电化学复习课上如何培养学生品质与能力

刘小英 侯春

摘 要：化学教学中，教师可以通过创设具体的情境，介绍新型充电电池来让学生了解原电池广阔的发展前景;通过原电池和电解池装置的对比分析，渗透辩证唯物主义世界观;通过问题驱动式教学，以近年高考出现的热点电化学问题的呈现和分析，培养学生分析问题、解决问题的能力，促进学生学科核心素养的发展。文章以具体的课堂教学为例，对此进行了分析，以期为相关教师提供参考。

关键词：电化学;辩证唯物主义世界观;社会责任感

中图分类号：G427                       文献标识码：A                 文章編号：2095-624X（2021）40-0089-02

引   言

教育的根本任务是立德树人。在化学教学中，教师应树立立德树人的教育观，即要把德育有机地渗透于化学基础知识与基本技能的教学之中[1]。在本文中，笔者以电化学教学为载体，分析了在课堂教学中渗透德育教育的具体方式，以提升学生的道德素养，使其成为未来的栋梁之材。

一、本堂课的设计意图

第一，通过对原电池和电解池的工作原理的宏观辨识和微观探析，让学生学会应用唯物主义辩证观来理解电化学的装置、原理及思维的模型。

第二，让学生了解我国在电化学前沿科学和未来发展中的突出贡献，增强创新意识和报国热情。

第三，让学生了解电化学原理在工业生产和日常生活中的应用，了解新时代人才应具备的科学精神和社会责任。

二、电化学复习课上培养学生品质与能力的分析

（一）爱国主义教育的渗透

课堂导入为一款锂离子高效充电的电池视频，介绍了一款我国浙江大学自主研发设计的快充、放电时间长的充电电池，该电池置于火中也不会引起爆炸，弯曲一万次也能保持完好;经25万次循环充放电后还能保持91%的容量;充满电仅需1.1秒钟（见图1和图2）。通过观看该视频，学生了解到了电池行业广阔的发展前景。

课堂结束环节，笔者介绍了《厉害了，我的国》中我国科学家在电化学领域内的研究和突破，总结性陈述了“中国制造”和“中国创造”，内容如下。

中国制造：国电池片产量占全球总量近70%（见图3）。

中国创造：中国电化学领域内技术突破，具体如下。

2016年7月，我国成功自主研制锂硫电池。2017年1月，我国首个自主研发可应用于深潜器的高能量密度、高性能全固态锂电池，即使在万米深海之下依然能够安全稳定地进行充放电。2018年3月，我国自主研发的动力锂电池生产智能化物流成套系统填补了国内空白。 2019年3月，中国宁德时代新能源公司研发团队攻克动力电池正极和负极材料等关键核心技术，开发出比能量（质量能量密度）达304Wh/kg的样品，在国际市场上处于领先地位。

从材料中学生可以体会到，我国正在由制造业大国向制造业强国迈进，“中国制造”正在向“中国创造”转型。同时，通过了解我国在电化学领域的突破和成就，学生能够增强民族自豪感和自信心。

（二）辩证唯物主义教育的渗透

在化学课堂上渗透辩证唯物主义教育有利于提升学生的思维能力。教学设计中，教师可以利用两套装置（见图4）对比分析原电池和电解池的工作原理。

学生在对比中可以体会到正—负、阴—阳电极中的氧化还原反应和其对立统一关系;从反应现象和原理的分析过程中体会到透过现象看本质的认识规律;从两个装置中有无外接电源而引起的反应的变化，体会到认识由量变和质变的飞跃;从反应的自发与强制发生，体会到内因和外因之间的辩证关系与相互制约的关系。而电化学中蕴含着的质量守恒和能量守恒规律是解决化学变化问题的普遍规律。通过这两套装置的对比分析，学生的认识水平和思维方式可以得到升华，世界观、人生观、价值观进一步成熟。

（三）帮助学生树立远大理想和坚定的信念

这部分设计是将高考导向与国家培养目标相结合，通过问题驱动式教学，对近年高考出现的热点电化学问题进行呈现和分析，从而提高学生分析、解决问题的能力;同时，对未来电化学热点问题的前景进行展望和预测，让学生树立远大的理想和坚定的信念，对未来充满信心。

2020年全国I卷12题以新型电池为背景，考查原电池原理，为解决环境和能源问题提供了一种新途径，体现了化学创新意识和绿色化设计。

2020年全国II卷12题以电致变色器件中的电解原理的考查，体现可智能调控太阳光透过率，从而实现节能，体现了化学学科的应用性和广阔的前景。

2020年全国III卷12题以一种高性能的碱性硼化钒（VB2）——空气电池的原理分析来体现新型电池在能源产业领域的重要性。

教师可以通过这三个问题的分析和解决，让学生体会到未来高考的考查趋势与国家的用人策略是密不可分的。课堂上，笔者以具有应用前景的新型电池为背景材料，突出化学在工农业生产中的重要地位，并提供Li+电池的发展前景及未来电池的发展方向的学习材料，让教学内容不局限于教材，并使学生明确学习目标。

拓展材料1：Li+电池负极材料的发展过程（见表1）。

拓展材料2：Li+电池正极材料的发展过程（见表2）。

拓展材料3：未来电池的开发线路图（见图5）。

未来预测：Al、Na在地球上的储量均远远大于Li，有望大量推广使用;未来Al、Na材料的电池有可能代替Li+电池，成为新开发热点。

（四）社会责任感的培养

2013年5月24日，习近平在中央政治局第六次集体学习时指出，节约资源是保护生态环境的根本之策。要大力节约、集约利用资源，推动资源利用方式根本转变，加强全过程节约管理，大幅降低能源、水、土地消耗强度，大力发展循环经济促进生产、流通、消费过程的减量化、再利用、资源化。笔者在教学设计中以一项电化学原理治理废气为素材，通过原理分析、方程式书写等问题解决策略，带动学生体会电化学原理在资源利用、环境保护中的突出贡献，培养学生的环保意识。

【例题】SO2、CO、CO2、NOx是对环境影响较大的几种气体，对它们的合理控制和治理是优化我们生存环境的有效途径。利用电化学原理将CO、SO2转化为重要化工原料，装置如图6所示。

（1）若D为负载，回答下列问题。

①若A为CO，B为H2，C为CH3OH，则通入CO的一极为___________极。

②若A为SO2，B为O2，C为H2SO4，则负极的电极反应式为___________。

③若A为NH3，B为O2，C为KOH，则负极的电极反应式为___________。

（2）若D为电源，且A为尿素CO（NH2）2，B、C为KOH，则阳极尿素放电转化为无害物质的电极反式为_______________。

这些问题的解决能让学生感受到循环经济中的减量化、再利用、资源化是可控、可实现的，能让学生对未来充满希望，并使他们体会到电化学技术在绿色化学方面有着突出贡献，如电泳除尘，电化学处理废气、废水等。

结   语

教育的目的不仅是培养人，更是要培养具有高度责任心、高尚道德品质的人。教师只有在每个教学环节都有意识地渗透培养学生学习品质与能力的策略，才能起到“润物细无声”的效果，让学生在潜移默化中树立社会责任心和使命感，成为有用的栋梁之材。

[参考文献]

李春晓.锂离子电池负极材料研究进展[J].新材料产业，2017（09）：27-33.

作者简介：刘小英（1982.1—），女，甘肃天水人，本科学历，中学一级教师，

侯春（1968.1—），女，山东淄博人，本科学历，中学高级教师。