黑龍江 盧國鋒
概念圖又稱概念構圖、概念地圖,是將與某一研究問題相關的概念置于方框或者圓圈中,用連線連接相關的概念,并在連線上表明二者之間的關系,最終形成圍繞該主題的概念網絡。概念圖教學法是課堂講解的可視性工具,學生理解和記憶的自主構建性工具,提升復習效率的實用性工具,筆者結合教學實踐談談具體的應用。
嚴格意義的概念圖由概念、命題、交叉連接和層級結構四部分構成,引導學生使用時不用講解四部分結構防止學生糾結相關術語的涵義,進而產生畏難情緒,失去學習的興趣和信心。
概念圖用于對教科書知識的萃取、濃縮、結晶,再升華,為認識角度、科學思想和方法,教師引領作用是至關重要的,模仿是學習的最基本方式,讓學生學會并愛上概念圖,教師要先行。
電化學基礎知識體系的構建

命題是對事物現象、結構和規則的陳述,在概念圖中,命題是兩個概念之間通過某個連接詞而形成的意義關系,原電池與電解池兩個并列概念通過兩種能量轉化綜合裝置、能量轉化、裝置構成、電極名稱、微粒移動、電極反應、化學計算、應用,八個命題線索將兩個并列概念串聯起來。
概念圖很骨感,需要對重點和易錯點進行反思,豐富層級內容,讓概念圖由表及里刻畫出知識的全貌,防止知識出現瑕疵。
1.原電池是能量輸出型,屬于自發反應,電解池是能量輸入型,獨立裝置可以通過有無外接電源判斷。串聯裝置或二次電池概念圖中提供了判斷方法。
2.原電池的負極失去電子帶正電荷,溶液中陰離子是向負極移動的,此處是易錯點。
3.原電池負極采用活潑性判斷時要考慮電解質溶液,例如Al-Cu-濃HNO3原電池裝置,Al比Cu活潑,但常溫下Al遇濃HNO3鈍化,短時間反應就停止,Cu與濃HNO3正常反應,實際負極是Cu,兩電極都能與電解質溶液反應可用活潑性判斷,兩電極只有一電極反應,反應一極為負極。
4.二次電池充電恢復到放電狀態,電極的連接方式為正接正、負接負,意思是原電池的正極充電時與電源的正極相連,負極充電時與電源負極相連。


燃料電池電極反應式的書寫程序,以物定反應,環境化合價定產物、化合價分析電子轉移數,電荷和原子守恒補充離子或其他參與反應的微粒。即定電極、斷反應、尋微粒、強弱放電排順序。


概念圖最終目的是為了運用,提高解決問題的能力,概念圖具有一定的穩定性,畫出最適合自己理解和記憶的圖,解題訓練中,檢驗概念圖的適用性。
【例題】支持海港碼頭基礎的鋼管樁,常用外加電流的陰極保護法進行防腐,工作原理如圖所示,其中高硅鑄鐵為惰性輔助陽極。下列有關表述不正確的是
( )

A.通入保護電流使鋼管樁表面腐蝕電流接近于零
B.通電后外電路電子被強制從高硅鑄鐵流向鋼管樁
C.高硅鑄鐵的作用是作為損耗陽極材料和傳遞電流
D.通入的保護電流應該根據環境條件變化進行調整
【解析】概念圖中電化學防腐有兩種,利用電解原理的是外加電流陰極保護法,被保護的鋼管樁作陰極,鋼管表面不失電子,幾乎無腐蝕電流,A正確;概念圖中微粒流向,通電后,海水中的陰離子Cl-移向高硅鑄鐵陽極,失電子發生氧化反應,電子經導線流向電源正極,再從電源負極流出經導線流向鋼管樁,B正確;高硅鑄鐵作為惰性輔助電極,不被損耗,不是犧牲陽極陰極保護,C錯誤;調整保護電流大小需要根據環境(pH、離子濃度、溫度)而變化,D正確。
【答案】C
【資料卡片】高硅鑄鐵屬于難溶性輔助陽極材料,它在工作時,除了形成鐵離子外,還伴有氧和氯的析出,其大部分電量消耗在形成鐵離子和析氧上,結果在高硅鑄鐵表面形成一層二氧化硅覆蓋層,阻止了本身的進一步溶解。由于高硅鑄鐵質硬性脆,機加工困難,一般都是一次澆鑄成型。現代的艦船及海洋工程已很少使用,僅在岸邊工程或在接觸淡水、土壤等的工程中使用。
