含酸、堿溶液的容量分析的基礎上，了解如何使用容量技術分析滴定含有氧化劑和還原劑的溶液，進行化學計量計算.通過例舉大量氧化還原反應在日常生活中應用的實例，并運用詳略得當的文字，配以化學反應方程式詳細解答出有關氧化還原滴定的計算.

2.3 中澳兩國教材在內容選擇方面的比較

通過對兩國教材中關于“氧化還原反應”的知識點進行細致梳理和整合，發現兩版教材涉及的知識點大致相同，但也存在不同之處，見表2.

表2

教材關于“氧化還原反應”內容的選取，涉及到很多相似的知識點.兩者都是從元素化合價價態變化以及電子得失(或偏移)的角度給出氧化還原反應的定義.不同之處在于澳版教材知識難度較大，選取了氧化數的計算，氧化還原反應滴定法求溶液濃度的計算.然而這兩處知識點在我國大學化學教材中才有全面系統地講解.

2.4 中澳兩國教材欄目設置比較

教材欄目在轉變學生學習方法上起著重要的作用，引導學生如何學習化學，對化學學習過程及時地進行監控與調整.兩國教材關于“氧化還原反應”欄目構成及其數量比較，見表3.

表3

欄目在教材中承擔著不同的功能，對學生的指導和科學素養能力的發展具有不可替代的作用.教材中的拓展性內容、程序性知識、情感態度與價值觀影響通過欄目的設置能夠更好地在教學過程中發揮它們的作用.人教版欄目中的“思考與討論”以汽車尾氣系統中的催化轉化器中發生的反應為例，引導學生從STSE的視角，感受氧化還原反應的社會價值，以增強學生社會責任感，形成綠色化學觀念.“科學史話”揭示了化學學科的發展歷程，管窺化學認識過程，感受化學家的科學精神，凸顯化學史料價值.澳版教材的欄目就數量上而言，沒有人教版欄目多；在“交流與互動”這一欄目中有相關的與學習配套的資源，其中包含：學生CD和配套視頻(Quick Time Video)等資源.這不僅能輔助教師教學，而且不失為一種豐富教學教具的方式.這些不同的欄目發揮著其特定的教學功能，不僅拓寬了學生視野，而且增強學生關于對“氧化還原反應”內容更深層次的理解.

3 總結

從教材位置編排來看，人教版注重初高中銜接，以學生熟悉的反應為載體，概念原理的教學很好地體現了知識的螺旋上升，澳版教材更側重從學生日常生活中熟悉的事物或情境引入.在內容選取方面，兩版教材側重點不完全一致.人教版更注重化學原理的表達，注重知識的內在邏輯性、系統性和科學性，對抽象概念的學習和認知模型的構建，促進學生化學學科核心素養發展，充分凸顯學科特點.澳版教材內容選取較深，涉及到分析化學中的氧化還原滴定，重視培養學生對氧化還原反應的計算能力，難度較大.欄目設置方面，人教版“化學與職業”和“科學史話”等欄目向學生展現氧化還原反應在的廣闊應用前景，反映了化學的學科價值和社會價值.澳版教材特別設置獨立的生活化欄目，對化學知識在生活中的應用進行了拓展.

綜上分析，人教版高中化學教材在編排設計上有其獨特的閃光點，我們在發揚其優勢的基礎上，有必要借鑒澳版教材的優點，在教材編寫上：①整合信息技術資源，通過移動智能網絡、AI、專業數據庫、大數據分析、虛擬實驗室、自我評測平臺等，高效教學.②以章為單元，以大概念為統領，按照大概念—主題—概念—事實的順序，將綜合問題貫穿其中.③適當拓展容量分析中氧化還原滴定法、氧化數、電極電勢等內容.