基于生本體驗，構建學科觀念

屈春蕓

摘要：以蘇教版選修教材《化學反應原理》第二單元中的“電解池的工作原理及應用”一節(jié)為例，探討在教學中如何基于學生體驗，有效滲透化學微粒觀、實驗觀、化學價值觀的問題。

關鍵詞：微粒觀；實驗觀；化學價值觀；生本體驗

文章編號：1008-0546（2016）09-0075-03 中圖分類號：G633.8 文獻標識碼：B

doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2016.09.026

一、教學設計理念

1. 學科觀念和化學學科觀念

美國教育家H.Lynn Erickon倡導圍繞學科基本觀念進行教學設計，他認為學科基本觀念“具有超越事實的持久價值和遷移價值”。能讓學生洞悉自然科學的本質(zhì)屬性和內(nèi)在規(guī)律，從自然學科的角度去觀察、分析和處理，讓學生在學習基本知識、技能之后能應用到日常生活中與學科有關的問題上，真正成為學生學科素養(yǎng)的一部分。

化學學科觀念不是具體的化學知識，也不是化學知識的簡單組合，而是學生通過化學課程的學習，在深入理解化學學科特征的基礎上所獲得的對化學的總觀性認識?；瘜W學科觀念是指導人們解釋某些知識規(guī)律的重要工具，是人們在解決化學問題時自覺運用的基本思想和方法。學生化學學科觀念建構表現(xiàn)為學生主動運用化學思想和方法，從化學的視角認識身邊事物和處理問題的自覺意識或思維習慣。

由此可見，化學學科觀念是化學學習者（學生）對化學學科思想的不同認識和理解，是學生通過化學課程的學習所獲得的對化學的總觀性認識。那么學習者的對化學課程的學習過程將對他所獲得的認識影響重大。所以在教學中關注學生的學習體驗至關重要。

2. 生本體驗

華盛頓兒童博物館墻上有一條醒目的格言：“我聽見了就忘記了，我看見了就記住了，我做過了就理解了”，這一格言道出了在教育過程中學習者親身體驗的重要性，其實這個觀點中國人早就意識到了，荀子《儒效篇》中寫到：“不聞不若聞之，聞之不若見之，見之不若知之，知之不若行之；學至于行之而止矣”。在教學過程中關注學生的個體體驗，設計問題激發(fā)學生的思維，創(chuàng)造條件給學生親自動手實踐的機會，將抽象的原理變得“可觸摸”、“可感知”，將“科學家了解世界的一般思維過程”變成“真的”去做，學生的參與學習活動的熱情和深度才有可能獲得質(zhì)的提升。

3. 教材和學情分析

《電解池的工作原理及其應用》是蘇教版高中化學選修四《化學反應原理》第一章第三節(jié)，是中學化學理論體系中不可缺少的一部分，也是氧化還原反應、原電池、電離等知識的綜合運用，這些知識在必修一和必修二中均有涉及，另外原電池和電解池的基本工作原理也在必修二中有所體現(xiàn)，也就是說學生有一定的知識儲備。而電解原理又是和工業(yè)聯(lián)系最緊密并且在生活中有廣泛用途的，基于學生已有的知識，挖掘?qū)W生的生活經(jīng)驗，給學生親身體驗的機會，引導學生從微觀本質(zhì)的角度深入、系統(tǒng)地理解電解的原理，客觀分析生活中的化學現(xiàn)象，引導學生形成正確的化學價值觀就是我們對本節(jié)課的定位。

二、教學過程

1. 首尾呼應，構建化學價值觀

新課以化學史引入：【史?；仨?799年意大利物理學家伏打發(fā)明了電池，使人類第一次獲得了可供實用的持續(xù)電流。1800年英國科學家尼科爾遜和卡里斯爾采用伏打電池電解水獲得成功。1807年，戴維用電解法獲得金屬鉀、鈉。1808年，戴維用電解法獲得了鈣、鎂、鍶和鋇等。

新課以發(fā)展前景展望結束：【展望發(fā)展】展示電解原理在電鍍（電鍍塑料、鮮花）、電解精煉、污水處理等方面的應用。

設計意圖：戴維敏銳地抓住原電池可以向人們提供穩(wěn)定的電流這一科學史上的重大突破，從而讓自己的科研工作獲得重大進展，成為迄今為止發(fā)現(xiàn)元素種類最多的科學家。這一史實從情感層面而言讓學充分感受到技術的力量，也讓學生明白技術的發(fā)展是相互促進的；從知識層面而言，學生認識到“通電”是一個非常重要的條件，可以讓很多“不可能”的反應發(fā)生。而結課時的前景展望讓學生感受到電解工業(yè)已經(jīng)深入到社會生活的各個方面，電解工業(yè)的完善也必將使生活更美好，從而激發(fā)學生學習化學知識的興趣，也使學生對化學學科的價值有比較正面的認識。

化學課程是科學課程的重要組織部分， 具有十分重要的精神價值和倫理價值，郝京華教授說：“有時候，決定一個人行為的不是知識，而是情感態(tài)度與價值觀?！薄陡咧谢瘜W課程標準》也對化學教學中學生應形成的情感態(tài)度與價值觀的提出了具體的規(guī)定：“發(fā)展學習化學的興趣，樂于探究物質(zhì)變化的奧秘，體驗科學探究的艱辛和喜悅，感受化學世界的奇妙與和諧”；“贊賞化學科學對個人生活和社會發(fā)展的貢獻，關注與化學有關的社會熱點問題，逐步形成可持續(xù)發(fā)展的思想”。在化學教學中，從 “整體的科學”的視角去引導學生理解化學的價值，培養(yǎng)學生正確的科學價值觀和科學精神，使學生獲得一種具有普遍社會意義和人類意義的精神財富是化學老師不可推卸的責任。

2. 引導探究，構建化學微粒觀

環(huán)節(jié)一：電解池的工作原理初探

【引導討論】 電解熔融的氯化鈉為什么會生成鈉和氯氣？

微觀焦點：

1、通電前熔融態(tài)氯化鈉中有哪些微粒，微粒是如何運動的？

2、通電后熔融態(tài)氯化鈉中有哪些微粒，微粒是如何運動的？

3、通電后，電極表面發(fā)生了什么化學反應？

環(huán)節(jié)二：電解原理再探

【引導討論】 電解飽和食鹽水和電解熔融氯化鈉產(chǎn)物為何不同？

微觀焦點：

1、通電后，定向移動到陽極的有什么微粒？

2、通電后，定向移動到陰極的有什么微粒？

3、在電極上發(fā)生了什么反應？

【探究活動一】根據(jù)下表提示預測電解CuCl2溶液的現(xiàn)象；并設計實驗檢驗你的預測。

【知識建構】以惰性電極電解時陰陽極放電順序。

微粒觀是指從微觀的角度，從微粒的種類、存在、相互作用、運動及變化等層面形成的對物質(zhì)及其變化的本質(zhì)性認識，是學生認識積累之后的質(zhì)的飛躍?；瘜W迄今已經(jīng)發(fā)展至原子-分子的水平，學生通過必修教材的學習也已經(jīng)有不少宏觀化學事實、經(jīng)驗的積累，從微觀的角度認識反應的本質(zhì)不但有必要而且符合學生的學習情況。微粒觀的建構不是憑空生成的，將微粒觀的基本內(nèi)涵內(nèi)化在知識分析、學情分析、教學目標分析環(huán)節(jié)，外顯在教學環(huán)節(jié)設計和教學策略中，以具體知識為載體，在教師的引領之下，學生由淺入深，逐步從現(xiàn)象分析到微觀本質(zhì)，豐富對微粒觀的認識，也使學生形成從微粒種類→微粒運動→微粒變化→宏觀現(xiàn)象的基本分析流程，這一流程也可以遷移到對其他實驗事實的分析中，從而逐漸形成從微觀角度系統(tǒng)分析化學變化的基本觀念。

3. 生本體驗，構建化學實驗觀

環(huán)節(jié)三：電解原理的再完善

【情境】某品牌電解水器測水質(zhì)的視頻，電極放在純凈水中點解沒有明顯變化，但是放在自來水中電解，自來水很快變產(chǎn)生灰綠色渾濁，隨著電解時間加長，渾濁物越來越“惡心”。提出問題：我們喝的自來水真的那么臟嗎？

【探究活動二】自選電極電解自來水。提供實驗試劑和用品如下：自來水、Na2SO4固體、學生電源、石墨電極（2根）、鐵片、銅片。

【構建新知】活潑金屬做陽極時優(yōu)先放電

【情境呼應】揭秘“凈水器”陷阱。

化學是一門以實驗為基礎的學科，實驗是化學是知識的起點和歸宿，也就是說化學知識要從實驗中來，到實驗中去。在本節(jié)課上，聯(lián)系生活中真實事例（“凈水器”陷阱），設計探究性實驗，當學生選用不同的電極電解水（加入硫酸鈉增強導電性）的時候，發(fā)現(xiàn)有的組水電解之后（石墨電極）只有氣泡產(chǎn)生，沒有明顯的變渾濁。有的組（用鐵片、銅片做陽極）的則產(chǎn)生了明顯發(fā)黑發(fā)綠的渾濁，還有部分組雖然也用的是碳棒，但卻是電解氯化銅溶液之后未清洗的碳棒做電極（陽極的碳棒上附著銅），也產(chǎn)生了渾濁。讓學生們在震撼之余討論、比對、分析，得出活潑金屬做陽極時優(yōu)先放電的規(guī)律，從而一方面對電解基本原理的認識更完善，另一方面讓學生通過實驗的角度去理性看待生活中常見的事例，對前一段時間打著科學概念販賣“凈水器”的現(xiàn)象有了正確的認識，使學生覺得學有所用，這正是化學實驗觀和價值觀的真正價值之所在。

三、教學反思

1. 層次清晰的遞進設計符合學生認知規(guī)律

在進行本節(jié)課教學設計時，充分體會到教材編寫的遞進思路，注意必修和選修的銜接，遵循由簡單到復雜的原則進行教學設計。首先分析電解熔融鹽的情況，了解基本的陰陽極反應特征；然后分析電解水溶液，歸納出離子的放電順序；進而再創(chuàng)設情境分析金屬電極參與電解過程的情況，最后完善放電順序。采用這種方式有利于使學生深入認識電解原理，符合學生的認知規(guī)律。

2. 整合知識，關注體驗，構建化學學科觀念

化學學科觀念的建構是以具體的知識為載體展開的。梳理具體知識，在知識的呈現(xiàn)過程中創(chuàng)造體驗機會，滲透觀念教育而不是生硬地告訴學生某知識體現(xiàn)了什么觀念是本節(jié)課的又一特點。例如在本節(jié)課的重點之一電解池的工作原理環(huán)節(jié)，我設計了2個大問題來引導討論，每個大問題之下又設置了一些梯度小的問題（微觀焦點），引導學生從微觀角度分析電解池的工作原理，并輔助多媒體動畫播放電子流動及反應過程，加深了學生對電解池的工作原理的理解，讓學生學到了從微觀本質(zhì)去認識宏觀現(xiàn)象的一般思維過程，為學生分析電解其他幾種溶液提供了方法指導。

放電的順序。以電解飽和食鹽水和電解氯化銅溶液為切入點，前者必修一在“氯氣的制備”中有所涉及，所以以思維分析為主，后者設計探究實驗，讓學生動手實踐，從而歸納出放電順序，最后以生活情境為基礎的探究實驗，發(fā)現(xiàn)活潑金屬做電極時電解規(guī)律的變化，不但構建知識框架，還讓學生在獲取知識的過程中，逐步掌握科學探究的一般方法，學會學習。

以學生的知識儲備為起點，多種探究模式的共同使用，讓學生有足夠的時間思考、想象、動手動腦探索，而且課堂關注學生的體驗，最大限度地挖掘?qū)W生的潛能，使學生充分體會到成功的喜悅，這正是我們在教學過程中所必須追求的。

參考文獻

[1] 畢華林，盧巍.化學基本觀念的內(nèi)涵及其教學價值[J].中學化學教學參考，2011，（6）：3-6

[2] 李曉明.以已有知識為起點完善學生認知結構——以“電解原理”教學設計為例[J].中學化學教學參考，2015，（6）：26-28