一堂思維課的教學設計

摘 要：課堂上學生的思維往往是從任務或認知沖突開始的，基于教學對話的模式，通過設置認知沖突，充分考究學生的“最近發展區”，創設出學生對所學知識時時處于有問題可思、有矛盾要解的情景，從而激發學生的思維，建構新的知識體系。在課堂上不但重視思維的結果，更加重視思維的過程。

關鍵詞：思維課；教學對話；原電池

本節課是人教版普通高中課程標準實驗教科書化學必修2第二章“化學反應與能量”第二節“化學能與電能”的第1課時。恩格斯說過：“人的思維是世界上最美麗的花朵。”思維能力是人的一切能力中最核心的能力，培養學生思維能力是教育的使命，而教學對話是一項培養和發展學生思維的教學手段。“教學對話就是通過教師的提問、激勵與引導，學生自由思考、自由表達而獲得知識技能、發展能力的教學方法”。教學對話重視的是思維的過程而不是思維的結果，是以過程為中心的教學。好的教學是一場對話！對話的關鍵是提問，針對學生的初始回答連續提問既能促進學生思考，并強調學習是一個過程。教師的主導就是為學生提供思維的機會，創設激發學生思維的一個又一個的有效問題，使學生的思維處于應急狀態并迅速地尋找解答問題的策略。教師可以通過教學對話為我們提供進入學生思維的線索，不但可以知曉學生思維的結果，還可以敞開學生思維的過程。教師一旦知道學生思考了什么以及他們是如何思考的，教師就有機會幫助學生完善思維結構，從而，促進學生思維的發展。筆者就以教學對話的形式進行這節課的教學設計。

一、教材分析

1.教材的地位和作用

“化學能與電能”的內容既是對初中化學內容的提升和拓展，又為選修4“化學反應原理”的深入學習奠定了必要的基礎。必修模塊“化學能與電能”的知識為每一位公民在生活中遇到的形形色色的、方便快捷的化學電源提供了理論的引領，從而達成必修模塊具有提升全民科學素養的功能。另外，必修模塊介紹的原電池的構成條件、原理等知識為下一步的學習打好基礎，激發學生深入學習的欲望。

本節內容是對前一節課“化學能與熱能”中涉及的“一種能量可以轉化為另一種能量，能量也是守恒的”論述的延續和完善。從反應的本質來看，原電池理論是氧化還原反應本質的拓展和應用；從思維角度來看，將化學能直接轉化成電能是對化學能→熱能→機械能→電能思維方式的突破和重構。關于化學能轉化為電能，側重討論化學能轉化為電能的裝置——原電池。初步認識原電池的原理和結構。通過介紹新型電池，如鋰離子電池、燃料電池等，體現化學電源的改進與創新，鼓勵學生具有創新意識，同時又很好地展現和進一步理解原電池的基本原理。

2.教學目標

（1）知識與技能

通過實驗探究認識原電池的工作原理和構成條件，初步形成原電池的概念；理解化學能轉化為電能的本質。

（2）過程與方法

通過對科學探究中實驗現象的觀察、討論、歸納和表達等過程，培養實驗觀察能力和化學用語的應用能力；通過小組對實驗現象的整理、分析、推理和歸納等思維過程，培養個體的思維能力和小組合作能力。

（3）情感、態度與價值觀

在探究化學能轉化為電能的過程中，學生能感知化學世界的奇妙，激發學習化學的興趣和熱情，進一步樹立熱愛科學的思維品質。

3.教學重點、難點

通過對原電池原理的實驗探究，認識原電池的工作原理和構成條件，初步形成原電池的概念是重點；進一步從電子轉移角度理解化學能轉化為電能的本質是難點。

二、教材處理

1.學情分析與對策

學生已具備電學、化學反應中能量變化、氧化還原反應和電解質的水溶液可以導電等背景知識。學生初步具備了從現象分析問題的能力、歸納能力、知識遷移能力。化學能直接轉化為電能給學生又呈現了一個新問題，學生處于興奮狀態。加之學生對化學電源有著豐富而又強烈的感性認識。

2.教學內容的組織

遵循新課程理念，依據教材，利用網絡信息資源和化學實驗，讓學生認識原電池，理解原電池原理，模仿學習電極反應式等相關化學用語。

三、教學方法

問題教學法和探究性實驗教學法。

四、教學手段

為了收到好的教學效果，高效完成教學目標，本節課采取分組查閱資料、分組實驗、討論、模仿和多媒體等輔助手段，重視思維的結果，但更重視思維的過程。

五、教學過程

以知識進程中出現的5個問題為線索展開教學。

1.課前學習，初步了解火電的相關情況

學生查閱資料并分組匯報，第一，熱電廠的生產過程；第二，熱電廠周圍的民居情況；第三，國家對小火電的相關做法與政策。了解火力發電的過程中，能量的轉變（化學能→熱能→機械能→電能）。

2.設置認知沖突，激發學生學習欲望，初步認識電與氧化還原反應的關系

我們身邊用的多為火電，用圖1做一個電流檢測實驗，用同樣的電流表再做圖2的實驗，提示學生除了觀察指針以外，注意銅片和鋅片的現象。在此產生認真沖突，學生處于憤悱狀態。緊接著進行一系列提問：

（1）實驗二中指針偏轉說明什么？（有電流，有電子定向移動）（2）除了指針偏轉外，還能觀察到哪些現象？（鋅片溶解、銅片有氣泡產生）（3）在裝置中鋅、銅、硫酸根離子和氫離子中，哪個最容易得電子？哪個最容易失電子？（4）揣測電路中電子流動的方向是鋅→銅或銅→鋅？怎樣才能知道導線中電子的流動方向？（5）在電子轉移過程中有化學變化發生嗎？（說明該裝置中發生的氧化還原反應）（6）該反應與以前學的鋅+稀硫酸→硫酸鋅+氫氣的反應有何異同點？這樣引出原電池的定義，學生會更容易接受，同時學生還初步認識到在物質變化過程中化學能不僅可以轉變成熱能，還可以轉變成電能。

3.通過分組實驗，探究原電池的構成條件

學生會設計出下列實驗來探究原電池的構成：（1）Cu、Zn分別插入稀硫酸中；（2）Cu、Zn同時插入稀硫酸中，但不接觸；（3）Cu、Zn用導線連接，導線之間接入電流表；（4）Cu、電流表、Zn用導線連接，Cu、Zn插入同一份稀硫酸中；（5）在（4）的基礎上交換Cu、Zn位置；（6）Cu、電流表、Zn用導線連接，Cu、Zn插入同一份酒精中；（7）Cu、電流表、Zn用導線連接，Cu、Zn各插入一份稀硫酸中（有兩份稀硫酸）；等等。在小組內交流發現的基礎上歸納原電池的構成條件。學生親自參與比單一接受教師講解要好得多。

4.模仿并嘗試用化學符號表征原電池的化學原理

用“宏微符”的模式學習化學知識是常見的思維模式。“符”就是“化學符號”或“化學用語”，用化學用語來表達化學理論。化學用語的學習是高中階段的重要組成部分。讓學生模仿簡單的“Cu—Zn—稀硫酸”原電池的電極反應式，注明反應類型，標出電子流向等內容。嘗試以反應2AgNO3+Cu=Cu（NO3）2+2Ag設計原電池，畫出原電池的裝置圖，書寫正負電極反應式，注明反應類型，標出電子流向。

5.從原電池呼應火力發電，突出學生思維的轉變

通過實驗認識到化學反應中可以直接產生電流（電能），進而闡述原電池的化學原理，學生又自行探究了原電池的構成條件，學會用化學用語表達原電池的工作過程這一完整的學習和認知體系。學生的思維經歷了從認識到理解由淺入深、從表面到本質的漸進過程。在本堂課即將結束的時刻呼應課前的火電，不但體現本節課首尾呼應，自成一體，而且更有利于學生思維的突破與重構，無論火電，還是原電池均是把化學能轉化為電能，但過程與方式迥異。結合火力發電中熱機效率低、燃燒污染大、能耗高與能源危機、低碳理念等相關問題，學生容易形成較為客觀、正確的能源觀。

教學至此，進行知識回顧，小結本節課內容。

六、布置作業

利用蘋果、桔子、檸檬等水果嘗試制作原電池。

七、教后記

本節課內容豐富，并且與日常生活緊密聯系，學生興趣濃厚。學生分組實驗探究、分組討論和問題追蹤等形式使得學生的參與程度高，容易洞察學生的思維過程。同時在教學中應注意學生的最近發展區，設置有效的問題。鼓勵所有學生動手，在小組中承擔相應的工作，讓學生通過自己的實踐，對話得出科學的結論。

參考文獻：

[1]張華.課程與教學論[M].上海教育出版社，2000：221.

[2]呂星宇.對話教學：為思維而教[J].教育學報，2008（6）：31-35.

（作者單位 陜西師大附中）

編輯 魯翠紅