吳芳 郄舒楠 羅薇
[摘 要]“氧化還原反應”是中學階段化學課程的重要內容之一。以新加坡初中化學教材《發現化學》中所設置的“氧化還原反應”內容為例,對其內容設置、知識體系構建、內容設置的特色等方面進行分析。結果表明:該教材在內容編排方面集知識、原理、應用和趣味性于一體,在強化知識體系、加強實驗訓練的同時,注重知識與生活實際的聯系,加深了學生對所學知識的理解與掌握,為我國初中化學教材的編寫和一線教師的教學實踐提供了一定的參考價值。
[關鍵詞]新加坡初中化學教材;氧化還原反應;內容設置;特色
[中圖分類號] G633.8 [文獻標識碼] A [文章編號] 1674-6058(2018)14-0067-03
“氧化還原反應”在中學化學教學中有著非常重要的地位,它貫穿整個中學化學教學的始終,是中學化學的基本概念之一,既是中學化學教學的重點,又是學生學習的難點。氧化還原反應知識主要從“宏觀物質”和“微觀本質”兩個角度呈現。教學中,教師應引導學生觀察身邊常見物質發生氧化還原反應前后的變化,幫助學生了解氧化還原反應對人類生活的影響,激發學生的好奇心和求知欲。新加坡是華人聚集區,本文圍繞氧化還原反應知識對新加坡初中化學教材內容的設置及其特色進行研究,總結出有著共同文化傳統并且競爭非常激烈的華人發達地區化學教材的先進之處,以期為我國中學化學教育未來的發展和化學教材的編寫提供一定的參考。
一、 新加坡初中化學教材內容設置和構建形式
1.“氧化還原反應”的主要內容設置
新加坡初中化學教材中氧化還原反應知識的內容設置,首先從生活中常見的氧化還原反應的情景引入;接著以提出問題、解決問題的思路展開探究,在探究過程中穿插氧化還原反應實驗和得失氧氫及電子得失的插圖,插圖形象生動,有助于學生理解抽象知識。教材邏輯清楚,先寫氧化反應——得氧、失氫、失電子、化合價升高;對應還原反應——失氧、得氫、得電子、化合價降低;接著引出氧化還原反應為辯證統一的整體,相輔相成,不可分割。
教材中以“黑白膠卷放久了會變棕色”為例:黑白膠卷含有少量的AgBr晶體,當膠卷暴露在陽光下,會發生以下氧化還原反應:
2AgBr[ → ]2Ag+Br2
Ag++e-[ → ]Ag
2Br-[ → ]Br2+2e-
Ag+得到了電子被還原成Ag,發生還原反應;Br-失去電子被氧化成Br2,發生氧化反應。由此可見,氧化反應和還原反應總是同時發生的,沒有氧化反應就沒有還原反應,反之亦然。最后是氧化劑和還原劑的概念及其檢測。氧化劑是指能使另一種物質被氧化的物質,在反應中氧化劑被還原,還原劑與之相反。常用KI的水溶液來檢測氧化劑,KI是無色的,如果將碘化鉀滴入到含有氧化劑的溶液中,溶液會變成棕色,因為I-被氧化劑氧化成了I2;也可以用淀粉碘化鉀檢測氧化劑,氧化劑可以將潤濕的淀粉碘化鉀試紙從無色變成藍色,是因為I-被氧化劑氧化成了I2,碘遇淀粉變藍色;酸化的重鉻酸鉀可用來檢測還原劑的存在,酸化的重鉻酸鉀是在重鉻酸鉀溶液中加入稀硫酸制成的,還原劑可以使酸化的重鉻酸鉀由橙色變為綠色,是因為Cr2O72-被還原劑還原成了Cr3+。這樣的設置層層遞進,由淺入深,符合學生的認知規律。新加坡初中化學教材氧化還原反應知識內容設置如表1所示。
2.“氧化還原反應”的知識體系構建形式
新加坡教材“氧化還原反應”這一章節內容通過11個問題來構建知識體系:(1)什么是氧化反應?(2)如何確定化合物中原子的化合價?(3)如何通過化合價來鑒別是否氧化?(4)什么是還原反應?(5)黑白膠卷暴露在空氣中會發生什么?(6)為什么舊的黑白照片時間久了會變成棕色?(7)什么是氧化劑?(8)什么是還原劑?(9)只有一個產物時如何鑒別氧化劑和還原劑?(10)如何檢驗氧化劑?(11)如何檢驗還原劑?用一系列問題貫穿整個教學,可見內容在設置上不是生硬地將知識展示給學生,而是以問題的形式循循善誘,以解決問題的方式步步深入,使學生自然而然地了解知識的邏輯順序,同時加深對重要概念和知識點的理解。
除此之外,教材還安排了較多的實驗及小欄目(如表2和表3),這些內容的設置符合學生的學習需求,能有效激發學生的學習興趣。
二、新加坡初中化學教材內容設置的特色研究
1.體系完整,邏輯清晰
新加坡初中化學教材圍繞“氧化還原反應”這一主線,先從四個角度介紹氧化反應——得氧、失氫、失電子、化合價升高;然后從對立的四個方面介紹還原反應——失氧、得氫、得電子、化合價降低,自然引出氧化還原反應的相輔相成;最后介紹氧化劑和還原劑的概念和檢驗方法。另外,教材拓展的知識點也比較多,比如原子和化合物中的原子化合價的確定等。知識內容的設置邏輯清晰,層層遞進,體系完整,突出了學生的主體地位,有利于激發學生自主學習的熱情,構建系統的認知體系。
2.聯系生活實際,加深知識理解
教材引言中提到,生活中常見的貓雕塑涂有一層綠色的涂層,這是發生了氧化還原反應的結果;講解氧化還原反應時,提出“黑白照片長時間暴露在空氣中會發生什么”等與氧化還原反應有關的問題。這些設計結合生活中常見的現象,有利于加深學生對所學知識的理解,激發學生學習的興趣,使其積極投身于新知識的探究中。
3.實驗多,欄目廣
氧化還原反應是中學化學學習的重點,也是難點,主要體現在物質的相互轉化、相互反應上。教材中通過大量的實驗,幫助學生主動形成概念,有效促進化學知識體系的構建。實驗大多數是以學生實驗為主,有利于培養學生的動手能力,提高學生的科學素養。
教材欄目種類多,其功能也多種多樣。用小欄目來輔助正文內容,使教材整體更具有趣味性,符合學生的心理需求,能激發學生學習的興趣。欄目的設計也具有指導性和靈活性。指導性體現在欄目的設計以學為本,能很好地規劃和指導學生的學習,這種規劃是貫穿課前、課中和課后的。學生只要遵從教材中小欄目的學習安排,就能建立科學的學習方式,形成嚴謹的學習態度。靈活性體現在欄目中的內容既有常識性的知識,又有拓展性的課外知識,因此,不但適用于普通學生,而且適用于對化學有特殊愛好的學生。
三、啟示與建議
新加坡教材編寫的理念是“貼近學生,貼近生活,貼近社會”,教材內容的呈現體現了化學知識的整體性,同時體現了重要的化學知識和方法的產生、發展和應用過程,有利于學生進行自主探索與合作交流,并關注對學生人文精神的培養,同時調動于教師教學的主動性和積極性,有利于教師進行創造性教學。
結合對新加坡教材的分析,以下三點可供我國教材更新和教師教學借鑒。
(1)新加坡教材在編寫上由淺入深,每個知識點都是一個完整的體系,并從各個方面著手,突破重點和難點;教材編寫既有基礎知識又有課外拓展,充分考慮了學生的認知水平,能讓不同層次的學生都得到很好的發展,符合“以人為本”的教學理念。
(2)教材編寫以生活實例為出發點,貼近生活,聯系生活實際,注重知識與生活實際相結合,充分體現了“從生活中來,到生活中去”的理念;教材結合生活實際,還能激發學生的學習興趣,讓學生主動投身于知識的探索中,提高學生學習的主動性和積極性。
(3)新加坡教材真正體現了化學是一門以實驗為基礎的學科。該版本教材中大多數知識點都是通過實驗來說明的,有助于學生有效理解化學知識。
[ 參 考 文 獻 ]
[1] 熊催明. 高一化學現行教材中化學反應原理內容設置的比較研究[D]. 北京:首都師范大學,2013.
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(責任編輯 羅 艷)