提升原電池認(rèn)知水平的教學(xué)策略研究

劉慶

【摘要】本文從高中學(xué)生階段認(rèn)知發(fā)展規(guī)律開展研究，從原電池化學(xué)反應(yīng)本質(zhì)的認(rèn)知、原電池工作原理的認(rèn)知、原電池結(jié)構(gòu)和性能認(rèn)知等模塊進(jìn)行分析，制定有效的教學(xué)策略。

【關(guān)鍵詞】原電池 ?認(rèn)知水平 ?教學(xué)策略

【中圖分類號(hào)】G633.8 ?【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】2095-3089（2019）30-0051-01

在現(xiàn)高中化學(xué)教學(xué)階段的“原電池”教學(xué)，具有比較重要的地位，在全國(guó)主要的幾版化學(xué)教材中，“原電池”的相關(guān)知識(shí)遍及必修或選修的基本章節(jié)，它是電化學(xué)應(yīng)用的一個(gè)直觀理解和重要實(shí)例，學(xué)好、學(xué)通“原電池”的相關(guān)知識(shí)，對(duì)高中階段的學(xué)生來(lái)說(shuō)具有十分重要的意義。一方面，就應(yīng)試來(lái)說(shuō)，“原電池”部分近年來(lái)一直是全國(guó)高考的熱門知識(shí)點(diǎn)，另一方面就學(xué)生專業(yè)發(fā)展和興趣培養(yǎng)來(lái)說(shuō)，學(xué)懂弄通“原電池”知識(shí)，是學(xué)生今后在化工方面有所發(fā)展的一個(gè)基礎(chǔ)知識(shí)模型，在目前移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)迅猛發(fā)展的浪潮下，手機(jī)、平板等移動(dòng)終端已經(jīng)席卷全國(guó)每個(gè)家庭，但是電池始終是移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)這個(gè)“木桶”的一個(gè)短板，對(duì)于有志于在這方面進(jìn)行深入研究和突破的學(xué)生來(lái)說(shuō)，了解“原電池”的基本原理可以說(shuō)是一個(gè)重要基礎(chǔ)。因此，無(wú)論是從提升學(xué)生應(yīng)試能力還是打好專業(yè)發(fā)展創(chuàng)新基礎(chǔ)來(lái)說(shuō)，提升目前學(xué)生在中學(xué)階段的“原電池”認(rèn)知水平都是一個(gè)十分重要和有意義的課題。

一、學(xué)生階段認(rèn)知發(fā)展的基本規(guī)律

認(rèn)知是人們通過(guò)感覺、知覺、想象、記憶和語(yǔ)言等手段接受外界信息，再經(jīng)過(guò)頭腦加工處理，轉(zhuǎn)換為自身心理活動(dòng)的過(guò)程。也就是說(shuō)認(rèn)知是一種學(xué)習(xí)過(guò)程，這個(gè)過(guò)程本身也有其規(guī)律。現(xiàn)代認(rèn)知心理學(xué)對(duì)學(xué)習(xí)的理解就是同化和順應(yīng)的過(guò)程，其實(shí)我們?cè)谥袑W(xué)生物學(xué)中植物的光合作用部分就接觸過(guò)同化作用和異化作用，可以類比來(lái)理解，就淺顯易懂了。現(xiàn)代認(rèn)知心理學(xué)所說(shuō)的同化和順應(yīng)就是大腦把接觸到的外界信息通過(guò)頭腦中已有的知識(shí)進(jìn)行重新整合或拓展，建立起一種新的結(jié)構(gòu)，或是在原有結(jié)構(gòu)上進(jìn)行發(fā)展，或是用新的知識(shí)顛覆和置換原有結(jié)構(gòu)，這其中既有量變也有質(zhì)變。對(duì)于人這個(gè)主體來(lái)說(shuō)，同化和順應(yīng)的過(guò)程是無(wú)窮無(wú)盡反復(fù)發(fā)生的，由簡(jiǎn)至難，由低級(jí)至高級(jí)，呈螺旋式向前。因此，我們?cè)诮虒W(xué)中應(yīng)該把握并適應(yīng)學(xué)生的認(rèn)知水平發(fā)展規(guī)律，要盡量給他們多方的外界信息輸入，與多種信息進(jìn)行碰撞整合，同化順應(yīng)，能夠更好地幫助他們構(gòu)建知識(shí)體系。

二、提升“原電池”認(rèn)知的重要知識(shí)模塊和策略

原電池作為電化學(xué)的基礎(chǔ)內(nèi)容，在中學(xué)階段要求學(xué)生在腦海中有能量轉(zhuǎn)化和守恒的基本認(rèn)識(shí)，并能初步認(rèn)識(shí)到這類化學(xué)反應(yīng)在我們生產(chǎn)生活中具有重要的意義。在初步認(rèn)知的基礎(chǔ)上，讓學(xué)生學(xué)習(xí)氧化還原反應(yīng)基礎(chǔ)知識(shí)，了解電能與化學(xué)能相互轉(zhuǎn)化的方法，對(duì)于更高階段的認(rèn)知就要求學(xué)生能夠運(yùn)用學(xué)到的化學(xué)知識(shí)和原理闡釋現(xiàn)實(shí)問(wèn)題并能進(jìn)行簡(jiǎn)單的計(jì)算。經(jīng)過(guò)筆者的提煉總結(jié)，認(rèn)為原電池認(rèn)知主要包含以下幾個(gè)重要的知識(shí)核心模塊。

1.對(duì)原電池化學(xué)反應(yīng)本質(zhì)的認(rèn)知的提升

要讓學(xué)生知道物質(zhì)在發(fā)生化學(xué)反應(yīng)時(shí)，會(huì)有放熱等能量的轉(zhuǎn)化，知道原電池的本質(zhì)是氧化還原反應(yīng)，同時(shí)要注意認(rèn)識(shí)反應(yīng)本質(zhì)的基礎(chǔ)知識(shí)儲(chǔ)備，包括銅、鐵、鋁等一些常用金屬的導(dǎo)電和置換等理化性質(zhì)，要掌握金屬活動(dòng)性順序表。老師在為學(xué)生講解時(shí)不能僅僅說(shuō)“原電池反應(yīng)的本質(zhì)是氧化還原反應(yīng)”，還要從能量轉(zhuǎn)化和電子轉(zhuǎn)移等方面進(jìn)行深度分析，使學(xué)生知其然還要知其所以然。比如對(duì)于鋅、硫酸鋅溶液、硫酸銅溶液、銅原電池，負(fù)極電子通過(guò)外電路轉(zhuǎn)移到正極氧化液劑上，實(shí)現(xiàn)化學(xué)能與電能的轉(zhuǎn)化。

2.對(duì)原電池工作原理的認(rèn)知的提升

在掌握氧化還原反應(yīng)的基礎(chǔ)上，知道原電池是可以將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的一種設(shè)計(jì)，要在實(shí)驗(yàn)中掌握原電池微觀運(yùn)行，能夠書寫反應(yīng)式、判斷正負(fù)極并在頭腦中形成基本概念。老師重點(diǎn)要講清電解溶液和外電路中電子和離子的流向，要講清電解質(zhì)溶液和電極之間的反應(yīng)粒子互相交換的情況，這幾方面內(nèi)容是提升學(xué)生認(rèn)知的核心和本質(zhì)。

3.對(duì)原電池結(jié)構(gòu)和性能認(rèn)知的提升

在認(rèn)識(shí)電池反應(yīng)本質(zhì)的基礎(chǔ)上來(lái)認(rèn)識(shí)電池的結(jié)構(gòu)就會(huì)事半功倍。在講解時(shí)老師要在電極、鹽橋、內(nèi)外電路、半反應(yīng)等基本概念上多做引導(dǎo)，通過(guò)單、雙液原電池的比較，教授學(xué)生原電池的構(gòu)成條件，把握其直觀和可操作的結(jié)構(gòu)特性及穩(wěn)定和可持續(xù)的放電電流特性。

三、基于認(rèn)知理論支撐的教學(xué)策略

我們?cè)谂辶苏J(rèn)知的基本規(guī)律明確了原電池教學(xué)的重點(diǎn)和難點(diǎn)之后就可以采取行之有效的教學(xué)方法。首先是要從學(xué)生的角度去分析學(xué)習(xí)原電池的整個(gè)過(guò)程，將學(xué)習(xí)中可能遇到的問(wèn)題和障礙列出清單，針對(duì)每一塊問(wèn)題進(jìn)行分析研究，制定最有效的教學(xué)策略，在實(shí)際的課堂教學(xué)過(guò)程中還要進(jìn)一步捕捉和發(fā)現(xiàn)學(xué)生不解的問(wèn)題，有側(cè)重地完善教學(xué)策略;其次，要通過(guò)講解、類比、實(shí)驗(yàn)等方法為學(xué)生澄清誤區(qū)，將容易混淆的概念講解清楚，為深入了解奠定基礎(chǔ);最后是要引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用現(xiàn)代方法掌握知識(shí)，比如思維導(dǎo)圖。可以結(jié)合電池發(fā)展的最前沿現(xiàn)狀為學(xué)生提出發(fā)展方向和希望，激發(fā)他們的熱情，從心理上給他們力量。