对三个版本高中化学教材《溶液中的离子平衡》内容的比较研究
2017-03-16张荣芳林承志
张荣芳+林承志
[摘 要]
化学反应原理模块可为学生提供化学反应的基本原理、化学反应中能量变化规律及化学反应原理在生产、生活和科学研究中的应用的学习。通过对三个版本教材中离子平衡的内容选择、内容编排体系、知识呈现方面进行比较分析,提出对教材编写及教师的教学实践一些思考意见。
[关键词]
化学反应原理;离子平衡;比较分析
化学反应原理是在学生完成必修课程的基础上开设的,这部分内容包括最基本的化学反应原理(化学反应能量变化、反应速率、反应方向、反应限度等)以及从理论的高度来认识酸碱盐的本质及其在溶液中的反应。教材的编写依据《高中化学课程标准(实验)》(以下简称“课标”),由于对课标的弹性处理,教材的编写也存在相应的差异。本文对国内人民教育出版社(以下简称“人教版”)、山东科学技术出版社(以下简称“鲁科版”)、江苏教育出版社(以下简称“苏教版”)出版的三套教材中溶液中的离子平衡主题内容与课标一致性、内容编排体系及知识呈现方式进行比较分析,期望对教材的编写、拓宽教师的备课思路及反思教学有所帮助。
一、课标内容要求及教材内容选择与课标一致性分析
(一)溶液中的离子平衡课标分析
根据表1分析,课标对溶液中的离子平衡内容要求有以下三个特征:①程度要求不高。本章内容理论性较强,知识内容涉及广,应用也较为广泛,但程度要求并不高。课标对认知学习目标要求的表述为“描述”“了解”“知道”“初步掌握”“认识”等内容。②重视实验,突出体验学习目标。课标中给出活动与探究的五点建议中有四个是相关实验,一个查阅资料,形式多样,重视实验的作用,具有较强的问题意识。③与生活、生产联系密切。通过学习pH的测定方法、盐类水解等内容,了解它们在实际的生产、生活中的应用,感受化学在生活生产中的意义。
(二)教材内容选择与课标要求一致性分析
三版本教材内容选择上都符合课标要求,每个版本都通过资料、活动与探究等形式进行了补充和延伸,横向比较三套教材,都是以“溶液中的离子平衡”为主的一系列概念为主线,所以在内容选择上基本一致。
二、溶液中的离子平衡内容编排顺序
三版本溶液中离子平衡内容均安排在选修四化学反应原理第三章(专题3),不同版本在内容排序上有其差异性见表2。
不同版本知识点呈现的顺序有所不同,根据表2分析,人教版和苏教版单元顺序排布基本相同,均以深入认识水溶液中离子反应的本质为核心问题线索,分别研究了各类物质(弱电解质、水、盐类、难溶电解质)在水溶液中的离子平衡,使学生发现化学平衡、电离程度和溶解度之间的关系,并了解这些原理的应用。鲁教版以研究物质在水溶液中的行为为主要线索,将溶剂水、弱电解质的电离平衡、盐类的水解平衡、沉淀溶解平衡、离子反应这几部分内容进行整合。鲁科版在课标之外还设置了“离子反应”一节,使学生在必修中学习离子反应的感性认识上升到理性认识。
三、溶液中的离子平衡知识及其呈现比较
对比不同版本的教材,虽然编写主题一致,但是在知识的呈现及设计理念上存在差异。具体表现如下:
(一)弱电解质实验探究及分析过程不同
人教版和苏教版都是通过相同体积、相同浓度的盐酸和醋酸与等质量的镁条反应,并测定两种酸的pH值。通过观察两种酸与等质量的镁条反应速率的快慢及两种酸溶液的pH值得出强弱电解质的概念。苏教版以彩色插图栏目的形式,通过观察图片中两个气球膨胀的程度,可以很直观形象地得出结论,盐酸与镁条反应速率快,建议人教版教材改变黑白印刷版本,增加彩色插图,更加具有带入感。而鲁科版教材是等体积、等浓度盐酸、氨水、醋酸溶液、氯化钠溶液的导电性实验,通过观察灯泡的亮度分析几种溶液导电性不同的原因。三版本实验设计均采用对比法,利用不同物质反应现象的差异,激发学生的认知冲突,有利于学生自主探究和学习。建议教师在课堂上展示其中一种实验,让学生交流讨论并设计其他实验方案。
(二)关于电离度的介绍
虽然课标中没有对电离度的概念做硬性要求,但是明确电离度的概念,有利于学生理解分析电离平衡常数及影响电离平衡的因素的学习。苏教版以正文的形式呈现,有例题进行巩固复习;鲁科版以拓展视野栏目形式呈现,并配有几种弱电解质的电离度;人教版教材没有涉及电离度的概念,建议教师在授课过程中补充这部分内容。
(三)关于pH应用的介绍
化学与生活息息相关,工农业生产、科学实验涉及溶液酸碱性,人们的生活和健康也涉及溶液的酸碱性。课标对pH应用的内容有相关要求“知道溶液pH的调控在工农业生产和科学研究中的重要应用”,人教版专门设置正文内容介绍pH的重要应用,并以资料的形式呈现一些重要作物最适宜生长的土壤的pH范围;苏教版以引入的形式简单地介绍了溶液的酸碱性对生产生活的重要影响;鲁科版教材没有涉及这部分内容,应该在编写教材时增添pH应用的内容。
(四)关于沉淀溶解平衡的介绍
苏教版和鲁科版均是以PbI2固体的溶解平衡为例分析沉淀溶解平衡原理;人教版教材二级标题通过“Ag+和Cl-的反应真能进行到底吗?”设问的形式呈现,更加新颖,能够引发学生的好奇心,学生已有溶解度及反应限度、化学平衡原理的认识,通过思考與交流,查阅相关资料,引导学生发现新问题,提高探究能力,更好地培养学生科学素养。
四、教学建议
不同版本内容呈现形式有所不同,在实际教学过程中,教师应秉承“一标多本”的原则,吸取不同教材版本的优点,对实验探究活动进行再开发,激发学生学习化学的兴趣,强化科学探究意识,促进学习方式的转变。培养学生建构完善的知识体系,同时感受化学世界的奇妙与和谐。
为有利于培养学生学习探究的自主性,建议在教材空白处添加可扫描的二维码,能够链接相关知识的习题、科学视野、化学史或实验操作视频等内容,方便快捷提供给学生及教师相关的教学资源。
[参 考 文 献]
[1]宋心琦.普通高中课程标准实验教科书:选修4.第3版[M].北京:人民教育出版社,2007.
[2]王祖浩.普通高中课程标准实验教科书:化学反应原理(选修).第4版[M].南京:江苏教育出版社,2009.
[3]王磊,陈光巨.普通高中课程标准实验教科书:化学反应原理(选修).第4版[M].济南:山东科学技术出版社,2011.
(责任编辑:张华伟)