■北京師范大學(xué)臺州附屬高級中學(xué) 王林軍

核心素養(yǎng)是高中化學(xué)教學(xué)中的重點教育目標(biāo)，是學(xué)生化學(xué)教學(xué)中必要發(fā)展的學(xué)科能力與品質(zhì)的總和。而電化學(xué)是化學(xué)學(xué)科教學(xué)的重要構(gòu)成部分，主要包括“原電池”和“電解池”兩個知識模塊。電化學(xué)教學(xué)可以通過多元教學(xué)模式與方法實現(xiàn)，核心素養(yǎng)的培養(yǎng)則可以蘊于多元教學(xué)模式中，通過特定教學(xué)模式得以落實和培養(yǎng)。因此，高中電化學(xué)可以視為培養(yǎng)學(xué)生化學(xué)核心素養(yǎng)的有效載體。教師在實際教學(xué)中應(yīng)重視電化學(xué)教學(xué)中核心素養(yǎng)教育目標(biāo)的落實，將核心素養(yǎng)蘊于電化學(xué)教學(xué)中，以豐富電化學(xué)課程的育人價值。

一、在高中電化學(xué)教學(xué)中落實核心素養(yǎng)教育的意義

在高中電化學(xué)教學(xué)中落實核心素養(yǎng)教育對課程建設(shè)和學(xué)生能力發(fā)展來說具有多重教育意義。首先，電化學(xué)教學(xué)中落實核心素養(yǎng)教育有助于優(yōu)化課程建設(shè)，提升課程育人價值的豐富性。電化學(xué)教學(xué)活動的教學(xué)目標(biāo)分為知識教學(xué)目標(biāo)和核心素養(yǎng)教學(xué)目標(biāo)兩個方面。將核心素養(yǎng)蘊于電化學(xué)教學(xué)中，能夠同步落實課堂知識目標(biāo)與核心素養(yǎng)教育目標(biāo)，提升課堂教學(xué)的全面性和有效性。其次，落實核心素養(yǎng)教育目標(biāo)需要通過多重教學(xué)模式和主題活動來實現(xiàn)。學(xué)生能夠在多元化教學(xué)活動中提煉有益的學(xué)習(xí)信息，獲取多元學(xué)習(xí)途徑和學(xué)習(xí)方法。學(xué)生的化學(xué)學(xué)習(xí)能力可以在此過程中得以有效培養(yǎng)。最后，將核心素養(yǎng)教育蘊于電化學(xué)教學(xué)中，能夠轉(zhuǎn)變學(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度，拓寬學(xué)生的學(xué)習(xí)認(rèn)知。

二、電化學(xué)教學(xué)中落實核心素養(yǎng)教育的基本原則

（一）可視化原則

電化學(xué)教學(xué)的教學(xué)思維步驟應(yīng)遵循可視化原則。電化學(xué)的作用和變化過程屬于微觀變化過程，學(xué)生難以通過肉眼觀察，因此對相關(guān)實驗和知識的理解難以深入。如果能將教學(xué)中的思維方法、思維步驟、思維路徑以可視化的方式傳達(dá)，則能夠大幅度提升學(xué)生的課堂理解能力，為學(xué)生建立深刻的學(xué)習(xí)印象。因此，在實際教學(xué)中，教師可以遵循可視化原則，運用圖片、視頻、思維導(dǎo)圖等可視化教學(xué)材料為學(xué)生提供視覺信息，提升學(xué)生的學(xué)習(xí)效率。

（二）探究性原則

遵循探究性原則展開電化學(xué)教學(xué)，可以使學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中自主完成對核心素養(yǎng)的芻探，以及對相關(guān)學(xué)習(xí)技能和品質(zhì)的鍛煉。探究性原則要求學(xué)生結(jié)合教師給出的問題或?qū)W習(xí)任務(wù)展開發(fā)散性思考，以小組合作或個人獨立思考的方式發(fā)掘自主學(xué)習(xí)渠道，整合自主學(xué)習(xí)資源，獲得最終學(xué)習(xí)猜測或結(jié)論。學(xué)生多維學(xué)習(xí)能力與核心素養(yǎng)在這一過程中獲得充分培養(yǎng)。因此，探究性原則是電化學(xué)教學(xué)中不可或缺的教學(xué)原則。

（三）生活化原則

核心素養(yǎng)視域下的電化學(xué)教學(xué)需要遵循生活化原則。電化學(xué)知識來源于生活，并最終服務(wù)于生活。其作用原理、價值功能與生活存在著密不可分的關(guān)系。因此，在實際教學(xué)中，教師應(yīng)緊密圍繞生活化方向展開，靈活應(yīng)用電化學(xué)知識在實際生活中的應(yīng)用案例佐證教學(xué)觀點，舉例說明電化學(xué)知識在實際生活中的應(yīng)用作用，建立電化學(xué)與生活的內(nèi)在聯(lián)系。如此，可以促使學(xué)生樹立生化教育觀念，促進(jìn)學(xué)生科學(xué)態(tài)度與社會責(zé)任核心素養(yǎng)的培養(yǎng)。

三、核心素養(yǎng)下高中電化學(xué)的有效教學(xué)策略

（一）體驗教學(xué)法，培養(yǎng)宏觀辨識與微觀探析素養(yǎng)

宏觀辨識與微觀探析素養(yǎng)要求學(xué)生立足于多元角度認(rèn)識現(xiàn)實中物質(zhì)的多樣性，對物質(zhì)進(jìn)行正確與合理的分類，并立足于元素、分子等角度分析物質(zhì)的構(gòu)成形式和性質(zhì)。電化學(xué)教學(xué)中，多數(shù)化學(xué)變化過程是難以通過人眼來識別和捕捉的，教師培養(yǎng)學(xué)生的宏觀辨識與微觀探析素養(yǎng)，能夠幫助學(xué)生正確解讀微觀變化為宏觀帶來的影響，立足物質(zhì)角度把握宏觀與微觀的內(nèi)在聯(lián)系，借助宏觀辨識與微觀探析解決實際問題。在電化學(xué)教學(xué)中，教師可以采用體驗教學(xué)法展開核心素養(yǎng)教育，以調(diào)動學(xué)生的視覺體驗為主要教學(xué)思路，通過可視化、形象化對微觀化學(xué)變化過程的解讀促使學(xué)生理解微觀與宏觀的內(nèi)在聯(lián)系。學(xué)生通過微觀模型和圖片等方式了解微觀世界的物質(zhì)結(jié)構(gòu)，進(jìn)而理解構(gòu)成宏觀世界的微觀物質(zhì)構(gòu)成形式，初步培養(yǎng)良好的宏觀辨識與微觀探析意識。在核心素養(yǎng)教育的作用下，學(xué)生將所學(xué)素養(yǎng)應(yīng)用于電化學(xué)知識學(xué)習(xí)中，以提升對電化學(xué)變化過程的理解程度。

例如，在新人教版高中化學(xué)必修第二冊《化學(xué)反應(yīng)與電能》的實驗活動課中， 本課教學(xué)重點在于讓學(xué)生理解化學(xué)能轉(zhuǎn)化成電能的基本操作步驟與能量轉(zhuǎn)化思路，感知化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的現(xiàn)實意義，認(rèn)識到化學(xué)能與電能之間的內(nèi)在聯(lián)系，初步樹立宏觀辨識與微觀探析素養(yǎng)。為了使學(xué)生深刻理解化學(xué)能轉(zhuǎn)化成電能的過程，教師播放PPT 演示實驗步驟圖文，向?qū)W生展示電流表、導(dǎo)線、燒杯、稀硫酸、鋅片、銅片、石墨棒等實驗材料，以及電極材料實驗和原電池實驗的基本操作過程，學(xué)生能夠在圖片中清晰地觀察到化學(xué)物質(zhì)串聯(lián)起來后帶動電流計指針的變化和產(chǎn)生電流的過程，從而對化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能形成初步的宏觀認(rèn)知。然后教師為學(xué)生播放該實驗的Flash動畫，以微觀模擬的方式動態(tài)展示稀硫酸、鋅片、銅片、石墨棒等化學(xué)物質(zhì)在微觀視角中的變化發(fā)展過程，提煉出電池的總反應(yīng)式“Zn+2H+=Zn2++H2”。演示動畫和演示文稿分別向?qū)W生展示了本課電極材料實驗和原電池實驗在微觀、宏觀兩個視域的變化過程，學(xué)生能夠借助視覺教輔工具深度理解知識，明晰宏觀與微觀的內(nèi)在聯(lián)系。

（二）理論滲透法，培養(yǎng)變化觀念與平衡思想素養(yǎng)

變化觀念與平衡思想素養(yǎng)旨在讓學(xué)生樹立物質(zhì)變化發(fā)展意識，認(rèn)同物質(zhì)是不斷變化和發(fā)展的這一客觀規(guī)律，認(rèn)識到產(chǎn)生化學(xué)變化的本質(zhì)是新舊物質(zhì)的交替，是能量的守恒。變化觀念與平衡思想屬于思想層面和認(rèn)知層面的教育。具有變化觀念與平衡思想的學(xué)生能夠客觀看待電化學(xué)教學(xué)中的物質(zhì)變化規(guī)律，認(rèn)同電化學(xué)變化中物質(zhì)守恒的基本原則，遵循變化與平衡原則解決電化學(xué)教學(xué)中產(chǎn)生的實際問題。在電化學(xué)教學(xué)中，教師可以采取理論滲透的方法落實核心素養(yǎng)教育目標(biāo)，通過直觀強調(diào)的方式使學(xué)生樹立化學(xué)觀念與思想，促使學(xué)生形成思維定式，習(xí)慣于運用變化觀念和平衡思想理解電化學(xué)問題，解決電化學(xué)問題。教師可以在電化學(xué)教學(xué)活動中把握教育契機(jī)，反復(fù)強調(diào)物質(zhì)變化與守恒定律，使學(xué)生建立深刻的認(rèn)知印象。久而久之，學(xué)生自然能夠?qū)⒒瘜W(xué)變化觀念與平衡思想厚植于內(nèi)心，以發(fā)展和守恒的眼光看待電化學(xué)問題。

例如，在新人教版高中化學(xué)選擇性必修第二冊《化學(xué)反應(yīng)與能量變化》教學(xué)活動中，本課圍繞“化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的途徑”這一知識點展開，要求學(xué)生理解并解釋經(jīng)過熱能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能最終轉(zhuǎn)化為電能的基本路徑，解讀燃料燃燒、蒸汽輪機(jī)、發(fā)電機(jī)在能量轉(zhuǎn)化過程中的作用。學(xué)生在這一過程中認(rèn)識到“能量守恒”“事物不斷變化發(fā)展”的客觀事實，樹立變化觀念與平衡思想。教師可以結(jié)合教材圖6-3化學(xué)反應(yīng)與能量變化關(guān)系示意圖，讓學(xué)生思考以下問題：鋅片與銅片插入稀硫酸時所產(chǎn)生的氣泡說明哪些問題？電流表的偏轉(zhuǎn)是持續(xù)的嗎？會隨著時間的推移發(fā)生哪些變化？學(xué)生在探究變化的過程中依據(jù)實驗步驟來推算實驗結(jié)果，將能量轉(zhuǎn)化、守恒思想融入推理思路中，在變化、守恒思想的指導(dǎo)下生成正確判斷，理解鋅片上發(fā)生氧化反應(yīng)“Zn-2e-=Zn2+”與銅片上發(fā)生還原反應(yīng)“2H++2e-=H2↑”的變化過程，同步落實知識目標(biāo)與核心素養(yǎng)教育目標(biāo)。

（三）習(xí)題訓(xùn)練法，培養(yǎng)證據(jù)推理與模型認(rèn)知素養(yǎng)

證據(jù)推理與模型認(rèn)知核心素養(yǎng)著力鍛煉學(xué)生邏輯推理與模型理解兩個方面的能力。電化學(xué)物質(zhì)的變化過程屬于微觀領(lǐng)域，教師和學(xué)生在教學(xué)和學(xué)習(xí)過程中主要通過假設(shè)、類比等方式，結(jié)合化學(xué)變化的正確邏輯分析推理變化的過程和結(jié)果，再以實踐探究等方式驗證個人猜想和邏輯觀點。因此，在實際教學(xué)中，學(xué)生邏輯推理的發(fā)展至關(guān)重要。教師要教會學(xué)生正確運用化學(xué)邏輯或證據(jù)展開推理的有效思路，并能熟練應(yīng)用和預(yù)設(shè)化學(xué)模型，借助化學(xué)模型進(jìn)行書面邏輯推理，使學(xué)生構(gòu)建虛擬認(rèn)知模型，形象化解釋電化學(xué)知識邏輯和變化現(xiàn)象，擁有解釋電化學(xué)發(fā)生變化的本質(zhì)規(guī)律的能力。教師可以借助習(xí)題訓(xùn)練法鍛煉學(xué)生對電化學(xué)模型的認(rèn)知以及對化學(xué)條件和證據(jù)的推理能力。學(xué)生在書面化學(xué)信息和條件中梳理物質(zhì)變化的邏輯關(guān)系，合理推理電化學(xué)要素變化發(fā)展方向，提升對電化學(xué)知識的理解和應(yīng)用能力，在習(xí)題訓(xùn)練中逐漸深化模型認(rèn)知，強化推理思維。

以新人教版高中化學(xué)選擇性必修一《原電池》為例，本課的教學(xué)重點在于讓學(xué)生從常見電池的構(gòu)造角度出發(fā)，分析原電池儲存電能和輸出電能的基本原理，通過思維導(dǎo)圖自主解釋原電池的作用過程以及正負(fù)極的判斷方法，根據(jù)實驗步驟解析正負(fù)極判斷的過程與原理。在本課教學(xué)中，教師可以通過習(xí)題小測的方式助力學(xué)生證據(jù)推理能力與模型認(rèn)知能力的培養(yǎng)。教師可以為學(xué)生布置小組課堂探究題目，讓學(xué)生小組合作完成原電池模型設(shè)計圖。學(xué)生借助教師提供的實物教具自主設(shè)計原電池模型，并結(jié)合原電池的作用原理繪制思維模型。首先，學(xué)生結(jié)合邏輯思考在紙上推理原電池的組裝方式，構(gòu)建思維模型，生成推理判斷。其次，學(xué)生小組將小組思考付諸實踐，通過組裝實驗驗證小組推理思路的正確性。在這一過程中，學(xué)生的推理論證能力與模型認(rèn)知能力獲得充分培養(yǎng)。習(xí)題訓(xùn)練有助于學(xué)生核心素養(yǎng)的發(fā)展。

（四）實驗教學(xué)法，培養(yǎng)科學(xué)探究與創(chuàng)新意識素養(yǎng)

科學(xué)探究與創(chuàng)新意識素養(yǎng)的培養(yǎng)是作用于學(xué)生學(xué)科精神、學(xué)習(xí)習(xí)慣和態(tài)度層面的教育。探究意識與創(chuàng)新意識基于一定的認(rèn)知基礎(chǔ)和知識經(jīng)驗的積累而形成，學(xué)生需要將新舊知識聯(lián)系起來，以舊知識經(jīng)驗理解新知識，對電化學(xué)知識做出合理猜想與大膽假設(shè)，再以實驗教學(xué)驗證觀點。因此，實驗教學(xué)是培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究與創(chuàng)新意識的有效方式。教師可以將實驗課程、化學(xué)實驗活動作為培養(yǎng)學(xué)生探究意識與創(chuàng)新意識的溫床，在實踐過程中為學(xué)生提供探究的機(jī)會，鼓勵學(xué)生做出創(chuàng)新猜想，完成創(chuàng)新實驗，在創(chuàng)新性的探究中深化對電化學(xué)知識的理解。

以新人教版高中化學(xué)選擇性必修一《金屬的腐蝕與防護(hù)》為例，本課教學(xué)重點圍繞“金屬腐蝕現(xiàn)象”展開系統(tǒng)分析，旨在深化學(xué)生對金屬腐蝕現(xiàn)象的認(rèn)識，促使學(xué)生利用前期所學(xué)的原電池知識分析鋼鐵腐蝕的兩種變化過程，再結(jié)合腐蝕原理采取正確的化學(xué)方法，對金屬進(jìn)行有效防護(hù)。這一探究過程能夠有效提升學(xué)生對電化學(xué)知識的理解與應(yīng)用能力。為了使學(xué)生理解不同條件下金屬腐蝕速度的差異，教師設(shè)計對比實驗，標(biāo)記“1”“2”號兩支試管，并分別加入5ml 稀硫酸，然后在“1”試管中加入1g鐵粉，在“2”試管中加入1g 鐵粉和1.5g 碳粉，觀察兩支試管的發(fā)泡差異。學(xué)生能夠肉眼觀察到試管2的反應(yīng)更強烈，氣泡產(chǎn)生速度更快，由此理解化學(xué)腐蝕速度與電化學(xué)腐蝕速度的差異。在防護(hù)金屬腐蝕的實驗環(huán)節(jié)，教師可以將主動權(quán)交給學(xué)生，讓學(xué)生結(jié)合前期實驗結(jié)論與實驗化學(xué)條件展開創(chuàng)意設(shè)計，探究金屬防護(hù)的有效方法（改變金屬材料、覆蓋保護(hù)層等），從而在開放式的實驗過程中應(yīng)用創(chuàng)意實驗構(gòu)想，鍛煉科學(xué)探究能力。

（五）生活教學(xué)法，培養(yǎng)科學(xué)態(tài)度與社會責(zé)任素養(yǎng)

科學(xué)態(tài)度與社會責(zé)任素養(yǎng)旨在讓學(xué)生樹立實事求是的學(xué)習(xí)精神，在探究真理、探究未知方面保留嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶W(xué)習(xí)態(tài)度和強烈的求知欲望?；瘜W(xué)學(xué)科的教育目標(biāo)是將化學(xué)知識作用于社會生活，為人類社會的發(fā)展提供便利。因此，生活與化學(xué)教育存在著本質(zhì)關(guān)聯(lián)。教師可以運用生活化教學(xué)法落實核心素養(yǎng)教育目標(biāo)，為學(xué)生厚植社會責(zé)任與科學(xué)態(tài)度，使學(xué)生認(rèn)識到電化學(xué)知識作用于實際生活的價值功能與應(yīng)用途徑，在學(xué)習(xí)中萌生對社會發(fā)展、追求真理的責(zé)任感。教師可以列舉電化學(xué)知識在生活中的應(yīng)用實例，借助實際應(yīng)用使學(xué)生認(rèn)識到化學(xué)學(xué)科教育的重要性，了解化學(xué)學(xué)科教育對社會發(fā)展的貢獻(xiàn)；教師可以向?qū)W生提出知識的生活化應(yīng)用問題，鼓勵學(xué)生發(fā)揮創(chuàng)意，開發(fā)電化學(xué)知識作用于實際生活的多元用途。如此，能夠進(jìn)一步鞏固學(xué)生的科學(xué)學(xué)習(xí)態(tài)度與社會責(zé)任感，落實核心素養(yǎng)。

例如，在新人教版高中化學(xué)選擇性必修一《電解池》的教學(xué)活動中，本課的教學(xué)重點在于讓學(xué)生了解電解池的概念、定義、工作原理和作用過程，掌握與電鍍實驗有關(guān)的知識，分析電鍍知識作用于實際生活的途徑和方法，感知化學(xué)知識對人類生活的貢獻(xiàn)。本課涉及大量的生活化教學(xué)案例和生活化思考探究，可以在科學(xué)態(tài)度與社會責(zé)任方面予以學(xué)生積極、正向的引導(dǎo)。在教學(xué)過程中，教師提出生活化問題：“電解池知識在生活中有哪些應(yīng)用方式？”學(xué)生結(jié)合實驗原理聯(lián)想到生活中鐵釘上鍍銅提升金屬硬度的電鍍技術(shù)。教師由此提出電鍍實驗任務(wù)，讓學(xué)生通過實驗操作了解電鍍工藝背后的化學(xué)原理。學(xué)生在生活主題實驗探究的過程中掌握運用化學(xué)造福生活的基本思路，親歷化學(xué)作用于生活的變化過程，從而萌生對社會發(fā)展的責(zé)任感，樹立嚴(yán)謹(jǐn)、求真、務(wù)實的探索精神。以生活教學(xué)為基本教學(xué)策略，有助于學(xué)生核心素養(yǎng)的培育。

四、結(jié)語

綜上所述，在高中化學(xué)核心素養(yǎng)培養(yǎng)過程中，教師可以通過體驗教學(xué)、理論強調(diào)、習(xí)題訓(xùn)練、實驗教學(xué)、生活教學(xué)等多元化的方法分層落實核心素養(yǎng)教學(xué)目標(biāo)，幫助學(xué)生夯實電化學(xué)知識基礎(chǔ)，達(dá)到優(yōu)化課程建設(shè)、凸顯教學(xué)價值、促進(jìn)學(xué)生能力發(fā)展的教育效果，滿足電化學(xué)教學(xué)可視化、探究化的教育原則與基本需要，促進(jìn)高中化學(xué)學(xué)科的建設(shè)與發(fā)展。