“可逆電池和可逆電極”的導學案設計

李紅英，姚如富，姚成立，方 璐

（合肥師范學院化學與化學工程學院，安徽合肥 230601）

在教育信息化發展的社會趨勢下，探索基于現代信息技術的課堂教學改革是推動教育可持續發展的關鍵。翻轉課堂就是在教育信息化的背景下產生的新型教學模式[1]。目前中學很多學科以及大學的部分學科中都進行了翻轉課堂的教學研究[2-7]。在翻轉課堂教學模式中，通常是學生在上課之前根據教師提供的微視頻或者ppt課件等學習資料進行學習，課上老師學生共同交流完成作業[8-10]。但是由于課前學習環節單純憑借觀看微視頻或ppt課件，學生很難把握課題的學習目標、重難點以及與本課題內容相關的其他知識點，導致課前學習效果大打折扣。因此，要提高翻轉課堂的教學效果，學生的課前學習需要教師做相應的引導。

“導學案”是教師依據教材的特點和教學的需求站在學生的角度設計的自主學習方案[11-13]。在導學案中教師可以告知學生本課題的學習目標、重難點、學習本課題需要準備的其他相關知識、引導學生思考討論相關問題、通過設置一定量的習題讓學生自主檢查學習效果等[14-17]。本文以南京大學化學化工學院傅獻彩等編著的《物理化學》（第五版）教材中“可逆電池和可逆電極”這一課題為例，進行“導學案”的設計，希望為翻轉課堂教學模式的進一步推廣和應用提供一定的參考。

導學案的設計主要分為課題、目標導學、重點和難點、特別提醒、基礎準備、自主學習、思考討論、我的疑惑、課堂訓練9個組成部分。

(1)課題。“課題”是向學生展示本節課的教學章節?！翱赡骐姵睾涂赡骐姌O”這一課題位于教材中的第九章第一節。

(2)目標導學。“目標導學”是向學生展示課題的教學目標，以便學生在預習時有明確的學習目標。本課題的教學目標：1）理解形成可逆電池的必要條件，并掌握3類可逆電極及其電極符號、電極反應的寫法；2）通過預習教材、學習教學課件、查閱資料并與同學們交流討論，理解“可逆電池與可逆電極”這一課題的學習意義；3）通過本節課的學習，建立對物理化學課程中“電化學”部分的學習興趣，激發對新能源電池的設計與研發興趣，為人類造福。

(3)重點和難點?！爸攸c和難點”是向學生展示本節課的重、難點，以便學生在自學時關注。本節課的教學重點：3類可逆電極的電極符號以及相應電極反應的寫法；教學難點：形成可逆電池的必要條件。

(4)特別提醒。“特別提醒”是向學生展示本導學案的使用方法，讓學生明確自主學習任務。本課題設置的“特別提醒”如下：1）學案中的“基礎準備”和“自主學習”兩個部分要求同學們在課前完成；2）帶著“自主學習”中的問題認真學習課本第60～64頁的內容，并學習教學課件中內容，將自己的問題和疑惑記錄到“我的疑惑”部分。

(5)基礎準備?！盎A準備”中的內容是學生學習本課題之前必備的基礎知識，通過設計一些復習提綱或習題，讓學生課前復習相關知識，以便更好地理解和掌握本節內容。本課題導學案中設置的“基礎準備”如下：1）復習“熱力學第二定律”章節中所講的“可逆過程”，理解可逆過程的含義和可逆過程的特點；復習此章節中“吉布斯自由能”的含義，并理解公式(ΔrG)T,p=Wf,max的物理含義。2）回憶《大學物理》中電功的計算公式。3）復習“電解質溶液”章節中關于“陰極、陽極、正極、負極”的含義，以及電解質溶液中離子的遷移規律。

(6)自主學習?！白灾鲗W習”是向學生展示課前預習時自主學習的內容。可通過練習題引導學生自主學習，并檢驗學生自主學習的情況。本課題“自主學習”部分設置習題舉例如下：1）構成可逆電池的兩個條件是什么？2）Cu(s)插入CuSO4溶液中構成電極，當作為正極時其電極符號和電極反應分別如何表示？3）試舉一難溶鹽電極的例子，并寫出其作為正極時的電極符號和電極反應，等等。

(7)思考討論?！八伎加懻摗笔菫榱耸箤W生更好地理解本節內容而設計的一些問題，或者是本節內容在實際應用時應注意的一些問題等。比如，教材中提到了用飽和氯化鉀溶液做鹽橋的例子，在導學案中設計了這樣一個問題：是不是所有電池都可以用飽和氯化鉀溶液做鹽橋，還有哪些溶液可以做鹽橋？這是在設計一個電池時必須考慮的一個實際問題，對學生靈活運用本節知識解決實際問題很重要。再比如，在導學案中還設計了一些問題：能否把金屬鈉直接放入含有鈉離子的溶液中構成電極（電極符號為Na︱Na+）？鈉汞齊電極（電極符號為Na(Hg)︱Na+）中汞的作用是什么？通過這些問題，引導學生理解為什么汞齊電極中的金屬不能像銅、鋅等金屬一樣，直接放入其金屬陽離子的溶液中構成電極，并理解汞齊電極中汞的作用。再比如：由于離子擴散的不可逆，只要是涉及兩個不同的電解質溶液接界，都不是可逆電池，那么是不是在兩個電解質溶液中插入鹽橋，這個電池就是一個可逆電池呢？為什么氣體電極中必須有一種惰性金屬？惰性金屬起什么作用？等等。

(8)我的疑惑。在之前教學過程中經常會出現一種現象，那就是老師讓大家提問，學生卻沒有問題。并不是學生都學會了，而是學生在課上沒有太多的思考時間，不知道要問什么。因此，在導學案中設計了“我的疑惑”部分，主要是讓學生在預習時就記錄遇到的困難和疑惑，方便課上與老師及時討論，為后續課堂上進行“知識的內化”做準備。

(9)課堂訓練。為了檢查經過課前預習、課上討論和學習后學生對本節內容的掌握情況，教師可以通過“課堂訓練”這一環節來檢驗學生在課上“知識內化”的程度。本課題設計的課堂訓練習題舉例如下：1）以丹尼爾電池為例，分析構成可逆電池的兩個必要條件，并分析為什么丹尼爾電池不是可逆電池。2）Zn(s)插在ZnSO4溶液中構成電極，寫出其作為負極時的電極符號和電極反應。3）銀－氧化銀電極作為負極時，可以使用哪兩類電解質溶液，其電極符號和電極反應分別如何表示，等等。

“導學案”是教師實施翻轉課堂教學模式時指導學生進行課前預習的一種載體。在“導學案”的指導下，學生學習教學課件，可以更好地進行課前“知識的學習”，在課堂上教師就有充足的時間與學生交流互動，讓學生對課前所學知識進行進一步理解與強化，繼而完成“知識的內化”。導學案強調“導”，它能引導學生明確學習目標和重難點、引導學生構建前后相關知識的關系網、引導學生思考相關問題等等；導學案重視“學”，它強調了課前進行“知識的學習”時學生的主體地位，通過設置一些問題，引導學生自己查閱資料并思考、解決問題；導學案是“案”，是提供給學生進行課前學習的文本，能幫助教師對學生進行一定的課前指導，從而提高翻轉課堂的教學效率。

本文以“物理化學”課程中“可逆電池和可逆電極”這一課題為例，以“導學案”為載體對學生進行預習指導，課上實施翻轉課堂教學模式，取得了較好的教學效果，大多數學生反饋，在導學案的指導下，學習效果更好。物理化學課程教學內容繁多，因此該課程導學案的設計也是一項艱巨而復雜的任務，將在以后的教學中繼續進行導學案的設計，希望為翻轉課堂教學模式的進一步推廣和應用提供參考。