韓娜

摘 要：高中化學(xué)中所涉及的電化學(xué)知識具有一定的抽象性和動態(tài)性，加之高考電化學(xué)考查題型逐漸趨于生活化、實用化，導(dǎo)致學(xué)生對電化學(xué)知識的學(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。在實際教學(xué)中，基于核心素養(yǎng)視角開展電化學(xué)教學(xué)，對提高課堂教學(xué)質(zhì)量、學(xué)生生成學(xué)科素養(yǎng)具有重要意義。本文簡述高中電化學(xué)知識特點，圍繞思維可視化、實驗探究化、情境素材化、學(xué)習(xí)項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)對學(xué)生的成長和未來發(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、科學(xué)精神與社會責(zé)任。學(xué)生通過課程學(xué)習(xí)，在教師設(shè)計的化學(xué)活動中分析知識、掌握知識。同時，學(xué)生還應(yīng)具有運用知識解決問題的能力，以便充分發(fā)揮學(xué)生的主觀能動性。

一、高中電化學(xué)知識特點

（一）概念抽象且集中

高中電化學(xué)知識涉及兩個能量轉(zhuǎn)換，即化學(xué)能、電能。分析高中化學(xué)知識后發(fā)現(xiàn)，電化學(xué)部分涉及的概念知識較多，且內(nèi)容煩瑣，整體具有較強的抽象性，學(xué)生學(xué)習(xí)起來難度較大，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)移等微觀變化過程，這對學(xué)生理解知識有著消極影響，無法正確理解電子轉(zhuǎn)移的整個過程，進而無法深刻掌握知識[1]。

（二）知識涉及微觀

高中電化學(xué)中涉及較多的微觀知識，其中電子、原子等都是肉眼觀察不到的。因此，對學(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的場景，并對化學(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、金屬的保護和氯堿工業(yè)也是具有現(xiàn)實意義的問題，對保護社會經(jīng)濟有著重要影響。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)合生活實際展開學(xué)習(xí)，對其今后的發(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，加深知識理解

高中電化學(xué)知識具有不可視的特點，學(xué)生在理解電子、原子等微觀元素時，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)生加深對知識的理解。傳統(tǒng)教學(xué)中，教師也經(jīng)常會利用電子課件教學(xué)，但沒有突出重難點，影響了學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。對此，在實際教學(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，引導(dǎo)學(xué)生思考的同時還有助于培養(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”知識點時，首先，教師應(yīng)先利用我國電力生產(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)計討論活動，鼓勵學(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)知識展開討論，猜測能量轉(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，利用動畫模擬“銅鋅原電池”中各種粒子的運動情況，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，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離子，包括銅離子和鋅離子，同時硫酸根與氫氧根向負(fù)極移動發(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)，又提供可以移動的帶電粒子形成電流。由此，學(xué)生通過觀看動畫視頻，直觀了解氧化還原反應(yīng)中電子的移動過程，明確原電池的工作原理，促進學(xué)生抽象思維發(fā)展。最后，教師借助投影向?qū)W生展示原電池實驗儀器圖，要求學(xué)生結(jié)合所學(xué)習(xí)知識探究原電池由哪些要素構(gòu)成，并嘗試在動手實踐中搭建原電池，生成學(xué)習(xí)經(jīng)驗的同時促進建模素養(yǎng)發(fā)展。

（二）實驗探究化，培養(yǎng)創(chuàng)新意識

實驗在高中化學(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)采取實驗探究化方法，使學(xué)生在理論與實踐中直接感受到化學(xué)反應(yīng)和變化過程，從中獲得知識和操作技能。實驗探究法是培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究與創(chuàng)新意識的主要途徑，教師應(yīng)按照課程標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定組織學(xué)生完成實驗項目，方便學(xué)生獲得直接或間接實踐經(jīng)驗，進而提高課堂教學(xué)效率。同時，電化學(xué)實驗的設(shè)計應(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)下保證實驗探究效果。

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)識電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的過程，掌握電解池的工作原理，教師應(yīng)采取實驗探究化形式，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”實驗，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)，要求其在實驗現(xiàn)象的基礎(chǔ)上加以分析總結(jié)，并思考問題：（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，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“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”實驗。結(jié)合實驗現(xiàn)象，構(gòu)建合理的電化學(xué)微觀表征電子的運動方向和電場作用下陰陽離子的定向移動，深入認(rèn)識電解池的工作原理。隨后，教師組織學(xué)生以小組為單位采取控制變量法設(shè)計了三組實驗方案，分別是：（1）銅電極做陽極，惰性電極做陰極電解飽和食鹽水；（2）惰性電極做陽極，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”實驗，在實踐中通過現(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電解池中陰陽極放電順序的影響。基于此，通過實驗探究學(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。對電能和化學(xué)能之間的轉(zhuǎn)換產(chǎn)生更深刻的認(rèn)識。

（三）情境素材化，豐富生活體驗

情境素材，即構(gòu)建生動、具體場景所需要的材料。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)注意選材的針對性，結(jié)合教學(xué)中的重難點內(nèi)容，緊緊契合知識主線和生活主線。素材主題也應(yīng)與教學(xué)內(nèi)容相關(guān)，借助實驗、新聞、生活實例等將知識與生產(chǎn)相結(jié)合，進而豐富學(xué)生的生活體驗[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)知識時，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)象提出問題：鋼鐵在干燥的空氣中可以長時間保存，而在潮濕的空氣中很快就會被腐蝕，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)生針對教師提出的問題展開討論，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)識到鋼鐵屬于不純的金屬，也就是常說的合金，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)重點過渡到保護金屬、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，針對性提出保護措施，如在保護鋼鐵不被腐蝕時，可以將其作為正極保護起來，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，鋼鐵則完好無損。基于此，教師以生活常見現(xiàn)象為線索，針對性講解化學(xué)知識點，豐富學(xué)生的學(xué)習(xí)體驗。

（四）學(xué)習(xí)項目化，培養(yǎng)實踐能力

研究證明，項目化學(xué)習(xí)有助于提升學(xué)生的實踐能力，能對理論知識形成更深刻的印象，這對電化學(xué)知識學(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，以項目主題為引導(dǎo)，以問題為驅(qū)動，培養(yǎng)學(xué)生的實踐能力和解決問題能力。具體來說，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)真實的問題情境，指導(dǎo)學(xué)生以項目化形式解決問題，并得出最終項目結(jié)果，教師再加以評價。這一過程中，學(xué)生可以展開自主研究，提高自我探究能力的同時，還能有效培養(yǎng)學(xué)生信息加工能力，對學(xué)生成長有著重要意義。

以人教版高中化學(xué)必修二《環(huán)境保護與綠色化學(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，教師應(yīng)從保護環(huán)境理念出發(fā)開展項目化學(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？利用這一問題為驅(qū)動，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，在這一過程中，學(xué)生通過分析和討論搜集到的資料，認(rèn)識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，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驗。實驗中學(xué)生先猜測化學(xué)反應(yīng)原理，設(shè)計相應(yīng)的化學(xué)步驟，再利用教師提供的設(shè)備，通過外電壓的輔助下，讓可溶性陽極產(chǎn)生陽離子體，陽離子對膠體污染物發(fā)生凝聚效應(yīng)。同時，陰極在電壓作用下生成大量，在上浮過程中將絮體上浮，實現(xiàn)污染物與水的分離。最后，教師要引導(dǎo)學(xué)生回顧項目探究過程，總結(jié)實驗中發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)，讓學(xué)生在動手實踐中強化對電化學(xué)知識的靈活運用能力，實現(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)形式中多是以知識技能達成為導(dǎo)向的課時教學(xué)，缺乏對單元整體的把握，學(xué)生對知識的掌握也多是呈碎片化，影響結(jié)構(gòu)化知識體系的形成，不利于核心素養(yǎng)的形成。而基于核心素養(yǎng)的單元設(shè)計是課堂轉(zhuǎn)型的重要支點，教師應(yīng)將其作為教學(xué)設(shè)計的抓手，按照知識脈絡(luò)設(shè)計學(xué)習(xí)活動，將各個教學(xué)階段銜接起來。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，教師應(yīng)采取單元教學(xué)方式來引導(dǎo)學(xué)生思維，以促進學(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，提出問題：金屬廣泛分布在自然界中，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價，并對學(xué)生的答案進行補充，讓學(xué)生認(rèn)識到金屬廣泛分布在礦物、動植物體內(nèi)及海洋等區(qū)域中。教師則要繼續(xù)提問：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)生在原有知識基礎(chǔ)上，認(rèn)識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)，借助實際問題啟發(fā)學(xué)生思維：金屬冶煉和處理常常涉及電化學(xué)反應(yīng)，請問：冶煉或提純、、、等金屬時，哪一個不需要用到電解法？學(xué)生根據(jù)問題展開討論，根據(jù)金屬的化學(xué)性質(zhì)，一般來說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)生在循序漸進的引導(dǎo)中完成探究問題，建立完善知識結(jié)構(gòu)。

結(jié)束語

總的來說，學(xué)科核心素養(yǎng)的形成對學(xué)生未來成長有著重要意義，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)教師在對電化學(xué)知識講解的過程中，可以采取項目式教學(xué)法、實驗探究法、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)生對電化學(xué)興趣的同時提升自我探究能力，以便在解決問題中強化個人能力，并形成完善的核心素養(yǎng)。

參考文獻

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