周 青 朱雪莲　杨辉祥

陕西师范大学化学与材料科学学院　西安　710062

   摘 要：“原电池”是高中化学课程的重要知识内容,对学生综合能力的培养有着重要的作用。国内外高中化学教材都极为重视原电池内容的设计。对国外2种高中化学教材中原电池内容的编制进行了剖析,以利国内学界参考。

原电池原理及其应用是电化学的基础知识,是物理和化学学科的重要交叉点。高中化学教材中原电池的教学内容不仅可以使学生更好地理解氧化还原反应的本质、离子反应以及化学反应与能量变化等知识,了解化学能转化为电能的重要装置,体验化学能转化为电能的探究过程,认识日常生活中的电池,理解化学科学与社会、科技和生活的重要联系,而且是培养学生创新思维与综合能力的极好切入点。各国高中化学教材都非常重视这一知识点的编排,并且各具特色。本文对英国2000年牛津大学出版社出版的《高级化学》(Advanced CHEMISTRY)和美国2005年McGraw-Hill公司出版的《化学:概念和应用》(CHEMISTRY: Concepts and Applications)教材进行分析阐述,供我国学界参考。

1、    英国《高级化学》教材中原电池内容的编排特点

2000年牛津大学出版社出版的《高级化学》是一套“高级水平”(A-Level)教材,是英国现行重点高中首选的化学教材,其内容分成了物理化学、无机化学、有机化学3部分,具体内容和章节安排如下:

物理化学部分,第一到第十五章,分别为:化学模型；原子核；原子质量和摩尔；原子中的电子；化学键；固体；物态变化及分子间力；气体；反应中质量和体积的计算；热力学；化学平衡；酸碱平衡；氧化还原平衡；自发反应；化学动力学。

无机化学部分,从第十六章到第二十章,分别为:S区元素；周期律；卤素；p区元素；过渡金属。

有机化学部分,从第二十一章到第三十二章,分别为:有机化学简介；烷烃和烯烃；芳烃；有机卤化物；醇；醛和酮；羧酸及其衍生物；氨和氨基酸；有机物中碳链的变化；生物化学；制备,分离,鉴定技术；波谱和结构。

这套教材将原电池内容安排在第十三章——氧化还原平衡中,题目为:“氧化还原反应的应用:原电池”。第十三章共有13节内容,分别为:氧化还原反应:氧化和还原；氧化数-Ⅰ；氧化数-Ⅱ；氧化还原反应和滴定法；氧化剂和还原剂；氧化还原反应和电化学电池；标准电极电势-Ⅰ；标准电极电势-Ⅱ；非标准情形；氧化还原反应的应用:原电池；氧化还原反应的应用:电解池；生锈；金属的提取原理。其中第十节内容为“原电池”。在氧化还原反应、氧化数、氧化还原反应和滴定法、氧化剂和还原剂、氧化还原反应和电化学电池、电极电势内容之后,引入并介绍原电池和氧化还原反应在原电池中的应用,为学生学习原电池知识,做了充分的生活和化学概念及理论上的铺垫。第十节内容先介绍电池在生活中的应用,然后给出原电池的定义,接着介绍不同类别的电池及工作原理,巩固原电池原理。在不同类别电池中介绍了一次性电池,充电电池和燃料电池及其定义,列举了碱性干电池,镍镉可充电电池,铅酸蓄电池和燃料电池以及钠-硫磺电池和锌-空气等几种新型充电电池的原理和用途。除了锌-空气新型充电电池之外,其他所列举出来的每种电池都附有剖面示意图辅助学生理解所学知识。

英国这套教材在这一内容的编排上系统性强,内容较深,突出电化学知识,加入了一些我国大学“普通化学”教材中的内容,如能斯特方程的计算。同时新型化学电池引入教材,体现了教材内容的科学前沿性。

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