郭文靜，達(dá)胡白乙拉

(1.內(nèi)蒙古民族大學(xué) 化學(xué)與材料學(xué)院，內(nèi)蒙古 通遼 028000；2.國(guó)家級(jí)實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心，內(nèi)蒙古 通遼 028000)

引言

課程思政就是依托課堂教學(xué)，深入挖掘?qū)I(yè)課程自身所具有的思想政治教育資源，在傳授好專業(yè)知識(shí)的基礎(chǔ)上，激發(fā)課程固有的德育功能，可以更好地強(qiáng)化專業(yè)人才培養(yǎng)的質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)全程全方位育人[1]。2019年，在思想政治理論課教師座談會(huì)上，習(xí)近平總書記指出：“各門課程都要守好一段渠、種好責(zé)任田，使各類課程與思想政治理論課同向同行，形成協(xié)同效應(yīng)。”[2]在新課標(biāo)的理念下，高中化學(xué)教師應(yīng)該積極發(fā)揮學(xué)生的主體作用，將思政教育與專業(yè)知識(shí)深度融合，培養(yǎng)學(xué)生樹立正確的人生觀、價(jià)值觀，使他們認(rèn)識(shí)到學(xué)習(xí)的重要性，從而端正學(xué)習(xí)態(tài)度、樹立學(xué)習(xí)的信心，建立正確職業(yè)道德和職業(yè)規(guī)范意識(shí)，理解職業(yè)行為對(duì)社會(huì)安全、環(huán)境保護(hù)的重要作用[3]。本文以《化學(xué)能與電能》為案例，旨在在化學(xué)教學(xué)設(shè)計(jì)中充分挖掘思政素材，為化學(xué)一線教師進(jìn)行課程思政教育提供參考。

1 課程思政視域下的教學(xué)設(shè)計(jì)

1.1 教學(xué)整體結(jié)構(gòu)思路

以《化學(xué)能與電能》為案例，針對(duì)本課時(shí)設(shè)計(jì)的合理教學(xué)方案，通過對(duì)化學(xué)能與電能教學(xué)內(nèi)容中所包含的思想政治元素進(jìn)行深入全面的挖掘和整理，找尋合適的切入點(diǎn)，使得課程思政得以潛移默化的融于教學(xué)之中，關(guān)于《化學(xué)能與電能》課程思政教學(xué)設(shè)計(jì)見圖1。

圖1 《化學(xué)能與電能》課程思政教學(xué)設(shè)計(jì)

1.2 教材分析

本節(jié)課選自人教版高中化學(xué)必修二第二章第一節(jié)第二課時(shí)，原電池與電解池是高中化學(xué)的重要原理之一，也是進(jìn)一步學(xué)習(xí)化學(xué)反應(yīng)的基礎(chǔ)知識(shí)。并且此類課程內(nèi)容又與社會(huì)生產(chǎn)、生活息息相關(guān)，因此，該內(nèi)容學(xué)習(xí)顯得十分重要。在初中的化學(xué)課本中，已經(jīng)初步介紹了原電池，電解池的相關(guān)知識(shí)點(diǎn)；在高中課本化學(xué)選修四中有著更加系統(tǒng)的介紹。并且通過對(duì)化學(xué)能與電能相互轉(zhuǎn)化應(yīng)用的學(xué)習(xí)，學(xué)生對(duì)于化學(xué)在開發(fā)新能源中的作用有了初步理解，更有利于學(xué)生理解化學(xué)。因此本節(jié)課處于承上啟下的作用。

1.3 學(xué)情分析

學(xué)生已經(jīng)了解了金屬的性質(zhì)，電解質(zhì)溶液以及氧化還原等有關(guān)知識(shí)，這為探究化學(xué)能與電能的轉(zhuǎn)化奠定了基礎(chǔ)，學(xué)生對(duì)于知識(shí)的理解也不再刻板。雖然學(xué)生已經(jīng)初步具有一定的思維能力以及團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力，但學(xué)生目前的抽象思維仍很弱，需要教師進(jìn)行有關(guān)的實(shí)驗(yàn)探究，從而引導(dǎo)學(xué)生觀察、想象，從而培養(yǎng)他們的抽象思維能力，更好地實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)，突破教學(xué)重難點(diǎn)。在高中期間學(xué)生的世界觀，人生觀等還未建設(shè)完畢，這就需要教師針對(duì)該問題進(jìn)行設(shè)計(jì)，借助原電池的知識(shí)，充分融入課程思政，將課程思政貫徹在教學(xué)之中。

1.4 教學(xué)目標(biāo)

1)了解火力發(fā)電和風(fēng)能發(fā)電，認(rèn)識(shí)化學(xué)能可以與熱能、電能等其他能量直接相互轉(zhuǎn)化[4]，分析宏觀現(xiàn)象與微觀過程，知道世界是普遍聯(lián)系的，培養(yǎng)可持續(xù)發(fā)展理念。

2)通過探究化學(xué)能是如何轉(zhuǎn)化為電能的，能夠辨識(shí)化學(xué)反應(yīng)中能量的轉(zhuǎn)化形式[5]，能解釋能量變化的本質(zhì)，了解能量雖然可以相互轉(zhuǎn)化，但轉(zhuǎn)化有條件的，掌握原電池的工作原理，提升動(dòng)手實(shí)驗(yàn)的能力，養(yǎng)成證據(jù)意識(shí)、科學(xué)態(tài)度、辯證思維能力，增強(qiáng)綠色環(huán)保理念。

3)會(huì)根據(jù)原電池原理設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單的原電池裝置，能分析解析原電池工作原理，發(fā)掘創(chuàng)新意識(shí)，了解化學(xué)在解決能源危機(jī)中的重要作用，知道節(jié)約能源[6]，提高能源利用率的實(shí)際意義，提高理論聯(lián)系實(shí)際的能力，落實(shí)社會(huì)責(zé)任。

1.5 評(píng)價(jià)目標(biāo)

1)通過對(duì)電能在生活中應(yīng)用的討論和點(diǎn)評(píng)，診斷并發(fā)展學(xué)生的理論聯(lián)系實(shí)際的水平[7]。

2)通過對(duì)原電池的基本原理以及構(gòu)成條件，正負(fù)極反應(yīng)式的討論和點(diǎn)評(píng)，有層次地促進(jìn)和發(fā)展高中生的“宏觀辨識(shí)與微觀探析”思維水平、辯證思維水平、對(duì)事物本源的認(rèn)識(shí)水平[8]。

3)通過對(duì)簡(jiǎn)單的原電池的設(shè)計(jì)和新能源的討論和點(diǎn)評(píng)，診斷并發(fā)展學(xué)生的實(shí)驗(yàn)探究水平、動(dòng)手實(shí)踐的能力、理論聯(lián)系實(shí)際的水平、對(duì)化學(xué)價(jià)值的認(rèn)識(shí)水平。

1.6 教學(xué)重難點(diǎn)

重點(diǎn)：原電池的原理以及構(gòu)成條件。

難點(diǎn)：原電池的工作原理。

1.7 基于課程思政的教學(xué)過程

環(huán)節(jié)一：情境導(dǎo)入，引入新課

【思考交流】在你的生活學(xué)習(xí)中，哪些需要使用電池的產(chǎn)品？電是取之不盡用之不竭的嗎？

【設(shè)計(jì)意圖】通過創(chuàng)設(shè)情境，讓學(xué)生了解到能源是人類生存和發(fā)展的重要基礎(chǔ)，了解到電能是不是可以從其他能量方式轉(zhuǎn)化出來，從而了解獲取電能的重要性，落實(shí)馬克思辯證唯物主義觀念，同時(shí)，通過培養(yǎng)學(xué)生歸納總結(jié)能力，辯證思維能力，在學(xué)生人生價(jià)值上有所體現(xiàn)。

環(huán)節(jié)二：對(duì)比分析

【小組討論】對(duì)比分析火力發(fā)電工廠圖，風(fēng)能發(fā)電圖，小組討論其中的能量轉(zhuǎn)化。

【教師總結(jié)】對(duì)比風(fēng)力發(fā)電，火力發(fā)電，了解其原理并且總結(jié)其中的優(yōu)缺點(diǎn)。通過觀看可以了解到能量轉(zhuǎn)換的原理并且總結(jié)兩者存在優(yōu)缺點(diǎn)，如：火力發(fā)電是靠化學(xué)物質(zhì)進(jìn)行燃燒，使得化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，風(fēng)能發(fā)電是通過風(fēng)力風(fēng)速帶動(dòng)輪機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，使得動(dòng)能轉(zhuǎn)化為電能。

【設(shè)計(jì)意圖】讓學(xué)生了解火力發(fā)電以及風(fēng)力發(fā)電，引起學(xué)生思考：如何從一種能量轉(zhuǎn)化為另一種能量，讓學(xué)生了解到能量既不會(huì)消失，也不會(huì)創(chuàng)生，他只會(huì)從一種形式轉(zhuǎn)化為其他形式，從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體，在轉(zhuǎn)移和轉(zhuǎn)化過程中，能量的總量保持不變[9]，從而讓學(xué)生了解能量守恒定律，也讓學(xué)生了解到世界是普遍聯(lián)系的，從本源的角度出發(fā)去思考問題。知道物質(zhì)的變化和發(fā)展是有原因的，世界是物質(zhì)的，物質(zhì)是運(yùn)動(dòng)的，運(yùn)動(dòng)是有規(guī)律的，一切都是動(dòng)態(tài)結(jié)合的，融入唯物論、辯證法、認(rèn)識(shí)論的思想。培養(yǎng)學(xué)生求真務(wù)實(shí)，社會(huì)責(zé)任感以及嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真的科學(xué)態(tài)度。

環(huán)節(jié)三：探究化學(xué)能轉(zhuǎn)化成電能

【圖片展示】輪船上為什么要用鋅板進(jìn)行保護(hù)有什么作用？讓學(xué)生觀察思考為什么要用鋅板。那其中的原理是什么呢？

【教師解答】根據(jù)金屬性活動(dòng)順序表，因?yàn)殇\元素排在鐵元素前面，所以鋅的活潑性高于鐵元素，因此發(fā)生腐蝕的時(shí)候，鋅代替鐵去反應(yīng)。

【設(shè)計(jì)意圖】從生活中找尋案例，激發(fā)學(xué)生的探究欲望，通過現(xiàn)實(shí)的案例分析，使學(xué)生能理論聯(lián)系實(shí)際，將知識(shí)與實(shí)際有機(jī)結(jié)合，讓學(xué)生了解到化學(xué)知識(shí)的社會(huì)用途，從而培養(yǎng)他們的愛國(guó)情懷。

圖2 原電池示意圖

【探究活動(dòng)一】設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)裝置，并實(shí)施實(shí)驗(yàn)見圖3[11]，小組合作探究實(shí)驗(yàn)，畫出裝置圖，提供材料：鋅片，碳棒，銅片，導(dǎo)線，硫酸鋅溶液，硫酸銅溶液等。

圖3 原電池實(shí)驗(yàn)裝置圖

【教師評(píng)價(jià)】教師分析學(xué)生設(shè)計(jì)的各種裝置圖，判斷是否合理。然后通過拆解分析反應(yīng)實(shí)質(zhì)可以看出，當(dāng)只有金屬鋅插入硫酸溶液時(shí)，在金屬鋅片上有氣泡產(chǎn)生因此發(fā)生的能量變化為：化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能；當(dāng)鋅和銅同時(shí)插入并且用導(dǎo)線或者鹽橋連接時(shí)，鋅逐漸溶解，銅表面有氣泡，因此產(chǎn)生的能量變化為：化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能。

【設(shè)計(jì)意圖】通過宏觀現(xiàn)象與微觀結(jié)合探究化學(xué)能是如何轉(zhuǎn)化為電能，上述關(guān)于“原電池”教學(xué)的處理，其目的在于深刻挖掘教材內(nèi)在的價(jià)值，讓學(xué)生形成學(xué)科觀念而不僅僅是學(xué)科知識(shí)，為學(xué)生真正架構(gòu)起獨(dú)特的認(rèn)識(shí)物質(zhì)世界的視角(以能量變化認(rèn)識(shí)原電池)和完善的理性思維的結(jié)構(gòu)(即從微觀角度深刻認(rèn)識(shí)化學(xué)變化)，從而形成基本的化學(xué)觀念[12]。并且讓學(xué)生感知到一個(gè)化學(xué)反應(yīng)可以有不同的能量轉(zhuǎn)化，培養(yǎng)學(xué)生的變化觀念，培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力，通過分析思考學(xué)習(xí)唯物辯證法，不斷增加思維能力，通過學(xué)生分析問題從而提高學(xué)生的辯證思維能力。

環(huán)節(jié)四：原電池工作原理。

【小組討論】分析銅鋅電池的工作原理，判斷反應(yīng)正負(fù)極。

【探究活動(dòng)二】請(qǐng)同學(xué)們?cè)谘b置圖上畫出電子和離子的轉(zhuǎn)移方向，結(jié)合物理所學(xué)知識(shí)分析發(fā)生的電極反應(yīng)。持續(xù)的電流需要閉合回路那么該裝置如何實(shí)現(xiàn)？

【教師評(píng)價(jià)】根據(jù)物理中電子轉(zhuǎn)移的條件可以看出，電子流出的為負(fù)極，得到電子的為正極；根據(jù)電極材料分析可以看出，一般而言，較為活潑的金屬為負(fù)極，較不活潑的金屬或非金屬為正極[13]。

【設(shè)計(jì)意圖】通過對(duì)原電池工作原理的探討，讓學(xué)生能夠辨識(shí)化學(xué)反應(yīng)中能量轉(zhuǎn)化形式是化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，解釋能量變化的本質(zhì)，從而引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會(huì)從本源出發(fā)，從而培養(yǎng)學(xué)生的分析問題、解決問題的能力，學(xué)會(huì)用科學(xué)的方法去解決問題。并且通過宏觀方面，微觀方面判斷電池正負(fù)極可以培養(yǎng)學(xué)生的宏觀辨識(shí)與微觀探析能力[13]。

環(huán)節(jié)五：原電池構(gòu)成要素。

【小組合作】分析原電池的構(gòu)成要素。

【提問激疑】學(xué)生通過觀察總結(jié)歸納出原電池的構(gòu)成條件，學(xué)生自行設(shè)計(jì)出符合要求的原電池模型，并且學(xué)會(huì)書寫電極反應(yīng)式。

【教師總結(jié)】通過觀察分析大多數(shù)同學(xué)都會(huì)總結(jié)出原電池的構(gòu)成條件其中有電解質(zhì)溶液、活潑性不同的金屬，但在實(shí)際電池(氫氧燃料電池)中是不需要電解質(zhì)溶液，也不需要活潑性不同的電極材料，因此教師通過歸納總結(jié)出原電池的構(gòu)成要素為四要素模型：電極反應(yīng)，離子導(dǎo)體，電子導(dǎo)體，電極材料。

【設(shè)計(jì)意圖】以Cu-Zn原電池為例，分析反應(yīng)方程式和多種反應(yīng)裝置，歸納總結(jié)出原電池的構(gòu)成要素，學(xué)生通過歸納總結(jié)，教師給予一定的實(shí)際講解，讓學(xué)生了解到學(xué)習(xí)知識(shí)內(nèi)容要與實(shí)際生活相聯(lián)系，從而培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維能力，展現(xiàn)實(shí)踐是檢驗(yàn)真理的唯一標(biāo)準(zhǔn)這一馬哲原理。

環(huán)節(jié)六：拓展應(yīng)用

【小組探究實(shí)驗(yàn)】根據(jù)已具備的知識(shí)以及提供的實(shí)驗(yàn)用品，實(shí)驗(yàn)儀器及藥品：鎂條，銅片，鐵片，導(dǎo)線，金屬夾，小燈泡，西紅柿。觀看思考并討論動(dòng)手實(shí)驗(yàn)見圖4[14]。

圖4 水果電池

【設(shè)計(jì)意圖】將化學(xué)知識(shí)與學(xué)生日常生活結(jié)合起來，培養(yǎng)學(xué)生的興趣，運(yùn)用知識(shí)進(jìn)行實(shí)際應(yīng)用的能力。當(dāng)今現(xiàn)代教育技術(shù)普遍應(yīng)用，許多課程都可融入一定的現(xiàn)代教育技術(shù)從而讓學(xué)生更好的接觸新鮮事物，比如趣味實(shí)驗(yàn)更好的將學(xué)生的思維進(jìn)行了擴(kuò)展，通過一些新鮮事物可以刺激學(xué)生學(xué)習(xí)唯物辯證法，更好的培養(yǎng)創(chuàng)新思維能力，創(chuàng)新思維能力是對(duì)常規(guī)思維的突破，善于因時(shí)制宜，開拓創(chuàng)新，學(xué)生通過此類學(xué)習(xí)可以潛移默化的學(xué)習(xí)到相關(guān)馬克思主義哲學(xué)觀，產(chǎn)生認(rèn)知沖突，培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)散思維能力。

【教師講解】11月3日9時(shí)32分，中國(guó)空間站夢(mèng)天實(shí)驗(yàn)艙順利完成轉(zhuǎn)位見圖5[15]，標(biāo)志著中國(guó)空間站T字基本結(jié)構(gòu)型在軌組裝完成，向著建成空間站的目標(biāo)邁出了關(guān)鍵一步，但是在太空當(dāng)中想要用電，是肯定不可能從地球上接一根電線上去的，因此中國(guó)空間站的電力系統(tǒng)主要是由太陽(yáng)電池翼和儲(chǔ)能裝置這兩部分構(gòu)成，我國(guó)的航天專家采用了世界上最先進(jìn)的大型柔性三結(jié)砷化鎵太陽(yáng)能電池翼來建設(shè)空間站，比起國(guó)際空間站使用的硅基太陽(yáng)能電池來說，光電轉(zhuǎn)換效率更高，并且空間站里還有許多鋰離子蓄電池儲(chǔ)能裝置，這些蓄電池也能為艙體供電，這就用到了我們所學(xué)的原電池知識(shí)。

圖5 空間站再生生保系統(tǒng)計(jì)劃配置情況

【設(shè)計(jì)意圖】讓學(xué)生現(xiàn)實(shí)的感受到我國(guó)日益增長(zhǎng)的綜合國(guó)力，使得化學(xué)與社會(huì)生活緊密結(jié)合，學(xué)生可以體會(huì)到化學(xué)在生產(chǎn)，生活中的巨大作用，提高學(xué)生的創(chuàng)新思維能力，培養(yǎng)學(xué)生的愛國(guó)主義情懷。

2 結(jié)語

本文在課程思政視域下對(duì)原電池進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)，在教學(xué)設(shè)計(jì)中時(shí)刻灌輸課程思政相關(guān)元素，從而提高學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)和人文素養(yǎng)，并且從多方面去改變學(xué)生已有的認(rèn)知水平。通過研究可以發(fā)現(xiàn)，在當(dāng)前的國(guó)際形勢(shì)下，在課堂中踐行課程思政是十分有必要的，當(dāng)前教師需要做到在課堂教學(xué)中挖掘可以融入思政元素的知識(shí)點(diǎn)，時(shí)刻抓住思政素材、教育熱點(diǎn)，運(yùn)用多種教學(xué)手段，進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)，從而更好的將思政元素滲入學(xué)生的日常學(xué)習(xí)中，對(duì)學(xué)生進(jìn)行思政教育，培養(yǎng)學(xué)生的社會(huì)主義核心價(jià)值觀，及時(shí)擺正學(xué)生的思想，完成全方位育人的目的，真正做到立德樹人的根本任務(wù)。