基于核心素养的“原电池”教学设计

贾春妍

摘要   基于“素养为本”的教学已是新时代教育改革的主要内容之一，笔者现以“原电池”例谈如何选准核心素养的切入点并将其落实到教学活动设计中，以实现深化课程改革、发展学生核心素养的教育目标。

关键词    核心素养  原电池  教学设计

中图分类号：G4 文献标识码：A

2017年版的《普通高中化学课程标准》要求将核心素养目标融入教学活动设计中，培育学生五个维度的学科核心素养，实现“素养为本”的基本要求。笔者现以人教版高中化学选4第四章第一节“原电池”为例，谈谈在化学教学设计中，如何将“核心素养”培育落到实处。

一、基于核心素养教学的设计背景分析

1.基于课标   以现实生活中问题的提出、用创设教学情境方式贯穿课堂、以应用化学知识来解决生活中的问题已成为课堂教学落实化学学科核心素养的有效方式之一。

2.基于教材   以人教版高中化学选4第四章第一节《原电池》为教材依据，在复习必修2原电池知识的基础之上，再进一步分析诸如半电池、内（外）电路等组成和探究盐桥的作用等知识，恰能很好地全面体现本节教材的目标特点，将使学生能更深入地理解双液原电池工作原理。

3.基于学生  《原电池》在必修2已经初步学习过，本节课是其知识的延续和加深，所以重点在于以实验事实设疑，开展探究性实验;又以对比改进实验释疑，找到学生的知识新生点，从而展开教学。

4.教学目标分析   通过多组实验探究达到较全面认识半电池、内（外）电路等原电池结构、掌握盐桥的作用及原电池工作原理。

5.教学方法分析   问题情境驱动法、实验探究法、信息技术辅助法

二、基于核心素养的设计思路

1.通过锂离子电池获诺贝尔化学奖的新闻引入新课，多种情景创设为学生提供参与化学实践的活动过程，使学生感知到化学知识对生活的影响，可培养学生的责任意识，为核心素养的落实提供了真实的场景。

2.通过对铜锌原电池宏观现象辨识，借助多媒体手段动画探析微观变化，为学生建立得失电子相等的守衡思想提供了依据，再用化学用语来表征微观过程。

3.通过铜锌单（双）液原电池等逐次递进的多种探究实验，为构建起原电池应用的相关思维模型提供证据，让学生体验科学探究的认知过程，可激发学习兴趣，培养学生的创新精神和实践意识。

三、基于核心素养的教学过程

（一）创设情境、引入新知

[情境1]借助一则新闻“2019年美国科学家John B. Goodenough、M. Stanley Whittingham和日本科学家Akira Yoshino因开发锂离子电池荣获当年诺贝尔化学奖”的视频报道。

[问题1]对三位科学家的发明进行简介，当今生活中的手机、数码相机、笔记本电脑等也离不开电池。那么电池是一种怎样的装置？

设计意图：核心素养教学的特点是来源于生活情景，以一则新闻报道引入新课，能引发学生的情感共鸣，获诺贝尔奖科学家的故事能增强学生的学习紧迫感，使学生迅速融入课堂氛围。

（二）自主学习、质疑猜想

[任务1] 要求学生结合教材71页内容，回忆必2知识，自主学习，画出铜锌--硫酸铜溶液原电池，再按图组装原电池，描述实验现象，确定正负极，书写其反应式，总结构成原电池的条件。

[情景2]用微课视频微观动画演示时间稍长后该装置电流就很快减弱，指针不偏转。

[问题2]这是什么原因造成的呢？

[任务2]小组讨论、派人展示、教师点拨，引导学生回答出“由于锌片与其表面析出铜也构成了原电池，因而加速了铜的析出，使产生的电流强度减弱。直到锌片完全被覆盖后，构成不了原电池，也就无电流产生”。

[问题3]显然此种电池无适合价值，那么有无改进措施？

[得出猜想]师生共同讨论，得出“把氧化反应与还原反应隔成两个区域，设成两个半反应进行，再以适当的方法连接即可”。

设计意图：由于必修2已学过原电池，通过微课视频2的演示，造成新的知识冲突，引出对锌铜原电池工作原理的进一步探究的猜想，激发学生质疑和释疑的兴趣。

（三）深入探究、宏微结合

[情景3]利用一个5分钟的微课先认识从简单原电池发展到双液电池的过程，简介其基本结构。

[任务3]进行分组实验，观察宏观现象（电极变化、电流数据），书写反应等。再要求将硫酸铜溶液换成同浓度稀硫酸进行对比实验。各组学生派代表展示成果。

[情景4]用CAI虚拟仿真实验动画演示该电池电子的转移、盐桥中离子的移向、电流等工作原理的微观变化。

[问题4]盐桥有何作用？改进后的装置能获得持久、稳定电流的原因？电流大小不同的原因？

[得出结论]师生共同通过讨论，归纳得出“盐桥一是将两个完全隔离的半电池连接而形成闭合回路，降低副反应发生，二是平衡电荷有利于最大程度地将化学能转化为电能，得到持久、稳定的电流;电流大小与半反应的氧化能力、还原能力强弱有关”。

设计意图：通过逐次递进的实验探究认识盐桥的作用，培养学生实验操作的技能和创新精神，达到从宏观以实验事实释疑之目的，以视频动画微观解决双液原电池的原理等，也让学生体验科学探究的认知过程。

（四）模型构建、提升素养

[情景5]ppt课件归纳个体到一般的原电池常发生的反应现象，装置的作用、构成的条件，构建起原电池应用的相关思维模型，总结出该类模型的解题思路。

[课后作业]由情景5要求学生梳理本节知识，画出思维导图，课后各小组选出最优作品，进行上墙展示。

设计意图：学生分析、归纳，形成思维模型和导图，提升学生化学学科素养，加深对此类题的掌握和应用。

总之，基于化学核心素养的教学设计，学生的主体作用得以体现，教育教学效果好，实现了“育人本位”的基本要求。但如何进一步找准“核心素养”切入点，实现化学学科核心素养的提升与培养，达到有机融合还需深入探索。

参考文献

1.《普通高中化學课程标准（2017年版）》，人民教育出版社，2018年1月。

2.人教版选修四第四章第一节《原电池》第71—73页。

3.人教版教师用书选修四第四章第一节《原电池》第82—83页。