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高中化学教学中培养学生的核心素养

2018-01-19蔡春梅

中学生数理化·教与学 2018年1期
关键词:原电池高中化学电池

蔡春梅

化学核心素养是指,体现化学学科的特点,在课堂教学中逐步培养和发展的学生素养.它是三维立体的知识、态度、情感的有机统一.它是在学生离开学校若干年后还留存在生命中,举手投足间不经意表现出的综合素养.它更是学生运用所学的知识、观念、思想、方法,解决真实的问题所表现出来的关键能力与必备品格.如何在高中化学教学中培养学生的核心素养呢?下面以“化学能转化为电能”为例,谈谈在实际教学中笔者的具体做法.

一、课程解读

从最早迦伐尼提出“生物电”到伏打电池,我们看到了科学家大胆突破常规的思维.两个世纪以来,化学电源发生了翻天覆地的变化.在太空遨游的人造卫星,宇宙飞船;地下石油勘探,矿藏采掘;水上作业的海洋运输和捕鱼船队;人们日常生活中使用的电子表,随身听,手机;人体心脏中安放的起搏器——哪一样能离开化学电源的发展?近年来,燃料电池、空气电池备受关注,无不凝结着科学家孜孜不倦的追求.本节课笔者采用“实验探究—模型建构—理论分析”相结合的教学方式,使学生在实验探究过程中逐步深化认识,形成知识的动态螺旋式发展,培养大胆质疑、严谨求证的科学精神,最终实现知识和能力上的跨越.

二、教学过程

1.创设真实的问题情境.笔者在课堂引入时做了两个小实验:音乐响起来了;汽车跑起来了.学生的学习兴趣被调动起来:老师是怎么做到的呢?为什么会响、会动呢?怎么就产生了电呢?将真实的生活与课堂连通,学习更有意义,使学生亲身体会到化学在创造人类价值方面的贡献和魅力.

2.实验探究和问题驱动相结合,初步认识原电池.笔者演示实验1,并提出问题:将Zn片、Cu片同时插入硫酸溶液中,有什么现象?生:Zn片上有气泡,Cu片上没有.笔者(追问):为什么呢?生:Zn片活泼,Cu片不活泼.Zn+2H+Zn2++H2↑.笔者演示实验2,并提出问题: Zn片、Cu片接触,有什么现象?生:Zn片和Cu片上都有气泡.笔者(追问):铜片上是什么气体?又是怎么产生的呢?生:硫酸溶液中H+得电子.笔者(追问):哪来的电子?生:Zn失去电子,电子转移到铜片上.笔者(追问):如何验证?生:接电流表.笔者(补充实验):外接电流表,指针偏转.笔者:还是Zn和H2SO4反应,只是H+到Cu片上得电子变成H2.这是一个伟大的发现,化学能转化成了电能.我们把这样的装置称为原电池.这就是化学电源的雏形.这样,学生从能量变化的角度初步认识了原电池.

3.模型建构,掌握原电池的工作原理.在学生对原电池有了简单了解后,笔者借助模型帮助学生形成完整系统的认知.Zn-Cu-H2SO4是最典型的原電池,基本具备了原电池的所有特征.只有在掌握其基本原理的基础上,学生才能举一反三,实现创新和突破.

4.实践、迁移和应用,深化认知.学习的意义就在于应用.只有用实践检验知识,在实践中对知识进行质疑和再发现,才能提高学生的认识.(环节1)(分组实验)笔者提供材料:铅笔芯(石墨),铜片,锌片,铁丝,硫酸溶液,硫酸铜溶液,番茄.我们能否自己设计原电池,让电流表走起来?请同学们想一想形成原电池需要哪些条件.学生跃跃欲试.同组的几个伙伴讨论、尝试,变换电极材料和溶液,成功和不成功的组合都及时记录下来,总结经验,然后小组汇报.(环节2)知识迁移:让学生分析 Zn-Cu-CuSO4原电池工作原理.(环节3)深化认识:最大的电解质溶液环境——大海,潮湿的空气.钢铁是铁碳合金,也能形成原电池.我们发现这些原电池都是负极和电解质溶液的反应.负极不断被消耗,需要定期更换.是否所有电池都是这样呢?(实验)氢氧燃料电池:燃料电池不是把还原剂、氧化剂物质全部贮藏在电池内,而是在工作时,不断从外界输入,同时将电极反应产物不断排出电池.银锌纽扣电池和氢氧燃料电池是对传统电池的突破,让学生通过实验探究自己摸索设计原电池,同时概括形成原电池的条件.笔者引导学生发现问题,逐步突破认知,体验人类文明与进步.

三、教学反思

在整个教学过程中,笔者引导学生从认识原电池到设计原电池,不仅能使学生掌握化学知识,而且能使学生形成良好的思维方式和思维习惯.课堂是实现师生互动、心灵对话的过程,是师生共同创造奇迹、唤醒各自沉睡的潜能的过程.在高中化学教学中,教师要了解学生的发展需求,了解学生的认知水平,了解学生的学习困难,为学生的发展设计台阶,提供他们最需要的,让他们得到最想要的.只有这样,才能培养学生的核心素养.endprint

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