■北京師范大學(xué)臺(tái)州附屬高級(jí)中學(xué) 王林軍

核心素養(yǎng)是高中化學(xué)教學(xué)中的重點(diǎn)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(gè)知識(shí)模塊。電化學(xué)教學(xué)可以通過(guò)多元教學(xué)模式與方法實(shí)現(xiàn)，核心素養(yǎng)的培養(yǎng)則可以蘊(yùn)于多元教學(xué)模式中，通過(guò)特定教學(xué)模式得以落實(shí)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(shí)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(shí)，將核心素養(yǎng)蘊(yùn)于電化學(xué)教學(xué)中，以豐富電化學(xué)課程的育人價(jià)值。

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

在高中電化學(xué)教學(xué)中落實(shí)核心素養(yǎng)教育對(duì)課程建設(shè)和學(xué)生能力發(fā)展來(lái)說(shuō)具有多重教育意義。首先，電化學(xué)教學(xué)中落實(shí)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(jià)值的豐富性。電化學(xué)教學(xué)活動(dòng)的教學(xué)目標(biāo)分為知識(shí)教學(xué)目標(biāo)和核心素養(yǎng)教學(xué)目標(biāo)兩個(gè)方面。將核心素養(yǎng)蘊(yùn)于電化學(xué)教學(xué)中，能夠同步落實(shí)課堂知識(shí)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(shí)核心素養(yǎng)教育目標(biāo)需要通過(guò)多重教學(xué)模式和主題活動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)。學(xué)生能夠在多元化教學(xué)活動(dòng)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(guò)程中得以有效培養(yǎng)。最后，將核心素養(yǎng)教育蘊(yùn)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(shí)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(guò)程屬于微觀變化過(guò)程，學(xué)生難以通過(guò)肉眼觀察，因此對(duì)相關(guān)實(shí)驗(yàn)和知識(shí)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(shí)際教學(xué)中，教師可以遵循可視化原則，運(yùn)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(jué)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(guò)程中自主完成對(duì)核心素養(yǎng)的芻探，以及對(duì)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(wèn)題或?qū)W習(xí)任務(wù)展開發(fā)散性思考，以小組合作或個(gè)人獨(dú)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(cè)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(guò)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(shí)來(lái)源于生活，并最終服務(wù)于生活。其作用原理、價(jià)值功能與生活存在著密不可分的關(guān)系。因此，在實(shí)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(shí)在實(shí)際生活中的應(yīng)用案例佐證教學(xué)觀點(diǎn)，舉例說(shuō)明電化學(xué)知識(shí)在實(shí)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(huì)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(yàn)教學(xué)法，培養(yǎng)宏觀辨識(shí)與微觀探析素養(yǎng)

宏觀辨識(shí)與微觀探析素養(yǎng)要求學(xué)生立足于多元角度認(rèn)識(shí)現(xiàn)實(shí)中物質(zhì)的多樣性，對(duì)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(guò)程是難以通過(guò)人眼來(lái)識(shí)別和捕捉的，教師培養(yǎng)學(xué)生的宏觀辨識(shí)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(lái)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(shí)與微觀探析解決實(shí)際問(wèn)題。在電化學(xué)教學(xué)中，教師可以采用體驗(yàn)教學(xué)法展開核心素養(yǎng)教育，以調(diào)動(dòng)學(xué)生的視覺(jué)體驗(yàn)為主要教學(xué)思路，通過(guò)可視化、形象化對(duì)微觀化學(xué)變化過(guò)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(guò)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(shí)與微觀探析意識(shí)。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(shí)學(xué)習(xí)中，以提升對(duì)電化學(xué)變化過(guò)程的理解程度。

例如，在新人教版高中化學(xué)必修第二冊(cè)《化學(xué)反應(yīng)與電能》的實(shí)驗(yàn)活動(dòng)課中， 本課教學(xué)重點(diǎn)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(shí)意義，認(rèn)識(shí)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(shí)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(guò)程，教師播放PPT 演示實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)材料，以及電極材料實(shí)驗(yàn)和原電池實(shí)驗(yàn)的基本操作過(guò)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(lái)后帶動(dòng)電流計(jì)指針的變化和產(chǎn)生電流的過(guò)程，從而對(duì)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(shí)驗(yàn)的Flash動(dòng)畫，以微觀模擬的方式動(dòng)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(guò)程，提煉出電池的總反應(yīng)式“Zn+2H+=Zn2++H2”。演示動(dòng)畫和演示文稿分別向?qū)W生展示了本課電極材料實(shí)驗(yàn)和原電池實(shí)驗(yàn)在微觀、宏觀兩個(gè)視域的變化過(guò)程，學(xué)生能夠借助視覺(jué)教輔工具深度理解知識(shí)，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(shí)，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(shí)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(shí)際問(wèn)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(shí)核心素養(yǎng)教育目標(biāo)，通過(guò)直觀強(qiáng)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(yùn)用變化觀念和平衡思想理解電化學(xué)問(wèn)題，解決電化學(xué)問(wèn)題。教師可以在電化學(xué)教學(xué)活動(dòng)中把握教育契機(jī)，反復(fù)強(qiáng)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(wèn)題。

例如，在新人教版高中化學(xué)選擇性必修第二冊(cè)《化學(xué)反應(yīng)與能量變化》教學(xué)活動(dòng)中，本課圍繞“化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的途徑”這一知識(shí)點(diǎn)展開，要求學(xué)生理解并解釋經(jīng)過(guò)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(guò)程中的作用。學(xué)生在這一過(guò)程中認(rèn)識(shí)到“能量守恒”“事物不斷變化發(fā)展”的客觀事實(shí)，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(wèn)題：鋅片與銅片插入稀硫酸時(shí)所產(chǎn)生的氣泡說(shuō)明哪些問(wèn)題？電流表的偏轉(zhuǎn)是持續(xù)的嗎？會(huì)隨著時(shí)間的推移發(fā)生哪些變化？學(xué)生在探究變化的過(guò)程中依據(jù)實(shí)驗(yàn)步驟來(lái)推算實(shí)驗(yàn)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(guò)程，同步落實(shí)知識(shí)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(gè)方面的能力。電化學(xué)物質(zhì)的變化過(guò)程屬于微觀領(lǐng)域，教師和學(xué)生在教學(xué)和學(xué)習(xí)過(guò)程中主要通過(guò)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(guò)程和結(jié)果，再以實(shí)踐探究等方式驗(yàn)證個(gè)人猜想和邏輯觀點(diǎn)。因此，在實(shí)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(huì)學(xué)生正確運(yùn)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(shí)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(duì)電化學(xué)模型的認(rèn)知以及對(duì)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(duì)電化學(xué)知識(shí)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(qiáng)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(diǎn)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(chǔ)存電能和輸出電能的基本原理，通過(guò)思維導(dǎo)圖自主解釋原電池的作用過(guò)程以及正負(fù)極的判斷方法，根據(jù)實(shí)驗(yàn)步驟解析正負(fù)極判斷的過(guò)程與原理。在本課教學(xué)中，教師可以通過(guò)習(xí)題小測(cè)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(jì)圖。學(xué)生借助教師提供的實(shí)物教具自主設(shè)計(jì)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(shí)踐，通過(guò)組裝實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證小組推理思路的正確性。在這一過(guò)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(shí)驗(yàn)教學(xué)法，培養(yǎng)科學(xué)探究與創(chuàng)新意識(shí)素養(yǎng)

科學(xué)探究與創(chuàng)新意識(shí)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(shí)與創(chuàng)新意識(shí)基于一定的認(rèn)知基礎(chǔ)和知識(shí)經(jīng)驗(yàn)的積累而形成，學(xué)生需要將新舊知識(shí)聯(lián)系起來(lái)，以舊知識(shí)經(jīng)驗(yàn)理解新知識(shí)，對(duì)電化學(xué)知識(shí)做出合理猜想與大膽假設(shè)，再以實(shí)驗(yàn)教學(xué)驗(yàn)證觀點(diǎn)。因此，實(shí)驗(yàn)教學(xué)是培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究與創(chuàng)新意識(shí)的有效方式。教師可以將實(shí)驗(yàn)課程、化學(xué)實(shí)驗(yàn)活動(dòng)作為培養(yǎng)學(xué)生探究意識(shí)與創(chuàng)新意識(shí)的溫床，在實(shí)踐過(guò)程中為學(xué)生提供探究的機(jī)會(huì)，鼓勵(lì)學(xué)生做出創(chuàng)新猜想，完成創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)，在創(chuàng)新性的探究中深化對(duì)電化學(xué)知識(shí)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(diǎn)圍繞“金屬腐蝕現(xiàn)象”展開系統(tǒng)分析，旨在深化學(xué)生對(duì)金屬腐蝕現(xiàn)象的認(rèn)識(shí)，促使學(xué)生利用前期所學(xué)的原電池知識(shí)分析鋼鐵腐蝕的兩種變化過(guò)程，再結(jié)合腐蝕原理采取正確的化學(xué)方法，對(duì)金屬進(jìn)行有效防護(hù)。這一探究過(guò)程能夠有效提升學(xué)生對(duì)電化學(xué)知識(shí)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(jì)對(duì)比實(shí)驗(yàn)，標(biāo)記“1”“2”號(hào)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(qiáng)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(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)，教師可以將主動(dòng)權(quán)交給學(xué)生，讓學(xué)生結(jié)合前期實(shí)驗(yàn)結(jié)論與實(shí)驗(yàn)化學(xué)條件展開創(chuàng)意設(shè)計(jì)，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(shí)驗(yàn)過(guò)程中應(yīng)用創(chuàng)意實(shí)驗(yàn)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(huì)責(zé)任素養(yǎng)

科學(xué)態(tài)度與社會(huì)責(zé)任素養(yǎng)旨在讓學(xué)生樹立實(shí)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(qiáng)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(shí)作用于社會(huì)生活，為人類社會(huì)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(yùn)用生活化教學(xué)法落實(shí)核心素養(yǎng)教育目標(biāo)，為學(xué)生厚植社會(huì)責(zé)任與科學(xué)態(tài)度，使學(xué)生認(rèn)識(shí)到電化學(xué)知識(shí)作用于實(shí)際生活的價(jià)值功能與應(yīng)用途徑，在學(xué)習(xí)中萌生對(duì)社會(huì)發(fā)展、追求真理的責(zé)任感。教師可以列舉電化學(xué)知識(shí)在生活中的應(yīng)用實(shí)例，借助實(shí)際應(yīng)用使學(xué)生認(rèn)識(shí)到化學(xué)學(xué)科教育的重要性，了解化學(xué)學(xué)科教育對(duì)社會(huì)發(fā)展的貢獻(xiàn)；教師可以向?qū)W生提出知識(shí)的生活化應(yīng)用問(wèn)題，鼓勵(lì)學(xué)生發(fā)揮創(chuàng)意，開發(fā)電化學(xué)知識(shí)作用于實(shí)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(huì)責(zé)任感，落實(shí)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(dòng)中，本課的教學(xué)重點(diǎn)在于讓學(xué)生了解電解池的概念、定義、工作原理和作用過(guò)程，掌握與電鍍實(shí)驗(yàn)有關(guān)的知識(shí)，分析電鍍知識(shí)作用于實(shí)際生活的途徑和方法，感知化學(xué)知識(shí)對(duì)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(huì)責(zé)任方面予以學(xué)生積極、正向的引導(dǎo)。在教學(xué)過(guò)程中，教師提出生活化問(wèn)題：“電解池知識(shí)在生活中有哪些應(yīng)用方式？”學(xué)生結(jié)合實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)任務(wù)，讓學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)探究的過(guò)程中掌握運(yùn)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(guò)程，從而萌生對(duì)社會(huì)發(fā)展的責(zé)任感，樹立嚴(yán)謹(jǐn)、求真、務(wù)實(shí)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(yǔ)

綜上所述，在高中化學(xué)核心素養(yǎng)培養(yǎng)過(guò)程中，教師可以通過(guò)體驗(yàn)教學(xué)、理論強(qiáng)調(diào)、習(xí)題訓(xùn)練、實(shí)驗(yàn)教學(xué)、生活教學(xué)等多元化的方法分層落實(shí)核心素養(yǎng)教學(xué)目標(biāo)，幫助學(xué)生夯實(shí)電化學(xué)知識(shí)基礎(chǔ)，達(dá)到優(yōu)化課程建設(shè)、凸顯教學(xué)價(jià)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。