化學(xué)組高朋飛-化學(xué)核心素養(yǎng)在現(xiàn)行三種版本高中化學(xué)教科書(shū)中的體現(xiàn)及其比較 論文

化學(xué)核心素養(yǎng)在現(xiàn)行三種版本化學(xué)教科書(shū)中的體現(xiàn)及其比較

——以《原電池》為例

高朋飛阜陽(yáng)市太和縣太和中學(xué)摘要：新課標(biāo)已經(jīng)逐步實(shí)施，本文以原電池為例來(lái)探討新課標(biāo)中的五大核心素養(yǎng)是如何在教材中體現(xiàn)出來(lái)的，并進(jìn)而加以比較

關(guān)鍵詞：新課標(biāo)核心素養(yǎng)教材比較隨著2017

年版《普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》的出臺(tái)，高中化學(xué)教學(xué)改革進(jìn)入

了一個(gè)新階段，在這次新的教改當(dāng)中，學(xué)科核心素養(yǎng)被重點(diǎn)提了出來(lái)，其內(nèi)容為：[1]

學(xué)生通過(guò)學(xué)科學(xué)習(xí)而逐步形成的正確價(jià)值觀(guān)念、必備品格和關(guān)鍵能力。21

世紀(jì)是知識(shí)經(jīng)濟(jì)的世紀(jì)，各國(guó)都將核心素養(yǎng)列入了新的課程標(biāo)準(zhǔn)當(dāng)中，諸如創(chuàng)新能力、

探究能力、溝通交流能力、合作能力、信息的獲取與加工能力、科學(xué)精神、社會(huì)責(zé)任、文化認(rèn)同……來(lái)實(shí)現(xiàn)人的全面發(fā)展。

化學(xué)學(xué)科作為科學(xué)課程的一部分，形成了自己獨(dú)特的學(xué)科價(jià)值，也擁有了專(zhuān)[2]

屬的學(xué)科核心素養(yǎng)：12345、宏觀(guān)辨識(shí)與微觀(guān)探析

、變化觀(guān)念與平衡思想、證據(jù)推理與模型認(rèn)知

、科學(xué)探究與創(chuàng)新意識(shí)、科學(xué)態(tài)度與社會(huì)責(zé)任

這一系列觀(guān)念精準(zhǔn)的體現(xiàn)了化學(xué)學(xué)科的特點(diǎn)，并且與其他學(xué)科形成了鮮明的差異?；瘜W(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的提出是對(duì)化學(xué)教育的一次深入重大的變革，具有重大

的意義，也為以后化學(xué)教學(xué)的方向提供了理論指導(dǎo)。現(xiàn)以現(xiàn)行的人教版、魯科版、[3][4][5]

蘇教版三種版本必修四《化學(xué)反應(yīng)原理》中的原電池內(nèi)容為例來(lái)分析與比較以上五大核心素養(yǎng)是如何在教材中體現(xiàn)出來(lái)的及其有什么區(qū)別。

原電池是電化學(xué)的重要組成部分，和電解池、金屬的腐蝕與防護(hù)構(gòu)成了完整的電化學(xué)體系，各種高中化學(xué)教材不僅都將其作為重點(diǎn)內(nèi)容給予了詳細(xì)的講述，

也是高考的必考知識(shí)點(diǎn)。1一、宏觀(guān)辨識(shí)與微觀(guān)探析

宏觀(guān)辨識(shí)與微觀(guān)探析是化學(xué)學(xué)科區(qū)別于其他學(xué)科最重要的特征，不僅要從宏觀(guān)上描述看到的現(xiàn)象而且要從微觀(guān)的角度探究產(chǎn)生宏觀(guān)現(xiàn)象背后的深層原因，并

且還能夠用化學(xué)符號(hào)或曲線(xiàn)進(jìn)行表征。從整體到局部，從表象到本質(zhì)，培養(yǎng)了學(xué)生的理性思維，也符合科學(xué)探究的歷程。

在原電池一節(jié)，三種教材首先都選擇了帶有鹽橋的銅鋅原電池為例來(lái)開(kāi)始探討原電池的裝置和工作原理，首先搭建出原電池的裝置，讓學(xué)生仔細(xì)觀(guān)察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)

象，幷且能夠描述出看到的現(xiàn)象，即宏觀(guān)辨識(shí)。例如：什么是鹽橋？插入鹽橋之前檢流計(jì)指針是否發(fā)生變化？插入鹽橋之后是否有電流產(chǎn)生？接下來(lái)開(kāi)始分析

形成電流的深層次原因，即微觀(guān)探析。蘇教版在分析的過(guò)程中最為簡(jiǎn)單，直接描述為鋅極為負(fù)極，失電子，不斷地溶解，變成鋅離子進(jìn)入到硫酸鋅溶液當(dāng)中去，

銅片為正極，接收從鋅片失去的且通過(guò)外導(dǎo)線(xiàn)傳來(lái)的電子，溶液中的銅離子在銅片上得電子，沉積成銅單質(zhì)。反應(yīng)過(guò)程中鹽橋中的離子定向移動(dòng)使兩邊的電解質(zhì)

溶液均保持電中性。人教版則對(duì)于鹽橋的作用進(jìn)行了更為深入的描述：取出鹽橋，會(huì)導(dǎo)致鋅變成鋅離子和銅離子變成銅受阻，將會(huì)不產(chǎn)生電流，而插入鹽橋時(shí)，其

中的離子定向移動(dòng)，使氧化還原反應(yīng)得以進(jìn)行。而魯科版對(duì)于原電池的微觀(guān)描述最為詳細(xì)：除了在課本正文部分進(jìn)行了具體的描述外，在閱讀材料“追根尋源”

中更是從電勢(shì)差的高度給予了深入的介紹，文中提到了金屬界面上的溶解與沉積平衡狀態(tài)，進(jìn)而產(chǎn)生了電勢(shì)差，使電子產(chǎn)生了移動(dòng)，接著又破壞了這種平衡，便

形成了持續(xù)不斷地電流。在符號(hào)表征方面，魯科版也多出了電池的表示方法等內(nèi)容。但三本教科書(shū)未將傳統(tǒng)的三要素模型（活潑性不同的兩個(gè)電極、電解質(zhì)溶液、

[6]構(gòu)成閉合回路）轉(zhuǎn)變?yōu)樗囊啬Ｐ停姌O反應(yīng)、電極材料、離子導(dǎo)體、電子導(dǎo)

體），因?yàn)榛顫娦圆煌碾姌O未能反映原電池的氧化還原本質(zhì)，電解質(zhì)溶液也有局限性。

二、變化觀(guān)念與平衡思想化學(xué)反應(yīng)實(shí)時(shí)充滿(mǎn)了變化，即使處于平衡狀態(tài)也是如此，這其中既有物質(zhì)的

也有能量的，電子的得與失，能量之間的互相轉(zhuǎn)變……但是變化當(dāng)中也蘊(yùn)含著守恒的思想，物質(zhì)變化遵循質(zhì)量守恒定律，能量變化則遵循能量守恒定律，化學(xué)反

2應(yīng)的本質(zhì)是原子間的相互組合，故反應(yīng)前后質(zhì)量不變；能量只能從一種形式轉(zhuǎn)化

為另外一種形式，故能量總量不變。原電池即是把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置，不同教材都同時(shí)提到銅鋅原電池的模型所涉及到的化學(xué)反應(yīng)為放熱反應(yīng)，首先提醒

學(xué)生能量之間是可以相互轉(zhuǎn)化的，接下來(lái)讓學(xué)生組建裝置怎樣才能實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)化？所以在變化觀(guān)念上三種教材采取了相同的方式：將熱能轉(zhuǎn)化為電能。深入了解氧化

還原反應(yīng)我們還知道，其也是存在平衡的，高中階段的水溶液中的化學(xué)平衡只涉及到電離水解平衡和沉淀溶解平衡，沒(méi)有提及氧化還原平衡和絡(luò)合平衡。因此三

種教材均未提到隨著反應(yīng)的進(jìn)行當(dāng)燒杯中的兩種金屬產(chǎn)生的電極電勢(shì)相同時(shí)即不存在電勢(shì)差時(shí)，電池就會(huì)停止工作，不再產(chǎn)生電流了。

三、證據(jù)推理與模型認(rèn)知模型和假說(shuō)是科學(xué)研究的重要方法，在化學(xué)學(xué)科的發(fā)展當(dāng)中起到過(guò)重要的推

動(dòng)作用，例如關(guān)于原子結(jié)構(gòu)的設(shè)想就出現(xiàn)過(guò)湯姆生的葡萄干布丁模型、盧瑟福的核式結(jié)構(gòu)模型，波爾模型和量子力學(xué)模型，關(guān)于晶體堆積也有體心立方堆積模型，

面心最密堆積模型和六方最密堆積模型……，而這些模型的建構(gòu)并非憑借著想象，他們均是從實(shí)驗(yàn)當(dāng)中提取證據(jù)進(jìn)而推理出來(lái)的。實(shí)際工作的化學(xué)電源往往工

作原理比較復(fù)雜，建構(gòu)模型則有利于學(xué)生的理解，三種教材都不約而同地選擇了銅鋅原電池模型來(lái)講授，這樣選擇的原因應(yīng)該是銅鋅原電池是最簡(jiǎn)單的原電池，

涉及的化學(xué)反應(yīng)也是學(xué)生最熟悉的，有利于學(xué)生的理解，雖然電池的種類(lèi)有很多，但是工作原理卻有著相似之處，分析問(wèn)題的思路不變。

四、科學(xué)探究與創(chuàng)新意識(shí)探究式學(xué)習(xí)，包括自主探究與合作探究，是新課程提倡的學(xué)習(xí)方式，科學(xué)研

究也是一個(gè)探究的過(guò)程。原電池的發(fā)明也驗(yàn)證了這一點(diǎn)，1791年意大利生物學(xué)家伽伐尼在解剖青蛙的時(shí)候無(wú)意間看到了電流的產(chǎn)生，他認(rèn)為電流來(lái)源于動(dòng)物本

身，即生物電，但在接下來(lái)的十幾年中物理學(xué)家伏特經(jīng)過(guò)無(wú)數(shù)次實(shí)驗(yàn)證明電流來(lái)源于活潑性不同的金屬及其溶液，而非來(lái)自生物體，并進(jìn)而發(fā)明了世界上第一個(gè)

電池組——伏打電堆。三種教材都介紹了各種各樣的實(shí)用性電池，在一次電池、二次電池、燃料電池方面都分別重點(diǎn)講述了用途最為廣泛的堿性鋅錳干電池、鉛

3蓄電池、氫氧燃料電池的組成和工作原理，但人教版和蘇教版卻增加了對(duì)于銀鋅

紐扣電池的詳細(xì)介紹，使學(xué)生對(duì)電池的了解更為深入。課本上均提到了燃料電池，這是一種讓人耳目一新的新電池，其有轉(zhuǎn)化效率高的優(yōu)點(diǎn)，但卻也有使用范圍小

的缺點(diǎn)，意在告訴學(xué)生探究無(wú)止境，創(chuàng)新無(wú)止境，激發(fā)學(xué)生發(fā)明創(chuàng)造的欲望。五、科學(xué)態(tài)度與社會(huì)責(zé)任

學(xué)習(xí)是為了更好地生活。三種版本的教科書(shū)中都提到了在使用電池時(shí)的污染情況，由于絕大多數(shù)電池含有重金屬離子，隨意丟棄必然會(huì)造成對(duì)環(huán)境的破壞，

而如果能夠有效回收則既可避免污染，也可有效利用資源，這即是一種公民對(duì)于社會(huì)的責(zé)任感。溫室效應(yīng)，酸雨，光化學(xué)煙霧，重金屬離子污染等常常被公眾歸

咎于化學(xué)，作為年輕的學(xué)生們既應(yīng)該從身邊的小事做起，也應(yīng)該主動(dòng)地承擔(dān)樹(shù)立化學(xué)美好形象的重任。

綜上分析，可以看到僅在原電池這一節(jié)內(nèi)容，都充分的體現(xiàn)了新課標(biāo)的核心價(jià)值取向，貫徹了核心價(jià)值觀(guān)念，雖然不同版本教材對(duì)于各個(gè)核心素養(yǎng)體現(xiàn)的深

度略有差異，但是卻都非常全面。這就指導(dǎo)我們教師在備課的過(guò)程中對(duì)照新課程標(biāo)準(zhǔn)深入解讀教材、挖掘其中的內(nèi)涵，并綜合不同版本教材，博采眾長(zhǎng)。

參考文獻(xiàn)：[1][2]

《普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017

年版）》，人民教育出版社，第

3—4

頁(yè)。

[3]宋心琦主編.普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)教科書(shū)《化學(xué)反應(yīng)原理》（選修）[M].北京：人民教育出版社，第71—78頁(yè)。

4]王磊主編.普通高中課程