基于核心素養的“原電池”教學設計

賈春妍

摘要? ?基于“素養為本”的教學已是新時代教育改革的主要內容之一，筆者現以“原電池”例談如何選準核心素養的切入點并將其落實到教學活動設計中，以實現深化課程改革、發展學生核心素養的教育目標。

關鍵詞? ? 核心素養? 原電池? 教學設計

中圖分類號：G4 文獻標識碼：A

2017年版的《普通高中化學課程標準》要求將核心素養目標融入教學活動設計中，培育學生五個維度的學科核心素養，實現“素養為本”的基本要求。筆者現以人教版高中化學選4第四章第一節“原電池”為例，談談在化學教學設計中，如何將“核心素養”培育落到實處。

一、基于核心素養教學的設計背景分析

1.基于課標? ?以現實生活中問題的提出、用創設教學情境方式貫穿課堂、以應用化學知識來解決生活中的問題已成為課堂教學落實化學學科核心素養的有效方式之一。

2.基于教材? ?以人教版高中化學選4第四章第一節《原電池》為教材依據，在復習必修2原電池知識的基礎之上，再進一步分析諸如半電池、內（外）電路等組成和探究鹽橋的作用等知識，恰能很好地全面體現本節教材的目標特點，將使學生能更深入地理解雙液原電池工作原理。

3.基于學生? 《原電池》在必修2已經初步學習過，本節課是其知識的延續和加深，所以重點在于以實驗事實設疑，開展探究性實驗;又以對比改進實驗釋疑，找到學生的知識新生點，從而展開教學。

4.教學目標分析? ?通過多組實驗探究達到較全面認識半電池、內（外）電路等原電池結構、掌握鹽橋的作用及原電池工作原理。

5.教學方法分析? ?問題情境驅動法、實驗探究法、信息技術輔助法

二、基于核心素養的設計思路

1.通過鋰離子電池獲諾貝爾化學獎的新聞引入新課，多種情景創設為學生提供參與化學實踐的活動過程，使學生感知到化學知識對生活的影響，可培養學生的責任意識，為核心素養的落實提供了真實的場景。

2.通過對銅鋅原電池宏觀現象辨識，借助多媒體手段動畫探析微觀變化，為學生建立得失電子相等的守衡思想提供了依據，再用化學用語來表征微觀過程。

3.通過銅鋅單（雙）液原電池等逐次遞進的多種探究實驗，為構建起原電池應用的相關思維模型提供證據，讓學生體驗科學探究的認知過程，可激發學習興趣，培養學生的創新精神和實踐意識。

三、基于核心素養的教學過程

（一）創設情境、引入新知

[情境1]借助一則新聞“2019年美國科學家John B. Goodenough、M. Stanley Whittingham和日本科學家Akira Yoshino因開發鋰離子電池榮獲當年諾貝爾化學獎”的視頻報道。

[問題1]對三位科學家的發明進行簡介，當今生活中的手機、數碼相機、筆記本電腦等也離不開電池。那么電池是一種怎樣的裝置？

設計意圖：核心素養教學的特點是來源于生活情景，以一則新聞報道引入新課，能引發學生的情感共鳴，獲諾貝爾獎科學家的故事能增強學生的學習緊迫感，使學生迅速融入課堂氛圍。

（二）自主學習、質疑猜想

[任務1] 要求學生結合教材71頁內容，回憶必2知識，自主學習，畫出銅鋅--硫酸銅溶液原電池，再按圖組裝原電池，描述實驗現象，確定正負極，書寫其反應式，總結構成原電池的條件。

[情景2]用微課視頻微觀動畫演示時間稍長后該裝置電流就很快減弱，指針不偏轉。

[問題2]這是什么原因造成的呢？

[任務2]小組討論、派人展示、教師點撥，引導學生回答出“由于鋅片與其表面析出銅也構成了原電池，因而加速了銅的析出，使產生的電流強度減弱。直到鋅片完全被覆蓋后，構成不了原電池，也就無電流產生”。

[問題3]顯然此種電池無適合價值，那么有無改進措施？

[得出猜想]師生共同討論，得出“把氧化反應與還原反應隔成兩個區域，設成兩個半反應進行，再以適當的方法連接即可”。

設計意圖：由于必修2已學過原電池，通過微課視頻2的演示，造成新的知識沖突，引出對鋅銅原電池工作原理的進一步探究的猜想，激發學生質疑和釋疑的興趣。

（三）深入探究、宏微結合

[情景3]利用一個5分鐘的微課先認識從簡單原電池發展到雙液電池的過程，簡介其基本結構。

[任務3]進行分組實驗，觀察宏觀現象（電極變化、電流數據），書寫反應等。再要求將硫酸銅溶液換成同濃度稀硫酸進行對比實驗。各組學生派代表展示成果。

[情景4]用CAI虛擬仿真實驗動畫演示該電池電子的轉移、鹽橋中離子的移向、電流等工作原理的微觀變化。

[問題4]鹽橋有何作用？改進后的裝置能獲得持久、穩定電流的原因？電流大小不同的原因？

[得出結論]師生共同通過討論，歸納得出“鹽橋一是將兩個完全隔離的半電池連接而形成閉合回路，降低副反應發生，二是平衡電荷有利于最大程度地將化學能轉化為電能，得到持久、穩定的電流;電流大小與半反應的氧化能力、還原能力強弱有關”。

設計意圖：通過逐次遞進的實驗探究認識鹽橋的作用，培養學生實驗操作的技能和創新精神，達到從宏觀以實驗事實釋疑之目的，以視頻動畫微觀解決雙液原電池的原理等，也讓學生體驗科學探究的認知過程。

（四）模型構建、提升素養

[情景5]ppt課件歸納個體到一般的原電池常發生的反應現象，裝置的作用、構成的條件，構建起原電池應用的相關思維模型，總結出該類模型的解題思路。

[課后作業]由情景5要求學生梳理本節知識，畫出思維導圖，課后各小組選出最優作品，進行上墻展示。

設計意圖：學生分析、歸納，形成思維模型和導圖，提升學生化學學科素養，加深對此類題的掌握和應用。

總之，基于化學核心素養的教學設計，學生的主體作用得以體現，教育教學效果好，實現了“育人本位”的基本要求。但如何進一步找準“核心素養”切入點，實現化學學科核心素養的提升與培養，達到有機融合還需深入探索。

參考文獻

1.《普通高中化學課程標準（2017年版）》，人民教育出版社，2018年1月。

2.人教版選修四第四章第一節《原電池》第71—73頁。

3.人教版教師用書選修四第四章第一節《原電池》第82—83頁。