吳晗清 李夢(mèng)穎

摘要： 化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)是化學(xué)教育的根本旨趣，它的形成是學(xué)生對(duì)化學(xué)認(rèn)識(shí)的過(guò)程。從認(rèn)識(shí)視域、認(rèn)識(shí)思路、認(rèn)識(shí)深度、認(rèn)識(shí)結(jié)果四維度，以“電化學(xué)”主題為例，探討了化學(xué)認(rèn)識(shí)觀念、認(rèn)識(shí)過(guò)程、認(rèn)識(shí)價(jià)值三方面核心素養(yǎng)的形成機(jī)制。其中化學(xué)認(rèn)識(shí)觀念包括“宏觀辨識(shí)與微觀探析”及“變化觀念與平衡思想”，認(rèn)識(shí)過(guò)程關(guān)涉“證據(jù)推理與模型認(rèn)知”與“科學(xué)探究與創(chuàng)新精神”，而認(rèn)識(shí)價(jià)值則主要是“科學(xué)態(tài)度與社會(huì)責(zé)任”。基于此提出了相應(yīng)的教學(xué)建議。

關(guān)鍵詞： 化學(xué)認(rèn)識(shí)論; 化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng); 電化學(xué)

文章編號(hào)： 1005-6629（2021）03-0003-06

中圖分類號(hào)： G633.8

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： B

人類對(duì)世界的認(rèn)識(shí)，從來(lái)就沒(méi)有停止過(guò)。作為哲學(xué)的重要組成部分，認(rèn)識(shí)論就是對(duì)認(rèn)識(shí)本身發(fā)展規(guī)律進(jìn)行認(rèn)識(shí)和研究，探討認(rèn)識(shí)的本質(zhì)、來(lái)源及過(guò)程[1]?；瘜W(xué)是研究物質(zhì)組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)以及變化規(guī)律的基礎(chǔ)自然學(xué)科，將認(rèn)識(shí)論運(yùn)用于化學(xué)教學(xué)具有深遠(yuǎn)的意義?；瘜W(xué)認(rèn)識(shí)論揭示了化學(xué)由感性到理性、由經(jīng)驗(yàn)到理論，從定性走向定量、從宏觀深入微觀的發(fā)展過(guò)程。傳統(tǒng)課堂往往定位于傳授大量事實(shí)性的化學(xué)知識(shí)，較少關(guān)注化學(xué)認(rèn)識(shí)方式的形成，從而導(dǎo)致學(xué)生掌握了一定的知識(shí)，但是認(rèn)識(shí)水平普遍較低。本研究立足于化學(xué)認(rèn)識(shí)論，準(zhǔn)確把握化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)對(duì)相關(guān)內(nèi)容的規(guī)定及要求，探討如何將“素養(yǎng)為本”的教學(xué)落到實(shí)處。

1? 化學(xué)認(rèn)識(shí)論構(gòu)成要素及教育意義

1.1? 化學(xué)認(rèn)識(shí)論的構(gòu)成要素

化學(xué)學(xué)習(xí)是一種特殊的認(rèn)識(shí)活動(dòng)，教學(xué)活動(dòng)的設(shè)計(jì)需要蘊(yùn)含化學(xué)認(rèn)識(shí)論。化學(xué)認(rèn)識(shí)論主要包含兩個(gè)方面： 化學(xué)認(rèn)識(shí)方式和認(rèn)識(shí)結(jié)果?；瘜W(xué)認(rèn)識(shí)方式[2]具體表現(xiàn)為認(rèn)識(shí)化學(xué)事實(shí)現(xiàn)象、解決化學(xué)問(wèn)題所采用的認(rèn)識(shí)策略與思維模式。結(jié)合教學(xué)實(shí)踐和相關(guān)研究，化學(xué)認(rèn)識(shí)方式可以進(jìn)一步解構(gòu)為： 認(rèn)識(shí)對(duì)象、認(rèn)識(shí)視域、認(rèn)識(shí)思路、認(rèn)識(shí)深度等基本要素，見(jiàn)表1?；瘜W(xué)認(rèn)識(shí)結(jié)果不僅僅是學(xué)科知識(shí)的累積，更指向基于特定認(rèn)識(shí)方式將已有學(xué)科知識(shí)系統(tǒng)化、結(jié)構(gòu)化，通常采用語(yǔ)言、文字、圖表、符號(hào)等形式進(jìn)行表征，讓學(xué)生相應(yīng)的化學(xué)觀念和思維得以發(fā)展，能夠從化學(xué)視角去認(rèn)識(shí)、分析和解決相關(guān)問(wèn)題。

1.2? 化學(xué)認(rèn)識(shí)論的教育價(jià)值

化學(xué)教學(xué)中，學(xué)科知識(shí)的生成應(yīng)當(dāng)與認(rèn)識(shí)論發(fā)展相契合[3]。化學(xué)認(rèn)識(shí)論闡釋了從萌芽時(shí)期經(jīng)過(guò)漫長(zhǎng)歲月發(fā)展到現(xiàn)代化學(xué)的歷史進(jìn)程，它不僅映射了影響化學(xué)發(fā)展的重要史實(shí)，闡述了化學(xué)發(fā)展篳路藍(lán)縷的艱辛歷程，還彰顯了一代代化學(xué)家們令人景仰的科學(xué)精神和人文情懷。因此模擬化學(xué)認(rèn)識(shí)發(fā)展的過(guò)程并讓學(xué)生體驗(yàn)其中，不僅有利于學(xué)科知識(shí)的動(dòng)態(tài)生成過(guò)程，還可以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣以增強(qiáng)內(nèi)驅(qū)力，更為重要的是培養(yǎng)獨(dú)特的學(xué)科認(rèn)識(shí)能力，以“化學(xué)的眼光”來(lái)看待世界。基于認(rèn)識(shí)論的化學(xué)教學(xué)是一種以“素養(yǎng)為本”的實(shí)踐探索，體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。一是化學(xué)認(rèn)識(shí)觀念，對(duì)“宏觀辨識(shí)與微觀探析”及“變化觀念與平衡思想”等核心素養(yǎng)的落實(shí)有重要意義。二是化學(xué)認(rèn)識(shí)過(guò)程，關(guān)涉“證據(jù)推理與模型認(rèn)知”與“科學(xué)探究與創(chuàng)新精神”等核心素養(yǎng)。三是化學(xué)認(rèn)識(shí)價(jià)值，主要體現(xiàn)在“科學(xué)態(tài)度與社會(huì)責(zé)任”上。

2? 化學(xué)認(rèn)識(shí)論視野下的“電化學(xué)”主題教學(xué)分析

2.1? 課程標(biāo)準(zhǔn)中“電化學(xué)”的內(nèi)容分析及目標(biāo)要求

“電化學(xué)”是中學(xué)化學(xué)教學(xué)中的重點(diǎn)和難點(diǎn)，有很多值得深入思考和探討的問(wèn)題。“電化學(xué)”主題分散安排在必修課程中的“物質(zhì)結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)與化學(xué)反應(yīng)規(guī)律”部分和選擇性必修課程中的“化學(xué)反應(yīng)與能量”部分，其中核心內(nèi)容位于選擇性必修模塊“化學(xué)反應(yīng)原理”的第四章。從知識(shí)分類看，屬于化學(xué)基本概念和原理，是氧化還原反應(yīng)理論的延伸和具體應(yīng)用。從主題分類看，“電化學(xué)”屬于選擇性必修模塊“化學(xué)反應(yīng)原理”三大主題之一。根據(jù)課程標(biāo)準(zhǔn)[4]，筆者對(duì)其中“電化學(xué)”相關(guān)的內(nèi)容及要求做了分析，見(jiàn)表2?？梢钥闯?，“電化學(xué)”認(rèn)識(shí)對(duì)象發(fā)展從簡(jiǎn)單原電池到雙液原電池，認(rèn)識(shí)過(guò)程經(jīng)歷了從認(rèn)識(shí)模型、舉例說(shuō)明簡(jiǎn)單裝置到了解工作原理、書(shū)寫(xiě)電極反應(yīng)式、解釋并預(yù)測(cè)電極反應(yīng)現(xiàn)象等由淺入深的漸進(jìn)變化。由此可以看出“電化學(xué)”認(rèn)識(shí)思路從能量轉(zhuǎn)化到工作原理本質(zhì)的理解，再到了解實(shí)際應(yīng)用，呈螺旋式上升。

2.2? 基于認(rèn)識(shí)視角的“電化學(xué)”學(xué)習(xí)內(nèi)容分析

2.2.1? 認(rèn)識(shí)視域： 強(qiáng)調(diào)從學(xué)科域、社會(huì)域等多方面認(rèn)識(shí)“電化學(xué)”

“電化學(xué)”主題的內(nèi)容，不僅涉及到相關(guān)物質(zhì)性質(zhì)、氧化還原反應(yīng)、離子反應(yīng)和能量變化等化學(xué)領(lǐng)域相關(guān)知識(shí)內(nèi)容，而且還涉及到物理學(xué)中電流產(chǎn)生原因及電極、電勢(shì)差等相關(guān)知識(shí)[5]。因此，立足學(xué)科域就要基于氧化還原反應(yīng)、能量轉(zhuǎn)化等視角認(rèn)識(shí)原電池、電解池。如具體對(duì)于電化學(xué)來(lái)說(shuō)，氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)分別發(fā)生于原電池的負(fù)極和正極，統(tǒng)一于原電池中，以及發(fā)生于陽(yáng)極和陰極，統(tǒng)一于電解池中。又如應(yīng)用“電化學(xué)”模型分析化學(xué)變化中的物質(zhì)變化與能量變化，重點(diǎn)要關(guān)注化學(xué)能與電能之間的相互轉(zhuǎn)化等。

“電化學(xué)”除了掌握原理外，還要會(huì)解釋或解決有關(guān)化學(xué)的實(shí)際問(wèn)題，以促進(jìn)對(duì)化學(xué)之于社會(huì)領(lǐng)域價(jià)值的正確認(rèn)識(shí)?；瘜W(xué)的發(fā)展源于實(shí)踐問(wèn)題，實(shí)踐探索又促進(jìn)了學(xué)科的發(fā)展。因此教學(xué)內(nèi)容應(yīng)置于宏大的社會(huì)背景之中，不能脫離生產(chǎn)生活實(shí)際。以能量為例，新能源的開(kāi)發(fā)及利用在當(dāng)今顯得尤為緊迫。太陽(yáng)能電池技術(shù)就是太陽(yáng)能實(shí)現(xiàn)光電轉(zhuǎn)換的關(guān)鍵，新型有機(jī)太陽(yáng)電池具有成本低、質(zhì)量輕、柔韌性好和可實(shí)現(xiàn)大面積自動(dòng)化規(guī)?；a(chǎn)等優(yōu)點(diǎn)[6]。教學(xué)中以此為認(rèn)識(shí)素材，除了探討化學(xué)原理外，進(jìn)一步感受化學(xué)研究對(duì)于人類社會(huì)發(fā)展的巨大價(jià)值。

2.2.2? 認(rèn)識(shí)思路： 從現(xiàn)象到本質(zhì)、從理論到應(yīng)用等線索認(rèn)識(shí)“電化學(xué)”

“電化學(xué)”的學(xué)習(xí)過(guò)程，可以從化學(xué)實(shí)驗(yàn)、生產(chǎn)生活、自然現(xiàn)象以及社會(huì)問(wèn)題等情境入手，在分析相關(guān)化學(xué)事實(shí)與現(xiàn)象的基礎(chǔ)上，引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)對(duì)比歸類、剖析抽象、推論演繹等過(guò)程，從而明確表觀特征、抽提本質(zhì)特征、建構(gòu)相關(guān)概念，體現(xiàn)從現(xiàn)象到本質(zhì)的認(rèn)識(shí)路徑[7]。在建立“電化學(xué)”認(rèn)識(shí)模型后，要回扣到相應(yīng)的問(wèn)題情境中。如“原電池”的教學(xué)，可結(jié)合社會(huì)生活中常見(jiàn)的電池，引導(dǎo)學(xué)生從燈泡變亮或電流計(jì)偏轉(zhuǎn)等外顯現(xiàn)象入手，進(jìn)而分析其工作原理，從而建構(gòu)對(duì)“負(fù)極失去電子被氧化、正極得到電子被還原”這一本質(zhì)特征的正確認(rèn)識(shí)。繼而開(kāi)展“用生活中的材料制作簡(jiǎn)易電池”等實(shí)踐活動(dòng)，強(qiáng)化從理論到應(yīng)用的認(rèn)識(shí)路徑。

2.2.3? 認(rèn)識(shí)深度： 從宏觀、微觀、符號(hào)對(duì)“電化學(xué)”進(jìn)行三重表征

“宏觀—微觀—符號(hào)”三重表征是化學(xué)學(xué)科的重要特征，表征能力則是化學(xué)認(rèn)識(shí)深度的重要體現(xiàn)。三重表征是相互聯(lián)系的有機(jī)整體，培養(yǎng)學(xué)生三重表征能力是培養(yǎng)學(xué)生化學(xué)學(xué)科能力的關(guān)鍵[8]。在必修階段要求學(xué)生從微觀的角度對(duì)“電化學(xué)”的宏觀現(xiàn)象進(jìn)行初步的認(rèn)識(shí)，比如用相應(yīng)的符號(hào)表示電子轉(zhuǎn)移、正負(fù)極發(fā)生的反應(yīng);到了選擇性必修階段，電池的種類越來(lái)越多，涉及的化學(xué)反應(yīng)也更復(fù)雜。因此，更加強(qiáng)調(diào)從微觀粒子水平認(rèn)識(shí)物質(zhì)的構(gòu)成和變化，幫助學(xué)生深入認(rèn)識(shí)化學(xué)反應(yīng)過(guò)程中的電子轉(zhuǎn)移、離子移動(dòng)、離子與電子的相互作用等，從而認(rèn)識(shí)化學(xué)變化中物質(zhì)變化的本質(zhì)以及能量變化的原因。

2.2.4? 認(rèn)識(shí)結(jié)果： 建立普適模型，抽象把握“電化學(xué)”本質(zhì)

“電化學(xué)”的學(xué)習(xí)，不僅要認(rèn)識(shí)原電池、電解池的表觀實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、本質(zhì)特征及能量轉(zhuǎn)化，還要建立“電化學(xué)”模型系統(tǒng)。“電化學(xué)”之所以是教學(xué)的重難點(diǎn)，就是因?yàn)楹w的知識(shí)面非常廣，且具有較強(qiáng)的深度。因此認(rèn)識(shí)的結(jié)果如果拘泥于表面，則學(xué)生不可能對(duì)電化學(xué)構(gòu)建全面而深入的認(rèn)識(shí)。比如銅鋅原電池是一種比較簡(jiǎn)單的原電池個(gè)例，不具有普遍性。因?yàn)樵撾姵貎蓚€(gè)電極材料是活性不同的金屬，但鉛蓄電池等并非如此。另外，原電池電勢(shì)差的產(chǎn)生并不一定是因?yàn)閮蓚€(gè)電極材料本身，如氫氧燃料電池。還有，在原電池中并不一定是較活潑的電極材料做原電池的負(fù)極。因此，如果不能對(duì)原電池進(jìn)行抽象的建模，便很難對(duì)其進(jìn)行深度的、科學(xué)的認(rèn)識(shí)。因此，需要引導(dǎo)學(xué)生在探究銅鋅原電池、鉛蓄電池、氫氧燃料電池等不同類型電池的基礎(chǔ)上，抽象建模原電池構(gòu)成的基本要素，即兩個(gè)電極材料、兩種電極反應(yīng)物、離子導(dǎo)體和電子導(dǎo)體，其中同一極的電極材料和電極反應(yīng)物可以相同也可能不同[9]。

3? 基于化學(xué)認(rèn)識(shí)論的核心素養(yǎng)形成機(jī)制及教學(xué)建議

所謂機(jī)制，原指機(jī)器的構(gòu)造和工作原理?，F(xiàn)被其他領(lǐng)域以隱喻性的方式頻頻借用，泛指自然現(xiàn)象和社會(huì)現(xiàn)象中的某有機(jī)體系的構(gòu)造、功能及相互關(guān)系。我們探討的“核心素養(yǎng)形成機(jī)制”這一概念，需要全面地解構(gòu)化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)，從而揭示其內(nèi)部組織和層次結(jié)構(gòu)，從而探討如何通過(guò)基于認(rèn)識(shí)論的教學(xué)過(guò)程來(lái)實(shí)現(xiàn)。結(jié)合前面有關(guān)認(rèn)識(shí)方式、認(rèn)識(shí)結(jié)果，認(rèn)識(shí)論的教育價(jià)值的分析，以“電化學(xué)”主題為案例，提出基于認(rèn)識(shí)論的以化學(xué)概念形成過(guò)程來(lái)培育學(xué)科核心素養(yǎng)的三維分析模型，如圖1。

其中X軸表示認(rèn)識(shí)論，包括認(rèn)識(shí)視域、認(rèn)識(shí)思路、認(rèn)識(shí)深度和認(rèn)識(shí)結(jié)果四個(gè)方面;Y軸表示電化學(xué)主題，根據(jù)學(xué)習(xí)內(nèi)容的進(jìn)階，主要分為單液原電池、雙液原電池、電解池和金屬防護(hù)。其中單液、雙液都是原電池，而金屬防護(hù)則涉及原電池和電解池，體現(xiàn)了電化學(xué)主題在內(nèi)容上的逐級(jí)進(jìn)階;Z軸表示化學(xué)核心素養(yǎng)，分為化學(xué)認(rèn)識(shí)觀念（包括“宏觀辨識(shí)與微觀探析”和“變化觀念與平衡思想”）、化學(xué)認(rèn)識(shí)過(guò)程（包括“證據(jù)推理與模型認(rèn)知”和“科學(xué)探究與創(chuàng)新精神”）和化學(xué)認(rèn)識(shí)價(jià)值（主要指“科學(xué)態(tài)度與社會(huì)責(zé)任”）三個(gè)方面?？梢钥闯?，在認(rèn)識(shí)論、內(nèi)容主題、核心素養(yǎng)三個(gè)維度上，都是遵循了學(xué)生的認(rèn)識(shí)規(guī)律，由淺入深、循序漸進(jìn)，深刻把握學(xué)科知識(shí)，落實(shí)學(xué)科核心素養(yǎng)。

3.1? 以“電化學(xué)”為認(rèn)識(shí)對(duì)象，促進(jìn)化學(xué)認(rèn)識(shí)觀念的形成

“電化學(xué)”主題以原電池和電解池的內(nèi)部構(gòu)造及工作原理為認(rèn)識(shí)對(duì)象，深刻認(rèn)識(shí)氧化還原反應(yīng)及能量轉(zhuǎn)化。宏觀上，要求學(xué)生能夠結(jié)合相關(guān)現(xiàn)象如電流方向來(lái)判斷電子等微觀粒子的運(yùn)動(dòng)。而后要根據(jù)物質(zhì)的相關(guān)性質(zhì)進(jìn)行推斷，如氧化性和還原性的強(qiáng)弱、得失電子的先后順序等。微觀上，強(qiáng)調(diào)學(xué)生能從元素守恒、得失電子守恒、電荷守恒以及定性定量相結(jié)合的方式，闡釋電極反應(yīng)的本質(zhì)特征，進(jìn)而多角度、動(dòng)態(tài)地分析“電化學(xué)”反應(yīng)，建立起“電化學(xué)”反應(yīng)的系統(tǒng)性認(rèn)識(shí)，進(jìn)而促進(jìn)學(xué)生以“化學(xué)的眼光”來(lái)看待世界。

以“原電池內(nèi)部構(gòu)造及工作原理”教學(xué)為例來(lái)分析，首先觀察小燈泡變亮、電流表指針偏轉(zhuǎn)等現(xiàn)象來(lái)判斷微觀粒子的運(yùn)動(dòng)方向，引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識(shí)電池的物質(zhì)組成和基本結(jié)構(gòu)，將正負(fù)極物質(zhì)變化和變化過(guò)程中的電子得失與電流形成的條件相互聯(lián)系，屬于“宏觀辨識(shí)”;運(yùn)用守恒定律、電極反應(yīng)式來(lái)解釋化學(xué)反應(yīng)的本質(zhì)特征，運(yùn)用平衡觀發(fā)展學(xué)生對(duì)于電池動(dòng)力的認(rèn)識(shí)，屬于“微觀探析”。教師通過(guò)引導(dǎo)觀察演示實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象，建立了“宏觀辨識(shí)與微觀探析”“變化觀念與平衡思想”維度的核心素養(yǎng)，促進(jìn)學(xué)生化學(xué)認(rèn)識(shí)觀念的形成。具體見(jiàn)表3。

MnO2與鋅片之間的電子得失使電子定向移動(dòng)產(chǎn)生電流。中心碳棒為正極，外層鋅皮為負(fù)極。鋅皮失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)，是負(fù)極反應(yīng)物;MnO2得到電子發(fā)生還原反應(yīng)，是正極反應(yīng)物。電解質(zhì)溶液充當(dāng)離子導(dǎo)體，導(dǎo)線作為電子導(dǎo)體。外部電路電子從負(fù)極向正極移動(dòng)，內(nèi)部電路電解質(zhì)中的陽(yáng)離子從負(fù)極向正極移動(dòng)，陰離子從正極向負(fù)極移動(dòng)。這種電子得失的實(shí)質(zhì)是氧化還原反應(yīng)。實(shí)現(xiàn)化學(xué)能到電能的轉(zhuǎn)化。

3.2? 以“電化學(xué)”實(shí)驗(yàn)事實(shí)為證據(jù)、科學(xué)探究為依托，體驗(yàn)化學(xué)認(rèn)識(shí)過(guò)程

從某種意義上講，化學(xué)的歷程就是一部實(shí)驗(yàn)發(fā)展史，實(shí)驗(yàn)之于科學(xué)研究的重要性不言而喻。實(shí)驗(yàn)事實(shí)是實(shí)驗(yàn)過(guò)程中顯示出來(lái)的客觀證據(jù)，科學(xué)的發(fā)展都是基于事實(shí)的證據(jù)推理，也就是每一結(jié)論的得出都需要相關(guān)實(shí)驗(yàn)證據(jù)的支撐。因此，實(shí)驗(yàn)探究、證據(jù)推理自然而然地成了學(xué)科核心素養(yǎng)的重要組成部分。教學(xué)中要引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)一系列的實(shí)驗(yàn)探究，始終處于“發(fā)現(xiàn)問(wèn)題—探討原因—尋找證據(jù)—解決問(wèn)題—反思創(chuàng)新”的持續(xù)過(guò)程中，有利于學(xué)生建立起宏觀與微觀相結(jié)合、定性與定量相結(jié)合的思考方式，體驗(yàn)化學(xué)認(rèn)識(shí)過(guò)程。

以探究電動(dòng)汽車所用電池的發(fā)展為例進(jìn)行分析，從學(xué)科知識(shí)與社會(huì)發(fā)展等角度來(lái)體驗(yàn)化學(xué)認(rèn)識(shí)過(guò)程。電動(dòng)汽車電池經(jīng)歷了鉛酸電池、堿性電池和燃料電池等三代的發(fā)展，從高中化學(xué)認(rèn)識(shí)角度來(lái)看，這些電池分別可以用鉛蓄電池、鋰離子電池、氫氧燃料電池等三類模型來(lái)表征。雖然都是電池，但其實(shí)際應(yīng)用價(jià)值在不斷迭代。鉛酸電池是一種常見(jiàn)的二次電池，用途極廣，性能優(yōu)良、使用方便。它的主要缺點(diǎn)是能量低、污染環(huán)境。為了突破這一瓶頸，第二代堿性電池應(yīng)運(yùn)而生。第二代以鋰電池最具特色，它是一種高能電池，體積小、重量輕、壽命長(zhǎng)，是十分理想的化學(xué)電源，現(xiàn)已經(jīng)得到廣泛應(yīng)用。但是人們從未停止過(guò)追求卓越的腳步，第三代燃料電池更適合于生態(tài)文明范式下的社會(huì)生活。第三代不同于蓄電池和鋰離子電池，其正負(fù)極反應(yīng)物氣體分別儲(chǔ)存在電池之外的容器中。兩種氣體分別不斷地輸送到電池的兩極，通過(guò)氧化還原反應(yīng)將化學(xué)能轉(zhuǎn)變成電能。其中氫氧燃料電池因反應(yīng)產(chǎn)物只有水，不產(chǎn)生任何污染而備受關(guān)注，已成為一種發(fā)展前景十分廣闊的化學(xué)電源。具體見(jiàn)表4。電動(dòng)汽車的發(fā)展備受關(guān)注，車用電池更新速度迅猛，所以從多維度來(lái)認(rèn)識(shí)化學(xué)電源，有利于學(xué)生對(duì)認(rèn)識(shí)過(guò)程的深度體驗(yàn)，將學(xué)科知識(shí)與社會(huì)實(shí)踐融合于發(fā)展的視域之中。

3.3? 利用“電化學(xué)”理論指導(dǎo)生產(chǎn)、生活實(shí)踐，提升化學(xué)認(rèn)識(shí)價(jià)值

“科學(xué)態(tài)度與社會(huì)責(zé)任”是化學(xué)核心素養(yǎng)的價(jià)值立場(chǎng)，化學(xué)教學(xué)除了知識(shí)的傳承、思想方法的濡養(yǎng)，更重要的是學(xué)以致用，讓我們的生活變得更加美好，為人類文明的進(jìn)步添磚加瓦。在生產(chǎn)生活中，金屬腐蝕所帶來(lái)的損失非常嚴(yán)重，對(duì)經(jīng)濟(jì)、環(huán)境甚至生命安全等帶來(lái)巨大影響。如金屬設(shè)備的腐蝕經(jīng)常導(dǎo)致工廠停產(chǎn)，還會(huì)使船舶、橋梁、建筑物等損壞，許多場(chǎng)所的金屬腐蝕還會(huì)導(dǎo)致火災(zāi)、爆炸等安全事故的發(fā)生。當(dāng)然，我們要辯證地看待問(wèn)題，金屬腐蝕可能帶來(lái)巨大損失的同時(shí)，我們也可以利用腐蝕原理為生產(chǎn)生活服務(wù)，例如電化學(xué)刻蝕，用鋁罐車來(lái)運(yùn)輸冷的濃硝酸或濃硫酸等。學(xué)科知識(shí)本身并沒(méi)有好壞之分，而人們利用知識(shí)的方式是否合理就會(huì)產(chǎn)生善惡之別。在電化學(xué)的學(xué)習(xí)過(guò)程中，要引導(dǎo)學(xué)生探究金屬腐蝕的原因，尋求防止金屬腐蝕的方法和措施，從而提高學(xué)生的責(zé)任感、使命感，培養(yǎng)擔(dān)當(dāng)意識(shí)，對(duì)于立德樹(shù)人具有十分重要的意義。

以探究“金屬腐蝕和防護(hù)”為例進(jìn)行分析，要利用學(xué)生已有的現(xiàn)實(shí)生活經(jīng)驗(yàn)，從社會(huì)生活環(huán)境中發(fā)現(xiàn)、挖掘化學(xué)學(xué)習(xí)的情境資源[10]。引導(dǎo)學(xué)生自主探究，提升化學(xué)認(rèn)識(shí)價(jià)值。在教學(xué)過(guò)程中，以生活中金屬腐蝕相關(guān)的實(shí)驗(yàn)、視頻來(lái)引發(fā)學(xué)生對(duì)自然現(xiàn)象的關(guān)注，利用化學(xué)反應(yīng)原理探究金屬腐蝕的原因，而后分析探討各種金屬的防護(hù)措施。組織學(xué)生課后自主發(fā)掘生產(chǎn)生活中的相關(guān)案例，進(jìn)行深入分析，匯報(bào)交流、總結(jié)反思。具體見(jiàn)表5。讓學(xué)生在真實(shí)情境中從多角度去感受生產(chǎn)生活中的趨利避害，感受化學(xué)對(duì)于社會(huì)進(jìn)步、科技發(fā)展和人類生活質(zhì)量的重要貢獻(xiàn)，將學(xué)科學(xué)習(xí)和社會(huì)生活融于一體，從而涵養(yǎng)學(xué)生的“科學(xué)態(tài)度與社會(huì)責(zé)任”。

總之，化學(xué)教學(xué)在傳遞學(xué)科知識(shí)的過(guò)程中，一定要關(guān)注學(xué)生認(rèn)識(shí)觀念的形成、認(rèn)識(shí)過(guò)程的體驗(yàn)、認(rèn)識(shí)價(jià)值的提升，通過(guò)化學(xué)認(rèn)識(shí)切實(shí)培育學(xué)科核心素養(yǎng)。所以需要摒棄傳統(tǒng)單向知識(shí)傳遞的傾向，要將知識(shí)融于生產(chǎn)生活、人類社會(huì)發(fā)展的宏大視域中。引領(lǐng)學(xué)生全身心投入到學(xué)習(xí)中，在實(shí)踐層面進(jìn)行活動(dòng)探究、思維層面進(jìn)行主體建構(gòu)，從宏觀到微觀、變化與守恒等多角度進(jìn)行系統(tǒng)思考，養(yǎng)成看待世界的“化學(xué)眼光”。從而在知識(shí)獲得的同時(shí)，濡養(yǎng)思想與方法、態(tài)度與精神，還有更重要的責(zé)任與擔(dān)當(dāng)，全面落實(shí)立德樹(shù)人。

參考文獻(xiàn)：

[1]中國(guó)自然辨證法研究會(huì)化學(xué)化工專業(yè)組化學(xué)哲學(xué)基礎(chǔ)編委會(huì)編著. 化學(xué)哲學(xué)基礎(chǔ)[M]. 北京： 科學(xué)出版社， 1986.

[2]胡久華， 王磊. 促進(jìn)學(xué)生認(rèn)識(shí)素養(yǎng)發(fā)展的化學(xué)教學(xué)[J]. 教育科學(xué)研究， 2010， （3）： 46～50.

[3]張霄， 吳晗清. 以史明鑒： 化學(xué)認(rèn)識(shí)論對(duì)教學(xué)的啟示[J]. 化學(xué)教育， 2015， 36（15）： 77～80.

[4]中華人民共和國(guó)教育部制定. 普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）[S]. 北京： 人民教育出版社， 2018.

[5][9]吳晗清， 張娟， 趙冬青. 銅鋅原電池作為原電池基本模型的局限及其突破[J]. 化學(xué)教學(xué)， 2017， （1）： 16～20.

[6]郭英健， 諶偉慶. 有機(jī)太陽(yáng)電池研究新進(jìn)展[J]. 電源技術(shù)， 2019， 43（9）： 1577～1580.

[7]夏志清， 李爽. 發(fā)展學(xué)科核心素養(yǎng)的教學(xué)策略及實(shí)踐——以“電化學(xué)基礎(chǔ)”教學(xué)為例[J]. 中學(xué)化學(xué)教學(xué)參考， 2018， （21）： 16～20.

[8]吳晗清， 高慧. “三重表征”能力培養(yǎng)的瓶頸及其突破[J]. 中小學(xué)教師培訓(xùn)， 2018， （7）： 61～65.

[10]余文森. 核心素養(yǎng)導(dǎo)向的課堂教學(xué)[M]. 上海： 上海教育出版社， 2017： 60.