黃宏

摘要：“化學(xué)電源”的課堂教學(xué)，從知識發(fā)生與發(fā)展的邏輯順序和學(xué)生的認(rèn)知特點(diǎn)與規(guī)律，突出了“問題”和“思維”的有機(jī)融合，實(shí)現(xiàn)了問題進(jìn)階與思維遞進(jìn)、知識序與教學(xué)序的有機(jī)統(tǒng)一，取得了良好的教學(xué)效果。

關(guān)鍵詞：學(xué)習(xí);問題;思維;知識序;教學(xué)序

文章編號：1008-0546（ 2019）09-0056-03

中圖分類號：G633.8

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B

doi： 10.3969/j .issn.1008-0546.2019.09.017

從學(xué)習(xí)論的角度來說，學(xué)習(xí)是在解決問題的過程中發(fā)生的，知識是在解決問題的過程中習(xí)得的。因為問題既是思維發(fā)生的原點(diǎn)和誘因，也是思維發(fā)展的引領(lǐng)和導(dǎo)向。毋容置疑，學(xué)生的課堂學(xué)習(xí)也是在解決問題的過程中獲得知識、提升能力、增長智慧。因此，課堂教學(xué)的問題設(shè)計、問題鏈形成，對提升學(xué)生的思維品質(zhì)和課堂教學(xué)效益具有不可低估的重要作用[1-2]。本文通過筆者的一堂“化學(xué)電源”市級公開課的課堂教學(xué)實(shí)錄，展示由問題生成問題，以及從問題到思維，再從思維到思維遞進(jìn)的形成過程，和基于問題解決、發(fā)展學(xué)生思維的課堂教學(xué)思想在提高課堂教學(xué)效率中的作用。

一、設(shè)計思想

在“化學(xué)電源”的教學(xué)設(shè)計中，教師經(jīng)常會沿著化學(xué)史的脈絡(luò)進(jìn)行教學(xué)[3]，但與學(xué)生的生活脫離，學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性不高。如何讓學(xué)生在課堂學(xué)習(xí)中會探究、會思考、善傾聽、善交流、能合作、能辯論、能反思，成為本節(jié)課教學(xué)設(shè)計的出發(fā)點(diǎn)。筆者從生活實(shí)際出發(fā)，嘗試從學(xué)生感興趣的音樂小喇叭和玩具小汽車人手，通過學(xué)生親自動手實(shí)驗，讓小喇叭播放出動聽的音樂和小汽車跑動起來，以及從現(xiàn)象引發(fā)問題、從問題生成問題、從問題激發(fā)思維、以問題鏈生成思維鏈，從而觸發(fā)學(xué)生發(fā)生問題與思維的“鏈?zhǔn)椒磻?yīng)”，并通過問答對話式教學(xué)實(shí)現(xiàn)課堂教學(xué)效益的最大化。

二、教學(xué)目標(biāo)

（1）了解常見的化學(xué)電源，深化對原電池原理的認(rèn)識。

（2）通過對小汽車和小喇叭電源的改進(jìn)過程，認(rèn)識不同電池的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)，探索改良化學(xué)電源的方法。

（3）借助各類電源的介紹，贊賞化學(xué)科學(xué)對個人生活和社會發(fā)展的貢獻(xiàn)，關(guān)注能源環(huán)保等社會熱點(diǎn)問題。

三、教學(xué)實(shí)錄

【教師】今天，我為大家?guī)砹藘蓸訓(xùn)|西，一是賀卡里的小喇叭（圖1），另一個是玩具小汽車（圖2），看到這兩樣?xùn)|西，你首先想要做的是什么？

【生1】讓小喇叭響起來，讓小汽車動起來。

【教師】請大家利用魏博士實(shí)驗盒里的儀器和試劑讓小喇叭響起來，用周轉(zhuǎn)箱里三種液體（糖水、鹽水、蒸餾水）中的一種讓小汽車動起來。

【學(xué)生】分組實(shí)驗。

【教師】小喇叭是怎樣響起來的？

【生2】向點(diǎn)滴板中滴加5滴硫酸銅溶液，將音樂芯片的兩個鱷魚夾分別夾持銅棒和鋅棒，插入稀硫酸銅中，可聽到音樂聲（圖3）。

【教師】小喇叭為什么會響起來？

【生3】鋅很活潑，作為原電池的負(fù)極，失去電子;正極是銅，銅離子在正極得電子，從而形成了電流。

【教師】有沒有哪一組做法和剛才一組的做法不一樣？

【生4】我們選用的電解質(zhì)溶液是稀硫酸，也能使小喇叭響起來，在這過程中，鋅失去電子被溶液中的氫離子得到。

【板書】Zn+CuS04==Cu+ZnSO4，Zn+H2SO4==ZnS04+H2↑

【教師】小汽車是怎么動起來的？

【生5】我們在小汽車的后板上滴了食鹽水，小汽車就跑了起來。

【教師】小汽車為什么能動起來？

【生6】形成了閉合回路，有電流產(chǎn)生。

【教師】構(gòu)成原電池的條件是什么？

【生7】1.要有兩極;2.有電解質(zhì)溶液;3.形成閉合回路;4.自發(fā)進(jìn)行氧化還原反應(yīng)。

【教師】小汽車能動起來，此過程中發(fā)生了怎樣的氧化還原反應(yīng)呢？

【學(xué)生】一臉茫然。

【教師】請大家把小汽車拆下來（圖4）。

【生8】我們把小汽車拆下來后發(fā)現(xiàn)有兩極，鋅片做負(fù)極，碳電極作為正極，鋅被氧氣氧化了。

【教師】上述兩種電池的共同點(diǎn)是什么？

【生10】兩種電池都是一次性電池，不可重復(fù)使用。

【教師】上述兩種電池的不同點(diǎn)是什么？

【生11】氧化劑不一樣，一個是稀硫酸或硫酸銅，另一個電池氧化劑是空氣。

【教師】上述兩種電池，你覺得哪個好，為什么？

【生12】用空氣作為氧化劑比較好，因為如果在質(zhì)量相等的情況下，空氣在外部，所以電池內(nèi)部可以儲存更多的反應(yīng)物。

【教師】其實(shí)我們看到的鋅被氧氣氧化的電池屬于空氣電池中的一種。目前，比較常見的空氣電池有三種，分別是鋅空氣電池、鋰空氣電池、鋁空氣電池，如果給你選擇，你會選擇哪一種，為什么？

【教師】信息提示：鋅、鋰、鋁三種金屬的市場價格（表1）;比容量——單位質(zhì)量的電極材料所能轉(zhuǎn)換的電量。

【生13】我會選擇鋅空氣電池：因為鋅的純度較高，如果不純，鋅就會和雜質(zhì)形成原電池，電能就會被消耗，且鋅的價格適中。

【生14】我會選擇鋰空氣電池：因為鋰電池比容量最大（7克鋰失去Imol電子，而659鋅失去2mol電子，279鋁失去3mol電子）。

【生15】我會選擇鋁空氣電池：因為鋁的價格最便宜，但我們也有一個疑問，鋁表面會形成致密的氧化膜，會不會影響電池的壽命。

【教師】鋁表面的確會形成致密的氧化膜，一旦形成氧化膜就會影響反應(yīng)，這也是研究鋁空氣電池中比較困難的一面。你還會選擇鋁空氣電池嗎？

【生16】會，價格便宜。

【教師】（過渡）每種電池都有它研究困難的一面.到目前，每個國家的科學(xué)家都在研究這三種電池，到底哪個好？老師也沒辦法做定論。

【教師】（信息）早在100多年前就已經(jīng)出現(xiàn)了鋅空氣電池，即便是當(dāng)時技術(shù)不達(dá)標(biāo)，但只要研發(fā)能夠得以延續(xù)，應(yīng)該不會被后來的鉛酸電池、鎳鉻電池，或現(xiàn)在的鋰電池所取代。

【教師】空氣電池如此好，為什么連鋅空氣電池到現(xiàn)在還未上市？

【生17】壽命有限，時間長了會被腐蝕掉，鋅就會變成鋅離子，定期需要更換，所以還是一次性電池。

【教師】為了使電池能持續(xù)工作，有更好的改進(jìn)方法嗎？

【生18】可以改用二次電池。

【教師】鉛蓄電池是常見的二次電池（圖5），請說出它的正、負(fù)極分別是什么？

【生19】鉛是負(fù)極，氧化鉛是正極。

【教師】還可以怎樣改進(jìn)？是不是只能換成二次電池呢？

【生20】可以選用綠色環(huán)保的燃料電池。

【教師】演示實(shí)驗：氫氧燃料電池（實(shí)驗步驟：1.利用水電解器實(shí)驗盒（圖6）電解6mol/L的硫酸，快速獲得氫氣和氧氣;2.移走電源接上小風(fēng)扇）。

【教師】觀察到什么現(xiàn)象？為什么？

【生21】小風(fēng)扇轉(zhuǎn)起來了，形成了電池，氫氧燃料電池?！窘處煛咳剂想姵兀▓D7）有什么優(yōu)點(diǎn)？

【生22】燃料電池有以下優(yōu)點(diǎn)：1.環(huán)境污染小，2.比容量高。

【教師】既然燃料電池有那么多優(yōu)點(diǎn)，為什么到現(xiàn)在還沒普及？

【生23】燃料電池還沒普及的原因：1.成本高，2.燃料加注也存在問題。

【教師】你現(xiàn)在對原電池的定義是怎么理解的？

【生24】原電池是把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置。

【總結(jié)】通過本節(jié)課的學(xué)習(xí)，你學(xué)會了什么？還有什么疑問？

四、教學(xué)反思

縱觀本節(jié)課的教學(xué)，可以看出本節(jié)課教學(xué)的亮點(diǎn)之處有：一是課題引入生活化，問題源于生活，思維源于問題，學(xué)習(xí)源于思維，在問題和思維中促進(jìn)思維發(fā)展;二是教學(xué)過程顯性化，本節(jié)課教學(xué)凸顯“問題”和“思維”兩個方面，基于問題與思維、思維與知識的聯(lián)結(jié)性和對立性，促進(jìn)課堂教學(xué)由問題生成問題、由問題激發(fā)思維、由思維生成思維，從而促進(jìn)學(xué)生在解決問題的思維過程中獲取知識[4];三是課堂態(tài)勢發(fā)展化，特別是電池的選用和改進(jìn)這一板塊，問題設(shè)計的深度和學(xué)生思維的力度有了一定程度的提升，促進(jìn)了學(xué)生思維的升華，使課堂教學(xué)達(dá)到了高潮;四是課堂學(xué)習(xí)主體化，學(xué)生課堂學(xué)習(xí)活動量大、參與度高、思維力強(qiáng)，學(xué)生學(xué)習(xí)主體作用得到了有效發(fā)揮;五是課堂教學(xué)有序化，從知識的發(fā)生發(fā)展順序和學(xué)生的認(rèn)知特點(diǎn)與規(guī)律，實(shí)現(xiàn)了課堂教學(xué)知識序和教學(xué)序的有機(jī)統(tǒng)一，教學(xué)目標(biāo)達(dá)成度高。當(dāng)然本節(jié)課教學(xué)也存在著一定的不足，主要表現(xiàn)在教師與學(xué)生、學(xué)生與學(xué)生之間信息雙向傳遞不突出。

總之，“化學(xué)電源”這節(jié)公開課教學(xué)以問題進(jìn)階、思維遞進(jìn)為主旨，在問題設(shè)計和教學(xué)過程兩個方面，從“問題與思維”兩個維度，實(shí)現(xiàn)了問題與思維的有機(jī)融合、知識序與教學(xué)序的有機(jī)統(tǒng)一，取得了良好的教學(xué)效果。

參考文獻(xiàn)

[1]胡久華，郇樂等.沉淀溶解平衡教學(xué)中驅(qū)動性問題鏈的設(shè)計與實(shí)踐[J].化學(xué)教育，2012（9）：55-59

[2]吳學(xué)錄，以“問題串”為載體，實(shí)施化學(xué)有效教學(xué)[J].教學(xué)月刊（中學(xué)版），2010（4）：12-14

[3] 王燦，化學(xué)史中的科學(xué)發(fā)展觀——以“化學(xué)電源”教學(xué)設(shè)計為例[J].化學(xué)教學(xué)，2014（8）：31-34