朱 紛 潘 程

提升高三電化學(xué)復(fù)習(xí)效率的策略研究

朱 紛1*潘 程2

（1江蘇省中小學(xué)教學(xué)研究室 江蘇南京 210013；2南京市二十九中學(xué) 江蘇南京 210036）

電化學(xué)知識是高中化學(xué)中非常重要的內(nèi)容，高三化學(xué)一輪復(fù)習(xí)可通過“基于裝置變化激活知識”、“基于微粒觀綜合知識”、“基于運動守恒應(yīng)用知識”來優(yōu)化復(fù)習(xí)效果，促進學(xué)生對電化學(xué)知識豐富內(nèi)涵的理解，從而提高解決問題的能力。

電化學(xué)；復(fù)習(xí)效率；策略

“電化學(xué)”是課程標準中主題1“化學(xué)反應(yīng)與能量”中的內(nèi)容，“高考考試說明”對這部分知識的要求為“了解原電池和電解池的工作原理，能寫出電極反應(yīng)和電池反應(yīng)方程式，理解金屬發(fā)生電化學(xué)腐蝕的原因”。在各地高考中，針對電化學(xué)知識的考查題目往往內(nèi)容抽象、理論性強，并且包含大量信息，對學(xué)生的邏輯思維能力要求很高。因此，電化學(xué)知識往往是高三一輪復(fù)習(xí)的重點內(nèi)容。如何在一輪復(fù)習(xí)中提高效率，使學(xué)生在新授課基礎(chǔ)上能夠更加系統(tǒng)深入地掌握電化學(xué)知識，將是本研究重點要解決的問題。

一、一輪復(fù)習(xí)課的教學(xué)設(shè)計流程

從表象上看，復(fù)習(xí)課與新授課有著相同的教學(xué)內(nèi)容，然而，通過新授課的學(xué)習(xí)，學(xué)生已經(jīng)掌握了大部分知識，具備了一定的認識基礎(chǔ)，所以復(fù)習(xí)課的主要目標是在學(xué)生原有的認識基礎(chǔ)上進行鞏固提升，加強理解，形成完整的知識網(wǎng)絡(luò)。因此，在復(fù)習(xí)課教學(xué)時必須充分重視學(xué)生的已有認識，找出學(xué)生在電化學(xué)學(xué)習(xí)中的問題及難點，再針對這些問題找到相應(yīng)的策略進行難點突破，從而實現(xiàn)更高效的復(fù)習(xí)教學(xué)。綜上，本研究提出了一輪復(fù)習(xí)課的教學(xué)設(shè)計流程，如下圖1所示：

圖1 復(fù)習(xí)課設(shè)計流程圖

一輪復(fù)習(xí)課的教學(xué)設(shè)計主要分為五個環(huán)節(jié)。環(huán)節(jié)一：設(shè)計調(diào)查問卷進行前測，掌握學(xué)生已有認識基礎(chǔ)，找到學(xué)生認識中的盲點、錯誤、難點，作為復(fù)習(xí)課上亟待解決的重要問題；環(huán)節(jié)二：針對在前測中發(fā)現(xiàn)的問題，制定相應(yīng)的教學(xué)策略，有針對性地解決學(xué)生的重、難點問題，實現(xiàn)高效的復(fù)習(xí)課堂；環(huán)節(jié)三：根據(jù)制定的教學(xué)策略，進行教學(xué)設(shè)計，在教學(xué)設(shè)計中完善教學(xué)策略，解決重、難點問題；環(huán)節(jié)四：選擇合適的班級實施教學(xué)，在教學(xué)過程完善教學(xué)設(shè)計，并根據(jù)學(xué)生現(xiàn)場的反饋情況及時調(diào)整教學(xué)策略；環(huán)節(jié)五：設(shè)計調(diào)查問卷進行后測，評價教學(xué)效果，改進教學(xué)策略及教學(xué)設(shè)計。在上述幾個環(huán)節(jié)中，本研究將重點闡述環(huán)節(jié)三的研究成果，即有效教學(xué)策略的制定。

二、教學(xué)策略的制定

通過分析前測調(diào)查問卷的結(jié)果，可以發(fā)現(xiàn)，學(xué)生可以通過識記、模仿等方法較好地掌握簡單的電化學(xué)知識，但在處理一些具有綜合性、探究性的難度較大的問題時往往存在困難，如復(fù)雜原電池與電解池組合裝置的辨認及電極名稱的確定、內(nèi)電路和外電路中主要離子的遷移、電極反應(yīng)式的書寫等。如何在復(fù)習(xí)課中通過制定有效的教學(xué)策略解決這些問題，是本研究要重點研究的問題。筆者結(jié)合個人的教學(xué)實踐，提出如下三點教學(xué)策略。

1.基于裝置變化激活知識

在新授課的教學(xué)中學(xué)生已掌握了原電池和電解池裝置圖的構(gòu)造、電極名稱、電極反應(yīng)類型的判斷等知識，這些識記性的知識對學(xué)生來說并不困難，也不是復(fù)習(xí)課的教學(xué)難點，不宜花過多時間去分門別類重復(fù)講解，而應(yīng)通過裝置的變換激活電化學(xué)中的易錯知識點，如介質(zhì)對電極反應(yīng)的影響、吸氧腐蝕與析氫腐蝕的比較以及對串聯(lián)電路的認識等，這些問題可通過在系統(tǒng)化的宏觀裝置圖變化中加以解決。

例1：請判斷圖2、圖3、圖4裝置能否構(gòu)成原電池？對能構(gòu)成原電池的裝置，標出電池的正負極。

圖2 圖3 圖4

設(shè)計意圖：通過圖3、圖4的比較，復(fù)習(xí)原電池中電極極性的判斷除了與電極材料的活性有關(guān)外，還與電解質(zhì)溶液有關(guān)；通過圖3、圖2的比較，復(fù)習(xí)金屬的電化學(xué)腐蝕，即析氫腐蝕和吸氧腐蝕的比較。

例2：圖5是對圖3裝置的改進，設(shè)計雙液電池的目的是什么？通過圖5、圖6比較，即當(dāng)鹽橋換成銅橋（純銅制成）后，標出圖6中各電極的名稱。

圖5 圖6圖7

設(shè)計意圖：復(fù)習(xí)雙液電池的優(yōu)點：解決了化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的核心問題——大大提高能量轉(zhuǎn)化效率。通過圖5、圖6的比較從原電池裝置復(fù)習(xí)自然過渡到電解裝置的復(fù)習(xí)。教學(xué)時為便于理解，對圖6簡化得圖7，可清晰地看到圖7相當(dāng)于在直流電源的作用下用銅電極電解稀硫酸，從而復(fù)習(xí)原電池的構(gòu)成條件、電解池的構(gòu)成條件。

在上述例題的討論中，都是采用基于裝置變化來進行知識點復(fù)習(xí)的策略。這是因為在裝置圖的變化中構(gòu)建知識體系比直接講授知識點更能激發(fā)學(xué)生的思考，提升學(xué)生的問題解決能力，因此對缺失、模糊和易混淆的概念復(fù)習(xí)更為有效果，同時讓學(xué)生感到學(xué)習(xí)內(nèi)容和方法的變化，對后續(xù)復(fù)習(xí)產(chǎn)生濃厚的興趣而不至有厭倦感。

2.基于微粒觀綜合知識

通過裝置的變化激活了電化學(xué)基礎(chǔ)知識后，接下來要解決的問題是：如何能夠從化學(xué)能與電能的轉(zhuǎn)化中抽象出最核心的知識進行聯(lián)系、綜合，如何站在更高的角度來遷移、應(yīng)用電化學(xué)知識。筆者認為，運用微粒觀可以很好地解決上述問題。以微粒觀為統(tǒng)領(lǐng)，從微粒的種類、運動及變化等方面可以深入地認識電化學(xué)體系中的物質(zhì)及其變化，達到綜合應(yīng)用知識的目的［1］。

對于原電池可歸納如下：

微粒運動：電子由外電路從負極向正極移動，陽離子在內(nèi)電路運動到正極，陰離子在內(nèi)電路運動到負極。

微粒變化：負極發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)，元素化合價升高，正極發(fā)生得電子的還原反應(yīng)，元素化合價降低?？捎脠D8表示：

圖8

對于電解池可歸納如下：

微粒運動：電子由電源負極出發(fā)，流向陰極，從陽極流回電源正極。在電場力的作用下溶液中的陽離子向陰極移動，陰離子向陽極移動。

微粒變化：陽離子在陰極發(fā)生得電子的還原反應(yīng)，元素化合價降低。陰離子在陽極發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)，元素化合價升高?？捎脠D9表示：

圖9

可以看出通過微粒觀建立以上模型不僅僅是為了解題方便，更為重要的是能夠幫助同學(xué)們掌握電化學(xué)問題的實質(zhì)，有利于形成解決問題的思路與方法。

3.基于運動守恒應(yīng)用知識

分析歷年各地高考，考生在解答電化學(xué)類試題時得分率比較低，通過對考生答題情況的抽樣調(diào)查發(fā)現(xiàn)，不能正確寫出“電極反應(yīng)式”是導(dǎo)致得分率偏低的主要原因，因此，幫助學(xué)生能正確地書寫電極反應(yīng)式也是一輪復(fù)習(xí)時亟待解決的重要問題，而通過運動守恒的思想可以很好地解決這一難題。電化學(xué)反應(yīng)過程中存在離子和電子的“定向運動”，運動必然遵循守恒規(guī)律，所以可以利用電子轉(zhuǎn)移守恒、電荷守恒與原子守恒規(guī)律去解決計算與電極方程式書寫等問題。

例3：（1）以甲烷—空氣為原料，KOH溶液為電解質(zhì)溶液組成原電池，寫出負極的電極反應(yīng)式。（2）使用鉑電極電解KOH和KI的混合溶液制備加碘鹽原料KIO3，寫出陽極的電極反應(yīng)式。

筆者在實踐過程中總結(jié)出基于運動守恒思想書寫電極反應(yīng)式的“四步法”：第一步，找二劑二產(chǎn)物，即確認電極上反應(yīng)的氧化劑和還原劑，并結(jié)合反應(yīng)介質(zhì)寫出還原產(chǎn)物和氧化產(chǎn)物；第二步，利用得失電子守恒確定得失電子的數(shù)目；第三步，利用電荷守恒配平帶電微粒；第四步，利用原子守恒配平其余微粒。按照四步法書寫例 3（1）中負極反應(yīng)式和例 3（2）中陽極反應(yīng)式的過程如下表1所示：

表1 利用“四步法”書寫電極反應(yīng)式的過程

由上可知書寫電極反應(yīng)式時，其實質(zhì)是書寫氧化還原反應(yīng)中的兩個半反應(yīng)，無論是原電池還是電解池，均遵循原子守恒、電荷守恒及得失電子守恒，因此按照上述“四步法”書寫電極反應(yīng)式往往能起到事半功倍的效果［2］。

綜上所述，在進行高三電化學(xué)一輪復(fù)習(xí)課的教學(xué)設(shè)計中，教師應(yīng)充分關(guān)注學(xué)生已有認識基礎(chǔ)，找出學(xué)生在以往學(xué)習(xí)中存在的問題，將這些問題作為復(fù)習(xí)課中需要重點解決的重難點，并針對這些問題制定有效的教學(xué)策略，從而提升高三電化學(xué)復(fù)習(xí)效率，使學(xué)生能在有限的教學(xué)時間中獲得最大限度的進步。

［1］ 何彩霞.整體把握和實施觀念建構(gòu)的化學(xué)教學(xué)研究［J］.中學(xué)化學(xué)教學(xué)參考，2011（7）:12-14

［2］ 朱圣輝.思維建模在解決電化學(xué)問題中的應(yīng)用［J］.化學(xué)教學(xué)，2016（5）:87-90

［3］ 陸軍.實施化學(xué)高考有效復(fù)習(xí)的思考與實踐［J］.中學(xué)化學(xué)教學(xué)參考，2013（4）:33-36

1008-0546（2017）10-0052-03

G633.8

B

10.3969/j.issn.1008-0546.2017.10.017

*通訊聯(lián)系人：E-mial:zf8282@126.com