摘 要 對蘇教版高中化學新舊版本教科書中“鋁及其重要化合物”內(nèi)容從新舊版本課標要求、編排位置、呈現(xiàn)方式等方面進行了比較研究。研究表明，新版教科書對該部分知識進行了適當?shù)膭h減，弱化了學業(yè)要求，并基于以上分析，對“鋁及其重要化合物”內(nèi)容分別提出了新授課和復習課的教學建議，旨在為一線化學教師的教學提供參考。

關鍵詞 高中化學 鋁及其重要化合物 教材內(nèi)容比較 教學建議

從《普通高中化學課程標準（實驗）》（以下簡稱為舊版課程標準）實施到《普通高中化學課程標準（2017年版2020年修訂）》（以下簡稱為新版課程標準）落地之后，蘇教版高中化學教科書對“鋁及其重要化合物”內(nèi)容的編排經(jīng)歷了兩次變動。第一次變動——蘇教版高中化學1必修（2009年6月第5版）[1]僅僅是內(nèi)容編排的順序不同：把該部分內(nèi)容編排在專題3第一單元“從鋁土礦到鋁合金”中，其內(nèi)容編排順序是“從鋁土礦中提取鋁”到“鋁的氧化物和氫氧化物”再到“鋁及鋁合金”;到了蘇教版高中化學1必修（2014年6月第6版）[2]的時候，教科書內(nèi)容順序是“鋁及鋁合金”到“鋁的氧化物和氫氧化物”再到“從鋁土礦中提取鋁”，而學業(yè)要求并沒有降低，內(nèi)容占比不變。第二次變動較大：首先，“鋁及其重要化合物”內(nèi)容并沒有在蘇教版高中化學新版教科書第一冊[3]和第二冊[4]的章節(jié)中獨立編排;其次，“鋁及其重要化合物”內(nèi)容占比下降了，其學業(yè)要求降低了，比如，“從鋁土礦中提取鋁”的工業(yè)流程從正文中呈現(xiàn)改為在“拓展視野”欄目中呈現(xiàn)。很明顯，第二次變動引起了一線化學教師的廣泛關注，當然，之所以會發(fā)生這么大的變化可以從新舊版本課程標準的對比中找到端倪。

一、新舊版本課程標準對“鋁及其重要化合物”內(nèi)容要求的對比

筆者對新舊版本課程標準中“鋁及其重要化合物”內(nèi)容的要求進行對比，其結果見表1。

經(jīng)以上對比發(fā)現(xiàn)，在《普通高中化學課程標準（2017年版2020年修訂）》中，鋁及其重要化合物的內(nèi)容被刪減了，其知識地位被弱化了，學業(yè)要求也降低了。但是在學習活動建議和情境素材建議中還是出現(xiàn)了它的身影，由此可見，“鋁及其重要化合物”知識還是需要教師和學生關注的。

二、新舊版本教科書中“鋁及其重要化合物”內(nèi)容的對比研究

“鋁及其重要化合物”的主要知識內(nèi)容包含鋁及鋁合金、氧化鋁、氫氧化鋁的性質(zhì)及應用、鋁熱反應、從鋁土礦中提取鋁等。筆者把蘇教版舊版教科書（2014年6月第6版）與新版教科書（2020年7月第1版）中有關“鋁及其重要化合物”內(nèi)容的編排位置進行了對比，其結果見表2。

參閱教科書，結合表2中的對比結果可以知道，“鋁及其重要化合物”在蘇教版舊版教科書中以單元的形式整體呈現(xiàn)在專題3“從礦物到基礎材料”之內(nèi)，分3個課時內(nèi)容——“鋁及鋁合金”“鋁的氧化物與氫氧化合物”“從鋁土礦中提取鋁”先后呈現(xiàn)，教學內(nèi)容的結構化設計程度高，有利于學生進行知識的結構化整合。新版教科書則把“鋁及其重要化合物”的內(nèi)容分散嵌入到必修第一冊專題2第一單元第3課時“物質(zhì)性質(zhì)及變化的探究”中的“觀察思考”欄目、專題5第一單元“元素周期律”中的“基礎實驗”和“觀察思考”欄目、必修第二冊專題9第二單元“金屬的冶煉方法”中的“金屬冶煉”正文及“拓展視野”欄目中，看似缺乏結構化的設計，實則體現(xiàn)了與新版課程標準對相關內(nèi)容要求的一致性。“鋁及其重要化合物”內(nèi)容在新舊版本教科書的編排位置大有不同，那么，其內(nèi)容的呈現(xiàn)方式又有什么異同呢？

（一）鋁單質(zhì)

舊版教科書以“鋁比鐵活潑，但鋁卻不像鐵那樣容易被空氣腐蝕”引發(fā)學生思考：這可能與鋁表面發(fā)生的化學變化有關;然后設置了“觀察與思考”欄目，目的是讓學生從教師的演示實驗中驗證自己的推斷，從而得出鋁在空氣中能與氧氣反應產(chǎn)生致密的氧化膜而表現(xiàn)出良好的抗腐蝕性，同時，教科書還給出了鋁制品的表面氧化的彩色圖片;以“活動與探究”欄目引導學生進行鋁的性質(zhì)實驗，得出鋁既可以與酸又可以與堿反應，在常溫下，鋁遇濃硫酸、濃硝酸會發(fā)生鈍化;接下來通過“觀察與思考”欄目介紹了鋁熱反應的概念及其應用，并以圖片形式展示了鋁熱反應的實驗裝置、反應現(xiàn)象及鐵軌焊接;最后簡單介紹了鋁合金的優(yōu)異性能，展示了鋁及鋁合金的應用圖片，并以“拓展視野”欄目提示要正確使用鋁制品。

新版教科書則以鋁的物理性質(zhì)和化學性質(zhì)的實驗探究為載體向?qū)W生呈現(xiàn)研究物質(zhì)性質(zhì)和變化的實驗方法，沒有給出鋁與鹽酸、氫氧化鈉溶液反應的化學方程式，只要求在“觀察思考”欄目中填寫3個鋁的性質(zhì)實驗的主要現(xiàn)象;在學生必做實驗“鈉、鎂、鋁性質(zhì)的遞變”中，通過三者分別與冷水、熱水不同程度的反應現(xiàn)象以及鎂、鋁與鹽酸反應的現(xiàn)象判斷鈉、鎂、鋁金屬性的強弱順序。

（二）氧化鋁

舊版教科書直接講述“氧化鋁是金屬氧化物，可以與酸反應，也可能與氫氧化鈉溶液反應，生成偏鋁酸鈉”，分別呈現(xiàn)了氧化鋁與硫酸溶液、氫氧化鈉溶液反應的化學方程式，并對兩性氧化物進行了定義，以“資料卡”的形式呈現(xiàn)了氧化鋁的物理性質(zhì)及應用[用于制造耐火材料，是各種寶石（附有圖片）的主要成份];新版教科書在“鋁的冶煉”中提到“從鋁土礦中提取鋁的工藝流程可知，鋁土礦中的Al2O3與氫氧化鈉能發(fā)生反應，生成可溶于水的偏鋁酸鈉”，并給出了相應的化學方程式，之后提到了氧化鋁的熔點高，直接加熱氧化鋁到熔融消耗的能量很大，在冶煉的時候需要加入冰晶石。

（三）氫氧化鋁

舊版教科書承接氧化鋁的內(nèi)容，以問題“氫氧化鋁是否也像氧化鋁那樣，既可以與酸反應，又可以與堿反應呢？”引入氫氧化鋁的性質(zhì)，通過“活動與探究”欄目進行了氫氧化鋁的制備及性質(zhì)探究，并展示了向氯化鋁溶液中不斷滴加氫氧化鈉溶液的實驗過程及反應現(xiàn)象圖片，引導學生依據(jù)實驗形成“氫氧化鋁既可以與強酸反應又可以與強堿反應”的結論，并給出了氫氧化鋁與鹽酸、氫氧化鈉溶液反應的化學方程式，對兩性氫氧化物進行了定義;新版教科書在“觀察思考”欄目中要求學生根據(jù)11～17號元素最高價氧化物的水化物的酸堿性強弱的變化規(guī)律，預測氫氧化鋁可能的性質(zhì)，然后通過觀察對應的實驗現(xiàn)象驗證自己的猜想，最后闡述到“氫氧化鋁既能與鹽酸反應，又能與氫氧化鈉溶液反應，它是兩性氫氧化物”，同時給出了氫氧化鋁分別與鹽酸、氫氧化鈉溶液反應的化學方程式。

（四）鋁熱反應

舊版教科書在“觀察與思考”欄目中介紹了鋁熱反應的概念及其應用，并以圖片形式展示了鋁熱反應的實驗裝置、反應現(xiàn)象和在焊接鐵軌方面的應用，直接給出了鋁與氧化鐵反應的化學方程式;新版教科書以“觀察思考”欄目呈現(xiàn)了鋁熱反應，要求學生觀察并記錄實驗現(xiàn)象，寫出反應的化學方程式，并附有鋁熱反應裝置圖，刪減了鋁熱反應現(xiàn)象圖和焊接鐵軌的插圖，僅以文本的形式介紹了鋁熱反應及應用（焊接鐵軌），但是增加了鋁熱反應的另一重要應用——冶煉熔點較高的金屬以及鋁熱劑的概念。

（五）從鋁土礦中提取鋁

舊版教科書在“從鋁土礦中提取鋁的工藝流程”中以文本形式介紹了其生產(chǎn)工藝流程中蘊含的化學原理和具體過程，并給出了在高溫下灼燒氫氧化鋁生成氧化鋁的反應方程式，提及了氧化鋁較穩(wěn)定，很難用還原劑還原，工業(yè)上采用電解熔融氧化鋁（需要加入冰晶石）的方法冶煉鋁，并呈現(xiàn)了電解反應方程式;新版教科書以“拓展視野”欄目介紹了鋁的冶煉——從鋁土礦中提取鋁并給出了工藝流程圖，對工藝流程的描述比較簡單，刪減了氫氧化鋁在高溫下灼燒的反應方程式，增加了偏鋁酸鈉溶液中通入過量CO2氣體的反應方程式，并提到了電解熔融氧化鋁需要加入冰晶石以減少冶煉過程中的能量消耗，但是沒有給出電解反應的化學方程式。

經(jīng)以上對比分析可知，蘇教版高中化學舊版教科書側(cè)重“鋁及其重要化合物”性質(zhì)及應用知識本身的教學，即著重介紹鋁及鋁合金的性質(zhì)及應用、氧化鋁與氫氧化鋁的兩性、鋁熱反應及其應用、從鋁土礦中提取鋁的工藝流程等，并對兩性氧化物與兩性氫氧化物進行了定義。

新版教科書則在“研究物質(zhì)性質(zhì)和變化的探究”內(nèi)容中以鋁的物理性質(zhì)與化學性質(zhì)的實驗探究為載體，幫助學生提煉出研究物質(zhì)性質(zhì)和變化的一般程序;在“元素周期律”內(nèi)容中通過學生必做實驗“鈉、鎂、鋁性質(zhì)的遞變”為載體得出鈉、鎂、鋁金屬性強弱的順序，以11～17號元素的最高價氧化物的水化物性質(zhì)的變化規(guī)律預測氫氧化鋁可能的性質(zhì)，然后通過觀察實驗現(xiàn)象推斷出氫氧化鋁具有兩性，進而總結出第三周期元素的金屬性與非金屬性的強弱變化規(guī)律，指出氫氧化鋁是兩性氫氧化物，但是并未給出兩性氫氧化物的定義;在“金屬的冶煉方法”單元中介紹了鋁熱反應的概念，要求學生記錄實驗現(xiàn)象并書寫反應的化學方程式，鋁熱反應除了用于焊接鐵軌，還用于冶煉熔點較高的金屬，拓展了金屬冶煉的方法，相對于舊版教科書，增加了鋁熱劑的概念;同樣在“金屬的冶煉方法”中以“鋁的冶煉”為例介紹了對于較活潑的金屬（鈉、鎂、鋁等）通過常用的電解熔融化合物的方法來制備，當然也給出了從鋁土礦中提取鋁的工業(yè)流程，對具體的操作過程輔以文本描述，提到了氧化鋁能與氫氧化鈉溶液反應，但是并未提及氧化鋁的兩性，也沒有介紹兩性氧化物的定義。

需要補充的是，舊版教科書在“鋁的氧化物與氫氧化物”中較詳細地介紹了“明礬的凈水作用”，而新版教科書則在“膠體”中提及了“明礬能夠凈水，也是因為明礬溶于水后能形成氫氧化鋁膠體”;舊版教科書在“鋁及鋁合金”的腳注中提到“NaAlO2是Na[Al（OH）4]的簡化形式”，新版教科書卻未提及。

三、教學建議

對于蘇教版新舊版本教科書中“鋁及其重要化合物”內(nèi)容進行比較研究，其目的是幫助教師在使用新版教科書組織課堂教學時能夠科學合理地設計教學內(nèi)容，在新課程標準的指引下提升學生的化學學科核心素養(yǎng)，提高教與學的質(zhì)量。

（一）新授課的教學建議

對于新授課，建議一線化學教師按照教科書上的內(nèi)容和順序進行，不要隨意打亂教科書的編排順序，畢竟每套教科書在編寫時都有其指導思想和內(nèi)在邏輯[7]。我們能做的是在深刻理解教科書的編寫意圖和知識的內(nèi)在邏輯的基礎上對教科書中有關“鋁及其重要化合物”內(nèi)容進行二次開發(fā)和再加工，根據(jù)學生的課堂生成適時調(diào)整教學策略，根據(jù)對學生作業(yè)的批閱結果，不斷調(diào)整和改進教學方式，也可以借鑒舊版教科書中的一些做法，但是不要隨意增加學生的學業(yè)負擔。例如，在進行鋁的性質(zhì)探究時，可以讓學生利用互聯(lián)網(wǎng)搜索鋁與氫氧化鈉反應的重要應用（用來疏通下水管道），使學生感受化學學科知識的應用價值;補充鋁與氫氧化鈉反應的化學方程式，使學生在后續(xù)學習氫氧化鋁與氫氧化鈉反應生成偏鋁酸鈉時不會有陌生感;建議給出兩性氧化物和兩性氫氧化物的定義，在進行元素周期律教學時，可以引導學生基于鋁在周期表中的特殊位置思考“為什么鋁、氧化鋁、氫氧化鋁既能與酸反應，又能與堿反應”，使學生能夠基于實驗事實和已有的元素化合物知識形成“位—構—性”的學科大觀念。

（二）復習課的教學建議

由于新版教科書把“鋁及其重要化合物”的有關內(nèi)容穿插在“研究物質(zhì)的實驗方法”“元素周期律”“金屬材料的性能及應用”“金屬的冶煉方法”等單元，導致學生從整體上對“鋁及其重要化合物”內(nèi)容的認識不強，知識的結構化水平不高。而結構化的知識利于學生理解與掌握、記憶與聯(lián)想、遷移與應用，是學生形成化學學科觀念、化學學科思維能力和發(fā)展認知能力的基礎，是形成和發(fā)展化學學科核心素養(yǎng)的重要載體[8]。因此，在進行復習教學時要特別注重“鋁及其重要化合物”知識的結構化設計。

例如，在高一下學期期末，可以嘗試讓學生設計“以氯化鋁或明礬為原料制備金屬鋁”的工藝流程，并寫出相應的化學方程式和離子方程式（若有）。在高三化學一輪復習時對“鋁及其重要化合物”進行單元復習教學設計，引導學生建構鋁單質(zhì)、鋁鹽、氧化鋁、氫氧化鋁、偏鋁酸鈉之間相互轉(zhuǎn)化的知識網(wǎng)絡，融合離子反應、氧化還原反應、沉淀溶解平衡、鹽類水解等核心概念與原理進行基于問題解決的教學實踐;可以就議題“實驗室如何制備氫氧化鋁”進行討論并進行實驗探究活動;還可以結合當下的垃圾分類與資源回收利用的社會熱點，開展基于“利用廢棄鋁制易拉罐（含少量的Mg、Fe）提取鋁”“利用廢鋁（含少量Fe、Cu）制備明礬、綠礬、膽礬”等探究活動[9]。通過以上學習活動，引導學生認識到鋁、氧化鋁、氫氧化鋁的兩性，以及它們與其他常見金屬單質(zhì)、金屬氧化物與氫氧化物的性質(zhì)的最大不同就是兩性;通過明礬、綠礬、膽礬的制備，幫助學生理解和鞏固利用物質(zhì)性質(zhì)的差異進行物質(zhì)的分離和提純的方法，學習綜合考慮反應原料、反應條件、生產(chǎn)成本、環(huán)境保護等因素選擇適切的物質(zhì)制備的路線。

總之，鋁及其重要化合物的性質(zhì)、應用及制備是無機物主題的不可或缺的學科知識，鋁、氧化鋁、氫氧化鋁的兩性，是學生對于物質(zhì)性質(zhì)及變化認識的有益補充;鋁及其重要化合物間的相互轉(zhuǎn)化這部分知識既是理解和鞏固離子反應等核心概念的重要載體，也是幫助學生建立“位—構—性”三位一體的認知模型的重要載體。蘇教版新舊版本教科書對該部分內(nèi)容的編排有質(zhì)的不同，教師應該在新版課程標準和高考評價體系的指引下增進對該部分內(nèi)容的學科理解，深刻領會教科書的編寫意圖，在發(fā)展學生學科核心素養(yǎng)的課程目標要求下，實現(xiàn)由“知識教學”到“能力教學”再到“素養(yǎng)教學”的教學方式的進階轉(zhuǎn)變。

雖然新版課程標準刪減了有關內(nèi)容，弱化了學業(yè)要求，但是對“鋁及其重要化合物”內(nèi)容的考查連續(xù)出現(xiàn)在高考全國卷化學真題中。例如，2018年高考全國卷Ⅰ理綜化學試題第1題、2019年高考全國卷Ⅰ理綜化學試題第8題、2020年高考全國卷Ⅲ理綜化學試題第9題、2020年高考江蘇卷化學試題第3題、2020年高考山東卷化學試題第9題和第16題、2020年高考浙江卷化學試題第28題等。由此可見，對于“鋁及其重要化合物”的教學依然要引起各位同行的重視。

[參 考 文 獻]

[1]王祖浩，吳星.普通高中課程標準實驗教科書：化學1（必修）[M].5版.南京：江蘇教育出版社，2009：64-68.

[2]王祖浩，吳星.普通高中課程標準實驗教科書：化學1（必修）[M].6版.南京：江蘇教育出版社，2014：64-69.

[3]王祖浩.普通高中教科書：化學（必修 第一冊）[M].南京：江蘇教育出版社，2020：35-36，118-119.

[4]王祖浩.普通高中教科書：化學（必修 第二冊）[M].南京：江蘇教育出版社，2020：97-98.

[5]中華人民共和國教育部.普通高中化學課程標準（實驗）[S].北京：人民教育出版社，2003：11-12.

[6]中華人民共和國教育部.普通高中化學課程標準（2017年版2020修訂）[S].北京：人民教育出版社，2020：18-20.

[7]劉思朋.新版高中化學教科書中“鋁及其化合物”內(nèi)容的沿襲與發(fā)展[J].化學教育（中英文），2020（21）：110-110.

[8]房喻，徐端鈞.普通高中化學課程標準（2017年版）解讀[M].北京：高等教育出版社，2019：245.

[9]歐陽志斌.以高中化學校本課程促進學生知識結構化的策略與思考[J].新課程評論，2021（6）：79-84.

（責任編輯：趙曉梅）

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