中英高中教材“電解”內容編排的對比研究

曹磊　張中

摘要：以“電解”內容的編排為切入點，將英國高中化學教材劍橋國際AS和A2與我國蘇教版教材相應內容作比較，發現英國教材更重視概念的含義，更注重知識的廣度，更關注講練的結合。從中獲得啟示：教材應該具備系統性、可讀性、科學化、資源化。這樣的教材更容易讓學生理解化學知識，掌握科學的思維方式。

關鍵詞：中英教材；電解；內容編排

文章編號：1008-0546（2014）06-0045-04 中圖分類號：G632.41 文獻標識碼：B

doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2014.06.016

隨著我國經濟的蓬勃發展，中國與世界的相互聯系日趨緊密，各國優秀教育之間的相互交流、學習和借鑒也越來越頻繁。如今的中國很多地方引進了國外不同的高中課程，不出國門就能享受純正的優秀的國外教育資源，并成為中學生出國學習之前有效的銜接。英國高中課程，簡稱A-Level課程，全球已有5000多個教育機構開設了A-Level課程，每年有數百萬學生參加統一考試，A-Level成績被英語授課的大學作為招收新生的入學標準。本人在2007年以前的7年里主要從事的是國內高中化學教學，之后開始擔任A-Level課程的化學教學。對中、英雙方的教材中“電解”內容的編排和設置進行了對比、分析和研究，現以本文和同行研討。

一、英國教材“電解”內容的編排

1. 電解內容的呈現設計

英國高中的學科學習分為兩個階段，第一階段稱為AS，第二階段稱為A2，教材把化學知識體系按照難易程度分成兩部分，類似于國內高中的必修和選修。英國高中化學教材把“電解”分別編排在兩個章節，第一階段的第七章“氧化還原反應和電解”和第二階段的第十九章“電極電動勢”中。

AS階段，電解是編排在氧化還原反應之后的內容，通過學習電解所需要的條件、方法和原理，不僅加深學生對氧化還原反應的理解，同時讓學生初步了解電解知識。在這個階段，教材共設置了三個要點：構成電解池的基本條件，形成電解的反應原理，電解的應用（氯堿工業、冶煉金屬鋁、電解精煉銅）。這三方面是電解的一些基本知識和實際應用，目的是讓學生對電解原理有初步的了解。

A2階段，教材把電解的內容放在電極電動勢那一章里，主要是在第一階段知識的基礎上加以總結、加深、提升。教材共講了三個方面：總結電解熔融電解質、電解水溶液的方法，如何計算有關電解產物的質量，用電解的方法測量法拉第常數和阿伏加德羅常數。

教材按照“理論-實際-總結-應用”的方式，先進行理論分析，提出電解的概念，電解池的構造，以及能發生電解的基本條件和原理。再運用工業生產的實際例子，進一步分析電解原理。接著教材歸納總結了判斷電極產物的方法。最后是電解的應用，教材設置了計算電解產物質量和把電解應用到科學研究中這兩個方面。根據理論聯系實際的設計思路，通過“理論-實際-總結-應用”的呈現方式，讓學生真正地認識到理論與實踐相結合的學習方式，積極培養學生科學的思維模式，建立運用已有的知識，進行科學研究的意識。

2. “電解原理”內容的設置

電解原理是電解知識的核心，也是這個內容的重點和難點。英國教材采用循序漸進，由易到難的呈現方式。為了讓學生對電解概念有個初步的了解，教材先從電解池裝置入手，講述電解池的電源、電極、電解質等基本條件。用Cu2+、H+作為實例揭示陽離子移向陰極，得電子，發生還原反應。用Cl-、OH-作為實例揭示陰離子移向陽極，失電子，發生氧化反應，并說明所有電解反應都是氧化還原反應。

電解原理中電極反應是學習的一個難點，所以為了讓學生更好地理解和掌握電極反應，教材舉了三個有關電解的工業生產流程。講述了如何選擇電極材料，判斷電極反應，如何解決工業流程中遇到的實際問題。

電解原理中判斷電解產物是其中的一個重點，教材在講述完工業生產后，立即總結了判斷電解熔融電解質和電解質溶液產物的一般方法。在判斷電解熔融電解質的產物時，教材給出的是直接分解成金屬和非金屬單質的方法，并列舉電解熔融氧化鋁、溴化鎂、氯化鈉、碘化鋅的產物，進一步鞏固判斷方法。

在判斷電解質溶液的產物時，教材給出的方法與熔融電解質略有不同。判斷陰極產物時，教材給出的是比較半電極電動勢大小的方法（如圖1）。數值越大，陽離子越容易被還原，即越優先在陰極放電。并通過濃度為1.00mol·dm-3的氯化鈉溶液、氯化銅溶液為例子，分別把鈉離子、銅離子與氫離子的半電動勢比較，得出產物。3. “電解的應用”內容的設置

教材講述了三個有關電解的工業應用，目的是鞏固所學的理論知識。第一個是工業冶煉金屬鋁。首先展示了裝置圖（如圖3），講述由于鋁的熔點很高（2040℃），需要很多能量，造成成本很高，因此工業生產中常會用到一種物質俗稱為冰晶石，它能讓鋁在970℃就熔化了，節省了能源，降低了成本。然后分析陰陽電極的反應以及總反應，讓學生鞏固電解熔融電解質的反應原理。第二個是電解食鹽水，通過這個例子，揭示了電解水溶液的特點。第三個是電解精煉銅，這是一個通過電解，把銅的純度提高到99.99%的例子。通過工業生產的例子，不僅讓學生更好地掌握電解反應，同時告訴學生理論與實際的聯系與區別。

另外一個有關電解的應用就是計算電解產物的質量，教材中運用法拉第常數、電流、通電時間，來計算產生在電極上的物質質量。運用電解實驗，通過定量計算，進一步加強學生對電解的理解以及更全面地了解電解的應用。

最后，教材又設置了一個更有價值的應用電解的實驗，就是利用電解做科學研究。通過電解實驗測量法拉第常數和阿伏加德羅常數。教材給出了這樣的一個測量方法：通過電解硫酸銅溶液，根據電流量，通電時間，以及陽極上失去銅的質量，求出1mol電子的電量（即法拉第常數），再除以一個電子的電量1.60×10-19C，結果就是阿伏加德羅常數。通過這樣的一個實驗不僅讓學生認識到電解在科學研究中的重要作用，并且進一步了解如何進行科學研究。為學生進入大學深造，并致力于科學研究，奠定了良好的基礎。endprint

二、中國教材“電解”內容的編排

1. 電解內容的呈現設計

國內高中化學蘇教版把“電解”也分成兩個章節，分別設置在必修2專題二第三單元“化學能與電能的轉化”，以及選修“化學反應原理”專題一第二單元“化學能與電能的轉化”里。

必修1，主要通過觀察和思考這個環節，設置了電解氯化銅溶液實驗，從而闡述了電解池概念。并在拓展視野環節，講解了銅的電解精煉。

選修教材中，主要通過電解熔融氯化鈉、電解氯化銅溶液、電解飽和食鹽水、電鍍銀四個電解實驗，讓學生認識電解的原理和應用。

2. “電解原理”內容的設置

在必修教材中首先在“觀察與思考”環節設置了電解飽和氯化銅溶液這個實驗，揭示電極現象和電極反應，教給學生如何判斷氧化、還原產物。在“拓展視野”環節中講述了銅的電解精煉過程。在選修教材中，教材在“交流與討論”欄目中，讓學生討論電解熔融氯化鈉的陰陽電極反應和電子的流向，揭示如何判斷電解熔融電解質的陰陽產物，并通過這個例子引出電解的概念、如何判斷陰陽極及其反應類型。第二個例子是電解氯化銅溶液，分別比較了銅離子和氫離子，氯離子和氫氧根離子的優先反應，再通過第三個例子電解飽和食鹽水進一步鞏固電解電解質溶液的原理。第四個例子是電鍍，通過電鍍銀的實驗，再一次加強理解電解的原理。

國內教材在闡述電解原理時，是采用具體問題具體分析的方法，分析了五個實驗的電解反應，并沒有總結判斷產物的一般方法，也沒有涉及到計算產物的內容。

3. “電解的應用”內容的設置

必修教材中設置的銅的電解精煉，選修教材中的電解飽和食鹽水、電鍍銀都是把電解應用到工業生產中的例子。通過這些實用性的例子，讓學生清楚地了解電解的概念、原理、應用。

三、中英教材中“電解”內容編排的比較

1. 英國教材更重視概念的含義

英國教材首先提出的就是電解的概念，緊接著提出電解質、電極等定義，也就是先講述了構成電解池的基本條件，后面才是圍繞這個概念展開的一系列揭示電解原理的內容。屬于先提綱挈領地向學生表明我們即將要學習的概念和知識——電解。然后通過實例充實、外延這個主題——三個有關電解的工業生產，彌補由于概念高度概括的不足，實現降低學生學習難度的目標。接著通過在實例的基礎上總結出判斷各類電解的電極反應的方法，讓學生通過個案而掌握一類物質，這樣的總結無疑讓學生把零散的知識串成一個比較全面的知識體系，讓學生有章可循，更容易學好復雜的電化學知識。

英國的教材一般都會先把概念提出來，作為某個知識的中心，同時在教材中出現的所有概念都會在課本的最后幾頁匯集起來，足以見得概念定義在英國教材中的地位。在英國高考的A-LEVEL考試中也經常會有考概念的題目。

國內教材中，是先舉例說明具體的某個電解反應，再提出電解、電解池的概念。教材對這些概念的處理是比較簡略的，并且分散在兩冊書中，可能學生對幾個電解實驗的印象比較深，但對電解、電解池的概念恐怕很難完整地解釋清楚。

2. 英國教材更注重知識的廣度

英國教材內容范圍廣，對擴充學生的知識面大有好處，根據知識體系的完整性，這些內容在教材中出現是必要的，同時讓我們清楚地意識到學習的目的不僅僅是為了考試，更是為了將來進入大學升造打下良好的基礎。

英國教材中增加了運用電流和通電時間來計算有關電解產物的質量，最后還運用電解實驗，測量法拉第常數和阿伏加德羅常數，不僅讓學生體會到知識的廣泛應用，激發其學習化學的興趣，還通過教材全面的設置，讓學生了解我們不僅能夠把理論運用到實際生活生產中，還可以進行科學的研究，對培養學生探究精神和創新精神有著積極的幫助作用。

國內教材里只提到了五個實驗，其他的沒有涉及。在內容編排上為了讓學生閱讀起來容易理解，所以僅僅是通過分析五個實驗的電極反應的現象、反應式、判斷氧化、還原反應，闡述電解。內容簡單，不夠廣泛。

3. 英國教材更關注講練的結合

英國教材中不僅講述知識，還會配以例題并有解題過程，這樣的設置讓學生可以通過課本自己學會如何解答問題，很好地鍛煉了學生自學的能力，同時在各個小知識點后都設置了隨堂練習，以加強對知識點的理解，在整章結束后還有8-10個綜合性問題。教師用書中自帶光盤，光盤中有單元練習題和測驗題，還有重點難點的動畫視頻和學生實驗講義。這樣的教材相當于綜合了課本、教輔書、學生實驗書、考試卷集一體的書，可謂是一本在手，萬事齊全。因此學生很少會借助額外的參考書。

國內教材中是沒有例題的，主要通過設置交流和討論、活動與探究、觀察與思考等環節，通過問題的形式，開展教學和學習過程的。主要的目的是培養學生學習興趣和分析問題、解決問題的能力，由于書上的內容有限，習題也不多，所以老師學生也就會尋找教材以外的各類參考書，因此中國的學科參考書就變得鋪天蓋地，同時也增加了學生的負擔。

四、啟示

1. 教材編排的系統性和可讀性

英國教材無論是高中化學A-LEVEL教材還是初中的IGCSE教材，都是按照學科的理論體系編排的，從物質結構到反應原理到元素及周期性再到有機物最后是生化，每一本教材都扎扎實實的體現化學學科的系統性。與國內的教材比起來更容易讓學生建立起對化學體系的整體印象，了解化學學科的研究領域，為將來進行科學研究打下堅實的基礎。

英國教材編寫得更符合學生的認知規律，更符合中學生的學習特點。教材內容的邏輯性很強，對知識點的解釋有分析，有總結，有一般規律的描述，也提出了一些特例，十分詳細。語言的描述通俗易懂并加入了形象生動的圖片和生活案例，把深奧的科學知識，描寫得深入淺出，十分具備可讀性，對培養學生的自學能力有很大的幫助。而國內的教材多數設置問題，根據疑問引導學生探究知識，從一定程度上實現了激發學生學習積極性，但是這樣的教材就不能讓學生從中獲取更多的信息。學生學習過國內教材后，感覺內容沒多少，但是考試做題時卻處處碰壁，因此就會使得學生購買大量的教學輔導用書，在這些五花八門的教輔書中尋找真經，這其實是大大加重了學生的學習負擔。減負絕不是簡單的減教材內容，而是要讓學生從一本課本就能順利地完成學習任務。endprint

所以教材的系統性和可讀性可以讓學生更輕松地完成學習。教材應該按照化學學科的邏輯順序和教學規律進行編排，在具體內容闡述上應符合學生的心理需求，每一章節要從形象、生動、具體的事實出發，引導學生逐步地把握科學事實，通過思考得出科學原理，學會理論聯系實際，學會科學探究過程，讓學生在潛移默化中學習科學的思維方法和闡述科學知識的邏輯順序。

2. 教材編排的資源化和科學化

英國教材看似書很厚，內容較多，但因為知識講解詳細，包括典型題目的解題過程，還有很多練習題，實際上是一本集教材輔導于一體的書，并且還配有光盤，光盤中主要是難點重點的幻燈片、學生實驗、學生單元練習、測試題等內容。如果學生真正用好這本書，就不需要大量的參考書了，減輕了學生的學習負擔。讓教材成為多面手、資源化，避免讓學生在鋪天蓋地的教輔書中迷失方向，同時也讓學生可以有效地利用課本學好知識。

化學本身就是一門研究物質的組成、結構、性質、以及變化規律的科學。它是一門生活科學，所涉及的領域十分廣泛。英國的教材在編排中結合了這個特點，更科學的展示這門學科，講述的內容覆蓋面寬，并加入了其他學科的內容，讓學生全面地了解化學的多樣性和實用性，這樣的編寫更科學化。英國教材在傳統化學知識中加入很多生活例子和科技成果，例如鱷魚兩棲的原因、親子鑒定的方法、潔廁劑的原理等。還增加了與化學有關的生物、物理等學科的知識，例如蛋白質、DNA、RNA、遺傳學、核磁共振、質譜分析、色層分析、醫藥、納米材料、環境保護等。對擴充學生的知識面大有好處，讓學生了解到化學的豐富多彩，這樣的編排更符合化學學科特點，更具備科學性。

所以教材編排的資源化和科學化可以讓學生學會自主學習，熱愛學習，不是為了分數而學，而是能夠為了將來在生活學習中具備必要的基本科學知識，具備探究和創新精神。

以上是我對中英兩國高中化學教材的一些認識，主要通過中外教材對電解內容編排的對比，獲得了在教材的系統性、可讀性、資源化、科學化四個方面的一些啟示。我國的教育體系和西方發達國家的教育體系是在兩種不同的文化背景中發展起來的，但是科學知識是相通的，如何有效地編寫好教材，是中外教育者不懈追求的目標。國外的教材在培養科學的思維方法、培養探究精神、創新精神等方面確有它們的優點，值得我們學習。

參考文獻

[1] Roger Norris，Lawrie Ryan and David Acaster.Chemistry Coursebook.United Kingdom：Cambridge University Press，2011，111-127，290-300endprint

所以教材的系統性和可讀性可以讓學生更輕松地完成學習。教材應該按照化學學科的邏輯順序和教學規律進行編排，在具體內容闡述上應符合學生的心理需求，每一章節要從形象、生動、具體的事實出發，引導學生逐步地把握科學事實，通過思考得出科學原理，學會理論聯系實際，學會科學探究過程，讓學生在潛移默化中學習科學的思維方法和闡述科學知識的邏輯順序。

2. 教材編排的資源化和科學化

英國教材看似書很厚，內容較多，但因為知識講解詳細，包括典型題目的解題過程，還有很多練習題，實際上是一本集教材輔導于一體的書，并且還配有光盤，光盤中主要是難點重點的幻燈片、學生實驗、學生單元練習、測試題等內容。如果學生真正用好這本書，就不需要大量的參考書了，減輕了學生的學習負擔。讓教材成為多面手、資源化，避免讓學生在鋪天蓋地的教輔書中迷失方向，同時也讓學生可以有效地利用課本學好知識。

化學本身就是一門研究物質的組成、結構、性質、以及變化規律的科學。它是一門生活科學，所涉及的領域十分廣泛。英國的教材在編排中結合了這個特點，更科學的展示這門學科，講述的內容覆蓋面寬，并加入了其他學科的內容，讓學生全面地了解化學的多樣性和實用性，這樣的編寫更科學化。英國教材在傳統化學知識中加入很多生活例子和科技成果，例如鱷魚兩棲的原因、親子鑒定的方法、潔廁劑的原理等。還增加了與化學有關的生物、物理等學科的知識，例如蛋白質、DNA、RNA、遺傳學、核磁共振、質譜分析、色層分析、醫藥、納米材料、環境保護等。對擴充學生的知識面大有好處，讓學生了解到化學的豐富多彩，這樣的編排更符合化學學科特點，更具備科學性。

所以教材編排的資源化和科學化可以讓學生學會自主學習，熱愛學習，不是為了分數而學，而是能夠為了將來在生活學習中具備必要的基本科學知識，具備探究和創新精神。

以上是我對中英兩國高中化學教材的一些認識，主要通過中外教材對電解內容編排的對比，獲得了在教材的系統性、可讀性、資源化、科學化四個方面的一些啟示。我國的教育體系和西方發達國家的教育體系是在兩種不同的文化背景中發展起來的，但是科學知識是相通的，如何有效地編寫好教材，是中外教育者不懈追求的目標。國外的教材在培養科學的思維方法、培養探究精神、創新精神等方面確有它們的優點，值得我們學習。

參考文獻

[1] Roger Norris，Lawrie Ryan and David Acaster.Chemistry Coursebook.United Kingdom：Cambridge University Press，2011，111-127，290-300endprint

所以教材的系統性和可讀性可以讓學生更輕松地完成學習。教材應該按照化學學科的邏輯順序和教學規律進行編排，在具體內容闡述上應符合學生的心理需求，每一章節要從形象、生動、具體的事實出發，引導學生逐步地把握科學事實，通過思考得出科學原理，學會理論聯系實際，學會科學探究過程，讓學生在潛移默化中學習科學的思維方法和闡述科學知識的邏輯順序。

2. 教材編排的資源化和科學化

英國教材看似書很厚，內容較多，但因為知識講解詳細，包括典型題目的解題過程，還有很多練習題，實際上是一本集教材輔導于一體的書，并且還配有光盤，光盤中主要是難點重點的幻燈片、學生實驗、學生單元練習、測試題等內容。如果學生真正用好這本書，就不需要大量的參考書了，減輕了學生的學習負擔。讓教材成為多面手、資源化，避免讓學生在鋪天蓋地的教輔書中迷失方向，同時也讓學生可以有效地利用課本學好知識。

化學本身就是一門研究物質的組成、結構、性質、以及變化規律的科學。它是一門生活科學，所涉及的領域十分廣泛。英國的教材在編排中結合了這個特點，更科學的展示這門學科，講述的內容覆蓋面寬，并加入了其他學科的內容，讓學生全面地了解化學的多樣性和實用性，這樣的編寫更科學化。英國教材在傳統化學知識中加入很多生活例子和科技成果，例如鱷魚兩棲的原因、親子鑒定的方法、潔廁劑的原理等。還增加了與化學有關的生物、物理等學科的知識，例如蛋白質、DNA、RNA、遺傳學、核磁共振、質譜分析、色層分析、醫藥、納米材料、環境保護等。對擴充學生的知識面大有好處，讓學生了解到化學的豐富多彩，這樣的編排更符合化學學科特點，更具備科學性。

所以教材編排的資源化和科學化可以讓學生學會自主學習，熱愛學習，不是為了分數而學，而是能夠為了將來在生活學習中具備必要的基本科學知識，具備探究和創新精神。

以上是我對中英兩國高中化學教材的一些認識，主要通過中外教材對電解內容編排的對比，獲得了在教材的系統性、可讀性、資源化、科學化四個方面的一些啟示。我國的教育體系和西方發達國家的教育體系是在兩種不同的文化背景中發展起來的，但是科學知識是相通的，如何有效地編寫好教材，是中外教育者不懈追求的目標。國外的教材在培養科學的思維方法、培養探究精神、創新精神等方面確有它們的優點，值得我們學習。

參考文獻

[1] Roger Norris，Lawrie Ryan and David Acaster.Chemistry Coursebook.United Kingdom：Cambridge University Press，2011，111-127，290-300endprint