屈春蕓

摘要：以蘇教版選修教材《化學(xué)反應(yīng)原理》第二單元中的“電解池的工作原理及應(yīng)用”一節(jié)為例，探討在教學(xué)中如何基于學(xué)生體驗(yàn)，有效滲透化學(xué)微粒觀、實(shí)驗(yàn)觀、化學(xué)價(jià)值觀的問題。

關(guān)鍵詞：微粒觀；實(shí)驗(yàn)觀；化學(xué)價(jià)值觀；生本體驗(yàn)

文章編號(hào)：1008-0546（2016）09-0075-03 中圖分類號(hào)：G633.8 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2016.09.026

一、教學(xué)設(shè)計(jì)理念

1. 學(xué)科觀念和化學(xué)學(xué)科觀念

美國教育家H.Lynn Erickon倡導(dǎo)圍繞學(xué)科基本觀念進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)，他認(rèn)為學(xué)科基本觀念“具有超越事實(shí)的持久價(jià)值和遷移價(jià)值”。能讓學(xué)生洞悉自然科學(xué)的本質(zhì)屬性和內(nèi)在規(guī)律，從自然學(xué)科的角度去觀察、分析和處理，讓學(xué)生在學(xué)習(xí)基本知識(shí)、技能之后能應(yīng)用到日常生活中與學(xué)科有關(guān)的問題上，真正成為學(xué)生學(xué)科素養(yǎng)的一部分。

化學(xué)學(xué)科觀念不是具體的化學(xué)知識(shí)，也不是化學(xué)知識(shí)的簡單組合，而是學(xué)生通過化學(xué)課程的學(xué)習(xí)，在深入理解化學(xué)學(xué)科特征的基礎(chǔ)上所獲得的對(duì)化學(xué)的總觀性認(rèn)識(shí)。化學(xué)學(xué)科觀念是指導(dǎo)人們解釋某些知識(shí)規(guī)律的重要工具，是人們?cè)诮鉀Q化學(xué)問題時(shí)自覺運(yùn)用的基本思想和方法。學(xué)生化學(xué)學(xué)科觀念建構(gòu)表現(xiàn)為學(xué)生主動(dòng)運(yùn)用化學(xué)思想和方法，從化學(xué)的視角認(rèn)識(shí)身邊事物和處理問題的自覺意識(shí)或思維習(xí)慣。

由此可見，化學(xué)學(xué)科觀念是化學(xué)學(xué)習(xí)者（學(xué)生）對(duì)化學(xué)學(xué)科思想的不同認(rèn)識(shí)和理解，是學(xué)生通過化學(xué)課程的學(xué)習(xí)所獲得的對(duì)化學(xué)的總觀性認(rèn)識(shí)。那么學(xué)習(xí)者的對(duì)化學(xué)課程的學(xué)習(xí)過程將對(duì)他所獲得的認(rèn)識(shí)影響重大。所以在教學(xué)中關(guān)注學(xué)生的學(xué)習(xí)體驗(yàn)至關(guān)重要。

2. 生本體驗(yàn)

華盛頓兒童博物館墻上有一條醒目的格言：“我聽見了就忘記了，我看見了就記住了，我做過了就理解了”，這一格言道出了在教育過程中學(xué)習(xí)者親身體驗(yàn)的重要性，其實(shí)這個(gè)觀點(diǎn)中國人早就意識(shí)到了，荀子《儒效篇》中寫到：“不聞不若聞之，聞之不若見之，見之不若知之，知之不若行之；學(xué)至于行之而止矣”。在教學(xué)過程中關(guān)注學(xué)生的個(gè)體體驗(yàn)，設(shè)計(jì)問題激發(fā)學(xué)生的思維，創(chuàng)造條件給學(xué)生親自動(dòng)手實(shí)踐的機(jī)會(huì)，將抽象的原理變得“可觸摸”、“可感知”，將“科學(xué)家了解世界的一般思維過程”變成“真的”去做，學(xué)生的參與學(xué)習(xí)活動(dòng)的熱情和深度才有可能獲得質(zhì)的提升。

3. 教材和學(xué)情分析

《電解池的工作原理及其應(yīng)用》是蘇教版高中化學(xué)選修四《化學(xué)反應(yīng)原理》第一章第三節(jié)，是中學(xué)化學(xué)理論體系中不可缺少的一部分，也是氧化還原反應(yīng)、原電池、電離等知識(shí)的綜合運(yùn)用，這些知識(shí)在必修一和必修二中均有涉及，另外原電池和電解池的基本工作原理也在必修二中有所體現(xiàn)，也就是說學(xué)生有一定的知識(shí)儲(chǔ)備。而電解原理又是和工業(yè)聯(lián)系最緊密并且在生活中有廣泛用途的，基于學(xué)生已有的知識(shí)，挖掘?qū)W生的生活經(jīng)驗(yàn)，給學(xué)生親身體驗(yàn)的機(jī)會(huì)，引導(dǎo)學(xué)生從微觀本質(zhì)的角度深入、系統(tǒng)地理解電解的原理，客觀分析生活中的化學(xué)現(xiàn)象，引導(dǎo)學(xué)生形成正確的化學(xué)價(jià)值觀就是我們對(duì)本節(jié)課的定位。

二、教學(xué)過程

1. 首尾呼應(yīng)，構(gòu)建化學(xué)價(jià)值觀

新課以化學(xué)史引入：【史海回眸】1799年意大利物理學(xué)家伏打發(fā)明了電池，使人類第一次獲得了可供實(shí)用的持續(xù)電流。1800年英國科學(xué)家尼科爾遜和卡里斯?fàn)柌捎梅螂姵仉娊馑@得成功。1807年，戴維用電解法獲得金屬鉀、鈉。1808年，戴維用電解法獲得了鈣、鎂、鍶和鋇等。

新課以發(fā)展前景展望結(jié)束：【展望發(fā)展】展示電解原理在電鍍（電鍍塑料、鮮花）、電解精煉、污水處理等方面的應(yīng)用。

設(shè)計(jì)意圖：戴維敏銳地抓住原電池可以向人們提供穩(wěn)定的電流這一科學(xué)史上的重大突破，從而讓自己的科研工作獲得重大進(jìn)展，成為迄今為止發(fā)現(xiàn)元素種類最多的科學(xué)家。這一史實(shí)從情感層面而言讓學(xué)充分感受到技術(shù)的力量，也讓學(xué)生明白技術(shù)的發(fā)展是相互促進(jìn)的；從知識(shí)層面而言，學(xué)生認(rèn)識(shí)到“通電”是一個(gè)非常重要的條件，可以讓很多“不可能”的反應(yīng)發(fā)生。而結(jié)課時(shí)的前景展望讓學(xué)生感受到電解工業(yè)已經(jīng)深入到社會(huì)生活的各個(gè)方面，電解工業(yè)的完善也必將使生活更美好，從而激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)知識(shí)的興趣，也使學(xué)生對(duì)化學(xué)學(xué)科的價(jià)值有比較正面的認(rèn)識(shí)。

化學(xué)課程是科學(xué)課程的重要組織部分， 具有十分重要的精神價(jià)值和倫理價(jià)值，郝京華教授說：“有時(shí)候，決定一個(gè)人行為的不是知識(shí)，而是情感態(tài)度與價(jià)值觀。”《高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》也對(duì)化學(xué)教學(xué)中學(xué)生應(yīng)形成的情感態(tài)度與價(jià)值觀的提出了具體的規(guī)定：“發(fā)展學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣，樂于探究物質(zhì)變化的奧秘，體驗(yàn)科學(xué)探究的艱辛和喜悅，感受化學(xué)世界的奇妙與和諧”；“贊賞化學(xué)科學(xué)對(duì)個(gè)人生活和社會(huì)發(fā)展的貢獻(xiàn)，關(guān)注與化學(xué)有關(guān)的社會(huì)熱點(diǎn)問題，逐步形成可持續(xù)發(fā)展的思想”。在化學(xué)教學(xué)中，從 “整體的科學(xué)”的視角去引導(dǎo)學(xué)生理解化學(xué)的價(jià)值，培養(yǎng)學(xué)生正確的科學(xué)價(jià)值觀和科學(xué)精神，使學(xué)生獲得一種具有普遍社會(huì)意義和人類意義的精神財(cái)富是化學(xué)老師不可推卸的責(zé)任。

2. 引導(dǎo)探究，構(gòu)建化學(xué)微粒觀

環(huán)節(jié)一：電解池的工作原理初探

【引導(dǎo)討論】 電解熔融的氯化鈉為什么會(huì)生成鈉和氯氣？

微觀焦點(diǎn)：

1、通電前熔融態(tài)氯化鈉中有哪些微粒，微粒是如何運(yùn)動(dòng)的？

2、通電后熔融態(tài)氯化鈉中有哪些微粒，微粒是如何運(yùn)動(dòng)的？

3、通電后，電極表面發(fā)生了什么化學(xué)反應(yīng)？

環(huán)節(jié)二：電解原理再探

【引導(dǎo)討論】 電解飽和食鹽水和電解熔融氯化鈉產(chǎn)物為何不同？

微觀焦點(diǎn)：

1、通電后，定向移動(dòng)到陽極的有什么微粒？

2、通電后，定向移動(dòng)到陰極的有什么微粒？

3、在電極上發(fā)生了什么反應(yīng)？

【探究活動(dòng)一】根據(jù)下表提示預(yù)測電解CuCl2溶液的現(xiàn)象；并設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)?zāi)愕念A(yù)測。

【知識(shí)建構(gòu)】以惰性電極電解時(shí)陰陽極放電順序。

微粒觀是指從微觀的角度，從微粒的種類、存在、相互作用、運(yùn)動(dòng)及變化等層面形成的對(duì)物質(zhì)及其變化的本質(zhì)性認(rèn)識(shí)，是學(xué)生認(rèn)識(shí)積累之后的質(zhì)的飛躍。化學(xué)迄今已經(jīng)發(fā)展至原子-分子的水平，學(xué)生通過必修教材的學(xué)習(xí)也已經(jīng)有不少宏觀化學(xué)事實(shí)、經(jīng)驗(yàn)的積累，從微觀的角度認(rèn)識(shí)反應(yīng)的本質(zhì)不但有必要而且符合學(xué)生的學(xué)習(xí)情況。微粒觀的建構(gòu)不是憑空生成的，將微粒觀的基本內(nèi)涵內(nèi)化在知識(shí)分析、學(xué)情分析、教學(xué)目標(biāo)分析環(huán)節(jié)，外顯在教學(xué)環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)和教學(xué)策略中，以具體知識(shí)為載體，在教師的引領(lǐng)之下，學(xué)生由淺入深，逐步從現(xiàn)象分析到微觀本質(zhì)，豐富對(duì)微粒觀的認(rèn)識(shí)，也使學(xué)生形成從微粒種類→微粒運(yùn)動(dòng)→微粒變化→宏觀現(xiàn)象的基本分析流程，這一流程也可以遷移到對(duì)其他實(shí)驗(yàn)事實(shí)的分析中，從而逐漸形成從微觀角度系統(tǒng)分析化學(xué)變化的基本觀念。

3. 生本體驗(yàn)，構(gòu)建化學(xué)實(shí)驗(yàn)觀

環(huán)節(jié)三：電解原理的再完善

【情境】某品牌電解水器測水質(zhì)的視頻，電極放在純凈水中點(diǎn)解沒有明顯變化，但是放在自來水中電解，自來水很快變產(chǎn)生灰綠色渾濁，隨著電解時(shí)間加長，渾濁物越來越“惡心”。提出問題：我們喝的自來水真的那么臟嗎？

【探究活動(dòng)二】自選電極電解自來水。提供實(shí)驗(yàn)試劑和用品如下：自來水、Na2SO4固體、學(xué)生電源、石墨電極（2根）、鐵片、銅片。

【構(gòu)建新知】活潑金屬做陽極時(shí)優(yōu)先放電

【情境呼應(yīng)】揭秘“凈水器”陷阱。

化學(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科，實(shí)驗(yàn)是化學(xué)是知識(shí)的起點(diǎn)和歸宿，也就是說化學(xué)知識(shí)要從實(shí)驗(yàn)中來，到實(shí)驗(yàn)中去。在本節(jié)課上，聯(lián)系生活中真實(shí)事例（“凈水器”陷阱），設(shè)計(jì)探究性實(shí)驗(yàn)，當(dāng)學(xué)生選用不同的電極電解水（加入硫酸鈉增強(qiáng)導(dǎo)電性）的時(shí)候，發(fā)現(xiàn)有的組水電解之后（石墨電極）只有氣泡產(chǎn)生，沒有明顯的變渾濁。有的組（用鐵片、銅片做陽極）的則產(chǎn)生了明顯發(fā)黑發(fā)綠的渾濁，還有部分組雖然也用的是碳棒，但卻是電解氯化銅溶液之后未清洗的碳棒做電極（陽極的碳棒上附著銅），也產(chǎn)生了渾濁。讓學(xué)生們?cè)谡鸷持嘤懻?、比?duì)、分析，得出活潑金屬做陽極時(shí)優(yōu)先放電的規(guī)律，從而一方面對(duì)電解基本原理的認(rèn)識(shí)更完善，另一方面讓學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)的角度去理性看待生活中常見的事例，對(duì)前一段時(shí)間打著科學(xué)概念販賣“凈水器”的現(xiàn)象有了正確的認(rèn)識(shí)，使學(xué)生覺得學(xué)有所用，這正是化學(xué)實(shí)驗(yàn)觀和價(jià)值觀的真正價(jià)值之所在。

三、教學(xué)反思

1. 層次清晰的遞進(jìn)設(shè)計(jì)符合學(xué)生認(rèn)知規(guī)律

在進(jìn)行本節(jié)課教學(xué)設(shè)計(jì)時(shí)，充分體會(huì)到教材編寫的遞進(jìn)思路，注意必修和選修的銜接，遵循由簡單到復(fù)雜的原則進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)。首先分析電解熔融鹽的情況，了解基本的陰陽極反應(yīng)特征；然后分析電解水溶液，歸納出離子的放電順序；進(jìn)而再創(chuàng)設(shè)情境分析金屬電極參與電解過程的情況，最后完善放電順序。采用這種方式有利于使學(xué)生深入認(rèn)識(shí)電解原理，符合學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律。

2. 整合知識(shí)，關(guān)注體驗(yàn)，構(gòu)建化學(xué)學(xué)科觀念

化學(xué)學(xué)科觀念的建構(gòu)是以具體的知識(shí)為載體展開的。梳理具體知識(shí)，在知識(shí)的呈現(xiàn)過程中創(chuàng)造體驗(yàn)機(jī)會(huì)，滲透觀念教育而不是生硬地告訴學(xué)生某知識(shí)體現(xiàn)了什么觀念是本節(jié)課的又一特點(diǎn)。例如在本節(jié)課的重點(diǎn)之一電解池的工作原理環(huán)節(jié)，我設(shè)計(jì)了2個(gè)大問題來引導(dǎo)討論，每個(gè)大問題之下又設(shè)置了一些梯度小的問題（微觀焦點(diǎn)），引導(dǎo)學(xué)生從微觀角度分析電解池的工作原理，并輔助多媒體動(dòng)畫播放電子流動(dòng)及反應(yīng)過程，加深了學(xué)生對(duì)電解池的工作原理的理解，讓學(xué)生學(xué)到了從微觀本質(zhì)去認(rèn)識(shí)宏觀現(xiàn)象的一般思維過程，為學(xué)生分析電解其他幾種溶液提供了方法指導(dǎo)。

放電的順序。以電解飽和食鹽水和電解氯化銅溶液為切入點(diǎn)，前者必修一在“氯氣的制備”中有所涉及，所以以思維分析為主，后者設(shè)計(jì)探究實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生動(dòng)手實(shí)踐，從而歸納出放電順序，最后以生活情境為基礎(chǔ)的探究實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)活潑金屬做電極時(shí)電解規(guī)律的變化，不但構(gòu)建知識(shí)框架，還讓學(xué)生在獲取知識(shí)的過程中，逐步掌握科學(xué)探究的一般方法，學(xué)會(huì)學(xué)習(xí)。

以學(xué)生的知識(shí)儲(chǔ)備為起點(diǎn)，多種探究模式的共同使用，讓學(xué)生有足夠的時(shí)間思考、想象、動(dòng)手動(dòng)腦探索，而且課堂關(guān)注學(xué)生的體驗(yàn)，最大限度地挖掘?qū)W生的潛能，使學(xué)生充分體會(huì)到成功的喜悅，這正是我們?cè)诮虒W(xué)過程中所必須追求的。

參考文獻(xiàn)

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