中美化学教材中“氧化还原反应”课例比较

吴 冯

（江苏省苏州中学园区校 江苏 苏州 215000）

化学教材是以化学课程标准为指南和评价依据编写，体现课程理念，有其自身逻辑性并对课程内容加以系统化的材料。普通高中课程标准实验教科书自使用以来由于其诸多改进而被广大中学教育工作者所认可。如果我们能在使用现有教材的基础上借鉴走在科学教育改革前沿的美国经验，对于培养学生的科学素养必将事半功倍。本文就2005年版的美国高中化学教材——《化学：概念与应用》（美国高中主流理科教材，科学发现者系列丛书，以下简称“美版”）和苏教版普通高中课程标准实验教科书（以下简称“苏教版）中有关“氧化还原反应”章节的内容进行比较，旨在为高中化学教育工作者的教学提供参考。

一、编写思路比较

苏教版教材中并没有单独讲解氧化还原反应知识的专题，而是暗含在“从海水中获得的化学物质”这一专题中，在学习了 “氯气的生产原理”、“氯气的性质”后，介绍氧化还原反应。它从反应过程中元素化合价变化与得失电子建立联系，接着借助原子结构示意图分析指出氧化还原反应的本质为电子的转移。在此基础上提出氧化剂、还原剂、氧化反应、还原反应、氧化性、还原性的概念。最后通过习题加深对上述概念的理解。

美国高中主流理科教材《化学概念与应用》则从“钢铁的腐蚀”、起步实验“铁与硫酸铜溶液的反应”开启氧化还原反应的教学。在讲解“什么是氧化还原反应”时结合化学家认识氧化反应的过程、从有氧气参与的反应称为氧化反应并归纳出这一类反应中有电子得失，从而从电子得失的角度阐述氧化还原反应。接着以马口铁中锌与氧气的反应为例从失电子、得电子角度出发讲解氧化反应、还原反应这两个半反应。通过两半反应的结合指出了被氧化、被还原概念。在此基础上分析钠和氯气反应的电子转移情况，得出这也是典型的氧化还原反应。最后通过图表的形式讲述氧化剂、还原剂的概念。

比较两者编写的思路，很清晰地感觉到苏教版教材脉络清晰、言简意赅，着重让学生记忆氧化还原概念，而“美版”则让学生清晰地了解了氧化还原反应概念的发展过程，使学生在了解其来龙去脉的基础上加深对概念本身的理解。

二、概念引入方式对比

“苏教版”《氧化还原反应》的章节引言为“在氯气与金属钠的反应中，哪些元素的化合价发生了变化？为什么会发生变化？ ”

“美教版”相应的章节引言为“钢铁的软肋：钢铁的腐蚀，是因为铁和空气中的水、氧气反应生成了铁锈（氧化铁），在这个氧化还原反应中，铁原子将自身的电子给了氧气分子。”

比较两者不难看出，苏教版缺乏趣味性，只是间接地指出了氧化还原反应的特点，而美版教材则相对具有阅读性，注重从生活的细节处联系化学，再从化学的角度指出此中所包含的化学原理，吸引学生在阅读中获取化学知识。

三、知识内容比较

内容上看，两版教材的主体内容大体相同，但在知识的广度上略有差别。

苏教版注重对概念本身的掌握，注重训练学生的操作技能。在问题解决栏目中要求学生指出三个氧化还原反应中化合价发生变化的元素，分析电子转移方向和数目，指出氧化剂、还原剂。然后通过“溴、碘的提取”一节指出氧化还原反应在生产中的应用。

美版教材则注重学生知识的完整性和在生活中的应用性。在内容上详细地讲解了从早期化学家对氧化还原反应的认识到现代化学对此概念的认识，及“还原”这一词源的来源。同时通过现实生活中钢铁的防腐、冶炼金属时熔炉的过去和现在的变化阐述了氧化还原反应在社会生活各领域的运用。为了强调氧化还原反应在生产生活中的应用，更是另编写一节内容，详细讲解摄影、钢铁熔炉、漂白过程、酒驾测试、金属腐蚀、雷电造肥、银器失色、化学发光、生物化学过程中的氧化还原反应。

两者的对比，苏教版更多地关注如何 “授人以渔”，而美版在“授人以渔”的同时，将纷繁复杂的物质世界以化学的方式呈现在我们面前，这些涉及多个学科、多个领域的实例，在向学生展示氧化还原魅力的同时，也向大家传递了化学无时无刻不在我们身边，化学与我们生活密切相关的事实。同时通过阐述科学事实也将科学探索的思想、知识的运用迁移暗含其中。

四、栏目设置比较

教材中栏目设置或是为了更好地激发学生的学习兴趣，或是为了让学生对知识的认识更为深刻，或是通过探究实验的设置，培养学生运用知识解决实际问题的能力。作为课堂教学的沟通手段，栏目的设置较好地引导了学生参与知识获取过程，使学生获得了科学活动的体验，提高了学生的求知欲。

苏教版氧化还原一节中使用了“你知道吗？ ”、“问题解决”两个栏目。“你知道吗？”栏目主要就氯气与金属钠反应过程中哪些元素的化合价变化提问。“问题解决” 栏目则主要是练习氧化还原反应中电子的转移，氧化剂、还原剂的标注。

美版教材中先后使用了 “课前活动——起步实验”，“词源”，“迷你实验”——研究铁钉的腐蚀以及影响铁钉腐蚀的因素、运用氧化还原做酒精测试，“化学实验”——铜原子和铜离子的氧化还原反应，“物理学链接”——固体火箭助推器，“化学与技术”——法医学中的血液检测，化学史实——储存氧气的含铁蛋白等栏目。

两者对比，结论显而易见。苏教版本节内容的设置强调基础知识和基本技能的训练。对照课程标准，对于“过程与方法”、“情感态度和价值观”的培养较为缺乏。相比之下，美版教材一方面显示了它强大的多学科交叉、重视实验、重视现代技术对学生科学素养发展的理念。另一方面从简单、易于操作的迷你实验到需要老师操作的演示实验时刻强调着化学作为一门实验学科实验的重要性。

五、美版教材给中学化学教育者的启示

苏教版教材与传统化学教材相比，图文并茂、注重与学生生活、科技发展相联系，探究味更浓，也开始注重对学生科学素养及各方面能力的培养。但是和美版教材相比，依然存在较大差距。笔者认为，作为一名中学化学教育工作者，应从以下几个方面下功夫：

1．授课时以苏教版教材为蓝本的前提下，适当借鉴美版教材的内容，将科学家发现此知识的过程、思想、方法引入到我们的教学中，在使教学更生动活泼的同时，也能更好地培养学生的科学发现和探究能力。希望经过长期的引导，能更好地培养学生像科学家那样观察、思考、推理的能力。

2．适当对教材所选实验进行取舍，增加一些更适合学生完成的迷你实验。以不断拓宽学生实验的时空，进一步密切实验与生活的关系，改变现在实验远离生活的现状，让科学探究走进学生生活，使科学探究成为解决生活问题的方法与手段。

3．教师个人在平时应注重化学前沿知识、与化学相关联的其他学科知识的积累，使学生更好地将各学科知识进行综合和整合，帮助学生在更广阔的范围、更系统地掌握科学知识、提升科学能力和增加科学素养。

［1］ （美）菲利普（Phillips J S）等．化学：概念与应用［M］．王祖浩等译，浙江教育出版社，2008

［2］ 王祖浩．普通高中课程标准实验教科书·化学 （必修1）［M］．江苏教育出版社，2006

［3］ 中华人民共和国教育部．普通高中化学课程标准 （实验）［M］．人民教育出版社，2003