張曉云

摘要：創(chuàng)新教學策略對提高課堂教學質(zhì)量具有重要意義。從情境創(chuàng)設(shè)、實驗探究、“成果”應用、模型建構(gòu)四個方面，創(chuàng)新“化學能與電能的相互轉(zhuǎn)化”單元復習教學策略，讓學生在輕松愉悅的氛圍中，實現(xiàn)單元復習的高效化。

關(guān)鍵詞：教學策略;情境創(chuàng)設(shè);實驗探究;“成果”應用;模型建構(gòu)

文章編號：1008-0546（2019）12-0050-04 中圖分類號：G632.41 文獻標識碼：B

doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2019.12.015

教學策略有廣義和狹義之分，廣義是指教師教的策略和學生學的策略，狹義專指教師教的策略，教學策略屬于教學設(shè)計的有機組成部分。狹義教學策略即在特定教學情境中為完成教學目標和適應學生認知需要而制定的教學程序計劃和采取的教學實施措施。教學策略規(guī)定了教學活動的總體風格和特征。基于高中化學單元復習課是常態(tài)教學中一種比較特殊的重要課型，以及復習課“復習”的特殊性，創(chuàng)新復習教學策略，對提高化學單元復習效益起著舉足輕重的作用。在此，筆者將參加市級評優(yōu)課“化學能與電能的相互轉(zhuǎn)化”單元復習課的教學設(shè)計呈現(xiàn)給大家，以期與同行分享這節(jié)課教學設(shè)計的創(chuàng)新教學策略。

一、設(shè)計思想

注重聯(lián)系學生的生活實際，將書本知識與學生經(jīng)驗相聯(lián)系。從學生日常生活實際出發(fā)，本著讓學生從經(jīng)驗到體驗、從情境到知識、從方法到過程、從問題到探究、從現(xiàn)象到本質(zhì)的思想，寓知識的復習、興趣的激發(fā)、思維的培養(yǎng)、能力的提升于體驗學習之中;注重啟發(fā)性、思維性的問題設(shè)計，關(guān)注學生的思維發(fā)展。以問題引領(lǐng)，本著從情境創(chuàng)設(shè)、實驗探究、“成果”應用、模型建構(gòu)的思想，使學生在知、情、意、行的體驗學習中，發(fā)展化學核心素養(yǎng)。

二、教學目標

（1）了解恒溫加熱器的原理，了解Fe-C原電池對銅冶煉廢水中重金屬離子處理過程，了解電解池的應用。

（2）通過自主互助、實驗探究、交流分享和反思提高等活動，體驗科學假設(shè)和實驗探究的過程，體會科學探究的一般過程與方法。

三、教學過程

【導入】展示圖1的輸液照片。

【教師】圖2就是輸液用的恒溫加熱器，它的熱量是從哪里來？

【學生】發(fā)生了化學反應。

【追問】發(fā)生了怎樣的化學反應？

【學生】不清楚。

【教師】今天也給每組帶來了恒溫加熱器（圖3），請大家將袋子撕開，觀察里面的固體，并感受一下溫度。

【學生】學生活動。

【教師】請大家利用周轉(zhuǎn)箱里的儀器（磁鐵等）猜猜袋里的固體是什么？

【學生】我們組用磁鐵吸引固體，固體被吸引起來了，猜測固體成分中應該有鐵;另外將剛打開的恒溫加熱器里的固體露置了一會，固體顏色變紅，進一步確定了固體中應該有鐵，鐵被氧氣氧化生成了三氧化二鐵。

【教師】大家通過觀察和分析，知道了恒溫加熱器里的固體有鐵。那么，恒溫加熱器的熱量是從哪里來的呢？

【學生】鐵被空氣氧化了，釋放了熱量。

【教師】請大家看一下恒溫加熱器的說明書，思考“鐵就能和氧氣反應，為什么還要加入碳、氯化鈉、水呢？”

【學生】鐵作為原電池的負極，碳作為原電池的正極，氯化鈉溶液是電解質(zhì)溶液，形成了原電池，可以加快鐵被氧化的速率。

【教師】請用簡單的原電池裝置圖表示出其原理。

【學生】學生活動。

設(shè)計意圖：讓學生親身感受恒溫加熱器的溫度;拆開恒溫加熱器，運用自己的已有認知及分析物質(zhì)的方法，發(fā)現(xiàn)恒溫加熱器里的固體成分;最終分析出是由于形成了鐵碳原電池，加速了鐵被氧氣氧化的發(fā)生，釋放出了熱量，從而發(fā)展了學生“證據(jù)推理”的核心素養(yǎng)。

【教師】如何設(shè)計實驗證明氧氣的確參與反應呢？

【學生】在西林瓶中加入恒溫加熱器里的固體，將塞子塞好，將帶有針尖的導管伸入盛有水的燒杯中，圖4所示，觀察是否有倒吸現(xiàn)象？

【學生】學生實驗。

【教師】觀察到什么現(xiàn)象？

【學生】導管里出現(xiàn)了倒吸現(xiàn)象。

【追問】說明了什么？

【學生】說明氧氣被消耗了。

【學生】不能說明氧氣被消耗，只能說明氣體被消耗。

【教師】很好，那如何證明呢？請大家做下面一個實驗（圖5）。（信息提示：亞鐵離子遇到鐵氰化鉀會出現(xiàn)藍色沉淀。）

【步驟】1.在u形管中加入NaCl溶液，

2.用導線連接鐵釘、碳棒插入U形管，

3.在碳棒一側(cè)u形管中滴入酚酞2-3滴，

4.在鐵釘一側(cè)u形管中滴入鐵氰化鉀溶液1-2滴。

【學生】分組實驗。

【教師】觀察到什么現(xiàn)象？

【學生】碳棒一側(cè)溶液變紅，鐵釘一側(cè)有藍色沉淀，圖6。

【追問】說明了什么？

【學生】說明在正極有OH-生成，在負極有Fe²⁺生成。

【追問】通過本實驗能否說明氧氣參與反應了？

【學生】可以。

設(shè)計意圖：通過讓學生對氧氣的確參與了反應進行實驗設(shè)計，實驗驗證，培養(yǎng)了學生嚴密的邏輯思維能力。

【教師】請寫出正負極電極反應式。

【模型建構(gòu)】原電池的構(gòu)成條件以及分析正負極反應（圖7甲、乙、丙）。

設(shè)計意圖：學生已經(jīng)對鐵碳原電池有所了解，再借助與書本上學過的鋅銅原電池進行對照，從而讓學生歸納梳理出原電池的一般模型，由特殊走向一般。

【過渡】鐵碳形成原電池給人們的生活帶來了便利，你還知道它有哪些應用呢？

【學生】暖寶寶，自熱食品。

【教師】展示圖片（圖8）。

【過渡】鐵碳形成原電池還在銅冶煉廢水處理方面也有重要的應用，如果請你去除銅冶煉廢水中的銅離子，你會選擇哪些方法？

【學生】沉淀法，置換法。

【教師】請大家看昆明理工大學邱珉的研究成果（展示圖9甲、乙）

【交流與討論】根據(jù)甲圖像，請大家思考以下問題：

1.純鐵可以除去Cu²⁺、Pb²⁺，為什么？

2.純碳可以除去Cu²⁺、Pb²⁺，為什么？

3.純鐵可以除去Cu²⁺、Pb²⁺，為什么還要加入碳粉？

4.當鐵炭混合物中鐵的質(zhì)量分數(shù)大于50%時，隨著鐵的質(zhì)量分數(shù)的增加，Cu²⁺和pb²⁺的去除率不升反降，其主要原因是什么？

【學生】鐵的活動性在銅和鉛之前，可以與Cu²⁺、pb²⁺發(fā)生置換反應。

【學生】碳具有吸附性，可以去除Cu²⁺、pb²⁺。

【學生】加入碳粉，與鐵構(gòu)成原電池，可以提升Cu²⁺、pb²⁺的去除效果。

【學生】當鐵炭混合物中鐵的質(zhì)量分數(shù)為50%時，此時形成鐵碳原電池的數(shù)目最多，去除率最高，而當鐵炭混合物中鐵的質(zhì)量分數(shù)大為50%時，形成的鐵碳原電池的數(shù)目又在下降，所以Cu²⁺和pb²⁺的去除率不升反降。

設(shè)計意圖：通過提出問題，激發(fā)了學生的原有認知，深化了學生對鐵碳原電池的認識，并且發(fā)展了學生量變引起質(zhì)變的辯證思想。

【過渡】銅離子的廢水還可以通過電解法去除，而且還起到回收銅的作用。

【演示實驗】用石墨電極電解硫酸銅溶液（圖10甲）。

【教師】觀察到什么現(xiàn)象？

【學生】陰極有紅色物質(zhì)析出，陽極有氣泡（圖11乙和丙）。

【教師】陰陽極發(fā)生了怎樣的反應？

【學生】陰極是銅離子得電子變成銅單質(zhì)，陽極氫氧根離子失去電子變成氧氣。

【模型建構(gòu)】電解池構(gòu)成的一般條件，如圖11甲、乙、丙。

設(shè)計意圖：讓學生對電解知識再現(xiàn)，通過學生對電解法處理廢水原理的認識，從而讓學生歸納梳理出電解池的一般模型，由特殊走向一般。

【過渡】原電池和電解池的不同點是什么？原電池和電解池的相同點是什么？

設(shè)計意圖：電解池與原電池有共同之處是什么？從而讓學生意識到不管是原電池還是電解池都是氧化還原反應，實現(xiàn)了對原電池和電解池知識的重構(gòu)。

【小結(jié)】通過本節(jié)課，你學會了什么？

四、教學策略

常規(guī)單元復習課是按點一線一面一體的邏輯結(jié)構(gòu)展開的，同時再輔以知識的應用，這是常規(guī)單元復習課的基本教學模式，這種單元復習教學模式是從知識到知識，從教師到學生，最后還是從教師回到教師和從學生回到學生，教師容易掌控，學生活動較少。套路化的、模式化的單元復習教學模式，容易使學生產(chǎn)生疲倦感，單元復習的高效性難以最大化?！盎瘜W能與電能的相互轉(zhuǎn)化”單元復習課在復習教學策略上有所創(chuàng)新，主要體現(xiàn)在以下四個方面：

1.情境創(chuàng)設(shè)策略

情境教學是課堂教學的重要形式，情境創(chuàng)設(shè)是課堂教學設(shè)計的重要內(nèi)容，物境和意境是課堂教學設(shè)計的兩個組成部分。單元復習教學內(nèi)容將書本知識與學生的生活經(jīng)驗相聯(lián)系，促成學生對知識的復習產(chǎn)生親近感和興趣感，體現(xiàn)了從生活走向化學、從化學走向社會的現(xiàn)代課程觀。與學生生活經(jīng)驗和經(jīng)歷相關(guān)的客體物境，是創(chuàng)設(shè)教學情境的鮮活素材。醫(yī)用輸液恒溫加熱器以及暖寶寶和自熱食品，是學生生活中接觸到、體驗到、感受到的生活情境。本單元從輸液恒溫加熱器復習教學情境的創(chuàng)設(shè)，從輸液恒溫加熱器的組成結(jié)構(gòu)到加熱體驗，從輸液恒溫加熱器的組成物質(zhì)辨識到加熱原理探究，促成課堂教學情境從物境向意境的升級，實現(xiàn)了課堂復習教學從情境的感知和體驗向知識的自主建構(gòu)轉(zhuǎn)化。

2.試驗探究策略

一般而言，常態(tài)單元復習課，課堂上很少見到教師的演示實驗和學生的分組實驗。實驗是知識的載體，是學生興趣的催化劑，對學生知識的學習和復習效果起到十分重要的作用。本節(jié)課以與單元知識相聯(lián)系的醫(yī)院輸液用的恒溫加熱器加熱原理探究為線索，展開原電池原理的復習教學。醫(yī)用恒溫加熱器的引入，引發(fā)“化學能與電能的相互轉(zhuǎn)化”單元復習教學從體驗叵溫加熱器的熱到證明氧氣參與反應，既有學生的分組實驗，又有教師的演示實驗，既有驗證性實驗又有探究性實驗，使本節(jié)課單元復習的內(nèi)容知識在實驗中自發(fā)地重現(xiàn)和建構(gòu)，起到了常態(tài)復習課難以達到的復習效果。

3.“成果”應用策略

科學研究成果既是科學知識應用的結(jié)晶，又是科學知識的客觀載體?？茖W研究成果具有科學性、時代性特征，其時代性能夠喚醒學生感受科學知識的魅力，感知時代科學進步的成就。昆明理工大學邱珉的研究成果，說明了鐵碳形成原電池對銅冶煉廢水中重金屬離子處理方面有重要應用，該研究成果不但對銅冶煉廢水中重金屬離子處理具有重要的指導作用，而且對環(huán)境保護具有重要意義。將科研成果運用于課堂教學，既復習了研究成果中蘊含的科學知識，又體現(xiàn)了科學知識的實用性和價值性。挖掘“鐵碳比對銅冶煉廢水中重金屬離子處理效果的影響”圖象研究成果本身蘊含的化學知識，同時以“問題”的形式引發(fā)學生交流與討論，既復習了原電池的基本原理，又提升了學生的思維水平和品質(zhì)。

4.模型建構(gòu)策略

化學模型是化學知識建構(gòu)的標本，從化學客體原型到化學“知識”模型的建構(gòu)，既蘊含著理想化的科學研究方法，又蘊含著模型建構(gòu)過程的科學知識、科學思維。原電池“知識”模型和電解池“知識”模型的建構(gòu)，既體現(xiàn)了從特殊到一般的辯證思想，又寓化學能與電能相互轉(zhuǎn)化于一體，既是單元知識由“碎片化”向系統(tǒng)化的轉(zhuǎn)變，又是學生思維躍升的系統(tǒng)躍遷，既是知識系統(tǒng)學習的過程，也是知識系統(tǒng)學習的方法。因此，模型建構(gòu)策略對提高單元復習教學效益具有重要意義。

總之，從情境創(chuàng)設(shè)、實驗探究、“成果”應用、模型建構(gòu)四個方面，創(chuàng)新“化學能與電能相互轉(zhuǎn)化”單元復習教學策略，在將書本知識與學生生活經(jīng)驗相聯(lián)系的基礎(chǔ)上，激發(fā)學生興趣，引發(fā)單元知識復習的展開，讓學生在情境感受、實驗探究、科研成果、模型建構(gòu)、問題設(shè)計中，促進復習內(nèi)容的知識建構(gòu)，實現(xiàn)單元知識復習的高效化。