促進(jìn)化學(xué)觀念建構(gòu)的“電化學(xué)復(fù)習(xí)課”教學(xué)設(shè)計

王福國

摘要：電化學(xué)知識始終是高考中的重點(diǎn)及難點(diǎn)。學(xué)生在面對陌生情境、復(fù)雜的信息及裝置圖時還不能很好地將理解的知識轉(zhuǎn)化成思路方法，所以我們要引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會認(rèn)識事物本質(zhì)、自覺運(yùn)用粒子觀等化學(xué)觀念解決問題、建構(gòu)解決復(fù)雜問題的思維模型，使學(xué)生達(dá)到理解電化學(xué)原理、準(zhǔn)確書寫電極反應(yīng)、運(yùn)用電化學(xué)知識解決在生產(chǎn)生活及科技領(lǐng)域遇到的實(shí)際問題的目標(biāo)。具體在教學(xué)過程中，我們通過創(chuàng)設(shè)情境，引入課題。再通教學(xué)活動解決問題，引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識規(guī)律，理解本質(zhì)，建構(gòu)模型，最后再運(yùn)用模型總結(jié)歸納，最終形成電化學(xué)思維模型。

關(guān)鍵詞：電化學(xué)復(fù)習(xí)課；認(rèn)識事物本質(zhì)；運(yùn)用粒子觀；思維模型；認(rèn)識規(guī)律；理解本質(zhì)；建構(gòu)模型；總結(jié)歸納

中圖分類號：G633.8文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1992-7711（2021）06-0092

在近幾年的高考中，電化學(xué)知識始終是高考中的重點(diǎn)及難點(diǎn)內(nèi)容。在《普通高中實(shí)驗(yàn)教科書必修2》中，課程標(biāo)準(zhǔn)要求學(xué)生“列舉實(shí)例說明化學(xué)能與電能的轉(zhuǎn)化關(guān)系及其應(yīng)用”。在《普通高中實(shí)驗(yàn)教科書選修4化學(xué)反應(yīng)原理》中，課程標(biāo)準(zhǔn)明確要求學(xué)生“深入體會化學(xué)能與電能相互轉(zhuǎn)化的探究過程，了解原電池和電解池的工作原理，能熟練寫出電極反應(yīng)和電池反應(yīng)方程式”，并進(jìn)一步要求學(xué)生能“通過生活中觀察應(yīng)用和查閱資料了解日常生活中實(shí)用化學(xué)電源的種類及其工作原理，認(rèn)識化學(xué)能與電能相互轉(zhuǎn)化的實(shí)際意義”。而在高考考試大綱中對這部分內(nèi)容也提出了如下要求：理解原電池和電解池的工作原理并正確書寫電極反應(yīng)和電池反應(yīng)方程式，了解原電池和電解池在實(shí)際中的應(yīng)用。從課程標(biāo)準(zhǔn)、考試大綱我們都能看出，理解電化學(xué)原理、準(zhǔn)確書寫電極反應(yīng)、運(yùn)用電化學(xué)知識解決在生產(chǎn)生活及科技領(lǐng)域遇到的實(shí)際問題是學(xué)生在高中階段應(yīng)達(dá)到的目標(biāo)。

在電化學(xué)知識復(fù)習(xí)過程中，學(xué)生對電化學(xué)問題的理解掌握常常采用記憶的方法，氧化還原反應(yīng)是電化學(xué)的本質(zhì)，對學(xué)生來說僅僅是掛在嘴邊話而已，在實(shí)際解答題目時不會去考慮，取而代之的是背誦教師在教學(xué)中教給學(xué)生的粒子的放電順序。對于復(fù)雜問題，學(xué)生的思維絕大多數(shù)都停留在表面，不能透過現(xiàn)象分析反應(yīng)的本質(zhì)。學(xué)生對原電池、電解池裝置中粒子運(yùn)動方向、粒子的種類、粒子發(fā)生作用的環(huán)境、粒子如何得失電子等的分析都存在一些問題，進(jìn)而導(dǎo)致學(xué)生對電極反應(yīng)、電解質(zhì)溶液的變化及復(fù)原、電化學(xué)基本原理及其實(shí)際應(yīng)用在解答問題的過程中會出現(xiàn)的問題，所以引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會認(rèn)識事物本質(zhì)、自覺運(yùn)用粒子觀等化學(xué)觀念解決問題、建構(gòu)解決復(fù)雜問題的思維模型應(yīng)成為我們這部分教學(xué)的重點(diǎn)。那么，粒子觀包括哪些內(nèi)容？電化學(xué)中的粒子觀體現(xiàn)在哪些地方？如何運(yùn)用粒子觀解決電化學(xué)的實(shí)際問題呢？

一、有關(guān)電化學(xué)學(xué)科觀念——粒子觀

1.粒子觀

在初中學(xué)習(xí)中，我們就已經(jīng)知道，物質(zhì)是由分子、原子、離子等基本粒子構(gòu)成的，這些粒子總是不斷運(yùn)動的，當(dāng)條件改變時，粒子運(yùn)動的速率、方向等會發(fā)生變化。同時，粒子之間存在著相互作用，這種相互作用使分子、原子、粒子等粒子聚集成宏觀物質(zhì)。

2.電化學(xué)中的粒子觀

無論是原電池還是電解池，都是粒子之間的相互作用，因此在研究電化學(xué)問題時，我們要認(rèn)識粒子發(fā)生作用的場所，明確外電路電子運(yùn)動方向及電解質(zhì)溶液、電極本身（包括外加物質(zhì)）粒子的種類，分析電解質(zhì)溶液中粒子的運(yùn)動方向、得失電子發(fā)生變化的粒子的種類，并進(jìn)一步分析電極反應(yīng)所得產(chǎn)物是否與環(huán)境中的粒子發(fā)生后續(xù)反應(yīng)等。

3.電極反應(yīng)的本質(zhì)

在電化學(xué)粒子觀的建構(gòu)及應(yīng)用過程中，我們務(wù)必要使學(xué)生牢牢抓住氧化還原反應(yīng)與電極反應(yīng)間的關(guān)系，引導(dǎo)學(xué)生明確陽極（或負(fù)極）為失電子被氧化的反應(yīng)，而陰極（或正極）為得電子被還原的反應(yīng)。由此，讓學(xué)生站在學(xué)科本質(zhì)的角度認(rèn)識電化學(xué)反應(yīng)。

二、學(xué)生學(xué)習(xí)電化學(xué)知識的基礎(chǔ)及學(xué)習(xí)障礙

在必修2的學(xué)習(xí)中，學(xué)生學(xué)習(xí)了原電池的初步知識，已經(jīng)認(rèn)識到化學(xué)能可以轉(zhuǎn)化為電能從而為人類生產(chǎn)生活提供方便，并初步體會氧化還原反應(yīng)是在兩個電極上分開進(jìn)行的。

在選修4的學(xué)習(xí)中，從電池效率的角度，學(xué)生學(xué)習(xí)了有鹽橋的原電池的反應(yīng)原理，進(jìn)一步完善了對原電池的認(rèn)識。同時在學(xué)習(xí)電解原理的過程中，認(rèn)識到電解是一種強(qiáng)有力的氧化還原手段，使通常條件下不能發(fā)生的氧化還原反應(yīng)得以實(shí)現(xiàn)，同時更加明確分開進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)是電化學(xué)的實(shí)質(zhì)。

進(jìn)入高三復(fù)習(xí)階段，學(xué)生雖然對電化學(xué)的基本知識沒有忘記，但具體內(nèi)容卻記憶不深刻，更無法與反應(yīng)的本質(zhì)聯(lián)系起來。針對這種情況，我們力求讓學(xué)生理解電極、電解液各異的原電池和電解池，其本質(zhì)相同，引導(dǎo)學(xué)生抓住電化學(xué)的核心問題，從粒子間相互作用的角度進(jìn)行分析。

學(xué)生學(xué)習(xí)電化學(xué)知識可能存在的困難有：學(xué)生在面對陌生情境、復(fù)雜的信息及裝置圖時還不能很好地將理解的知識轉(zhuǎn)化成思路方法，解決電化學(xué)復(fù)雜問題還有一定困難。

本課的設(shè)計是基于學(xué)生此時的障礙點(diǎn)，希望通過這樣的總結(jié)提升讓學(xué)生認(rèn)識到解決電化學(xué)問題的關(guān)鍵不在于練習(xí)多么陌生、復(fù)雜的電極反應(yīng)，而是我們是否能建立起正確的分析模型思路，養(yǎng)成自覺運(yùn)用化學(xué)觀念解決問題的習(xí)慣、養(yǎng)成透過現(xiàn)象看本質(zhì)的習(xí)慣。一旦有了這樣的思路，我們就能解決各種復(fù)雜、陌生的化學(xué)反應(yīng)。

三、教學(xué)目標(biāo)

1.教學(xué)目標(biāo)

（1）進(jìn)一步認(rèn)識電化學(xué)本質(zhì)是氧化還原反應(yīng)，突出變化觀念與平衡思想的學(xué)科核心素養(yǎng)建構(gòu)。

（2）在解決真實(shí)問題的過程中，形成電化學(xué)思維模型，并學(xué)會運(yùn)用模型分析問題。

（3）通過電化學(xué)基本模型的建立及基本要素尋找，養(yǎng)成透過現(xiàn)象看本質(zhì)的習(xí)慣，進(jìn)一步形成并建構(gòu)粒子觀。

2.教學(xué)重點(diǎn)及難點(diǎn)

重點(diǎn)：電化學(xué)問題解決基本模型的建立；

難點(diǎn)：電化學(xué)問題解決過程中思維模型的建立及應(yīng)用。

四、教學(xué)過程

教學(xué)環(huán)節(jié)一：創(chuàng)設(shè)情境引入課題

本環(huán)節(jié)設(shè)計的目的是由實(shí)際問題引入，引發(fā)學(xué)生對電化學(xué)知識的興趣，從而進(jìn)入本節(jié)課的學(xué)習(xí)。

教學(xué)環(huán)節(jié)二：解決問題認(rèn)識規(guī)律

本環(huán)節(jié)設(shè)計的目的是使學(xué)生在解決實(shí)際問題的過程中充分理解掌握電化學(xué)的相關(guān)知識，梳理解決問題的基本思路，初步建立認(rèn)識規(guī)律，為思維模型的建構(gòu)打下基礎(chǔ)。

教學(xué)環(huán)節(jié)三：理解本質(zhì)建構(gòu)模型

本環(huán)節(jié)設(shè)計的目的是引導(dǎo)學(xué)生對所分析的問題進(jìn)行歸納總結(jié)，結(jié)合電化學(xué)反應(yīng)的本質(zhì)，最終幫助學(xué)生形成分析電化學(xué)問題的基本思維模型，突出模型認(rèn)知的學(xué)科核心素養(yǎng)。

教學(xué)環(huán)節(jié)四：運(yùn)用模型總結(jié)歸納

本環(huán)節(jié)設(shè)計的目的是使學(xué)生運(yùn)用模型解決電化學(xué)的實(shí)際問題，熟悉并掌握分析問題的思路，體會模型的重要意義。

在近幾年的高考試題中，電化學(xué)知識考查方式花樣翻新，陌生情景、復(fù)雜裝置頻繁出現(xiàn)，以此考查學(xué)生的知識、能力與學(xué)科核心素養(yǎng)。在復(fù)習(xí)課中，我們既要幫助學(xué)生梳理有關(guān)電化學(xué)的基礎(chǔ)知識，又要在復(fù)習(xí)知識的過程中，幫助學(xué)生形成解決問題的思路和方法，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)一步理解電化學(xué)反應(yīng)的本質(zhì)，最終形成電化學(xué)思維模型。

（作者單位：河北省衡水市第二中學(xué)053000）