“能力導向的有效課堂教學”之“歸納提升”

陳燕洪

“能力導向的有效課堂教學”核心問題在不同的語境中有不同的理解，余文森教授概括為三方面：三種基本能力---閱讀能力，思考能力，表達能力；三個教學理念——課堂教學共同體理念，學習過程與效果效統(tǒng)一理念，學習爭論與認知快樂理念；與高考命題三個對接---能力（素養(yǎng)）立意，情景（背景）分析，歸納提升。

所謂“歸納提升”就是從個別性知識推出一般性結論，根據(jù)一類事物的部分對象具有某種性質，推出這類事物的所有對象都具有的性質；在此基礎上提升運用知識和解決問題的能力。

每一節(jié)課、每一個知識點學習后要能提出一些有價值的問題，不斷質疑，不斷總結與歸納，才能不斷提升，以致熟練應用。

高中化學之《化學反應原理》中的電化學部分是教學的難點之一，也是學生易困惑之所在。電化學可歸納為三部分：原電池；電解池；金屬的腐蝕與防護。其中原電池部分是電化學的開始，也是電化學的基石，盡管多次探究但每次感觸不同，現(xiàn)基于“能力導向的有效課堂教學”核心問題中的“歸納提升”的教學理念，詮釋“原電池”知識建構，總結其誤區(qū)、難點及應用以供共勉。

原電池部分的教學重點在于兩部分知識點的突破。其一：原電池工作原理的理解及誤區(qū)。其二：原電池的形成與電極的書寫。

一、原電池工作原理的理解及誤區(qū)

原電池是利用氧化還原反應原理將化學能轉化為電能的裝置。構成原電池的條件有四：兩個活動性不同的電極；將電極插入電解質溶液中；用導線連接電極構成閉合回路；能自發(fā)進行的氧化還原反應。

誤區(qū)一：根據(jù)此四個條件易得 為原電池。而若將電解質換成氯化鈉就容易被否決，其實它們?yōu)榫徛奈醺g，系自發(fā)的氧化還原反應，也可以構成原電池。

誤區(qū)二：原電池中單電池與兩個半電池的工作原理比較。常見Zn+CuSO4=ZnSO4+Cu反應，可設計成：單電池 ；兩個半電池 。大多只認為在有鹽橋的電池中CuSO4與ZnSO4溶液不可以對調，而若將ZnSO4溶液換成NaCl溶液仍然不違背該工作原理。

二、原電池的形成與電極的書寫

（一）原電池的形成

1.電極參與反應

一般情況下是負極材料與電解質反應，如：Fe +CuSO4= Fe SO4+Cu， Fe為負極，Cu或比Fe不活潑的導體為正極，電解質為CuSO4。 Fe 3++ Fe，F(xiàn)e3++Cu原理均相同。

2.電極不參與反應

如：燃料電池H2|O2|H+或OH-等，電極為惰性電極，反應物材料從電極注入，在電解質作用下反應，氧化劑在正極反應，還原劑在負極反應。

（二）氧化還原反應的拆分和電極的書寫

1.根據(jù)化學方程式直接拆分

如2 Fe 3++ Fe =3 Fe 2+，其中Fe——Fe 2+為氧化反應，負極反應為Fe -2e- = Fe 2+； Fe 3+—— Fe 2+為還原反應，正極反應為Fe 3++e-= Fe 2+。

2.根據(jù)化學方程式相加減拆分

據(jù)已知方程式先寫出較簡單的一個電極，再通過相加減寫出另一極。

3.根據(jù)電極材料和介質環(huán)境拆分

此類電極的書寫要考慮反應物、產(chǎn)物以及介質的參與。如：銀鋅紐扣電池Zn|Ag2O|OH-。反應物為Zn、Ag2O產(chǎn)物為Zn（OH）2、Ag，介質為OH- 。負極（氧化反應）電極書寫可分步進行：（1）Zn-2e-=Zn2+，（2）Zn2++2（OH）-=Zn（OH）2，故負極為Zn-2e-+2（OH）-=Zn（OH）2；正極（還原反應）電極的書寫方法為：（1）先寫出反應物與生成物Ag2O---2Ag，（2）標電子的轉移數(shù)目Ag2O+2e----2Ag；（3）補缺。原則為：酸性環(huán)境中，左邊缺H補H+，對面補H2O；左邊缺O(jiān)補H2O對面補H+；堿性環(huán)境中，左邊缺H補H2O，對面補OH-；左邊缺O(jiān)補OH-對面補H2O，Ag2O+2e-+H2O--2Ag+OH-。（4）電荷守恒，Ag2O+2e-+H2O--2Ag+2OH-，（5）原子守恒Ag2O+2e-+H2O=2Ag+2OH-。該方法在化學電源電極的書寫中較為常見。

4.燃料電池電極的書寫

該電極的書寫步驟：第一，寫出電池總反應式（燃料電池的總反應與燃料燃燒的反應一致）。第二，寫出電池的正極或負極反應式。第三，在電子守恒的基礎上，總反應式減去正極或負極反應式即得到另一極反應式。

該電極的書寫有兩個切入點：正極先寫法；負極先寫法（整體配平書寫法）。

正極先寫法：

燃料電池中氧化劑一般為O2，在正極發(fā)生氧化反應。酸性環(huán)境中正極：O2+4H++4e-=2H2O，在堿性環(huán)境中正極為：O2+2H2O+4e- =4OH-。

負極先寫法（以C2H10|O2|OH-為例，用整體配平法書寫）：

（1）寫出反應物和產(chǎn)物：在堿性環(huán)境中C4H10→4CO32-，（2）標電子得失，在C4H10→4CO32-中C整體的化合價從-10價→+16價，失去26個電子，C4H10-26e-→4 CO32-，（3）看環(huán)境補元素（方法與上同）， C4H10-26 e-+OH-→4 CO32-+H2O，（4）根據(jù)電荷守恒配平，右邊共有8個負電荷，故OH-前應配34，C4H10-26e-+34OH-→4CO32-+H2O。（5）據(jù)原子守恒配平，左邊H共44個，H2O前面應該配22。故得C4H10-26e-+34OH-→4CO32-+22H2O。此方法為整體配平法。如Ag2O2+Zn+KOH→K2Zn（OH）4+Ag的負極寫法與此相同。

原電池部分知識點不多，但根系復雜。“能力導向的有效課堂教學”旨在解決核心問題；對知識點的歸納與總結是落實并提升有效課堂的關鍵點之一。“原電池”教學知識的歸納意在建構其知識體系，提升對該部分知識的掌握及運用能力，便于捷徑學習，免進誤區(qū)。