鄭麗瑜

科學(xué)取向教學(xué)論對(duì)教學(xué)實(shí)踐的重要貢獻(xiàn)，就是它認(rèn)識(shí)了不同類型的學(xué)習(xí)與教學(xué)策略、教學(xué)評(píng)價(jià)之間的必然聯(lián)系。根據(jù)該教學(xué)論可將現(xiàn)有中學(xué)化學(xué)課堂教學(xué)分為如下幾類課型：元素化合物課、概念課、原理課、基本技能課、高級(jí)技能課、復(fù)習(xí)課等。

其中，概念課的教學(xué)具有三個(gè)顯性的教學(xué)任務(wù)：

1.知道概念是什么（名稱、定義、屬性和例證分析）；

2.運(yùn)用概念去辦事（分類、屬性的運(yùn)用）；

3.辨明新概念與有關(guān)概念的關(guān)系，形成概念系統(tǒng)。

因此，根據(jù)概念課的顯性教學(xué)任務(wù)，我們?cè)谠O(shè)計(jì)教學(xué)環(huán)節(jié)時(shí)一般按照以下的順序。

1.獲得概念：提供盡可能充足的實(shí)驗(yàn)事實(shí)或數(shù)據(jù)或經(jīng)驗(yàn)，加以歸納、概括形成概念?；蛲ㄟ^(guò)復(fù)習(xí)原有概念，并分析與新概念的關(guān)系，用演繹的方法形成概念。

2.明確概念的適用范圍和條件：初步建立概念后，通過(guò)解釋、判斷正或反例、主動(dòng)舉例等變式訓(xùn)練，理解概念的本質(zhì)屬性，明確其適用范圍和條件等。

3.運(yùn)用概念對(duì)外辦事：通過(guò)在新的情景中運(yùn)用概念進(jìn)行分類或解釋、比較新舊概念、運(yùn)用概念的屬性作出推論等變式訓(xùn)練，鞏固、內(nèi)化新概念，形成概念系統(tǒng)。

本文是基于科學(xué)取向教學(xué)論的理論指導(dǎo)，對(duì)人教版必修2《原電池》的教材內(nèi)容與學(xué)生學(xué)習(xí)能力起點(diǎn)、教學(xué)目標(biāo)（終點(diǎn)）等進(jìn)行分析，通過(guò)創(chuàng)設(shè)情境，激發(fā)學(xué)生興趣；提供驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)，習(xí)得原電池概念，理解原電池的工作原理；通過(guò)科學(xué)探究，總結(jié)構(gòu)成原電池形成的條件，力圖幫助學(xué)生在學(xué)習(xí)原電池相關(guān)知識(shí)的過(guò)程中，培養(yǎng)運(yùn)用原電池相關(guān)知識(shí)解決問(wèn)題的能力。

一、教學(xué)背景分析

1.教材分析

原電池原理是中學(xué)化學(xué)重要基本理論之一，從反應(yīng)物之間電子轉(zhuǎn)移的角度看，原電池概念的形成是氧化還原反應(yīng)本質(zhì)的拓展和應(yīng)用；從思維角度看，“將化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能”的思想，是對(duì)火力發(fā)電的原理“化學(xué)能一熱能一機(jī)械能一電能”思維方式的反思和突破。

2.學(xué)生分析

經(jīng)過(guò)一年半化學(xué)的學(xué)習(xí)，學(xué)生已經(jīng)掌握了金屬的活動(dòng)性順序，氧化還原反應(yīng)等相關(guān)知識(shí)，學(xué)生也已經(jīng)具備了一定的基礎(chǔ)知識(shí)和分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力。

同時(shí)由于原電池學(xué)生第一次接觸學(xué)習(xí)，學(xué)習(xí)上力求激發(fā)興趣，不宜馬上拓展。

二、教學(xué)目標(biāo)分析

課標(biāo)要求：《化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》對(duì)于原電池的要求描述是：舉例說(shuō)明化學(xué)能與電能的轉(zhuǎn)化關(guān)系及其應(yīng)用。

1.寫(xiě)圖示——明確“教什么”（表1）

2.定內(nèi)容，析途徑——確定教學(xué)方法和學(xué)習(xí)途徑

根據(jù)圖式，本節(jié)課主要學(xué)習(xí)原電池定義（命題學(xué)習(xí)）、原電池原理（宏觀一微觀一符號(hào)三重表征學(xué)習(xí)）、原電池形成條件（實(shí)驗(yàn)歸納途徑學(xué)習(xí)）。

3.清序列——確定教學(xué)順序

（1）寫(xiě)出主要結(jié)論和建立的邏輯過(guò)程（見(jiàn)表2）

（2）獲得結(jié)論的途徑

學(xué)生學(xué)習(xí)經(jīng)歷遵循實(shí)驗(yàn)歸納途徑：提出問(wèn)題、假設(shè)猜測(cè)、規(guī)劃研究方案、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、執(zhí)行實(shí)驗(yàn)、處理數(shù)據(jù)、獲得結(jié)論等環(huán)節(jié)。

4.教學(xué)目標(biāo)的設(shè)置

科學(xué)取向教學(xué)論強(qiáng)調(diào)目標(biāo)的導(dǎo)學(xué)、導(dǎo)教和指導(dǎo)測(cè)量和評(píng)價(jià)的作用。為此，教學(xué)目標(biāo)設(shè)置要簡(jiǎn)明、精要，可以觀察和測(cè)量。教學(xué)目標(biāo)應(yīng)陳述預(yù)期學(xué)生學(xué)習(xí)的結(jié)果，用學(xué)生通過(guò)學(xué)習(xí)后會(huì)做什么（技能）和會(huì)說(shuō)什么（知識(shí)）來(lái)陳述目標(biāo)。本節(jié)課的教學(xué)目標(biāo)設(shè)置如下：

.

（1）了解原電池的定義：知道火力發(fā)電的原理是將化石燃料燃燒放出的能量（即化學(xué)能）先轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能再轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?，知道原電池是化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置。

（2）理解原電池的工作原理：能以銅鋅原電池（稀H：SO4作電解液）為例，從宏觀（實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象）——微觀（線路中電子、溶液中離子流動(dòng)的方向分析）——符號(hào)（電極反應(yīng)式）三重表征，判斷正負(fù)極，正確規(guī)范書(shū)寫(xiě)電極反應(yīng)方程式。

（3）通過(guò)探究實(shí)驗(yàn)，能說(shuō)出原電池形成的條件，會(huì)判斷原電池裝置圖，了解對(duì)比實(shí)驗(yàn)在科學(xué)探究中的運(yùn)用，學(xué)會(huì)控制實(shí)驗(yàn)條件的研究方法。

5.知識(shí)類型分析（見(jiàn)表3）

綜上，本節(jié)課屬于概念課的范疇。以下是教學(xué)實(shí)踐過(guò)程。

2.教學(xué)流程

環(huán)節(jié)一：獲得概念

通過(guò)火力發(fā)電初步習(xí)得化學(xué)能可以轉(zhuǎn)化為電能。

[引入]展示“西紅柿”電池（激發(fā)興趣和探究欲望），沒(méi)有電，為何燈泡會(huì)亮呢？

[討論]物質(zhì)中的化學(xué)能有無(wú)可能轉(zhuǎn)化為電能呢？又是如何轉(zhuǎn)化的？今天我們一起來(lái)學(xué)習(xí)原電池。首先我們看課本第40頁(yè)，通過(guò)圖2—7，我們可以了解到我國(guó)目前發(fā)電總量構(gòu)成中，火電仍居榜首。結(jié)合圖2-8燃煤發(fā)電過(guò)程中能量是如何轉(zhuǎn)化的？

[提問(wèn)]上述能量轉(zhuǎn)化過(guò)程有何弊端？

[小結(jié)]環(huán)境污染，轉(zhuǎn)化步驟多、損失大，有無(wú)化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能的裝置？

[師生小結(jié)]原電池的定義：我們把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置叫做原電池

設(shè)計(jì)意圖：以一個(gè)水果電池進(jìn)行課堂引入，馬上抓住了學(xué)生的注意力，激起學(xué)生的興趣，喚起其好奇心。后續(xù)提供了火力發(fā)電的弊端，引導(dǎo)學(xué)生選擇一種能將化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能的化學(xué)反應(yīng)，然后提出原電池概念，水到渠成。

環(huán)節(jié)二：明確概念的適用范圍和條件

提供實(shí)驗(yàn)事實(shí)，理解原電池的工作原理（宏觀一微觀一符號(hào)三重表征學(xué)習(xí)）

[提問(wèn)]要將化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化成電能，必須要選擇合適類型的化學(xué)反應(yīng)。電流是電子的定向移動(dòng)引起的，在前面學(xué)過(guò)的哪種反應(yīng)類型有電子的轉(zhuǎn)移？

[學(xué)生回答]氧化還原反應(yīng)。

[過(guò)渡]要想使氧化還原反應(yīng)釋放的能量不通過(guò)熱能直接轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?，就要設(shè)計(jì)一種裝置，使氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)分別在兩個(gè)不同的區(qū)域進(jìn)行，并使其間的電子轉(zhuǎn)移，在一定條件下形成電流。

宏觀：

[演示實(shí)驗(yàn)]實(shí)驗(yàn)2-4：將鋅片和銅片用導(dǎo)線連接（導(dǎo)線中間接入一個(gè)電流表），平行插入盛有稀硫酸的燒杯中，觀察現(xiàn)象并準(zhǔn)確記錄。

微觀：

[提問(wèn)]第41頁(yè)《學(xué)與問(wèn)》：根據(jù)你所了解的電學(xué)知識(shí)，你知道電子是怎樣流動(dòng)的嗎？你如何判斷裝置的正、負(fù)極？

[學(xué)生回答]電子從負(fù)極流向正極，電流表指針偏向的是正極。

[教師設(shè)疑]1.銅不與稀硫酸反應(yīng)，銅片上的氣體是哪里來(lái)的？

2.氫離子轉(zhuǎn)變?yōu)闅錃馑璧碾娮訌暮味鴣?lái)？

討論結(jié)果預(yù)設(shè)：鋅失去的電子通過(guò)導(dǎo)線轉(zhuǎn)移到銅片上，氫離子在銅片上得電子轉(zhuǎn)變?yōu)闅錃猓?/p>

電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)說(shuō)明導(dǎo)線中有電子流過(guò)，證明氫離子得到的電子確實(shí)是鋅片失去，通過(guò)導(dǎo)線傳遞到銅片上的。

設(shè)計(jì)意圖：我們發(fā)現(xiàn)電流表的指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，說(shuō)明產(chǎn)生了電流，通過(guò)實(shí)驗(yàn)，引導(dǎo)學(xué)生從三重表征學(xué)習(xí)原電池的工作原理，過(guò)程中從實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象中設(shè)計(jì)疑問(wèn)，讓學(xué)生更深刻理解原電池工作原理。

環(huán)節(jié)三：明確概念的適用范圍和條件

通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究，總結(jié)原電池形成的條件（實(shí)驗(yàn)歸納途徑學(xué)習(xí)）

提出問(wèn)題：

[過(guò)渡]原電池的發(fā)明實(shí)現(xiàn)了化學(xué)能和電能的直接轉(zhuǎn)化，怎么判斷一個(gè)類似的裝置能否組成原電池？（能否有電流產(chǎn)生）

猜想、設(shè)計(jì)方案并實(shí)驗(yàn)：

[學(xué)生活動(dòng)]第41頁(yè)“科學(xué)探究”，學(xué)生自行從給定的實(shí)驗(yàn)用品中選擇組成原電池，畫(huà)出電池裝置示意圖。根據(jù)小組畫(huà)出的示意圖進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，討論哪些裝置可以形成原電池。（使學(xué)生學(xué)會(huì)控制實(shí)驗(yàn)條件的方法，探究原電池的組成條件）

實(shí)驗(yàn)用品：鋅片、銅片、鐵片、石墨電極各兩套，導(dǎo)線、金屬夾、靈敏電流表、稀硫酸、酒精溶液、燒杯。

[講解]根據(jù)學(xué)生可能的實(shí)驗(yàn)結(jié)果cu-zn、Cu-Fe、Cu-C、Cu-Cu、Zn-Fe、Zn-C、Zn-Zn、Fe-c、Fe-Fe、C-C等可能組合進(jìn)行分析，得出可形成原電池的裝置。

思考討論與處理數(shù)據(jù)：

[思考與交流]通過(guò)以上實(shí)驗(yàn)，原電池應(yīng)由哪幾部分構(gòu)成，各起什么作用？構(gòu)成一個(gè)原電池需要哪些條件？（教師還可以根據(jù)學(xué)生提出的實(shí)際情況進(jìn)行更深的探討，在探究中點(diǎn)燃學(xué)生思維的火花。）

得出結(jié)論：[小結(jié)]組成原電池的條件：應(yīng)由有兩種活動(dòng)性不同的金屬（或一種是非金屬導(dǎo)體）作電極；電解質(zhì)溶液提供離子移動(dòng)；導(dǎo)線，使兩極相連形成閉合電路。相對(duì)活潑的金屬做負(fù)極。

[教師強(qiáng)調(diào)]構(gòu)成原電池的條件：兩極一液成回路。

設(shè)計(jì)意圖：這是課本的科學(xué)探究，按照實(shí)驗(yàn)歸納學(xué)習(xí)的途徑，通過(guò)讓學(xué)生自主設(shè)計(jì)原電池裝置，分析歸納總結(jié)出原電池形成的條件，培養(yǎng)學(xué)生思考和探究的思維能力。此環(huán)節(jié)可以按照學(xué)生的水平層次，教師可進(jìn)行改進(jìn)。

環(huán)節(jié)四：運(yùn)用概念對(duì)外辦事

運(yùn)用原電池原理解決問(wèn)題

1.下列各裝置中能組成原電池的是（ ）

2.“西紅柿”電池中燈泡為何亮了？

3.故事：在倫敦的上流社會(huì)，有一位貴族夫人格林太太，她有一口整齊潔白的牙齒。但其中鑲有兩顆假牙：一顆是黃金的一這是格林太太富有的象征；另一顆是不銹鋼的（這是一次車(chē)禍留下的痕跡）。

令人百思不解的是：打從車(chē)禍以后，格林太太經(jīng)常頭疼，夜間失眠，心情煩躁……盡管一些國(guó)際上知名的專家教授絞盡腦汁但格林太太的病癥未能有絲毫的減輕，而且日趨嚴(yán)重……她的病真的就沒(méi)治了嗎？

后來(lái)是一位化學(xué)家解除了她的痛苦。通過(guò)這節(jié)課的學(xué)習(xí)，你能知道是怎么一回事嗎？

設(shè)計(jì)意圖：通過(guò)對(duì)原電池的學(xué)習(xí)，運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決生活中的問(wèn)題，學(xué)以致用，培養(yǎng)學(xué)生解決問(wèn)題的能力，體現(xiàn)化學(xué)學(xué)科的價(jià)值，生活處處是化學(xué)。

[課堂小結(jié)]

四、教學(xué)實(shí)踐反思

本教學(xué)實(shí)踐研究，在科學(xué)取向教學(xué)論的指導(dǎo)下，通過(guò)理論與實(shí)踐結(jié)合，以“原電池”的教學(xué)實(shí)踐為例，總結(jié)出中學(xué)化學(xué)概念課型的一般教學(xué)規(guī)范。同時(shí)，課堂教學(xué)有差異性，科學(xué)取向教學(xué)論是個(gè)“理念”，它必將要求教師在根據(jù)實(shí)際的學(xué)情和教學(xué)內(nèi)容上進(jìn)行調(diào)整，吃透教材和課標(biāo)，確定好教學(xué)目標(biāo)，進(jìn)行符合學(xué)生認(rèn)知水平的教學(xué)設(shè)計(jì)，實(shí)施有效教學(xué)。

筆者向部分學(xué)生了解了上課后的感受與收獲，大部分學(xué)生都提到一點(diǎn)，就是這些原來(lái)感覺(jué)復(fù)雜的概念，現(xiàn)在變得簡(jiǎn)單且易懂。科學(xué)取向教學(xué)論指導(dǎo)下的概念課課型通過(guò)獲得概念、明確概念和運(yùn)用概念這三步，幫助學(xué)生更好地去掌握概念。在教學(xué)設(shè)計(jì)中，既要能夠有效解決問(wèn)題，也要能夠讓學(xué)生容易掌握，關(guān)鍵在于如何去設(shè)計(jì)解決問(wèn)題的操作步驟。