摘要：日常教學中核心概念的認識功能容易被忽視，電化學核心概念在高中的教學是分階段進行的，每個階段有不同的教學目標和認識思路，建構電化學核心概念的學習進階，并分析每個進階階段的認識深度、認識思路和認識功能，為促進認識發(fā)展的電化學核心概念教學提供參考。

關鍵詞：核心概念；電化學；學習進階；認識功能；教學建議

文章編號：1005–6629（2017）10–0022–05 中圖分類號：G633.8 文獻標識碼：B

已有研究表明，學生學過的關鍵性知識或者核心概念，對學生建構起相應的科學認識有決定性的影響，這說明知識本體是具有認識功能的，其認識功能主要體現(xiàn)在對相應認識對象的認識發(fā)展、對其他認識對象的認識發(fā)展[1]。例如，學生沒學過電離的概念，學生看到硫酸銅溶液時只能看到藍色溶液，但學習電離概念之后，學生再看硫酸銅溶液，懂得溶液中有銅離子和硫酸根離子，這就是電離核心概念的認識功能，它促進了學生對溶液認識的發(fā)展。

核心概念促進認識的發(fā)展可以從認識對象（knowing target）、認識域（knowing domain）、認識角度（knowing direction）、認識深度（knowing depth）和認識思路（knowing path）五個方面進行分析。

認識對象是指科學研究的對象，可以是某個具體的化學物質、化學反應，也可以是某個專題，如物質結構、氧化還原等；認識域可分為科學域、社會域和自然域；認識角度指的是具體認識域中研究某對象的方向，如化學反應在科學域中認識角度可以有化學反應的方向、限度等；認識深度主要有四個維度：宏觀-微觀，定性-定量，靜止的孤立-動態(tài)的相互作用，文字描述-化學符號表征；認識思路指的是個體對知識或概念的理解過程[2]。

化學概念是由眾多科學事實歸納推理得出的，是思維的產(chǎn)物，概念需要眾多科學事實做支撐。概念與概念之間的經(jīng)緯交織構成了化學學科的基本結構，而化學核心概念位于化學學科知識結構中一般概念的上層，對一般概念具有統(tǒng)攝作用，化學核心概念具有良好的認知功能。中學電化學包含原電池、電解池、化學電源、電解、電鍍、金屬的腐蝕和防護等核心概念，本文將這些核心概念統(tǒng)稱為電化學核心概念。電化學核心概念的理解需要原有知識和科學事實的支持，電化學核心概念又有良好的認識功能，可促進學生對其他化學知識的認識發(fā)展。

1 電化學核心概念的特點及教學中存在的問題

1.1 電化學核心概念的特點

電化學核心概念貫穿整個高中階段并逐級展開，隨著知識層次的推進而發(fā)展深化；電化學核心概念與物理、化學的學科知識交叉融合，與電化學密切相關的知識有物質的量、氧化還原、離子反應、化學鍵、化學反應與能量等；電化學核心概念中蘊含轉化觀、微粒觀、元素觀、分類觀、能量觀、守恒觀等化學基本觀念；電化學核心概念的學習涵蓋了宏觀辨析和微觀探究、變化觀念和平衡思想、證據(jù)推理和模型認知、科學探究和創(chuàng)新意識、科學精神和社會責任等核心素養(yǎng)，是落實核心素養(yǎng)教學的良好載體。與電化學緊密相關的概念和蘊含的化學基本觀念如圖1所示。

1.2 電化學核心概念教學中存在的問題

由于每個階段學生具有的基礎知識不同，所以不同階段學生對電化學核心概念的理解需要達到的認識深度是不同的，對應的認識思路也就不同。從目前的教學觀察來看，電化學教學存在一些問題，主要表現(xiàn)為：

未按課標要求教學、缺乏整體規(guī)劃意識：由于高中電化學知識分階段學習，每個階段的教學目標是不同的，但在實際教學中，教師沒有宏觀、整體的電化學教學意識，在電化學教學的初級階段盲目提高教學要求，增加了學生的負擔，影響化學學習興趣。

忽視電化學核心概念的認識功能：目前高考在社會上的地位沒變，考試分數(shù)作為教學評價的重要依據(jù)的事實沒變，在各種壓力下，為盡快提高學生應試能力，作業(yè)與高考接軌，大量高考、聯(lián)考題出現(xiàn)在作業(yè)中的現(xiàn)象普遍存在[3]，日常教學中反復訓練電化學習題，提高學生的應試能力而忽視了對概念的認識發(fā)展，忽略了核心概念本身的認識功能，學生習得知識轉化為化學認識存在障礙。

基于此，筆者認為有必要對電化學核心概念的學習進階和認識功能進行分析，以期為優(yōu)化電化學核心概念教學提供參考。

2 電化學核心概念的學習進階及認識功能分析

2.1 電化學核心概念的學習進階建構

科學知識和技能的學習是分階段有明確的路徑的，思維要遵循一條連貫的、由簡單到復雜的軌跡。人們在過往已經(jīng)認識到學科知識和技能的形成、建立和深化是一個螺旋式的學習過程。學習進階概念的提出更表明人們應該高度關注學生學習過程的方法、路徑和階段，以及每個學習階段的預期水平[4]。電化學核心概念的學習進階描述的是學生在不同階段對電化學知識所需達到的預期水平，凸顯了電化學核心概念認識層級的發(fā)展，也體現(xiàn)教師各階段的教學要求。知識的學習是螺旋式深入的過程，學生的認識深度也是逐級加深的過程，電化學核心概念（魯科版）的學習進階建構如表1所示。

2.2 基于學習進階路徑的電化學核心概念認識功能分析

各進階階段學生的知識儲備和理解能力有差異，教材預設的認識思路、學生所要達到的認識深度、對應核心概念的認識功能也有差異?？v向分析教材和課標，可意會編者為學生預設的認識思路：初中了解電解的裝置能使水分解；到高中必修2學習化學鍵、化學反應伴隨能量變化后，在人類利用化學反應的主題下，了解原電池裝置可為人類提供電能，初步認識原電池工作原理；進入選修4模塊學習后在化學反應與能量轉化主題下，認識化學能與電能可以相互轉化，先學習原理稍微簡單的電解，并通過應用實例促進學生對電解原理的認識；學習完電能轉化為化學能后，繼續(xù)學習化學能轉化為電能，在必修2的認識基礎上深入研究電池工作原理，并通過化學電源、金屬的電化學腐蝕和防護，發(fā)展學生對電化學核心概念的認識。高中對電化學核心概念的學習過程是基于物質的量、離子反應、氧化還原、化學鍵、化學反應與能量等知識的基礎上，這些基礎知識支撐學生對電化學核心概念的理解，電化學核心概念的學習又反過來促進這些基礎知識的認識發(fā)展。教材預設的認識思路如下圖2。endprint

對四個進階階段電化學核心概念的認識功能分析如下：

水平1階段：第一次接觸電解，該階段引入電解的目的是讓學生認識到水分解為氫氣和氧氣需要較高能量，條件為電解或者高溫分解；水由氫元素和氧元素組成，水分子以氫氧原子2：1的比例構成。

水平2階段：在掌握氧化還原、離子反應、化學鍵、化學反應與能量關系等基礎知識后學習原電池。在化學反應的利用大情境下學習原電池，目的是了解人類利用化學反應提供能量的科學事實，該階段學生認識到：化學反應伴隨能量變化，化學能可轉化為電能；原電池原理是釋放能量的氧化還原反應；溶液中微粒的運動方向和運動規(guī)律，學生對體系中微粒的認識上升到微觀的、動態(tài)的相互作用的認識。這個階段的學生初步認識原電池原理，能解釋簡單原電池的現(xiàn)象，基本建立起分析原電池的思路和方法。原電池的學習反過來也促進了氧化還原、離子反應等知識的認識發(fā)展，如認識到氧化反應和還原反應可以拆分在兩個電極表面進行。

水平3階段：在必修2學習電化學知識的基礎上，深入研究電解原理，認識深度更進一步，要求微觀、定量地認識電解池，并要認識到溶液微粒間動態(tài)的相互作用，會用化學符號表征電解池中的反應。該階段的學習使學生認識到電解是一種強的氧化或還原手段，能使不易進行的吸收能量的氧化還原反應發(fā)生；溶液中微粒有運動的方向和規(guī)律，微粒定向運動有動力來源。

水平4階段：深入學習原電池的工作原理，從本質上認識原電池。與電解原理的對比學習中分析電解池與原電池裝置、原理的共性和差異，并提煉分析電化學裝置的基本思路：首先根據(jù)現(xiàn)象或裝置特點確定是原電池還是電解池，然后分析其中的實質和原理，并用化學用語表征，最后應用原理分析解釋現(xiàn)象和問題。同時也發(fā)展對氧化還原反應的認識。

3 電化學核心概念教學建議

分析電化學核心概念的學習進階及認識功能，能了解學生對核心概念的認知發(fā)展規(guī)律，為教學提供參考。一方面，電化學知識教學是分階段進行的，教師要有宏觀、整體的教學意識，每個階段的教學可參考課程標準和表1確定合適的教學目標，嚴格控制教學深度，避免盲目提高教學要求增加學生負擔；另一方面，教師可參考圖2分析教材預設的認識思路，設計促進學生的化學知識轉化為化學認識、發(fā)揮概念的認識功能的教學。要促進認識發(fā)展，不僅要讓學生清楚化學知識說明的是什么，而且要將化學知識轉化為學生觀察、分析現(xiàn)象和問題的方式和思路，并通過具體的實踐活動，讓學生形成穩(wěn)定的認識方式。促進學生認識發(fā)展的化學教學具有以下特征[6]：具有激發(fā)學生已有認識的問題情境；具有構建認識的驅動性問題和活動；具有學生表達自我認識的空間；具有學生對自我認識進行梳理、實踐和反思提升的空間；以學生認識發(fā)展為教學主線。

以必修2原電池教學為例，基于電化學核心概念的學習進階和認識功能分析，筆者設計促進學生認識發(fā)展的原電池核心概念教學的流程為：

參考課程標準和表1、圖2進行分析，必修2原電池知識的教學知識目標為初步認識原電池的工作原理（原電池的構成條件、電極反應的書寫不要求），讓學生體會化學能轉化為電能，為人類提供能量。

本節(jié)課內容的認識深度：會準確描述并分析原電池實驗的現(xiàn)象（定性、文字描述），認識到原電池中電子、離子的運動方向和運動規(guī)律（動態(tài)的相互作用）。

認識思路：分析鋅銅原電池的工作原理和微粒的運動方向和規(guī)律，進而建立起分析原電池現(xiàn)象和問題的基本思路。

基于上述研究分析，為達到預期教學目標并促進學生的認識發(fā)展，確定本節(jié)課從電流的產(chǎn)生入手，逐漸引導學生進行分析討論，最終得出電極反應發(fā)生的根本原因，進而建構起原電池認識模型，并加以引導，最終建立原電池分析思路，教學思路設計如圖3。

以學生認識發(fā)展為教學主線，可以更好地幫助學生認識溶液中存在的變化和結果，建立微觀、動態(tài)層面的分析思路。設計教學的流程供各位同仁參考，不當之處，請批評指正。

參考文獻：

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[4]麥裕華.高中化學氧化還原反應方程式配平技能學習進階的探討[J].化學教育，2014，（17）：20～23.

[5]王磊.普通高中課程標準實驗教科書教師教學用書·化學2 [M].濟南：山東科技出版社，2007：82～83.endprint