以素養(yǎng)為本的課堂教學(xué)實(shí)踐探究
———以“高三原電池復(fù)習(xí)”為例

◇ 江蘇 翁華怡

1 問(wèn)題提出

通過(guò)高中五個(gè)模塊的學(xué)習(xí),高三學(xué)生具有較為充足的知識(shí)儲(chǔ)備和一定的邏輯思維能力.在復(fù)習(xí)過(guò)程中,教師如果僅僅羅列知識(shí)點(diǎn),然后練習(xí)講評(píng),雖然目標(biāo)明確,針對(duì)性強(qiáng),但是難以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情.學(xué)生被動(dòng)地接受,使得重要知識(shí)點(diǎn)容易被遺忘,同時(shí),單純應(yīng)試的課堂無(wú)法滿(mǎn)足學(xué)生現(xiàn)代生活和未來(lái)發(fā)展的需要,更無(wú)法發(fā)揮化學(xué)課堂的育人功能.新課程標(biāo)準(zhǔn)也提出:在教學(xué)過(guò)程中,不僅要關(guān)注知識(shí)的教學(xué),更要挖掘教學(xué)內(nèi)容在化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)發(fā)展方面的獨(dú)特價(jià)值,有目的地引導(dǎo)學(xué)生形成化學(xué)學(xué)科思維與方法,利用有效的情境素材,幫助學(xué)生逐步構(gòu)建與發(fā)展化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng).

2 考點(diǎn)研究

《普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)(2017年版)》明確指出:學(xué)生應(yīng)了解原電池及常見(jiàn)化學(xué)電源的工作原理,了解金屬發(fā)生電化學(xué)腐蝕的本質(zhì),知道金屬腐蝕的危害,了解防止金屬腐蝕的措施.結(jié)合2011—2019年江蘇卷原電池的考題,歸納考點(diǎn)如表1所示,我們可以明確原電池復(fù)習(xí)的知識(shí)目標(biāo)為:1)鞏固掌握原電池的基本工作原理;2)能夠書(shū)寫(xiě)指定情境下的電極和電池反應(yīng)式;3)掌握原電池的重要應(yīng)用.

表1 2011—2019年江蘇卷原電池考點(diǎn)歸納

3 課堂策略

3.1 模型構(gòu)建,加強(qiáng)知識(shí)融合

建立模型認(rèn)知,可以幫助學(xué)生進(jìn)一步認(rèn)識(shí)化學(xué)現(xiàn)象的本質(zhì),也更有利于學(xué)生進(jìn)行知識(shí)的應(yīng)用.根據(jù)原電池的負(fù)極失去電子,發(fā)生氧化反應(yīng),正極得到電子發(fā)生還原反應(yīng),我們可以從微觀(guān)角度標(biāo)出外電路電子的流向.在內(nèi)電路中,我們常?？紤]靜電作用,可以得出離子的走向,從而初步畫(huà)出原電池的思維導(dǎo)圖.但在考試過(guò)程中,學(xué)生往往存在“原理倒背如流,面對(duì)陌生的電池,卻無(wú)從下手”的情況.其實(shí)不難發(fā)現(xiàn)在氧化還原反應(yīng)中,還原劑失電子,發(fā)生氧化反應(yīng),氧化劑得電子,發(fā)生還原反應(yīng),這與原電池的兩極完全匹配.因此兩部分知識(shí)內(nèi)容可以進(jìn)行關(guān)聯(lián),詳見(jiàn)圖1,從而將散碎的知識(shí)串成線(xiàn),幫助學(xué)生進(jìn)行整合發(fā)散.氧化還原反應(yīng)是學(xué)生較為熟悉的內(nèi)容,當(dāng)兩者關(guān)聯(lián)時(shí),針對(duì)陌生情境,學(xué)生可以?huà)侀_(kāi)題目的包裝,自發(fā)進(jìn)行知識(shí)遷移,從自己熟悉的化學(xué)物質(zhì)類(lèi)別或者化合價(jià)角度出發(fā)進(jìn)行正負(fù)極的判定.與此同時(shí),學(xué)生在書(shū)寫(xiě)電極反應(yīng)式時(shí)也可以參照氧化還原反應(yīng)書(shū)寫(xiě)方法:第1步,根據(jù)電極材料或化合價(jià),確定正、負(fù)極;第2步,尋找介質(zhì),平衡電荷;第3步,觀(guān)察整體,原子守恒.整個(gè)過(guò)程中學(xué)生化繁為簡(jiǎn),將前后知識(shí)有機(jī)融合,舉一反三,提升自己的學(xué)習(xí)效率.

圖1 原電池思維導(dǎo)圖

3.2 雙線(xiàn)融合,建構(gòu)知識(shí)體系

真實(shí)具體的情境是學(xué)生形成學(xué)科素養(yǎng)的重要平臺(tái).合適的情境素材可以幫助學(xué)生對(duì)已有知識(shí)進(jìn)行復(fù)習(xí)、理解、加工和應(yīng)用.針對(duì)原電池的查考內(nèi)容,筆者應(yīng)用金屬腐蝕作為明線(xiàn),并從中設(shè)計(jì)了4個(gè)小模塊構(gòu)成情境線(xiàn),引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注社會(huì)問(wèn)題,并結(jié)合已有的經(jīng)驗(yàn)知識(shí)進(jìn)行剖析和應(yīng)用,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和社會(huì)責(zé)任感.考查的知識(shí)點(diǎn)則作為暗線(xiàn),與情境線(xiàn)相互交融,詳見(jiàn)圖2.每個(gè)情境都通過(guò)任務(wù)推進(jìn),促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)方式轉(zhuǎn)變.在任務(wù)解決中不僅加深學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解,也幫助學(xué)生將瑣碎的知識(shí)進(jìn)行整合內(nèi)化,提升課堂效率.

考試中涉及的電池形式多樣,陌生的情境常常讓學(xué)生無(wú)從下手.因此筆者在教學(xué)中融入電池的發(fā)展史,幫助學(xué)生梳理各種電池模型,消除畏懼心理.最早發(fā)現(xiàn)的伏打電堆其實(shí)就是金屬—空氣電池,所以從上一個(gè)情境的過(guò)渡非常順暢.在此情境中,筆者采用電池的4個(gè)發(fā)展階段為情境線(xiàn),以如何提升電池的比能量、環(huán)保性、便攜性作為問(wèn)題驅(qū)動(dòng),與原電池的其他知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行交融,詳見(jiàn)圖3.教學(xué)中結(jié)合電池的發(fā)展史,可以幫助學(xué)生理解和掌握化學(xué)知識(shí),啟迪學(xué)生科學(xué)思維,培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)態(tài)度和價(jià)值觀(guān).

圖2 原電池教學(xué)中情境線(xiàn)與知識(shí)線(xiàn)融合

圖3 電池發(fā)展史教學(xué)中情境線(xiàn)與知識(shí)線(xiàn)融合

3.3 典例遞進(jìn),提升思維品質(zhì)

有效開(kāi)展日常學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)是實(shí)施“教、學(xué)、評(píng)”一體化的重要鏈條.典例練習(xí)則是有效開(kāi)展化學(xué)日常評(píng)價(jià)的一種基本方式.典例的選擇可以立足于學(xué)生的易錯(cuò)點(diǎn),基于學(xué)生的認(rèn)知水平進(jìn)行階梯式推進(jìn).例如,在電極反應(yīng)式書(shū)寫(xiě)講解中,筆者設(shè)計(jì)了如下練習(xí)題.

[課堂演練1](1)用乙醇、空氣、KOH溶液組成的燃料電池,寫(xiě)出電池工作時(shí)負(fù)極的電極反式______.

(2)用N2H4、NO2、KOH 溶液組成的電池,相互反應(yīng)生成氮?dú)夂退魵?寫(xiě)出該電池工作時(shí)正極的電極反應(yīng)式________.

(3)一種熔融碳酸鹽燃料電池原理如圖4所示.寫(xiě)出電池工作時(shí)負(fù)極CO參與的電極反應(yīng)式________.

圖4 碳酸鹽燃料電池

(4)一種三室微生物燃料電池污水凈化系統(tǒng)原理如圖5所示,圖中有機(jī)廢水中的有機(jī)物可用C6H10O5表示,寫(xiě)出該電池工作時(shí)正極的電極反應(yīng)式______.

圖5 微生物燃料電池

這組題從題目形式上進(jìn)行遞進(jìn).在第(1)問(wèn)中,考查的是學(xué)生熟悉的燃料電池,只需注意在堿性條件下,碳元素最終存在形式即可.第(2)問(wèn)則變?yōu)槟吧奈镔|(zhì),需要學(xué)生根據(jù)所給反應(yīng)物和生成物的價(jià)態(tài),先判定正極,再書(shū)寫(xiě)方程式.第(3)問(wèn)就升級(jí)為圖象問(wèn)題,這不僅考查學(xué)生對(duì)知識(shí)的掌握程度,也考查學(xué)生識(shí)別圖象、獲取信息的能力.第(4)問(wèn)則是針對(duì)難點(diǎn)題型進(jìn)行鞏固.遞進(jìn)式的典例呈現(xiàn),符合學(xué)生的認(rèn)知水平,由淺入深引導(dǎo)學(xué)生在對(duì)比和反思中,加深對(duì)知識(shí)的理解.

4 課堂啟示

“素養(yǎng)為本”的高中化學(xué)課堂教學(xué)應(yīng)該領(lǐng)會(huì)核心素養(yǎng)內(nèi)涵,科學(xué)開(kāi)展教學(xué)設(shè)計(jì);聯(lián)系育人目標(biāo),有效實(shí)施教學(xué)活動(dòng);注重思維過(guò)程,發(fā)展學(xué)生能力;實(shí)施“教、學(xué)、評(píng)”一體化,促進(jìn)素養(yǎng)達(dá)成.歸根結(jié)底,這需要教師在課堂教學(xué)中處理好“素養(yǎng)”“情境”“問(wèn)題”“知識(shí)”四者的關(guān)系.在教學(xué)設(shè)計(jì)中可以真實(shí)情境為載體復(fù)習(xí)化學(xué)知識(shí),以化學(xué)知識(shí)為工具解決實(shí)際問(wèn)題,以實(shí)際問(wèn)題為任務(wù)鍛煉學(xué)生思維品質(zhì),發(fā)展學(xué)生核心素養(yǎng).