促進化學觀念建構的“電化學復習課”教學設計

王福國

摘要：電化學知識始終是高考中的重點及難點。學生在面對陌生情境、復雜的信息及裝置圖時還不能很好地將理解的知識轉化成思路方法，所以我們要引導學生學會認識事物本質、自覺運用粒子觀等化學觀念解決問題、建構解決復雜問題的思維模型，使學生達到理解電化學原理、準確書寫電極反應、運用電化學知識解決在生產生活及科技領域遇到的實際問題的目標。具體在教學過程中，我們通過創設情境，引入課題。再通教學活動解決問題，引導學生認識規律，理解本質，建構模型，最后再運用模型總結歸納，最終形成電化學思維模型。

關鍵詞：電化學復習課；認識事物本質；運用粒子觀；思維模型；認識規律；理解本質；建構模型；總結歸納

中圖分類號：G633.8文獻標識碼：A文章編號：1992-7711（2021）06-0092

在近幾年的高考中，電化學知識始終是高考中的重點及難點內容。在《普通高中實驗教科書必修2》中，課程標準要求學生“列舉實例說明化學能與電能的轉化關系及其應用”。在《普通高中實驗教科書選修4化學反應原理》中，課程標準明確要求學生“深入體會化學能與電能相互轉化的探究過程，了解原電池和電解池的工作原理，能熟練寫出電極反應和電池反應方程式”，并進一步要求學生能“通過生活中觀察應用和查閱資料了解日常生活中實用化學電源的種類及其工作原理，認識化學能與電能相互轉化的實際意義”。而在高考考試大綱中對這部分內容也提出了如下要求：理解原電池和電解池的工作原理并正確書寫電極反應和電池反應方程式，了解原電池和電解池在實際中的應用。從課程標準、考試大綱我們都能看出，理解電化學原理、準確書寫電極反應、運用電化學知識解決在生產生活及科技領域遇到的實際問題是學生在高中階段應達到的目標。

在電化學知識復習過程中，學生對電化學問題的理解掌握常常采用記憶的方法，氧化還原反應是電化學的本質，對學生來說僅僅是掛在嘴邊話而已，在實際解答題目時不會去考慮，取而代之的是背誦教師在教學中教給學生的粒子的放電順序。對于復雜問題，學生的思維絕大多數都停留在表面，不能透過現象分析反應的本質。學生對原電池、電解池裝置中粒子運動方向、粒子的種類、粒子發生作用的環境、粒子如何得失電子等的分析都存在一些問題，進而導致學生對電極反應、電解質溶液的變化及復原、電化學基本原理及其實際應用在解答問題的過程中會出現的問題，所以引導學生學會認識事物本質、自覺運用粒子觀等化學觀念解決問題、建構解決復雜問題的思維模型應成為我們這部分教學的重點。那么，粒子觀包括哪些內容？電化學中的粒子觀體現在哪些地方？如何運用粒子觀解決電化學的實際問題呢？

一、有關電化學學科觀念——粒子觀

1.粒子觀

在初中學習中，我們就已經知道，物質是由分子、原子、離子等基本粒子構成的，這些粒子總是不斷運動的，當條件改變時，粒子運動的速率、方向等會發生變化。同時，粒子之間存在著相互作用，這種相互作用使分子、原子、粒子等粒子聚集成宏觀物質。

2.電化學中的粒子觀

無論是原電池還是電解池，都是粒子之間的相互作用，因此在研究電化學問題時，我們要認識粒子發生作用的場所，明確外電路電子運動方向及電解質溶液、電極本身（包括外加物質）粒子的種類，分析電解質溶液中粒子的運動方向、得失電子發生變化的粒子的種類，并進一步分析電極反應所得產物是否與環境中的粒子發生后續反應等。

3.電極反應的本質

在電化學粒子觀的建構及應用過程中，我們務必要使學生牢牢抓住氧化還原反應與電極反應間的關系，引導學生明確陽極（或負極）為失電子被氧化的反應，而陰極（或正極）為得電子被還原的反應。由此，讓學生站在學科本質的角度認識電化學反應。

二、學生學習電化學知識的基礎及學習障礙

在必修2的學習中，學生學習了原電池的初步知識，已經認識到化學能可以轉化為電能從而為人類生產生活提供方便，并初步體會氧化還原反應是在兩個電極上分開進行的。

在選修4的學習中，從電池效率的角度，學生學習了有鹽橋的原電池的反應原理，進一步完善了對原電池的認識。同時在學習電解原理的過程中，認識到電解是一種強有力的氧化還原手段，使通常條件下不能發生的氧化還原反應得以實現，同時更加明確分開進行的氧化還原反應是電化學的實質。

進入高三復習階段，學生雖然對電化學的基本知識沒有忘記，但具體內容卻記憶不深刻，更無法與反應的本質聯系起來。針對這種情況，我們力求讓學生理解電極、電解液各異的原電池和電解池，其本質相同，引導學生抓住電化學的核心問題，從粒子間相互作用的角度進行分析。

學生學習電化學知識可能存在的困難有：學生在面對陌生情境、復雜的信息及裝置圖時還不能很好地將理解的知識轉化成思路方法，解決電化學復雜問題還有一定困難。

本課的設計是基于學生此時的障礙點，希望通過這樣的總結提升讓學生認識到解決電化學問題的關鍵不在于練習多么陌生、復雜的電極反應，而是我們是否能建立起正確的分析模型思路，養成自覺運用化學觀念解決問題的習慣、養成透過現象看本質的習慣。一旦有了這樣的思路，我們就能解決各種復雜、陌生的化學反應。

三、教學目標

1.教學目標

（1）進一步認識電化學本質是氧化還原反應，突出變化觀念與平衡思想的學科核心素養建構。

（2）在解決真實問題的過程中，形成電化學思維模型，并學會運用模型分析問題。

（3）通過電化學基本模型的建立及基本要素尋找，養成透過現象看本質的習慣，進一步形成并建構粒子觀。

2.教學重點及難點

重點：電化學問題解決基本模型的建立；

難點：電化學問題解決過程中思維模型的建立及應用。

四、教學過程

教學環節一：創設情境引入課題

本環節設計的目的是由實際問題引入，引發學生對電化學知識的興趣，從而進入本節課的學習。

教學環節二：解決問題認識規律

本環節設計的目的是使學生在解決實際問題的過程中充分理解掌握電化學的相關知識，梳理解決問題的基本思路，初步建立認識規律，為思維模型的建構打下基礎。

教學環節三：理解本質建構模型

本環節設計的目的是引導學生對所分析的問題進行歸納總結，結合電化學反應的本質，最終幫助學生形成分析電化學問題的基本思維模型，突出模型認知的學科核心素養。

教學環節四：運用模型總結歸納

本環節設計的目的是使學生運用模型解決電化學的實際問題，熟悉并掌握分析問題的思路，體會模型的重要意義。

在近幾年的高考試題中，電化學知識考查方式花樣翻新，陌生情景、復雜裝置頻繁出現，以此考查學生的知識、能力與學科核心素養。在復習課中，我們既要幫助學生梳理有關電化學的基礎知識，又要在復習知識的過程中，幫助學生形成解決問題的思路和方法，引導學生進一步理解電化學反應的本質，最終形成電化學思維模型。

（作者單位：河北省衡水市第二中學053000）