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        融合數(shù)字化實(shí)驗(yàn)與常規(guī)實(shí)驗(yàn),促進(jìn)學(xué)生認(rèn)識發(fā)展

        2022-05-30 10:48:04李艷何彩霞
        化學(xué)教與學(xué) 2022年18期
        關(guān)鍵詞:化學(xué)實(shí)驗(yàn)

        李艷 何彩霞

        摘要:化學(xué)概念原理的學(xué)習(xí),重在引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識化學(xué)變化所遵循的基本原理和規(guī)律,與之相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)探究學(xué)習(xí)活動的設(shè)計(jì),需要結(jié)合具體教學(xué)內(nèi)容的特點(diǎn)和學(xué)生的實(shí)際來進(jìn)行。在高中化學(xué)選擇性必修1“金屬的電化學(xué)腐蝕”教學(xué)中,圍繞鋼鐵腐蝕的原因、本質(zhì)和影響因素等內(nèi)容,將數(shù)字化實(shí)驗(yàn)與常規(guī)實(shí)驗(yàn)有機(jī)整合設(shè)計(jì)探究活動,通過實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的觀察、分析與推理等學(xué)習(xí)任務(wù),調(diào)動學(xué)生經(jīng)歷思維加工過程,進(jìn)而促進(jìn)學(xué)生的知識建構(gòu)和認(rèn)識發(fā)展。

        關(guān)鍵詞:化學(xué)實(shí)驗(yàn);數(shù)字化實(shí)驗(yàn):電化學(xué)腐蝕;認(rèn)識發(fā)展

        文章編號:1008-0546( 2022) 09x-0006-06 中圖分類號:G632.41 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:B

        doi: 10.3969/j .issn.1008-0546.2022.09x.002

        一、問題的提出

        “金屬的電化學(xué)腐蝕”是化學(xué)概念原理類內(nèi)容的重要組成部分,認(rèn)識電化學(xué)腐蝕的本質(zhì)和影響因素,有利于選擇防腐蝕的措施和方法,[1]對于促進(jìn)學(xué)生認(rèn)識發(fā)展,形成分析、解釋和解決相關(guān)問題的能力等具有重要價(jià)值。

        人教版高中化學(xué)選擇性必修1“化學(xué)反應(yīng)原理”教材[2]主要介紹了金屬的兩種電化學(xué)腐蝕過程——析氫腐蝕和吸氧腐蝕,并編排有“鐵釘?shù)奈醺g實(shí)驗(yàn)”。這一實(shí)驗(yàn)沒有涉及“析氫腐蝕”,教師教學(xué)中會補(bǔ)充“析氫腐蝕”的實(shí)驗(yàn)。但是難以幫助學(xué)生形成以下認(rèn)識:(1)金屬發(fā)生析氫腐蝕的同時(shí)也進(jìn)行吸氧腐蝕;(2)金屬在弱酸性環(huán)境下主要發(fā)生吸氧腐蝕;(3)純凈的金屬直接放在電解質(zhì)溶液中主要發(fā)生電化學(xué)腐蝕。

        在以往的教學(xué)實(shí)踐中發(fā)現(xiàn),學(xué)生對于“金屬的電化學(xué)腐蝕”的認(rèn)識存在以下障礙:(1)對電化學(xué)腐蝕的原理認(rèn)識不清。表現(xiàn)為:學(xué)生認(rèn)為鋼鐵放在氯化鈉溶液中,因不存在自發(fā)的氧化還原反應(yīng),因此不能形成原電池;對于將純凈的金屬直接放在電解質(zhì)溶液中,學(xué)生認(rèn)為此裝置缺少構(gòu)成原電池的基本要素——兩個(gè)活性不同的電極材料,因此發(fā)生的不是電化學(xué)腐蝕;對吸氧腐蝕正極反應(yīng)原理的分析存在困難,更難系統(tǒng)地分析從腐蝕到生銹的完整過程。(2)對析氫腐蝕和吸氧腐蝕的認(rèn)識有偏差。表現(xiàn)為:對于析氫腐蝕的實(shí)驗(yàn),學(xué)生沒有持續(xù)地關(guān)注實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,不能自主想到隨著反應(yīng)的進(jìn)行溶液中的pH會發(fā)生變化,不能主動意識到反應(yīng)會由以析氫腐蝕為主轉(zhuǎn)變?yōu)橐晕醺g為主;學(xué)生往往認(rèn)為pH=7是析氫腐蝕轉(zhuǎn)變?yōu)槲醺g的轉(zhuǎn)折點(diǎn),且認(rèn)為析氫腐蝕與吸氧腐蝕是獨(dú)立存在的。究其原因,學(xué)生受先前所學(xué)知識的局限,認(rèn)識角度單一、不系統(tǒng)等影響。

        有關(guān)“金屬的電化學(xué)腐蝕”教學(xué)的已有研究主要有以下情形:(1)以實(shí)際問題情境(如暖寶寶)為載體或以生活中常見的金屬腐蝕現(xiàn)象為素材,注重對教材裝置進(jìn)行創(chuàng)新,如利用U型管實(shí)驗(yàn)監(jiān)測酸性環(huán)境下體系壓強(qiáng)的變化,證明先發(fā)生析氫腐蝕后發(fā)生吸氧腐蝕;[3](2)運(yùn)用數(shù)字化實(shí)驗(yàn)探究弱酸性條件下鋼鐵主要發(fā)生吸氧腐蝕;[4](3)基于高考試題在原電池原理方面進(jìn)行拓展,揭示“氧濃差電池”的本質(zhì)。[5]以上教學(xué)設(shè)計(jì)都有各自的創(chuàng)新點(diǎn)和值得借鑒的地方,然而從學(xué)生學(xué)習(xí)角度看,孤立地看析氫腐蝕和吸氧腐蝕不利于學(xué)生全面地認(rèn)識體系中化學(xué)反應(yīng)的復(fù)雜性及動態(tài)變化,會妨礙學(xué)生的知識理解。筆者在“金屬的電化學(xué)腐蝕”教學(xué)中,將數(shù)字化實(shí)驗(yàn)與常規(guī)實(shí)驗(yàn)相結(jié)合,圍繞“金屬的電化學(xué)腐蝕”的原因、本質(zhì)和影響因素等展開探究,通過協(xié)同發(fā)揮不同實(shí)驗(yàn)的優(yōu)勢,化解學(xué)生認(rèn)識障礙,促進(jìn)學(xué)生的知識建構(gòu)和認(rèn)識發(fā)展。

        二、教學(xué)目標(biāo)與教學(xué)流程

        1.教學(xué)目標(biāo)

        (1)在教師引導(dǎo)下,能設(shè)計(jì)和改進(jìn)探究鋼鐵腐蝕原因的實(shí)驗(yàn)方案;能有意識地建立實(shí)驗(yàn)?zāi)康囊滑F(xiàn)象—結(jié)論之間的關(guān)聯(lián),能系統(tǒng)分析鋼鐵發(fā)生析氫腐蝕和吸氧腐蝕的原理。

        (2)能認(rèn)真觀察實(shí)驗(yàn),通過分析同一密閉體系中,不同pH下壓強(qiáng)和氧氣濃度隨時(shí)間變化的曲線,認(rèn)識金屬腐蝕中反應(yīng)的多樣性,形成分析復(fù)雜體系化學(xué)反應(yīng)的思路和方法。

        (3)基于實(shí)驗(yàn)證據(jù)揭示氧濃差電池的本質(zhì),能解釋證據(jù)與結(jié)論之間的關(guān)系,設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案證明氧濃差電池的存在,發(fā)展對電化學(xué)模型的認(rèn)識,分析和解釋相關(guān)問題。

        2.教學(xué)流程

        以上述教學(xué)目標(biāo)為導(dǎo)向,按照課前—課中—課后整體安排學(xué)習(xí)過程。課前,從學(xué)生身邊常見的生活情境“鋼鐵腐蝕”人手,通過問題驅(qū)動,調(diào)動學(xué)生對探究活動的興趣,引導(dǎo)學(xué)生以小組合作的方式設(shè)計(jì)“探究金屬鐵腐蝕的原因”實(shí)驗(yàn)方案;課上,以學(xué)生課前設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)方案為研討的起點(diǎn),將學(xué)生的疑惑設(shè)置為導(dǎo)引性問題,借助數(shù)字化實(shí)驗(yàn)與常規(guī)實(shí)驗(yàn),讓學(xué)生對實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象及其對應(yīng)的原理進(jìn)行深入闡述與推理,多角度認(rèn)識電化學(xué)腐蝕,化解學(xué)生的認(rèn)知障礙;課后,再組織學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)拓展,進(jìn)一步發(fā)揮實(shí)驗(yàn)對于學(xué)生認(rèn)識發(fā)展的重要作用。具體教學(xué)流程見圖1。

        三、教學(xué)過程

        1.實(shí)驗(yàn)探究鋼鐵腐蝕的原因

        [資料]全球每一分鐘就有一噸鋼被腐蝕成鐵銹,全世界每年由于腐蝕而造成報(bào)廢的鋼鐵高達(dá)總產(chǎn)量的三分之一,造成的直接經(jīng)濟(jì)損失約7000億美元,是地震、水災(zāi)、臺風(fēng)等自然災(zāi)害造成損失總和的6倍。不同環(huán)境下鋼鐵受腐蝕的差別是明顯的,如工業(yè)區(qū)高于生活區(qū),沿海高于內(nèi)陸。

        [課前任務(wù)]閱讀資料,小組合作探究金屬鐵被腐蝕的原因,提供實(shí)驗(yàn)方案(試劑、裝置儀器等),實(shí)驗(yàn)用具,自主完成實(shí)驗(yàn),提交實(shí)驗(yàn)視頻或圖片,結(jié)合圖示及化學(xué)用語說明實(shí)驗(yàn)原理。課上小組匯報(bào)實(shí)驗(yàn)?zāi)康囊粚?shí)驗(yàn)現(xiàn)象一實(shí)驗(yàn)結(jié)論。

        學(xué)生設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)方案見圖2。

        向以上溶液中各滴入幾滴鐵氰化鉀溶液,驗(yàn)證Fe2+的生成。有的組在B和D裝置中接入電流計(jì)。

        根據(jù)學(xué)生的方案,教師提供試劑和裝置:鐵片(不含雜質(zhì))、碳棒、稀硫酸、氯化鈉溶液、酚酞溶液、鐵氰化鉀溶液、燒杯、導(dǎo)線、電流表,學(xué)生進(jìn)行相關(guān)實(shí)驗(yàn)。

        [小組匯報(bào)]根據(jù)下列問題,各組匯報(bào)。你設(shè)計(jì)以上實(shí)驗(yàn)的目的是什么?實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象分別是什么?通過實(shí)驗(yàn)?zāi)愠醪将@得哪些結(jié)論?

        學(xué)生回答1:設(shè)計(jì)A、B實(shí)驗(yàn)的目的是證明鋼鐵在酸性環(huán)境下能夠被腐蝕。實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是:A、B裝置中在較短時(shí)間內(nèi)都產(chǎn)生了大量的藍(lán)色沉淀,其中B裝置中產(chǎn)生的更多,碳棒上產(chǎn)生了大量的氣體,B裝置接人電流計(jì),指針發(fā)生偏轉(zhuǎn),應(yīng)該是形成了原電池,加快了腐蝕速率。

        學(xué)生回答2:C、D兩個(gè)裝置腐蝕速率較慢,但是D的反應(yīng)速率大于C裝置,10 min后D裝置能明顯看到較多的藍(lán)色沉淀,較長一段時(shí)間后,發(fā)現(xiàn)D裝置比C裝置生銹更嚴(yán)重。

        教師演示D裝置接人電流計(jì)后指針發(fā)生偏轉(zhuǎn),并歸納B、D裝置確實(shí)是由于形成了原電池導(dǎo)致鋼鐵發(fā)生了腐蝕,稱為電化學(xué)腐蝕,B裝置的腐蝕由于不斷有氫氣放出,所以叫做析氫腐蝕。

        [問題I]D裝置(Fe-C-NaCl溶液)的反應(yīng)原理是什么?如何證明?

        學(xué)生回答3:根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象說明D裝置形成了原電池,這個(gè)裝置中發(fā)生了自發(fā)的氧化還原反應(yīng),正極反應(yīng)物應(yīng)為O2,產(chǎn)物為OH-,檢驗(yàn)正極產(chǎn)物的方案為:在碳棒電極處滴加酚酞觀察顏色變化。

        教師進(jìn)行演示實(shí)驗(yàn)1:Fe-C-NaCl溶液原電池實(shí)驗(yàn)(見圖3),碳棒附近的溶液變紅。師生共同歸納吸氧腐蝕的原理,由學(xué)生系統(tǒng)分析鋼鐵生銹的過程。

        [問題2]吸氧腐蝕的本質(zhì)為鐵與氧氣發(fā)生自發(fā)的氧化還原反應(yīng),你還能想到用哪些方法證明氧氣參與了反應(yīng)?

        學(xué)生回答4:可以設(shè)計(jì)一個(gè)封閉體系,測定體系壓強(qiáng)的變化,證明O2是否參加了反應(yīng)。

        教師介紹課本實(shí)驗(yàn)裝置、創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)裝置(U型管實(shí)驗(yàn))和數(shù)字化傳感器信息系統(tǒng)。

        2.利用數(shù)字化實(shí)驗(yàn)再認(rèn)識析氫腐蝕與吸氧腐蝕

        [問題3]B裝置(Fe-C-硫酸溶液)只發(fā)生析氫腐蝕嗎?說明理由。

        學(xué)生回答5:H+消耗完后,溶液呈中性,會發(fā)生吸氧腐蝕。

        教師播放實(shí)驗(yàn)2視頻:用數(shù)字化實(shí)驗(yàn)測量酸性環(huán)境下(pH=2.02)的鋼鐵腐蝕的動態(tài)曲線。該實(shí)驗(yàn)需進(jìn)行課前準(zhǔn)備(實(shí)驗(yàn)裝置見圖4)。實(shí)驗(yàn)儀器及實(shí)驗(yàn)試劑包括:數(shù)據(jù)采集器、氣體壓力傳感器、氧氣濃度傳感器、pH傳感器、鐵架臺、三口瓶、橡膠塞、膠頭滴管、鐵粉、碳粉、飽和NaCl溶液、稀鹽酸(1 mol/L)。該實(shí)驗(yàn)的操作步驟如下:(1)使用pH傳感器監(jiān)測溶液的pH,將飽和食鹽水的pH調(diào)至酸性(pH=2.02),準(zhǔn)備好鐵粉、碳粉、藥匙等;(2)取5.0 g鐵粉和5.0 g碳粉于三口瓶中混合均勻,其中兩個(gè)瓶口分別與氣體壓力傳感器、氧氣濃度傳感器連接好,打開電腦顯示界面,從另一口中迅速倒人pH=2.02的飽和氯化鈉溶液,迅速塞好塞子,得到壓強(qiáng)和氧氣濃度的變化曲線。

        [問題4]圖5所示的是實(shí)驗(yàn)室模擬pH=2.02的鋼鐵腐蝕過程,用傳感器分別測定同一密閉體系同一時(shí)間范圍內(nèi)的氧氣濃度和壓強(qiáng)變化,你能獲得哪些結(jié)論?

        查閱資料:傳感器測定氧氣濃度的方法不受體系內(nèi)其他物質(zhì)的影響。

        學(xué)生結(jié)合圖5描述實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象為:酸性環(huán)境下,氧氣濃度一直下降,壓強(qiáng)先升高后不變最后降低。由此說明整個(gè)過程氧氣一直被消耗,而壓強(qiáng)變化的原因是氫氣的析出與氧氣消耗不同,一開始?xì)錃獾奈龀稣贾鲗?dǎo),最后以氧氣的消耗為主。

        師生共同得出結(jié)論:(1)金屬的電化學(xué)腐蝕中,析氫腐蝕和吸氧腐蝕同時(shí)存在;(2)酸性環(huán)境下,一開始以析氫腐蝕為主,后來以吸氧腐蝕為主。H+濃度影響物質(zhì)氧化性及反應(yīng)速率,濃度改變使主次反應(yīng)發(fā)生逆轉(zhuǎn)。

        [追問]是否pH=7時(shí)才以吸氧腐蝕為主呢?

        教師引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識濃度的相對大小沒有嚴(yán)格的界限,不同體系、不同種類、不同濃度電解質(zhì)溶液的分界線也會有所不同,此時(shí)應(yīng)以實(shí)驗(yàn)為依據(jù),確定以吸氧腐蝕為主時(shí)的pH。

        學(xué)生回答6:可以用傳感器測定不同pH下壓強(qiáng)的變化情況來得出結(jié)論。

        教師播放實(shí)驗(yàn)3視頻:數(shù)字化實(shí)驗(yàn)?zāi)M弱酸性環(huán)境下(pH=5.82)的鋼鐵腐蝕。選擇此pH的原因是有關(guān)文獻(xiàn)表明析氫腐蝕和吸氧腐蝕交替發(fā)生的臨界pH值在5.6-5.7。[6]

        師生共同得出結(jié)論:弱酸性環(huán)境下,主要發(fā)生吸氧腐蝕(見圖6)。

        3.借助常規(guī)實(shí)驗(yàn)認(rèn)識氧濃差電池

        [問題5]C裝置(純凈的鐵片放在NaCl溶液中)發(fā)生的是化學(xué)腐蝕,還是電化學(xué)腐蝕,為什么?

        學(xué)生回答7:此裝置不滿足原電池發(fā)生的條件,應(yīng)該是化學(xué)腐蝕。

        教師演示實(shí)驗(yàn)4:純凈的鐵片在氯化鈉溶液中的腐蝕實(shí)驗(yàn)。將鐵片放入氯化鈉的水溶液中,并滴入幾滴鐵氰化鉀溶液,10 min后開始出現(xiàn)藍(lán)色沉淀,其中直接在底部產(chǎn)生了藍(lán)色沉淀,現(xiàn)象見圖7。

        通過充分的討論,論證解釋的合理性,教師不斷與學(xué)生對話、追問。共同發(fā)現(xiàn),底部首先出現(xiàn)藍(lán)色沉淀,應(yīng)該是底部的鐵優(yōu)先被腐蝕,如果只發(fā)生化學(xué)腐蝕,應(yīng)該是界面處(氧氣濃度更大)腐蝕更嚴(yán)重,因此合理的解釋是底部的鐵作負(fù)極,發(fā)生Fe - 2e-= Fe2+的反應(yīng),靠近液面處的氧氣濃度大,得電子能力大于底端的氧氣,在靠近液面處作正極反應(yīng)物,構(gòu)成了原電池,詳細(xì)原理見圖8。

        [查閱資料[7]]氧濃差電池腐蝕是由金屬與含氧量不同的溶液接觸而形成。當(dāng)金屬浸入含氧的溶液中,氧的電極電位與氧氣濃度有關(guān),氧氣濃度較大的部位電位較高,做原電池的正極;而氧氣濃度較小的部位電位較低,做負(fù)極,金屬被腐蝕。

        [教師小結(jié)]只要存在自發(fā)的氧化還原反應(yīng),雖正負(fù)電極相同但處于不同環(huán)境(O2濃度不同)也能構(gòu)成原電池,稱為氧濃差電池。C裝置發(fā)生的腐蝕不是化學(xué)腐蝕,而是電化學(xué)腐蝕,教材中關(guān)于化學(xué)腐蝕的描述為:金屬與接觸到的干燥氣體(如O2、Cl2、SO2等)或非電解質(zhì)液體(如石油)等直接發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而引起的腐蝕,叫做化學(xué)腐蝕。

        [問題6]如何設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明氧氣濃度差異導(dǎo)致發(fā)生電化學(xué)腐蝕?

        學(xué)生設(shè)計(jì)的裝置如圖9所示,在教師指導(dǎo)下課后完成實(shí)驗(yàn),學(xué)生觀察到氧氣濃度不同時(shí),電流表指針發(fā)生偏轉(zhuǎn),說明這是電化學(xué)腐蝕。并從實(shí)驗(yàn)過程中體會到氧氣的濃度不同會引起2個(gè)電極的活性差異,符合原電池的形成條件。

        [交流與討論]你對鋼鐵腐蝕的原因有哪些新的認(rèn)識?

        學(xué)生談自己的想法,教師最后歸納鋼鐵腐蝕的主要原因,目的是讓學(xué)生通過梳理探究過程形成本節(jié)課解決問題的基本思維模型,為金屬防護(hù)方法的設(shè)計(jì)打下基礎(chǔ)。

        四、教學(xué)反思

        化學(xué)概念原理的學(xué)習(xí),重在引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識化學(xué)變化所遵循的基本原理、規(guī)律及其應(yīng)用,[8]與之相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)探究學(xué)習(xí)活動的設(shè)計(jì),需要結(jié)合具體教學(xué)內(nèi)容的特點(diǎn)和學(xué)生的實(shí)際來進(jìn)行。本節(jié)課注重以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ),引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識金屬電化學(xué)腐蝕的原因、本質(zhì)和影響因素,教學(xué)感悟如下:

        1.注重發(fā)揮實(shí)驗(yàn)在概念、原理學(xué)習(xí)中的作用

        概念、原理的學(xué)習(xí)需要借助豐富的感性材料,通過現(xiàn)象剖析、比較、抽象、概括從而實(shí)現(xiàn)對概念、原理本質(zhì)的認(rèn)識,實(shí)驗(yàn)是向?qū)W生提供感性材料的主要途徑。本節(jié)課將數(shù)字化實(shí)驗(yàn)和常規(guī)實(shí)驗(yàn)相結(jié)合,共設(shè)計(jì)有四個(gè)實(shí)驗(yàn)(見表1),通過這些實(shí)驗(yàn),在激發(fā)學(xué)生的探究興趣的同時(shí),讓學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中體驗(yàn)與感悟,加深對知識的理解,實(shí)現(xiàn)認(rèn)識發(fā)展。

        2.針對學(xué)生認(rèn)知障礙引發(fā)質(zhì)疑和探究

        “金屬的電化學(xué)腐蝕”知識較為抽象復(fù)雜,學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中存在一些困難。對此,課堂上教師在發(fā)揮實(shí)驗(yàn)提供感性認(rèn)識的同時(shí),還利用系列驅(qū)動性問題引發(fā)學(xué)生質(zhì)疑、探究與反思,引導(dǎo)學(xué)生反復(fù)檢驗(yàn)已有認(rèn)識的不足并重新構(gòu)建新的知識框架,展示新認(rèn)識的合理性,最終轉(zhuǎn)變?yōu)榭茖W(xué)認(rèn)識。如:學(xué)生認(rèn)為純凈的鐵片直接放在氯化鈉溶液中,由于該裝置不滿足原電池的形成條件,因此應(yīng)該是發(fā)生化學(xué)腐蝕。此時(shí)教師提供引起學(xué)生認(rèn)知沖突的實(shí)驗(yàn)事實(shí)“燒杯底部的鐵片附近先產(chǎn)生藍(lán)色沉淀”,學(xué)生經(jīng)過小組討論,相互啟發(fā),對實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象進(jìn)行理論分析發(fā)現(xiàn),鐵片在溶液下和溶液與空氣交界處的差異主要是氧氣濃度,因此合理的解釋應(yīng)該是氧氣濃度大的鐵片一端為原電池的正極,氧氣作正極反應(yīng)物,氧氣濃度小的鐵片端為負(fù)極,鐵被腐蝕。該理論推導(dǎo)是否合理呢?此時(shí)教師提供關(guān)于氧濃差電池的資料,并引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)加以證明,通過理論推導(dǎo)與實(shí)驗(yàn)探究發(fā)展了學(xué)生對原電池形成條件的認(rèn)識。

        3.引導(dǎo)學(xué)生多角度分析促成對概念的深刻理解

        學(xué)生對于化學(xué)概念原理的認(rèn)識發(fā)展需要經(jīng)歷感知、分析、推理、結(jié)論等思維加工過程。為此,教學(xué)中在組織開展實(shí)驗(yàn)探究活動時(shí),注重對實(shí)驗(yàn)方案、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、實(shí)驗(yàn)結(jié)論等進(jìn)行完整論證,系統(tǒng)推理。在“金屬的電化學(xué)腐蝕”知識的形成過程中,首先,注重引導(dǎo)學(xué)生基于實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象等證據(jù)進(jìn)行分析概括,以此揭示金屬的析氫腐蝕與吸氧腐蝕的本質(zhì);在此基礎(chǔ)上教師又引導(dǎo)學(xué)生對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和圖像進(jìn)行分析推理來認(rèn)識復(fù)雜體系中的金屬腐蝕情況,加強(qiáng)對概念的遷移應(yīng)用;最后,通過探討氧濃差電池拓展了學(xué)生對吸氧腐蝕的認(rèn)識。上述基于多角度的分析、論證豐富了學(xué)生對概念的內(nèi)涵和外延的理解,促使化學(xué)概念的學(xué)習(xí)得以深化和發(fā)展。

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