促进化学观念建构的“电化学复习课”教学设计

王福国

摘要：电化学知识始终是高考中的重点及难点。学生在面对陌生情境、复杂的信息及装置图时还不能很好地将理解的知识转化成思路方法，所以我们要引导学生学会认识事物本质、自觉运用粒子观等化学观念解决问题、建构解决复杂问题的思维模型，使学生达到理解电化学原理、准确书写电极反应、运用电化学知识解决在生产生活及科技领域遇到的实际问题的目标。具体在教学过程中，我们通过创设情境，引入课题。再通教学活动解决问题，引导学生认识规律，理解本质，建构模型，最后再运用模型总结归纳，最终形成电化学思维模型。

关键词：电化学复习课；认识事物本质；运用粒子观；思维模型；认识规律；理解本质；建构模型；总结归纳

中图分类号：G633.8文献标识码：A文章编号：1992-7711（2021）06-0092

在近几年的高考中，电化学知识始终是高考中的重点及难点内容。在《普通高中实验教科书必修2》中，课程标准要求学生“列举实例说明化学能与电能的转化关系及其应用”。在《普通高中实验教科书选修4化学反应原理》中，课程标准明确要求学生“深入体会化学能与电能相互转化的探究过程，了解原电池和电解池的工作原理，能熟练写出电极反应和电池反应方程式”，并进一步要求学生能“通过生活中观察应用和查阅资料了解日常生活中实用化学电源的种类及其工作原理，认识化学能与电能相互转化的实际意义”。而在高考考试大纲中对这部分内容也提出了如下要求：理解原电池和电解池的工作原理并正确书写电极反应和电池反应方程式，了解原电池和电解池在实际中的应用。从课程标准、考试大纲我们都能看出，理解电化学原理、准确书写电极反应、运用电化学知识解决在生产生活及科技领域遇到的实际问题是学生在高中阶段应达到的目标。

在电化学知识复习过程中，学生对电化学问题的理解掌握常常采用记忆的方法，氧化还原反应是电化学的本质，对学生来说仅仅是挂在嘴边话而已，在实际解答题目时不会去考虑，取而代之的是背诵教师在教学中教给学生的粒子的放电顺序。对于复杂问题，学生的思维绝大多数都停留在表面，不能透过现象分析反应的本质。学生对原电池、电解池装置中粒子运动方向、粒子的种类、粒子发生作用的环境、粒子如何得失电子等的分析都存在一些问题，进而导致学生对电极反应、电解质溶液的变化及复原、电化学基本原理及其实际应用在解答问题的过程中会出现的问题，所以引导学生学会认识事物本质、自觉运用粒子观等化学观念解决问题、建构解决复杂问题的思维模型应成为我们这部分教学的重点。那么，粒子观包括哪些内容？电化学中的粒子观体现在哪些地方？如何运用粒子观解决电化学的实际问题呢？

一、有关电化学学科观念——粒子观

1.粒子观

在初中学习中，我们就已经知道，物质是由分子、原子、离子等基本粒子构成的，这些粒子总是不断运动的，当条件改变时，粒子运动的速率、方向等会发生变化。同时，粒子之间存在着相互作用，这种相互作用使分子、原子、粒子等粒子聚集成宏观物质。

2.电化学中的粒子观

无论是原电池还是电解池，都是粒子之间的相互作用，因此在研究电化学问题时，我们要认识粒子发生作用的场所，明确外电路电子运动方向及电解质溶液、电极本身（包括外加物质）粒子的种类，分析电解质溶液中粒子的运动方向、得失电子发生变化的粒子的种类，并进一步分析电极反应所得产物是否与环境中的粒子发生后续反应等。

3.电极反应的本质

在电化学粒子观的建构及应用过程中，我们务必要使学生牢牢抓住氧化还原反应与电极反应间的关系，引导学生明确阳极（或负极）为失电子被氧化的反应，而阴极（或正极）为得电子被还原的反应。由此，让学生站在学科本质的角度认识电化学反应。

二、学生学习电化学知识的基础及学习障碍

在必修2的学习中，学生学习了原电池的初步知识，已经认识到化学能可以转化为电能从而为人类生产生活提供方便，并初步体会氧化还原反应是在两个电极上分开进行的。

在选修4的学习中，从电池效率的角度，学生学习了有盐桥的原电池的反应原理，进一步完善了对原电池的认识。同时在学习电解原理的过程中，认识到电解是一种强有力的氧化还原手段，使通常条件下不能发生的氧化还原反应得以实现，同时更加明确分开进行的氧化还原反应是电化学的实质。

进入高三复习阶段，学生虽然对电化学的基本知识没有忘记，但具体内容却记忆不深刻，更无法与反应的本质联系起来。针对这种情况，我们力求让学生理解电极、电解液各异的原电池和电解池，其本质相同，引导学生抓住电化学的核心问题，从粒子间相互作用的角度进行分析。

学生学习电化学知识可能存在的困难有：学生在面对陌生情境、复杂的信息及装置图时还不能很好地将理解的知识转化成思路方法，解决电化学复杂问题还有一定困难。

本课的设计是基于学生此时的障碍点，希望通过这样的总结提升让学生认识到解决电化学问题的关键不在于练习多么陌生、复杂的电极反应，而是我们是否能建立起正确的分析模型思路，养成自觉运用化学观念解决问题的习惯、养成透过现象看本质的习惯。一旦有了这样的思路，我们就能解决各种复杂、陌生的化学反应。

三、教学目标

1.教学目标

（1）进一步认识电化学本质是氧化还原反应，突出变化观念与平衡思想的学科核心素养建构。

（2）在解决真实问题的过程中，形成电化学思维模型，并学会运用模型分析问题。

（3）通过电化学基本模型的建立及基本要素寻找，养成透过现象看本质的习惯，进一步形成并建构粒子观。

2.教学重点及难点

重点：电化学问题解决基本模型的建立；

难点：电化学问题解决过程中思维模型的建立及应用。

四、教学过程

教学环节一：创设情境引入课题

本环节设计的目的是由实际问题引入，引发学生对电化学知识的兴趣，从而进入本节课的学习。

教学环节二：解决问题认识规律

本环节设计的目的是使学生在解决实际问题的过程中充分理解掌握电化学的相关知识，梳理解决问题的基本思路，初步建立认识规律，为思维模型的建构打下基础。

教学环节三：理解本质建构模型

本环节设计的目的是引导学生对所分析的问题进行归纳总结，结合电化学反应的本质，最终帮助学生形成分析电化学问题的基本思维模型，突出模型认知的学科核心素养。

教学环节四：运用模型总结归纳

本環节设计的目的是使学生运用模型解决电化学的实际问题，熟悉并掌握分析问题的思路，体会模型的重要意义。

在近几年的高考试题中，电化学知识考查方式花样翻新，陌生情景、复杂装置频繁出现，以此考查学生的知识、能力与学科核心素养。在复习课中，我们既要帮助学生梳理有关电化学的基础知识，又要在复习知识的过程中，帮助学生形成解决问题的思路和方法，引导学生进一步理解电化学反应的本质，最终形成电化学思维模型。

（作者单位：河北省衡水市第二中学053000）