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      不同階段化學(xué)教材中電化學(xué)內(nèi)容的銜接性分析

      2021-02-18 20:36:00陳文莉項生昌鄭柳萍
      化學(xué)教與學(xué) 2021年11期
      關(guān)鍵詞:能力發(fā)展電化學(xué)

      陳文莉 項生昌 鄭柳萍

      摘要:以人教版教材中“電化學(xué)”主題為研究對象,從內(nèi)容廣度、認(rèn)知角度、模型認(rèn)知層級和思維能力這四個方面進行從初中到大學(xué)階段的銜接性分析,發(fā)現(xiàn)主要表現(xiàn)是內(nèi)容廣度增加,認(rèn)知角度層層遞進,模型認(rèn)知層級逐漸豐富以及強化能力發(fā)展。根據(jù)這些特點提出了相應(yīng)的教學(xué)建議。

      關(guān)鍵詞:電化學(xué);認(rèn)知角度;模型認(rèn)知層級;能力發(fā)展

      文章編號:1008-0546(2021)11-0072-05中圖分類號:G632.41文獻標(biāo)識碼:B

      doi:10.3969/j.issn.1008-0546.2021.11.018

      銜接主要指不同知識點在某一階段或相同知識點在不同階段之間縱橫交錯的內(nèi)在聯(lián)系[1]。當(dāng)學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中,由于各階段的教科書編寫以及目標(biāo)要求差異,使學(xué)生進入新的學(xué)習(xí)階段時,知識構(gòu)建可能會出現(xiàn)偏差甚至斷層的現(xiàn)象[2]。為了消除這種現(xiàn)象,更好地適應(yīng)每個階段的學(xué)習(xí),教材的編排和教師教學(xué)應(yīng)該做到更好的銜接。

      “電化學(xué)”主題是理解化學(xué)學(xué)科、培養(yǎng)化學(xué)思維和形成化學(xué)觀念的主要載體之一[3],還蘊含著“宏觀辨識與微觀探析”“變化觀念與平衡思想”等多種化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)。電化學(xué)的知識建構(gòu)過程中,對化學(xué)觀念的形成和學(xué)科素養(yǎng)的培養(yǎng)起著至關(guān)重要的作用。目前對電化學(xué)主題認(rèn)識的連續(xù)性研究,主要是對教材呈現(xiàn)、課程標(biāo)準(zhǔn)等進行分析,關(guān)注教學(xué)內(nèi)容知識的進階,對初中和高一年級、高中和大學(xué)的教學(xué)內(nèi)容銜接研究,很少將初中、必修、選擇性必修、大學(xué)這四階段視為一個整體進行研究,對學(xué)生認(rèn)識角度的分析更少。因此,本文從電化學(xué)主題的進階性和連續(xù)性的整體視角出發(fā),梳理了人民教育出版社出版的九年級義務(wù)教育化學(xué)教科書下冊[4](以下簡稱初中)、普通高中教科書化學(xué)·必修第二冊[5](以下簡稱必修)、普通高中教科書化學(xué)·選擇性必修1化學(xué)反應(yīng)原理[6](以下簡稱選擇性必修)及宋天佑等學(xué)者編寫的無機化學(xué)第四版上冊(大學(xué)無機化學(xué))[7]中有關(guān)電化學(xué)的內(nèi)容。

      通過對于認(rèn)知角度的三種表征水平和模型建構(gòu)等方面來探討學(xué)生在高中電化學(xué)學(xué)習(xí)過程中的學(xué)生思維發(fā)展變化和能力發(fā)展變化,并且針對這一變化,提出相應(yīng)的銜接教學(xué)策略。

      一、內(nèi)容深廣度遞增

      學(xué)生在初中階段了解到水的電解的宏觀現(xiàn)象,掌握常見金屬的金屬活動性強弱,形成感性認(rèn)知,注重知識的基礎(chǔ)性和啟蒙性。高中必修階段還會從單液原電池、常見化學(xué)電池等學(xué)習(xí)過程中,初步將原電池原理與氧化還原反應(yīng)結(jié)合起來,進行宏微結(jié)合的分析,高中選擇性必修階段學(xué)習(xí)了雙液原電池鹽橋、內(nèi)電路、外電路,電解池,電解,金屬電化學(xué)腐蝕等概念,側(cè)重從微觀角度去分析電池原理,開始書寫電極方程式進行簡單符號表征,幫助學(xué)生形成基礎(chǔ)的電化學(xué)概念體系,內(nèi)容逐漸轉(zhuǎn)向復(fù)雜性和理論性。大學(xué)無機化學(xué)在高中的基礎(chǔ)上從電池符號書寫,電極電勢計算,能斯特方程,分解電壓,超電壓,元素電勢圖,自由能-氧化數(shù)圖等學(xué)習(xí)中,定量認(rèn)識電極電勢、分解電壓等,形成系統(tǒng)完整的電化學(xué)知識體系。根據(jù)學(xué)習(xí)進階理論將電化學(xué)的學(xué)習(xí)過程劃分為初中階段、必修階段、選擇性必修階段、大學(xué)無機化學(xué)階段這四個階段(如圖1)。其中原電池、電解池、金屬電化學(xué)腐蝕這幾個基本概念貫穿整個電化學(xué)的學(xué)習(xí)階段。由圖1可以看出,隨著電化學(xué)學(xué)習(xí)階段的升高,電化學(xué)相關(guān)概念的內(nèi)涵逐漸擴大。

      二、認(rèn)知角度層層遞進

      認(rèn)知角度主要包括了宏觀、微觀、符號三重表征,電化學(xué)的整個學(xué)習(xí)階段中,教材中知識的認(rèn)知角度呈現(xiàn)什么樣的變化?以原電池概念學(xué)習(xí)和電解池的概念學(xué)習(xí)為例來進行分析。

      1.原電池

      在講解原電池這個基礎(chǔ)概念時,雖然四個階段中原電池的概念都是從能量轉(zhuǎn)化的角度給出的定義——將化學(xué)能轉(zhuǎn)變成電能的裝置稱為原電池,但是每個階段對原電池概念的認(rèn)識角度并不相同。

      初中是知其然而不知其所以然的階段,主要是了解到鐵生銹的現(xiàn)象是鐵與空氣中氧氣和水發(fā)生的化學(xué)反應(yīng),注重學(xué)生的感性認(rèn)識,并且從實驗探究的角度讓學(xué)生去探究銹蝕的原因,并且根據(jù)這些原因去進行防護,只是宏觀上對銹蝕這個現(xiàn)象的認(rèn)識,并沒有深入去了解銹蝕的本質(zhì)原因。

      而到了必修中主要是以原電池的構(gòu)成要素為核心,初步揭示了氧化還原反應(yīng)為原電池的反應(yīng)原理,初步掌握正負(fù)極的判斷,通過原電池的總反應(yīng)方程式來分析溶液中離子的變化,將實驗現(xiàn)象與原電池電極上發(fā)生的反應(yīng)和電子的移動相結(jié)合,除了引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注宏觀的感性認(rèn)識之外,還引導(dǎo)學(xué)生將實驗現(xiàn)象與電極上的反應(yīng)結(jié)合起來,進行微觀推理,初步培養(yǎng)學(xué)生宏微結(jié)合分析問題的意識,但是必修中引入了原電池的概念,主要以探究原電池的構(gòu)成要素為主,在分析構(gòu)成要素時主要以宏觀實驗現(xiàn)象為主,電極反應(yīng)和電子移動方向的要求相對較少,相對初中階段,增加了微觀層面的分析。選擇性必修階段從離子移動的角度定性分析參與電極反應(yīng)的離子并且給出了電極反應(yīng)符號表征,從宏觀、微觀、符號這三個角度對原電池進行三重表征,而此時的符號表征要求相對簡單,主要是在對電極反應(yīng)和總反應(yīng)式的書寫上,逐步強調(diào)了微觀層面上的離子移動,在原電池的學(xué)習(xí)階段中逐漸形成了宏觀辨識與微觀探析的化學(xué)學(xué)科素養(yǎng)。

      大學(xué)無機化學(xué)是對同一原電池的反應(yīng)本質(zhì)進行宏、微、符號的三重表征,并且可以在這三個表征水平中靈活切換,主要通過對電極電勢、分解電壓這些特征化參數(shù)進行定量化計算,學(xué)會運用相應(yīng)圖表來快速判斷原電池是否形成來體現(xiàn)。從整體上來說認(rèn)識角度不斷擴大,從單一的宏觀現(xiàn)象到微觀的工作原理,再到電極反應(yīng)的符號表征,最后通過計算電極電勢判斷原電池的輸出電能的能力和離子放電順序,以及運用圖表分析從本質(zhì)上了解到影響電極電勢的因素,層層遞進,形成系統(tǒng)的原電池概念體系,如圖2。

      2.電解池

      在講解電解池這個概念,初中階段和必修階段只有一些電解池的簡單應(yīng)用,都沒有給出明確的定義,直到選擇性必修階段才系統(tǒng)地講解了電解池。初中階段雖然在探究水的組成那一章節(jié)中已經(jīng)給出電解水的裝置,這是學(xué)生第一次接觸到的電解池,但是教材中只是簡單地要求學(xué)生觀察實驗現(xiàn)象,記住負(fù)氫氧正2∶1的簡單結(jié)論,講解的側(cè)重點在實驗現(xiàn)象上而不是實驗的原理,關(guān)注實驗的宏觀現(xiàn)象。

      必修階段關(guān)于電解池的內(nèi)容也比較少,介紹了一些電解池的應(yīng)用,不過都分散在不同的章節(jié),比如必修一離子反應(yīng)中試驗物質(zhì)導(dǎo)電性的裝置就是電解池裝置;二次電池中充電過程是將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能;利用電解法來制備活潑金屬,這些都是電解池的應(yīng)用,只不過在必修中并沒有提及電解池的原理,主要還是留在宏觀層面上觀察生活中電解池的實際價值。選擇性必修階段利用電解氯化銅的裝置講解電解池概念,分析離子移動和給出電極反應(yīng)方程式,并且詳細講解了電解原理的應(yīng)用,氯堿工業(yè)和電冶金等。從宏觀、微觀、符號這三個角度對電解池進行三重表征。

      大學(xué)無機化學(xué)階段主要是以認(rèn)識分解電壓,超電壓,利用能斯特方程進行定量計算來判斷某一反應(yīng)的分解電壓和離子的放電順序,運用圖表分析從本質(zhì)上了解到影響電極電勢的因素。整體來說,電解池的概念在教科書的編寫中并沒有像原電池認(rèn)識的角度逐漸增大,選擇性必修中剛剛接觸就要求學(xué)生掌握宏微符三重表征,這一看好像十分困難,但是在選擇性必修講解電解池時,學(xué)生已經(jīng)較好掌握原電池的知識,此時再引入電解池的概念,原電池的知識對電解池的內(nèi)容起著正遷移的作用,幫助學(xué)生快速理解電解池的原理以及電極反應(yīng)。必修階段主要講解原電池,此時增加了電解池的講解怕引起學(xué)生認(rèn)知的混亂,因此必修階段弱化電解池的內(nèi)容也是合理的。大學(xué)無機化學(xué)中同樣也是先利用原電池講解了電極電勢,用電極電勢來判斷離子的放電順序后,再提及分解電壓,描述分解電壓的內(nèi)容很少,但是原電池的電極電勢詳細的講解過程,為理解分解電壓打下了基礎(chǔ),如圖3。

      根據(jù)以上分析,電化學(xué)的整個學(xué)習(xí)階段中,教材中知識的認(rèn)知角度發(fā)展順序是從宏觀的單一角度到宏微結(jié)合的視角,再到宏微符三重表征,學(xué)生的宏微結(jié)合的思想以及符號書寫的能力不斷發(fā)展。這也是定性分析到定量分析的過程。這一認(rèn)知角度的順序也符合學(xué)生認(rèn)知發(fā)展的順序。

      三、模型認(rèn)知層級逐漸豐富

      必修中關(guān)于原電池這一概念模型的認(rèn)識是需要自發(fā)的氧化還原反應(yīng),有電極材料,形成閉合回路,其中氧化劑、還原劑直接接觸發(fā)生電子轉(zhuǎn)移形成了原電池,在課標(biāo)中學(xué)業(yè)要求(如表1)則要求能夠辨識簡單原電池的構(gòu)成要素,分析簡單原電池的工作原理,說明這個階段學(xué)生已經(jīng)初步形成了簡單原電池的概念模型。而選擇性必修階段對于原電池的裝置中增加了鹽橋,使得氧化劑和還原劑隔離開,在不同的區(qū)域之間通過鹽橋或離子交換膜實現(xiàn)了電子的定向轉(zhuǎn)移,使得原電池能夠更加穩(wěn)定,持續(xù)地產(chǎn)生電流,豐富了學(xué)生對原電池這一概念模型的認(rèn)識。學(xué)業(yè)要求(見表1)中則要求能夠分析、解釋原電池工作原理,能設(shè)計簡單的原電池,利用相關(guān)信息分析化學(xué)電源工作原理,從辨識(認(rèn)識模型)到解釋(理解模型)再到設(shè)計(運用模型),學(xué)生對于原電池這一模型的認(rèn)識逐漸深入并且不斷運用模型去解決問題,而且原電池的這一模型對后面學(xué)習(xí)電解池這一概念模型也起著正向遷移的作用,培養(yǎng)學(xué)生證據(jù)推理與模型認(rèn)知的化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)。

      到了大學(xué)無機化學(xué)階段,形成了對復(fù)雜原電池認(rèn)知模型和理解模型,并且對應(yīng)用模型的要求也有了明顯的提高。首先對于認(rèn)知模型和理解模型更加全面化,由于在中學(xué)階段依據(jù)金屬活動性順序表判斷原電池的正、負(fù)極。但是原電池和電極是多種多樣的,僅靠這種辦法去判斷是不夠的,而且往往隨著反應(yīng)條件和環(huán)境的不同,放電順序是不相同的,因此在大學(xué)階段引入了電極電勢的概念進一步學(xué)習(xí)原電池的構(gòu)成條件,并且提出了多種不同的電極,并且補充了原電池的另一應(yīng)用——可以用來計算反應(yīng)平衡常數(shù)。習(xí)題中大多數(shù)的題目都圍繞著電極電勢的計算,需要根據(jù)前面所學(xué)的原電池的知識,來書寫電極方程式和能斯特方程。前面的模型建立是后面大學(xué)化學(xué)中對電化學(xué)進行定量分析的基礎(chǔ),在模型熟練應(yīng)用下,更好地進行電極電勢的計算。由此可見在學(xué)習(xí)電化學(xué)的四個階段中模型認(rèn)知層級是逐漸豐富的,四個階段中對模型的現(xiàn)象和認(rèn)知是不斷完善和增強的,并且逐漸接觸模型的本質(zhì)和運用這些知識去解釋應(yīng)用。

      四、能力發(fā)展要求不斷提高

      教材中的實驗活動激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,為化學(xué)理論知識提供了感性認(rèn)識,培養(yǎng)學(xué)生的操作技能和思維能力,是化學(xué)學(xué)科學(xué)習(xí)中必不可少的一個環(huán)節(jié),教科書中關(guān)于電化學(xué)模塊的能力培養(yǎng)是什么樣的呢?以原電池為例進行分析。教科書中關(guān)于原電池的實驗,見表2。

      在初中的教材中,將鐵釘放在不同的環(huán)境下,要求學(xué)生每天觀察鐵釘?shù)纳P情況,從感官上感受鐵釘?shù)匿P蝕程度,總結(jié)出鐵釘銹蝕的條件。在必修中實驗6-3中鋅銅原電池的構(gòu)建分為三步操作步驟,觀察每一步操作的現(xiàn)象,根據(jù)現(xiàn)象概括出原電池的構(gòu)成要素。實驗活動6實驗?zāi)康臑檎J(rèn)識原電池的構(gòu)成要素及作用,學(xué)生通過控制變量法,觀察采用不同電極材料和不同裝置的實驗現(xiàn)象,根據(jù)現(xiàn)象歸納出原電池構(gòu)成要素。這一系列的操作與現(xiàn)象結(jié)合,讓學(xué)生直觀地對原電池裝置構(gòu)成要素形成初步的認(rèn)識,培養(yǎng)學(xué)生分析、概括的抽象思維,幫助學(xué)生學(xué)習(xí)理解原電池這一概念。在選擇性必修中,思考與討論欄目就已經(jīng)要求學(xué)生根據(jù)實驗4-1的圖4-1鋅銅原電池裝置來繪制原電池的工作原理示意圖,這對學(xué)生的分析能力和推理能力有了較高的要求。在實驗4-3中是鐵釘吸氧腐蝕的實驗,是在初中化學(xué)實驗的基礎(chǔ)上,要求學(xué)生運用原電池來分析金屬的銹蝕中最典型的一種——吸氧腐蝕。在后面的實驗4-4中,也是觀察實驗現(xiàn)象并根據(jù)原電池的原理來分析產(chǎn)生這些現(xiàn)象的原因,這跟在必修中只根據(jù)實驗現(xiàn)象和實驗條件來歸納總結(jié)所要求的能力更高。而到最后實驗活動5中,實驗?zāi)康囊髮W(xué)生要設(shè)計和制作一個氫氧燃料電池,這樣設(shè)計性的實驗,要求學(xué)生能夠綜合運用所學(xué)知識,在實踐中進行遷移,并且鍛煉學(xué)生的動手能力,培養(yǎng)他們的應(yīng)用實踐能力。除此之外,在電解池這一節(jié)中出現(xiàn)的方法引導(dǎo)欄目——電化學(xué)過程中系統(tǒng)的思想與方法。用系統(tǒng)的思想和方法去比較電解池與原電池的同異,由此可見,在學(xué)習(xí)知識的過程當(dāng)中,不僅僅是知識的掌握很重要,教科書同樣也注重學(xué)生能力的培養(yǎng)和幫助學(xué)生形成科學(xué)的思維能力,使學(xué)生能夠?qū)W以致用。大學(xué)階段無機化學(xué)中主要講解的都是理論知識,需要學(xué)生對所學(xué)知識進行嚴(yán)密的推理和能夠進行三重表征,但是書本中主要的實驗活動幾乎沒有,主要是因為到了大學(xué)期間無機化學(xué)會開設(shè)專門的無機化學(xué)實驗課程,實驗的內(nèi)容和數(shù)目增多,并且在高中所進行的實驗形成的實驗技能,都為了大學(xué)進行鋪墊,故在這里不進行比較。

      可見,教科書中關(guān)于電化學(xué)的實驗活動要求逐步增加,由感官對實驗現(xiàn)象形成的感性認(rèn)知到研究電化學(xué)的一般方法,都在逐步地培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)理解、應(yīng)用實踐、遷移創(chuàng)新的能力以及嚴(yán)密的邏輯思維能力。

      五、高中電化學(xué)內(nèi)容教學(xué)建議

      針對以上電化學(xué)在各學(xué)習(xí)階段的銜接特點,教學(xué)上更要把握好知識之間的內(nèi)在聯(lián)系和知識層次,選擇合理恰當(dāng)?shù)慕虒W(xué)策略,使得學(xué)生更好地構(gòu)建電化學(xué)這一核心概念知識的網(wǎng)絡(luò)體系。以下幾點建議可以提供一些幫助。

      1.把握教學(xué)內(nèi)容的深廣度,合理擴展教學(xué)內(nèi)容

      在電化學(xué)的教學(xué)中,在九年級階段主要建立感性認(rèn)識。運用一些常見的生活現(xiàn)象引入主題,比如利用常見的共享單車長期在外面風(fēng)吹日曬為什么生銹情況并不是很嚴(yán)重這一現(xiàn)象,引起學(xué)生思考,進行對鐵制品銹蝕條件的探究。在必修階段可以運用探究欄目中水果電池的制作,引起學(xué)生興趣,進一步探究水果電池能發(fā)電的原因,最終形成對原電池的初步認(rèn)識,選擇性必修中可以繼續(xù)利用水果電池這一情景,提出為什么水果電池能使燈泡亮起來的時間很短,引入鹽橋的概念和作用。這一教學(xué)過程符合學(xué)生認(rèn)知發(fā)展。但是不過度講授知識并不是一點知識都不延展。在高中階段的學(xué)習(xí)中學(xué)習(xí)原電池中為什么會在兩個電極之間產(chǎn)生電流,為什么鋅電極上失去電子要通過導(dǎo)線流向銅電極,可以類比物理中水往低處流是因為水位差,電子從鋅流向銅是因為這兩個電極之間產(chǎn)生了電勢差,可以讓學(xué)生先初步將物理中的電勢差類比到原電池上,為后面大學(xué)學(xué)習(xí)電極電勢形成一個初步的印象。

      2.找準(zhǔn)知識的銜接點,建立內(nèi)容的前后聯(lián)系

      在電化學(xué)的學(xué)習(xí)階段中,會存在一些連接點,重復(fù)點,把握這些重復(fù)點和連接點,幫助學(xué)生構(gòu)建知識網(wǎng)絡(luò)。在必修第41頁練習(xí)與應(yīng)用第6題圖1出現(xiàn)了兩個電極分別在兩個裝了稀硫酸的燒杯中的示意圖,對應(yīng)的問題是圖1所示裝置能將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能,顯然這里主要考察的是原電池的能量轉(zhuǎn)換,但是卻涉及了類似雙液原電池的裝置。我們可以在選擇性必修中雙液原電池的教學(xué)開始前,可以先利用這道題目幫助學(xué)生回憶原電池的構(gòu)成要素,幫助學(xué)生回憶起前知識,在利用這個裝置中不會有電流流過,與選擇性必修中鋅銅雙液原電池進行對比,學(xué)生很容易發(fā)現(xiàn)增加了鹽橋這一裝置溶液又可以導(dǎo)電了,帶著這樣的好奇心進行接下來的學(xué)習(xí)。另外燃料電池在整個學(xué)習(xí)過程中也是一個不斷發(fā)展的銜接點,在必修中先是在科學(xué)·技術(shù)·社會這一欄目中介紹了發(fā)展中的燃料電池,了解到燃料電池的原材料和優(yōu)點以及用途后,在研究與實踐欄目對車用電源進行了討論,認(rèn)為燃料電池作為車用電池污染小,能量轉(zhuǎn)換高。到了選擇性必修中燃料電池那一小節(jié)中增加了車用燃料電池的示意圖,認(rèn)為它是綠色發(fā)電站,最后又在實驗活動4中讓學(xué)生制作簡單的燃料電池,到了大學(xué)階段為了測量電動勢,引入了標(biāo)準(zhǔn)氫電極,標(biāo)準(zhǔn)氫電極的反應(yīng)就是燃料電池中負(fù)極,屬于氣體-離子電極,是大學(xué)學(xué)習(xí)多種電極的其中之一。因此可以利用車用電源這一素材進行原電池的學(xué)習(xí),增強各個學(xué)習(xí)階段知識之間的聯(lián)系,更好地銜接。在學(xué)習(xí)電解池中也可以利用電冶金這個銜接點,在必修化學(xué)課持續(xù)發(fā)展有講到一些金屬十分活潑只能采用電解法冶煉,并且在思考與討論欄目中提到了生產(chǎn)1mol鋁消耗的電能,也有鋁生產(chǎn)原理的示意圖,但是必修中關(guān)于對電冶金的原理不作要求,可以利用這個作為學(xué)習(xí)電化學(xué)的連接點,作為選擇性必修中引出電解池的學(xué)習(xí)。

      3.關(guān)注中學(xué)與大學(xué)相異性知識

      在中學(xué)的學(xué)習(xí)過程中,由于學(xué)生的認(rèn)知水平和思維能力還不算特別高,電化學(xué)相關(guān)知識為了避免繁難偏舊,很多知識點的歸納都不夠全面,如果教師一味注重學(xué)生對電極反應(yīng)的書寫,離子放電順序等知識的記憶,就會導(dǎo)致學(xué)生在高中和大學(xué)階段的學(xué)習(xí)產(chǎn)生斷層。因此在教學(xué)中,教師應(yīng)該注重對學(xué)生能力的培養(yǎng),為大學(xué)期間對電化學(xué)的深入學(xué)習(xí)做好鋪墊。在必修中探究欄目,建議電池的設(shè)計與制作進一步體會原電池的構(gòu)成要素,其中“問題與討論”中原電池的構(gòu)成要素不要讓學(xué)生簡單直觀地得出結(jié)論——“一定有兩個活潑性不同的金屬電極”,這樣顯然和后面學(xué)習(xí)的燃料電池中相同的電極材料及大學(xué)將要學(xué)習(xí)的幾種電極類型不相同,會引起學(xué)生迷思。應(yīng)該引導(dǎo)學(xué)生簡單概括為形成閉合回路,有電極,有自發(fā)的氧化還原反應(yīng)。中學(xué)階段大多依據(jù)金屬活動性順序表判斷原電池的正、負(fù)極和離子的放電順序,但是原電池和電極是多種多樣的,僅靠這種辦法去記憶判斷是不夠的,因為隨著反應(yīng)條件和環(huán)境的不同,放電順序是不相同的,需要根據(jù)電對的電極電勢來進行判斷,但是中學(xué)并沒有涉及到大學(xué)無機化學(xué)電極電勢的概念和影響電極電勢的因素。因此在中學(xué)的學(xué)習(xí)過程中,教師在講解利用金屬活動性順序表判斷時,一定要強調(diào)只是在一般情況下,這種順序并不是絕對的,以免學(xué)生對這個放電順序形成絕對化的觀念,也從側(cè)面讓學(xué)生認(rèn)識到環(huán)境和條件對結(jié)論的影響。

      總而言之,在電化學(xué)的四個學(xué)習(xí)階段中,內(nèi)容銜接緊密,認(rèn)知角度,模型認(rèn)知層級、學(xué)習(xí)能力隨著電化學(xué)內(nèi)容的深廣度的增加逐漸發(fā)展完善。在教學(xué)中,教師充分了解各階段的銜接特點,并且選擇合適的教學(xué)策略進行教學(xué),才能幫助學(xué)生系統(tǒng)完整地掌握電化學(xué)知識結(jié)構(gòu)。

      參考文獻

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