高中化學(xué)“電化學(xué)”主題的基本課程問(wèn)題探析

高中化學(xué)“化學(xué)”主的基本課程題探析摘要：創(chuàng)設(shè)有意義的、具有挑戰(zhàn)性的問(wèn)題情境，可以啟迪學(xué)生思維，促進(jìn)學(xué)生思維活動(dòng)，有利于學(xué)生通過(guò)理解、探究和解決問(wèn)題獲取知識(shí)，培養(yǎng)解決問(wèn)題的能力，體驗(yàn)學(xué)習(xí)過(guò)程。課堂問(wèn)題會(huì)改變學(xué)生松懈怠慢、各行其是的狀態(tài)，會(huì)吸引學(xué)生的注意力，讓學(xué)生處于“憤悱”狀態(tài)，進(jìn)而提高課堂效率。高中化學(xué)課程中電化學(xué)內(nèi)容選取上逐漸素養(yǎng)導(dǎo)向化，表現(xiàn)為概念的下位概念進(jìn)一步清晰，匹配知識(shí)的活動(dòng)和素材趨向豐富多變。有些知識(shí)內(nèi)容尚待討論。主題內(nèi)的活動(dòng)設(shè)計(jì)缺乏穩(wěn)定性，電化學(xué)應(yīng)用相關(guān)實(shí)驗(yàn)存在差異。課標(biāo)缺乏穩(wěn)定的電化學(xué)原型素材，教科書(shū)中體現(xiàn)學(xué)科前沿化的素材有待進(jìn)一步挖掘。在內(nèi)容組織上，形成了從原理到應(yīng)用的二元組織思路。關(guān)鍵詞：高中化學(xué)；電化學(xué)；課程問(wèn)題引言在現(xiàn)階段的高中化學(xué)教學(xué)中，化學(xué)教師應(yīng)該結(jié)合課程教學(xué)的實(shí)際情況靈活地調(diào)整教學(xué)的策略。教師根據(jù)新課程改革的要求和素質(zhì)教育提出的一系列要求，靈活調(diào)整具體教學(xué)方法，在實(shí)踐中幫助學(xué)生找到提升學(xué)習(xí)能力的有效方法，為課程教學(xué)質(zhì)量的提升提供可靠的幫助。針對(duì)不同的化學(xué)教學(xué)內(nèi)容，教師應(yīng)該根據(jù)不同學(xué)生的學(xué)習(xí)需求，使教學(xué)形式更加貼近知識(shí)本身。1問(wèn)題提出電化學(xué)主題在整個(gè)高中化學(xué)學(xué)習(xí)中占據(jù)非常重要的地位，通過(guò)以“電化學(xué)、電解池、原電池、腐蝕”為主題，分別選定《化學(xué)教育》《化學(xué)教學(xué)》期刊，進(jìn)行檢索并在結(jié)果中再次以“教材”為主題進(jìn)一步檢索，發(fā)現(xiàn)目前文獻(xiàn)中對(duì)“電化學(xué)”的課程內(nèi)容研究主要有四個(gè)方面:一是教科書(shū)中“電化學(xué)”相關(guān)內(nèi)容辨析和釋疑;二是不同教科書(shū)中“電化學(xué)”內(nèi)容比較三是“電化學(xué)”內(nèi)容的教材分析;

四是“電化學(xué)”實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)與討論。已有文獻(xiàn)較少立足于課程立場(chǎng)，探究電化學(xué)主題內(nèi)容的穩(wěn)定性和趨勢(shì)。本研究試圖基于促進(jìn)學(xué)生素養(yǎng)發(fā)展的角度從知識(shí)、活動(dòng)、素材上梳理電化學(xué)主題內(nèi)容基本的課程內(nèi)容選取和組織問(wèn)題。2高中化學(xué)“電化學(xué)”主題的基本課程提問(wèn)方法2.1分析框架基于相關(guān)文獻(xiàn)及課程標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，電化學(xué)主題內(nèi)容分為以下四個(gè)方面(1)電化學(xué)構(gòu)成要素，包括電極材料、電極反應(yīng)物和電極產(chǎn)物、離子導(dǎo)體和電子導(dǎo)體;(2)電化學(xué)過(guò)程，包括電荷移動(dòng)及流向、放電順序(3)電化學(xué)反應(yīng)及表征，即電池總反應(yīng)方程式和電極反應(yīng);(4)電化學(xué)應(yīng)用，包括不同的化學(xué)電源、金屬的腐蝕與防護(hù)、電解原理的應(yīng)用。其中(1)(2)(3)歸為電化學(xué)的原理。針對(duì)這四個(gè)方面，從知識(shí)、活動(dòng)、素材三個(gè)方面來(lái)進(jìn)行課程分析?；顒?dòng)為教科書(shū)中的活動(dòng)性欄目所體現(xiàn)，主要針對(duì)實(shí)驗(yàn)類(lèi)活動(dòng)。素材主要指的是選取的原電池、電解池、金屬的腐蝕與防護(hù)的原型和應(yīng)用實(shí)例。2.2研究對(duì)象與方法研究對(duì)象為1978～2020

年高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)/教學(xué)大綱(下簡(jiǎn)稱課標(biāo)/大綱)及相應(yīng)人民教育出版社出版的高中化學(xué)教科書(shū)中的“電化學(xué)”內(nèi)容，涉及的高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)/教學(xué)大綱及對(duì)應(yīng)教科書(shū)，在后文中以年份表示課程標(biāo)準(zhǔn)和教科書(shū)。本研究主要采用內(nèi)容分析法，基于促進(jìn)學(xué)生素養(yǎng)發(fā)展的角度從知識(shí)、活動(dòng)、素材上梳理電化學(xué)主題基本的課程內(nèi)容選取和組織問(wèn)題。2.3電化學(xué)內(nèi)容組織上內(nèi)部形成了從原理到應(yīng)用的二元組織思路1980

年、1984

年和1995

年版教科書(shū)電化學(xué)內(nèi)容都是在電解質(zhì)溶液之后，均將原電池內(nèi)容和金屬的腐蝕防護(hù)放在一節(jié)內(nèi)容中，之后才是電解和電鍍。2007年和2019

年版教科書(shū)把必修中的電化學(xué)內(nèi)容放在能量部分，與能量聯(lián)系在一起，建立起完整的與能量相關(guān)的知識(shí)邏輯體系。另外，電化學(xué)內(nèi)容本體的組織是其二級(jí)組織的問(wèn)題，總體上是從原電池到電解池的順序。金屬的腐蝕與防護(hù)起初是和原電池在一節(jié)，后來(lái)單獨(dú)成節(jié)。由于電化學(xué)腐蝕的兩種防護(hù)方法分別

應(yīng)用原電池原理和電解原理，金屬的腐蝕與防護(hù)單獨(dú)成節(jié)，并且放在原電池和電解池之后是合適的。最后，每一節(jié)內(nèi)容的組織是其三級(jí)組織的問(wèn)題，總體上是從電化學(xué)原理到電化學(xué)應(yīng)用，以原電池為模型認(rèn)識(shí)化學(xué)能與電能之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系，認(rèn)識(shí)生活中的電源，進(jìn)而認(rèn)識(shí)電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的方式，即電解池，認(rèn)識(shí)電解原理在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用，最后基于對(duì)電化學(xué)原理的認(rèn)知了解金屬腐蝕的原理，解決生活中“金屬的腐蝕與防護(hù)”問(wèn)題。2.4電化學(xué)應(yīng)用、匹配的活動(dòng)及素材豐富首先，知識(shí)上，原電池、電解池的定義及其中電荷的流向，電池反應(yīng)方程式，電鍍定義、金屬的腐蝕定義、化學(xué)腐蝕和電化學(xué)腐蝕的定義、鐵的吸氧和析氫腐蝕原理，以及犧牲陽(yáng)極的陰極保護(hù)法是固定選取的內(nèi)容，存在爭(zhēng)議的選取內(nèi)容有：電化學(xué)的構(gòu)成要素、離子的放電順序、電冶金的概念、外接電流的陰極保護(hù)法等內(nèi)容。(1)電化學(xué)構(gòu)成要素未在教科書(shū)中有明確表述。通過(guò)制作水果電池的實(shí)驗(yàn)探究“電池不可或缺的構(gòu)成部分有哪些”，在選擇性必修的思考與討論欄目中，要求學(xué)生“繪制反映原電池工作原理的示意圖，示意圖要求注明原電池(雙液原電池)組成”。(2)

電化學(xué)過(guò)程不同版本教科書(shū)闡述邏輯和詳盡程度稍有不同，放電順序有待討論。(3)

電極反應(yīng)的表征即電極反應(yīng)式均在教科書(shū)中呈現(xiàn)。(4)

電化學(xué)應(yīng)用內(nèi)容有明顯變化。其次，活動(dòng)上，實(shí)驗(yàn)類(lèi)活動(dòng)穩(wěn)定不變的是Zn－Cu－稀硫酸(單液原電池)、CuCl2溶液電解實(shí)驗(yàn)，存在爭(zhēng)議的是鋅銅原電池(雙液原電池)、電解食鹽水、電鍍、鐵釘?shù)奈醺g、犧牲陽(yáng)極法實(shí)驗(yàn)。最后，素材上，穩(wěn)定不變的是Zn－Cu－稀硫酸(單液原電池和電解CuCl2

溶液這兩個(gè)電化學(xué)原型，化學(xué)電源和電解實(shí)例均有所增減。結(jié)束語(yǔ)可以看出我國(guó)高中電化學(xué)核心課程內(nèi)容的選取和組織都呈現(xiàn)出一定的穩(wěn)定性，但也存在一些待討論的問(wèn)題。一方面對(duì)于具體內(nèi)容，如“電化學(xué)原型”仍然存在可討論的空間，一是所放的位置在教材中呈現(xiàn)不同，這是內(nèi)容組織問(wèn)題。二是知識(shí)選取的價(jià)值問(wèn)題。如原電池的原型一直都是

稀硫酸(單液原電)，但這個(gè)原型存在的局限性也很明顯，如實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象與教科書(shū)上的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象描述不一致、易引發(fā)學(xué)生對(duì)于原電池模型及其工作原理的錯(cuò)誤理解等。因此，關(guān)于電化學(xué)

穩(wěn)定原型的選擇，仍會(huì)成為課程論的一個(gè)問(wèn)題。另一方面，在《化學(xué)教育》《化學(xué)教學(xué)》期刊上，電化學(xué)主題的相關(guān)文獻(xiàn)近千篇，而這些研究性的內(nèi)容應(yīng)該作為教科書(shū)內(nèi)容更新的支撐之一。參考文獻(xiàn)[1]劉玉榮，陳昕昕.中學(xué)化學(xué)課堂有效提問(wèn)的量化研究[J].化學(xué)教學(xué)，2016（7）：13-18.[2]董海.發(fā)展學(xué)生核心素養(yǎng)的問(wèn)題設(shè)計(jì)J].化學(xué)教學(xué)教與學(xué)，2018）：34-37.[3]教育部.普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（版）[S].北京：人民教育出版社，2018.[4]

中華人民共和國(guó)教育部制定．

全日制中學(xué)化學(xué)教學(xué)大綱(訂本)［S］．

北京:人民教育出版社，．[5]中華人民共和國(guó)教育部制定．

普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)(實(shí)驗(yàn)［S］．

北京:人民教育出版社，．[6]中華人民共和國(guó)教育部制定．

普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)(2017

年版2