高中化学“电化学”主题的基本课程问题探析

高中化学“电化学”主题的基本课程问题探析

李慧静

河北师范大学附属中学   050011

摘要：创设有意义的、具有挑战性的问题情境，可以启迪学生思维，促进学生思维活动，有利于学生通过理解、探究和解决问题获取知识，培养解决问题的能力，体验学习过程。课堂问题会改变学生松懈怠慢、各行其是的状态，会吸引学生的注意力，让学生处于“愤悱”状态，进而提高课堂效率。高中化学课程中电化学内容选取上逐渐素养导向化，表现为概念的下位概念进一步清晰，匹配知识的活动和素材趋向丰富多变。有些知识内容尚待讨论。主题内的活动设计缺乏稳定性，电化学应用相关实验存在差异。课标缺乏稳定的电化学原型素材，教科书中体现学科前沿化的素材有待进一步挖掘。在内容组织上，形成了从原理到应用的二元组织思路。

关键词：高中化学；电化学；课程问题

引言

在现阶段的高中化学教学中，化学教师应该结合课程教学的实际情况灵活地调整教学的策略。教师根据新课程改革的要求和素质教育提出的一系列要求，灵活调整具体教学方法，在实践中帮助学生找到提升学习能力的有效方法，为课程教学质量的提升提供可靠的帮助。针对不同的化学教学内容，教师应该根据不同学生的学习需求，使教学形式更加贴近知识本身。

1问题提出

电化学主题在整个高中化学学习中占据非常重要的地位，通过以“电化学、电解池、原电池、腐蚀”为主题，分别选定《化学教育》《化学教学》期刊，进行检索并在结果中再次以“教材”为主题进一步检索，发现目前文献中对“电化学”的课程内容研究主要有四个方面:一是教科书中“电化学”相关内容辨析和释疑;二是不同教科书中“电化学”内容比较;三是“电化学”内容的教材分析;四是“电化学”实验的设计与讨论。已有文献较少立足于课程立场，探究电化学主题内容的稳定性和趋势。本研究试图基于促进学生素养发展的角度从知识、活动、素材上梳理电化学主题内容基本的课程内容选取和组织问题。

2高中化学“电化学”主题的基本课程提问方法

2.1分析框架

基于相关文献及课程标准的规定，电化学主题内容分为以下四个方面: (1)电化学构成要素，包括电极材料、电极反应物和电极产物、离子导体和电子导体;(2)电化学过程，包括电荷移动及流向、放电顺序;(3)电化学反应及表征，即电池总反应方程式和电极反应;(4)电化学应用，包括不同的化学电源、金属的腐蚀与防护、电解原理的应用。其中(1)(2)(3)可归为电化学的原理。针对这四个方面，从知识、活动、素材三个方面来进行课程分析。活动为教科书中的活动性栏目所体现，主要针对实验类活动。素材主要指的是选取的原电池、电解池、金属的腐蚀与防护的原型和应用实例。

2.2研究对象与方法

研究对象为 1978 ～ 2020 年高中化学课程标准/教学大纲(以下简称课标/大纲)及相应人民教育出版社出版的高中化学教科书中的“电化学”内容，涉及的高中化学课程标准/教学大纲及对应教科书，在后文中以年份表示课程标准和教科书。本研究主要采用内容分析法，基于促进学生素养发展的角度从知识、活动、素材上梳理电化学主题基本的课程内容选取和组织问题。

2.3电化学内容组织上内部形成了从原理到应用的二元组织思路

1980 年、1984 年和 1995 年版教科书电化学内容都是在电解质溶液之后，均将原电池内容和金属的腐蚀防护放在一节内容中，之后才是电解和电镀。2007 年和 2019 年版教科书把必修中的电化学内容放在能量部分，与能量联系在一起，建立起完整的与能量相关的知识逻辑体系。另外，电化学内容本体的组织是其二级组织的问题，总体上是从原电池到电解池的顺序。金属的腐蚀与防护起初是和原电池在一节，后来单独成节。由于电化学腐蚀的两种防护方法分别应用原电池原理和电解原理，金属的腐蚀与防护单独成节，并且放在原电池和电解池之后是合适的。最后，每一节内容的组织是其三级组织的问题，总体上是从电化学原理到电化学应用，以原电池为模型认识化学能与电能之间的转化关系，认识生活中的电源，进而认识电能转化为化学能的方式，即电解池，认识电解原理在工业生产中的应用，最后基于对电化学原理的认知了解金属腐蚀的原理，解决生活中“金属的腐蚀与防护”问题。

2.4电化学应用、匹配的活动及素材丰富

首先，知识上，原电池、电解池的定义及其中电荷的流向，电池反应方程式，电镀定义、金属的腐蚀定义、化学腐蚀和电化学腐蚀的定义、铁的吸氧和析氢腐蚀原理，以及牺牲阳极的阴极保护法是固定选取的内容，存在争议的选取内容有： 电化学的构成要素、离子的放电顺序、电冶金的概念、外接电流的阴极保护法等内容。(1) 电化学构成要素未在教科书中有明确表述。通过制作水果电池的实验探究“电池不可或缺的构成部分有哪些”，在选择性必修的思考与讨论栏目中，要求学生“绘制反映原电池工作原理的示意图，示意图要求注明原电池(双液原电池)组成”。(2) 电化学过程不同版本教科书阐述逻辑和详尽程度稍有不同，放电顺序有待讨论。(3) 电极反应的表征即电极反应式均在教科书中呈现。(4) 电化学应用内容有明显变化。其次，活动上，实验类活动稳定不变的是 Zn－Cu－ 稀硫酸(单液原电池)、CuCl 2 溶液电解实验，存在争议的是锌铜原电池(双液原电池)、电解食盐水、电镀、铁钉的吸氧腐蚀、牺牲阳极法实验。最后，素材上，稳定不变的是 Zn－Cu－ 稀硫酸(单液原电池)和电解 CuCl 2 溶液这两个电化学原型，化学电源和电解实例均有所增减。

结束语

可以看出我国高中电化学核心课程内容的选取和组织都呈现出一定的稳定性，但也存在一些待讨论的问题。一方面对于具体内容，如“电化学原型”仍然存在可讨论的空间，一是所放的位置在教材中呈现不同，这是内容组织问题。二是知识选取的价值问题。如原电池的原型一直都是 Zn－Cu－ 稀硫酸(单液原电池)，但这个原型存在的局限性也很明显，如实验现象与教科书上的实验现象描述不一致、易引发学生对于原电池模型及其工作原理的错误理解等。因此，关于电化学稳定原型的选择，仍会成为课程论的一个问题。另一方面，在《化学教育》《化学教学》期刊上，电化学主题的相关文献近千篇，而这些研究性的内容应该作为教科书内容更新的支撑之一。

参考文献

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[2]董海.发展学生核心素养的问题设计[J].化学教学教与学，2018（5）：34-37.

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