以“航拍”角度俯視化學復習課教學

周林鋒+葉蘭峰+章建鋒

摘要：文章詳細闡述了“浙派名師”高中名師經典課“電化學復習”教學。首次提出以“航拍”角度俯視復習課教學，才能真正提高高中生的化學能力。

關鍵詞：浙派名師；電化學復習；航拍；俯視

文章編號：1008-0546（2016）10-0012-03 中圖分類號：G633.8 文獻標識碼：B

doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2016.10.004

航拍又稱空中攝影或航空攝影，是指從空中拍攝地球地貌，獲得俯視圖，此圖即為空照圖。航拍的攝像機可以由攝影師控制或遠程控制，也可以自動拍攝。為了讓航拍照片穩定，有的時候會使用如Spacecam等高級攝影設備，它利用三軸陀螺儀穩定功能，提供高質量的穩定畫面，甚至在長焦距鏡頭下也非常穩定。航拍圖像具備全面、清晰、科學等優點的最重要原因是它選擇了天空這一高度俯視拍攝，若化學教育工作者能站在提升高中生化學學科核心素養[1]這一思想高度俯視課堂教學，預設性教學就如同攝影師控制拍攝、生成性教學就如同自動拍攝、教師那充滿智慧的雙眼就如同高級攝影設備，這將帶給學生如老子所云“地法天，天法道，道法自然”的思想。

一、問題提出

“電化學復習”傳統的教學一般采用先讓學生回顧原電池、電解池的基礎知識，再對兩套裝置進行比較學習，歸納它們的異同點，最后以經典習題或者高考真題加以鞏固落實。這樣的教學對于一些舊題重做、錯題重測，的確有著明顯的效果，但對于一些新題、信息題效果甚微。關鍵問題在于學生不具備扎實的化學學科的核心素養，難以從宏微結合揭示本質、難以運用化學符號加以表征、 難以活用守恒思想、難以建構解題模型、難以設計實驗加以探究、難以把握社會發展的綠色化方向。“浙派名師”高中名師經典課例示范與精析活動中，宋亮亮老師以“航拍”角度俯視“電化學復習”教學，給化學復習課教學帶來“一縷春風”。

二、課堂實錄

1. 直面科技前沿 激發學習興趣

【電池發展史】

【課例呈現】2015年4月，由中美科學家共同完成的“快速充放電鋁離子電池”，具有高效耐用、可超快充電、可燃性低、成本低等特點。該電池以金屬鋁作為負極，三維結構的泡沫石墨材料為正極，AlCl4-可在其中嵌入或脫嵌，由有機陽離子（EMI+不參與反應）、Al2Cl7-和AlCl4-組成的離子液體做電解質溶液，該電池放電時的原理如上圖4所示，下列說法不正確的是（ ）

A.放電時，負極的電極反應式：Al+4AlCl4--3e-4Al2Cl7-

B.充電過程中，AlCl4-脫嵌并從陰極向陽極遷移

C.充電過程中陽極的電極反應式為：Cn+ AlCl4--e-Cn[AlCl4]，Cn[AlCl4]中C的化合價沒有變化

D.該離子液體也可用于鋼制品上電鍍鋁，但陰極材料要換成鍍件

設計意圖：教師通過簡潔的四張圖詮釋了電池的發展史，不需言語，學習者都懂了，且感知到科技發展給人類社會帶來的便利。通過直面科技前沿“快速充放電鋁離子電池”，激發學生的研究興趣，此時宋老師采取點到為止、預留懸念的策略為后續教學做好鋪墊。

2. 重構關系網圖 內化知識體系

【問題思考1】蘇教版化學課本是以化學能為中心建構與電能、熱能、生物質能、太陽能的關系，可用“正四面體”表示，如圖5。請從不同角度重新建構五種能量的關系網絡圖。

【學生闡述】太陽能與其他四種能量的轉化是單向的，所以可選用太陽能為頂點建構“四棱錐”關系網絡圖，如圖6。

設計意圖：通過對五種能量的關系網絡圖的重新建構，促使學生對課本知識體系的理解并內化，而不是死記硬背。古語云：“初能望文生義，死記硬背，可小成。”這并非是化學課堂教學的最終目的。

3. 建構解題模型 揭示反應本質

【過渡銜接】化學能與電能的相互轉化可以從以下三方面加以理解：從宏觀上判斷原電池還是電解池、判斷電極、判斷電極上的反應物和產物、判斷電極附近或整個溶液的酸堿性；從微觀上判斷微粒（電子、離子）移動的方向、微粒的得失電子；從符號表征上書寫電極反應式和總反應方程式。

【問題思考2】在一個U形管里盛有CuCl2溶液，并插入兩塊鋅片作電極。如果把電鍵K接A，如圖7所示：該裝置為_______，Zn①是_______極，其電極反應式是______________。

【方法指導】建構模型，如圖8。

【變式1】若將兩塊鋅片換成兩塊石墨作電極，如圖9所示：該裝置為_______，石墨①是_______極，其電極反應式是______________。

【方法遷移】建構模型，如圖10。

設計意圖：教師通過【問題思考2】建構解題模型圖8，指導學生揭示圖7為鋅片鍍銅裝置；學生通過方法遷移建構【變式1】解題模型并揭示圖9反應的本質，并加以符號表征。

【問題思考3】如圖7裝置反應進行5分鐘后，轉換電鍵K到C，如圖11所示：該裝置為_______，Zn②是_______極，其電極反應式是_______。

【變式2】若將CuCl2溶液換成稀H2SO4溶液，如圖13所示：該裝置為_______，Zn②是_______極，其電極反應式是______________。

【問題思考4】如圖13裝置進行2分鐘后，再轉換電鍵K到B，在Zn②極上發生的腐蝕屬于_______，Zn①極發生的腐蝕主要屬于_________。

設計意圖：通過【問題思考3】建構圖12模型，揭示原電池反應本質；通過【問題思考4】建構圖16模型，辨析化學腐蝕與電化學腐蝕的差異。

4. 建構對應模型 探究科技前沿

以前文【課例呈現】例題為例，請學生分析。

【學生分析1】金屬鋁作為負極、石墨材料作為正極、Al2Cl7-和AlCl4-組成的離子液體做電解質溶液建構圖17模型，依據得失電子、電荷、元素守恒，確定A選項是正確的。

【學生分析2】建構圖18模型，依據溶液保持電中性原則確定B選項是錯誤，依據得失電子守恒定律確定C選項是錯誤，D選項是正確的。

設計意圖：通過對【課例呈現】的嚴謹分析，分別建構鋁離子電池快速放電對應的模型（圖17）與快速充電對應的模型（圖18），對比分析，探究其內在的工作原理。

三、教學啟示

宋亮亮老師是湖州二中的化學教師，也是浙江省湖州市化學教研員，他以“航拍”角度俯視化學復習課教學，站在提高學生化學學科素養的高度設計教學，相信在座的每位學生、每位老師、每位專家都受益匪淺。

1. 充分體現了化學學科與時俱進的特點

以電池發展史并直面科技前沿“快速可充放電鋁離子”引課，充分體現了化學學科的特點。借用北京大學曹居東老先生說的話：“化學研究的大都是近兩三百年內的事情，化學學科具有現代性、具有與時俱進的特點，這是很多其他學科無法比擬的。”宋老師將科學家最新的研究成果或反應機理呈現于課堂有利于學生閱讀信息能力、獲取信息能力和運用信息能力的提升。

2. 充分體現了化學學科海納百川的“廣闊心胸”

通過4個【問題思考】與2個【變式】將宏微結合、分類表征、變化守恒、模型認知、實驗探究，這5個化學學科的核心素養融合其中，充分體現了化學學科海納百川的“廣闊心胸”。

參考文獻

[1] 林小駒，李躍，沈曉紅.高中化學學科核心素養體系的構成和特點[J].教育導刊：課程與教學，2015（5）：78-81