韓娜

摘 要：高中化學(xué)中所涉及的電化學(xué)知識(shí)具有一定的抽象性和動(dòng)態(tài)性，加之高考電化學(xué)考查題型逐漸趨于生活化、實(shí)用化，導(dǎo)致學(xué)生對(duì)電化學(xué)知識(shí)的學(xué)習(xí)存在認(rèn)知困難，甚至還存在教師難教、學(xué)生難學(xué)的情況。在實(shí)際教學(xué)中，基于核心素養(yǎng)視角開展電化學(xué)教學(xué)，對(duì)提高課堂教學(xué)質(zhì)量、學(xué)生生成學(xué)科素養(yǎng)具有重要意義。本文簡(jiǎn)述高中電化學(xué)知識(shí)特點(diǎn)，圍繞思維可視化、實(shí)驗(yàn)探究化、情境素材化、學(xué)習(xí)項(xiàng)目化等多方面探究電化學(xué)高效教學(xué)方法，以期學(xué)生學(xué)習(xí)效率得到提高。

關(guān)鍵詞：核心素養(yǎng)；高中電化學(xué)；教學(xué)策略

核心素養(yǎng)對(duì)學(xué)生的成長(zhǎng)和未來(lái)發(fā)展有著重要作用，化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)主要是宏觀辨識(shí)與微觀探析、變化觀念與平衡思想、證據(jù)推理與模型認(rèn)知、科學(xué)探究與創(chuàng)新意識(shí)、科學(xué)精神與社會(huì)責(zé)任。學(xué)生通過(guò)課程學(xué)習(xí)，在教師設(shè)計(jì)的化學(xué)活動(dòng)中分析知識(shí)、掌握知識(shí)。同時(shí)，學(xué)生還應(yīng)具有運(yùn)用知識(shí)解決問(wèn)題的能力，以便充分發(fā)揮學(xué)生的主觀能動(dòng)性。

一、高中電化學(xué)知識(shí)特點(diǎn)

（一）概念抽象且集中

高中電化學(xué)知識(shí)涉及兩個(gè)能量轉(zhuǎn)換，即化學(xué)能、電能。分析高中化學(xué)知識(shí)后發(fā)現(xiàn)，電化學(xué)部分涉及的概念知識(shí)較多，且內(nèi)容煩瑣，整體具有較強(qiáng)的抽象性，學(xué)生學(xué)習(xí)起來(lái)難度較大，這為教師教學(xué)增加了一定的難度。此外，教材中并沒有細(xì)致地描繪電子轉(zhuǎn)移等微觀變化過(guò)程，這對(duì)學(xué)生理解知識(shí)有著消極影響，無(wú)法正確理解電子轉(zhuǎn)移的整個(gè)過(guò)程，進(jìn)而無(wú)法深刻掌握知識(shí)[1]。

（二）知識(shí)涉及微觀

高中電化學(xué)中涉及較多的微觀知識(shí)，其中電子、原子等都是肉眼觀察不到的。因此，對(duì)學(xué)生的思維能力要求較高，學(xué)生需要從微觀角度出發(fā)，發(fā)揮想象力想象各種微觀元素移動(dòng)的場(chǎng)景，并對(duì)化學(xué)反應(yīng)加以解釋[2]。因此，教師在教學(xué)中應(yīng)在不影響內(nèi)容科學(xué)性的前提下，幫助學(xué)生構(gòu)建合理的電化學(xué)微觀表征，讓學(xué)生進(jìn)行微觀層面的理解，變抽象內(nèi)容為形象內(nèi)容，從而深刻感受到微觀世界的魅力。

（三）內(nèi)容緊貼生活

電化學(xué)內(nèi)容與人們生活關(guān)系密切，如蓄電池、燃料電池都是人們生活中常用的電池類型，將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能后被人們所利用。除此之外，金屬的腐蝕、金屬的保護(hù)和氯堿工業(yè)也是具有現(xiàn)實(shí)意義的問(wèn)題，對(duì)保護(hù)社會(huì)經(jīng)濟(jì)有著重要影響。因此，在高中電化學(xué)學(xué)習(xí)中，教師應(yīng)指導(dǎo)學(xué)生結(jié)合生活實(shí)際展開學(xué)習(xí)，對(duì)其今后的發(fā)展有著積極作用。

二、核心素養(yǎng)下高中電化學(xué)高效教學(xué)策略

（一）思維可視化，加深知識(shí)理解

高中電化學(xué)知識(shí)具有不可視的特點(diǎn)，學(xué)生在理解電子、原子等微觀元素時(shí)，存在較多的難度，而教師在課堂中采取可視化方法教學(xué)，引導(dǎo)學(xué)生加深對(duì)知識(shí)的理解。傳統(tǒng)教學(xué)中，教師也經(jīng)常會(huì)利用電子課件教學(xué)，但沒有突出重難點(diǎn)，影響了學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。對(duì)此，在實(shí)際教學(xué)中，教師可以將科技引入教學(xué)中，借助多媒體技術(shù)、微課技術(shù)等，將微觀元素以可視化方式向?qū)W生呈現(xiàn)出來(lái)，引導(dǎo)學(xué)生思考的同時(shí)還有助于培養(yǎng)抽象思維。

以人教版高中化學(xué)必修二《第一節(jié)化學(xué)反應(yīng)與能量變化》教學(xué)為例，教師在講解“化學(xué)反應(yīng)與電能”知識(shí)點(diǎn)時(shí)，首先，教師應(yīng)先利用我國(guó)電力生產(chǎn)量構(gòu)成圖及火力發(fā)電流程圖創(chuàng)設(shè)情境，并提出問(wèn)題：化學(xué)能是否可以直接轉(zhuǎn)化為電能？并以此為線索設(shè)計(jì)討論活動(dòng)，鼓勵(lì)學(xué)生在討論中分析化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化電能的可能性，學(xué)生借助情境圖片及所學(xué)知識(shí)展開討論，猜測(cè)能量轉(zhuǎn)化應(yīng)與氧化還原反應(yīng)有關(guān)。隨后，教師肯定學(xué)生的想法，并向?qū)W生講解“原電池”概念，利用動(dòng)畫模擬“銅鋅原電池”中各種粒子的運(yùn)動(dòng)情況，學(xué)生在觀看中發(fā)現(xiàn)負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，鋅片電子由外電路向正極移動(dòng)，即，與電流方向相反，而在電解質(zhì)溶液中，富含電子的正極吸引了大片的陽(yáng)離子，包括銅離子和鋅離子，同時(shí)硫酸根與氫氧根向負(fù)極移動(dòng)發(fā)生還原反應(yīng)，即，而電解質(zhì)溶液則在其中起到“橋梁”作用，既參與氧化還原反應(yīng)，又提供可以移動(dòng)的帶電粒子形成電流。由此，學(xué)生通過(guò)觀看動(dòng)畫視頻，直觀了解氧化還原反應(yīng)中電子的移動(dòng)過(guò)程，明確原電池的工作原理，促進(jìn)學(xué)生抽象思維發(fā)展。最后，教師借助投影向?qū)W生展示原電池實(shí)驗(yàn)儀器圖，要求學(xué)生結(jié)合所學(xué)習(xí)知識(shí)探究原電池由哪些要素構(gòu)成，并嘗試在動(dòng)手實(shí)踐中搭建原電池，生成學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)的同時(shí)促進(jìn)建模素養(yǎng)發(fā)展。

（二）實(shí)驗(yàn)探究化，培養(yǎng)創(chuàng)新意識(shí)

實(shí)驗(yàn)在高中化學(xué)教學(xué)中占據(jù)著重要地位，教師在電化學(xué)教學(xué)中，應(yīng)采取實(shí)驗(yàn)探究化方法，使學(xué)生在理論與實(shí)踐中直接感受到化學(xué)反應(yīng)和變化過(guò)程，從中獲得知識(shí)和操作技能。實(shí)驗(yàn)探究法是培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究與創(chuàng)新意識(shí)的主要途徑，教師應(yīng)按照課程標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定組織學(xué)生完成實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，方便學(xué)生獲得直接或間接實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，進(jìn)而提高課堂教學(xué)效率。同時(shí)，電化學(xué)實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)應(yīng)符合學(xué)生的認(rèn)知水平，教師在課堂中應(yīng)避免隨意提升難度，還要避免探究泛化，有效指導(dǎo)下保證實(shí)驗(yàn)探究效果。

以人教版高中化學(xué)選擇性必修1《電解池》教學(xué)為例，為了讓學(xué)生深入認(rèn)識(shí)電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的過(guò)程，掌握電解池的工作原理，教師應(yīng)采取實(shí)驗(yàn)探究化形式，積極培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶W(xué)習(xí)態(tài)度。首先，教師組織學(xué)生開展“電解氯化銅溶液”實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生在討論中掌握電能直接轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的原理與裝置。教師再為學(xué)生布置自學(xué)任務(wù)，要求其在實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的基礎(chǔ)上加以分析總結(jié)，并思考問(wèn)題：（1）電解池的基本組成單元？（2）電解池中氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)發(fā)生的區(qū)域和條件？（3）從電化學(xué)角度出發(fā)分析總結(jié)原電池和電解池裝置的異同點(diǎn)，從系統(tǒng)和環(huán)境角度分析能量轉(zhuǎn)化的形式。學(xué)生可以通過(guò)討論建立思維模式，為后續(xù)分析理解電解原理的應(yīng)用奠定良好的基礎(chǔ)。隨后，教師組織學(xué)生開展對(duì)“氯堿工業(yè)”反應(yīng)原理的深入探究。教師向?qū)W生展示惰性電極“電解飽和食鹽水”實(shí)驗(yàn)。結(jié)合實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，構(gòu)建合理的電化學(xué)微觀表征電子的運(yùn)動(dòng)方向和電場(chǎng)作用下陰陽(yáng)離子的定向移動(dòng)，深入認(rèn)識(shí)電解池的工作原理。隨后，教師組織學(xué)生以小組為單位采取控制變量法設(shè)計(jì)了三組實(shí)驗(yàn)方案，分別是：（1）銅電極做陽(yáng)極，惰性電極做陰極電解飽和食鹽水；（2）惰性電極做陽(yáng)極，銅電極做陰極電解飽和食鹽水；（3）惰性電極電解Na2SO4溶液。結(jié)合基礎(chǔ)“電解飽和食鹽水”實(shí)驗(yàn)，在實(shí)踐中通過(guò)現(xiàn)象和產(chǎn)物的不同，確定電極材料、電解質(zhì)溶液和電源連接方式對(duì)電解池中陰陽(yáng)極放電順序的影響?；诖耍ㄟ^(guò)實(shí)驗(yàn)探究學(xué)生可以從現(xiàn)象中，抽象出電解池化學(xué)反應(yīng)的本質(zhì)，并結(jié)合離子交換膜法電解飽和食鹽水，深入理解離子交換膜的工作原理和其在氯堿工業(yè)中的作用和優(yōu)勢(shì)。對(duì)電能和化學(xué)能之間的轉(zhuǎn)換產(chǎn)生更深刻的認(rèn)識(shí)。

（三）情境素材化，豐富生活體驗(yàn)

情境素材，即構(gòu)建生動(dòng)、具體場(chǎng)景所需要的材料。教師教學(xué)中所創(chuàng)設(shè)的情境，根據(jù)形式和內(nèi)容上的劃分可以分為生活情境、實(shí)物演示、情境再現(xiàn)等。為保證情境的有效性，教師應(yīng)注意選材的針對(duì)性，結(jié)合教學(xué)中的重難點(diǎn)內(nèi)容，緊緊契合知識(shí)主線和生活主線。素材主題也應(yīng)與教學(xué)內(nèi)容相關(guān)，借助實(shí)驗(yàn)、新聞、生活實(shí)例等將知識(shí)與生產(chǎn)相結(jié)合，進(jìn)而豐富學(xué)生的生活體驗(yàn)[3]。

以人教版高中化學(xué)必修二《自然資源的開發(fā)利用》教學(xué)為例，教師在講解“防止金屬腐蝕”相關(guān)知識(shí)時(shí)，為了讓學(xué)生了解金屬腐蝕的本質(zhì)，掌握電化學(xué)防止金屬腐蝕的方法，教師應(yīng)利用生活化素材創(chuàng)設(shè)情境。首先，教師結(jié)合生活常見現(xiàn)象提出問(wèn)題：鋼鐵在干燥的空氣中可以長(zhǎng)時(shí)間保存，而在潮濕的空氣中很快就會(huì)被腐蝕，表面形成直徑不等的小鼓包，出現(xiàn)這種情況的原因是什么？學(xué)生針對(duì)教師提出的問(wèn)題展開討論，認(rèn)為環(huán)境變化是導(dǎo)致鋼鐵被腐蝕的主要原因，鋼鐵可能與潮濕空氣中的某項(xiàng)物質(zhì)發(fā)生了化學(xué)反應(yīng)。教師則要在學(xué)生討論的基礎(chǔ)上詳細(xì)講解這一現(xiàn)象背后的原理，讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到鋼鐵屬于不純的金屬，也就是常說(shuō)的合金，在潮濕的空氣中表面形成了一層薄薄的水膜，其中包含氫離子、氫氧根離子和氧氣，相當(dāng)于鋼鐵表面有了一層電解質(zhì)溶液，而鋼鐵中的鐵和少量的碳形成了無(wú)數(shù)的微小原電池，其中鐵是負(fù)極，碳是正極，鐵失去了電子被氧化，造成了鋼鐵被腐蝕的現(xiàn)象。由此，借助生活中常見現(xiàn)象創(chuàng)設(shè)情境，讓學(xué)生明確鋼鐵被腐蝕的原因，為后續(xù)探究“防止金屬腐蝕”奠定良好的基礎(chǔ)。隨后，教師再引導(dǎo)學(xué)生分析：如何防止金屬被腐蝕？將教學(xué)重點(diǎn)過(guò)渡到保護(hù)金屬、提高利用率上，讓學(xué)生結(jié)合不同金屬電化學(xué)腐蝕的原因，針對(duì)性提出保護(hù)措施，如在保護(hù)鋼鐵不被腐蝕時(shí)，可以將其作為正極保護(hù)起來(lái)，負(fù)極則選擇比鋼鐵更活潑的金屬，如在鋼鐵設(shè)備上裝有若干鋅塊，結(jié)果是鋅塊被腐蝕，鋼鐵則完好無(wú)損?；诖?，教師以生活常見現(xiàn)象為線索，針對(duì)性講解化學(xué)知識(shí)點(diǎn)，豐富學(xué)生的學(xué)習(xí)體驗(yàn)。

（四）學(xué)習(xí)項(xiàng)目化，培養(yǎng)實(shí)踐能力

研究證明，項(xiàng)目化學(xué)習(xí)有助于提升學(xué)生的實(shí)踐能力，能對(duì)理論知識(shí)形成更深刻的印象，這對(duì)電化學(xué)知識(shí)學(xué)習(xí)有著重要意義。高中化學(xué)教師應(yīng)采用這種新穎的教學(xué)模式，以項(xiàng)目主題為引導(dǎo)，以問(wèn)題為驅(qū)動(dòng)，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力和解決問(wèn)題能力。具體來(lái)說(shuō)，在電化學(xué)教學(xué)中，教師應(yīng)結(jié)合教學(xué)內(nèi)容創(chuàng)設(shè)真實(shí)的問(wèn)題情境，指導(dǎo)學(xué)生以項(xiàng)目化形式解決問(wèn)題，并得出最終項(xiàng)目結(jié)果，教師再加以評(píng)價(jià)。這一過(guò)程中，學(xué)生可以展開自主研究，提高自我探究能力的同時(shí)，還能有效培養(yǎng)學(xué)生信息加工能力，對(duì)學(xué)生成長(zhǎng)有著重要意義。

以人教版高中化學(xué)必修二《環(huán)境保護(hù)與綠色化學(xué)》教學(xué)為例，為了培養(yǎng)可持續(xù)發(fā)展觀，形成正確的環(huán)保意識(shí)，教師應(yīng)從保護(hù)環(huán)境理念出發(fā)開展項(xiàng)目化學(xué)習(xí)。首先，教師應(yīng)以“工業(yè)廢水排放污染環(huán)境”現(xiàn)象創(chuàng)設(shè)情境并引發(fā)學(xué)生思考：為了不對(duì)生態(tài)環(huán)境造成影響，應(yīng)如何處理工業(yè)生產(chǎn)中產(chǎn)生的廢水？利用這一問(wèn)題為驅(qū)動(dòng)，組織學(xué)生以小組合作的方式查閱資料，了解工業(yè)廢水排放和處理情況，在這一過(guò)程中，學(xué)生通過(guò)分析和討論搜集到的資料，認(rèn)識(shí)到污水處理法分為化學(xué)法、物理法和生物法。教師應(yīng)圍繞“化學(xué)法處理污水”，指導(dǎo)學(xué)生將電化學(xué)與污水處理聯(lián)系起來(lái)，并深入探究其中的化學(xué)原理及反應(yīng)。隨后，教師取得適量帶有膠體污染物的工業(yè)廢水，并利用影像資源向?qū)W生展示電化學(xué)電氣浮法處理污水的原理，再組織學(xué)生以小組為單位開展探究實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)中學(xué)生先猜測(cè)化學(xué)反應(yīng)原理，設(shè)計(jì)相應(yīng)的化學(xué)步驟，再利用教師提供的設(shè)備，通過(guò)外電壓的輔助下，讓可溶性陽(yáng)極產(chǎn)生陽(yáng)離子體，陽(yáng)離子對(duì)膠體污染物發(fā)生凝聚效應(yīng)。同時(shí)，陰極在電壓作用下生成大量，在上浮過(guò)程中將絮體上浮，實(shí)現(xiàn)污染物與水的分離。最后，教師要引導(dǎo)學(xué)生回顧項(xiàng)目探究過(guò)程，總結(jié)實(shí)驗(yàn)中發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)，讓學(xué)生在動(dòng)手實(shí)踐中強(qiáng)化對(duì)電化學(xué)知識(shí)的靈活運(yùn)用能力，實(shí)現(xiàn)綜合素養(yǎng)的發(fā)展與提升。

（五）教學(xué)單元化，細(xì)化教學(xué)目標(biāo)

以核心素養(yǎng)為靈魂開展電化學(xué)課堂教學(xué)，與傳統(tǒng)以知識(shí)傳授為目的的課堂有著本質(zhì)的區(qū)別，傳統(tǒng)教學(xué)形式中多是以知識(shí)技能達(dá)成為導(dǎo)向的課時(shí)教學(xué)，缺乏對(duì)單元整體的把握，學(xué)生對(duì)知識(shí)的掌握也多是呈碎片化，影響結(jié)構(gòu)化知識(shí)體系的形成，不利于核心素養(yǎng)的形成。而基于核心素養(yǎng)的單元設(shè)計(jì)是課堂轉(zhuǎn)型的重要支點(diǎn)，教師應(yīng)將其作為教學(xué)設(shè)計(jì)的抓手，按照知識(shí)脈絡(luò)設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)活動(dòng)，將各個(gè)教學(xué)階段銜接起來(lái)。在具體教學(xué)中，教師應(yīng)先結(jié)合教學(xué)需求制訂教學(xué)目標(biāo)，為核心素養(yǎng)的培養(yǎng)指明方向，再以單元教學(xué)的方式授課，將教學(xué)目標(biāo)貫穿到教學(xué)始終，引導(dǎo)學(xué)生建立完善的知識(shí)結(jié)構(gòu)，以形成正確的學(xué)科核心素養(yǎng)[4]。

以人教版高中化學(xué)必修二《自然資源的開發(fā)利用》教學(xué)為例，金屬冶煉合理處理中常涉及電化學(xué)知識(shí)，教師應(yīng)采取單元教學(xué)方式來(lái)引導(dǎo)學(xué)生思維，以促進(jìn)學(xué)生核心素養(yǎng)的形成。首先，教師向?qū)W生介紹金屬的存在，提出問(wèn)題：金屬?gòu)V泛分布在自然界中，那么金屬元素一般分布在什么區(qū)域呢？學(xué)生回答后教師要加以評(píng)價(jià)，并對(duì)學(xué)生的答案進(jìn)行補(bǔ)充，讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到金屬?gòu)V泛分布在礦物、動(dòng)植物體內(nèi)及海洋等區(qū)域中。教師則要繼續(xù)提問(wèn)：金屬元素在自然界中是以何種形式存在的呢？又與哪些性質(zhì)有關(guān)呢？讓學(xué)生在原有知識(shí)基礎(chǔ)上，認(rèn)識(shí)到金屬多是以游離態(tài)和化學(xué)態(tài)兩種形式存在，其中少數(shù)不活潑的金屬以游離態(tài)形式存在，多數(shù)比較活潑的金屬則以化合態(tài)的形式存在。隨后，教師圍繞“金屬的冶煉”開展單元教學(xué)，借助實(shí)際問(wèn)題啟發(fā)學(xué)生思維：金屬冶煉和處理常常涉及電化學(xué)反應(yīng)，請(qǐng)問(wèn)：冶煉或提純、、、等金屬時(shí)，哪一個(gè)不需要用到電解法？學(xué)生根據(jù)問(wèn)題展開討論，根據(jù)金屬的化學(xué)性質(zhì)，一般來(lái)說(shuō)活潑金屬采用電解法冶煉，其中、都是活潑金屬，而提純精銅時(shí)也采用電解精煉銅，所以答案應(yīng)該是。由此，學(xué)生在循序漸進(jìn)的引導(dǎo)中完成探究問(wèn)題，建立完善知識(shí)結(jié)構(gòu)。

結(jié)束語(yǔ)

總的來(lái)說(shuō)，學(xué)科核心素養(yǎng)的形成對(duì)學(xué)生未來(lái)成長(zhǎng)有著重要意義，教師在教學(xué)中應(yīng)重視培養(yǎng)核心素養(yǎng)。研究證明，高中化學(xué)教師在對(duì)電化學(xué)知識(shí)講解的過(guò)程中，可以采取項(xiàng)目式教學(xué)法、實(shí)驗(yàn)探究法、思維可視法等多樣化教學(xué)形式指導(dǎo)學(xué)生，激發(fā)學(xué)生對(duì)電化學(xué)興趣的同時(shí)提升自我探究能力，以便在解決問(wèn)題中強(qiáng)化個(gè)人能力，并形成完善的核心素養(yǎng)。

參考文獻(xiàn)

[1]葛玉翠.高中化學(xué)IE課堂“電化學(xué)”教學(xué)策略與實(shí)踐[J].高考，2021（36）：94-96.

[2]程龍兵.核心素養(yǎng)下電化學(xué)教學(xué)研究：模型認(rèn)知的內(nèi)涵和外延[J].新課程，2021（31）：106-107.

[3]覃琦.構(gòu)建以“素養(yǎng)為本”的高中化學(xué)總復(fù)習(xí)課堂教學(xué)設(shè)計(jì)模型：以“電化學(xué)原理”第一輪復(fù)習(xí)為例[J].中小學(xué)課堂教學(xué)研究，2020（3）：44-47，65.

[4]李國(guó)浩.高中電化學(xué)基礎(chǔ)教學(xué)策略[J].中學(xué)生數(shù)理化（教與學(xué)），2019（6）：28.