问题进阶 思维递进

黄宏

摘要：“化学电源”的课堂教学，从知识发生与发展的逻辑顺序和学生的认知特点与规律，突出了“问题”和“思维”的有机融合，实现了问题进阶与思维递进、知识序与教学序的有机统一，取得了良好的教学效果。

关键词：学习;问题;思维;知识序;教学序

文章编号：1008-0546（ 2019）09-0056-03

中图分类号：G633.8

文献标识码：B

doi： 10.3969/j .issn.1008-0546.2019.09.017

从学习论的角度来说，学习是在解决问题的过程中发生的，知识是在解决问题的过程中习得的。因为问题既是思维发生的原点和诱因，也是思维发展的引领和导向。毋容置疑，学生的课堂学习也是在解决问题的过程中获得知识、提升能力、增长智慧。因此，课堂教学的问题设计、问题链形成，对提升学生的思维品质和课堂教学效益具有不可低估的重要作用[1-2]。本文通过笔者的一堂“化学电源”市级公开课的课堂教学实录，展示由问题生成问题，以及从问题到思维，再从思维到思维递进的形成过程，和基于问题解决、发展学生思维的课堂教学思想在提高课堂教学效率中的作用。

一、设计思想

在“化学电源”的教学设计中，教师经常会沿着化学史的脉络进行教学[3]，但与学生的生活脱离，学生的学习积极性不高。如何让学生在课堂学习中会探究、会思考、善倾听、善交流、能合作、能辩论、能反思，成为本节课教学设计的出发点。笔者从生活实际出发，尝试从学生感兴趣的音乐小喇叭和玩具小汽车人手，通过学生亲自动手实验，让小喇叭播放出动听的音乐和小汽车跑动起来，以及从现象引发问题、从问题生成问题、从问题激发思维、以问题链生成思维链，从而触发学生发生问题与思维的“链式反应”，并通过问答对话式教学实现课堂教学效益的最大化。

二、教学目标

（1）了解常见的化学电源，深化对原电池原理的认识。

（2）通过对小汽车和小喇叭电源的改进过程，认识不同电池的优点和缺点，探索改良化学电源的方法。

（3）借助各类电源的介绍，赞赏化学科学对个人生活和社会发展的贡献，关注能源环保等社会热点问题。

三、教学实录

【教师】今天，我为大家带来了两样东西，一是贺卡里的小喇叭（图1），另一个是玩具小汽车（图2），看到这两样东西，你首先想要做的是什么？

【生1】让小喇叭响起来，让小汽车动起来。

【教师】请大家利用魏博士实验盒里的仪器和试剂让小喇叭响起来，用周转箱里三种液体（糖水、盐水、蒸馏水）中的一种让小汽车动起来。

【学生】分组实验。

【教师】小喇叭是怎样响起来的？

【生2】向点滴板中滴加5滴硫酸铜溶液，将音乐芯片的两个鳄鱼夹分别夹持铜棒和锌棒，插入稀硫酸铜中，可听到音乐声（图3）。

【教师】小喇叭为什么会响起来？

【生3】锌很活泼，作为原电池的负极，失去电子;正极是铜，铜离子在正极得电子，从而形成了电流。

【教师】有没有哪一组做法和刚才一组的做法不一样？

【生4】我们选用的电解质溶液是稀硫酸，也能使小喇叭响起来，在这过程中，锌失去电子被溶液中的氢离子得到。

【板书】Zn+CuS04==Cu+ZnSO4，Zn+H2SO4==ZnS04+H2↑

【教师】小汽车是怎么动起来的？

【生5】我们在小汽车的后板上滴了食盐水，小汽车就跑了起来。

【教师】小汽车为什么能动起来？

【生6】形成了闭合回路，有电流产生。

【教师】构成原电池的条件是什么？

【生7】1.要有两极;2.有电解质溶液;3.形成闭合回路;4.自发进行氧化还原反应。

【教师】小汽车能动起来，此过程中发生了怎样的氧化还原反应呢？

【学生】一脸茫然。

【教师】请大家把小汽车拆下来（图4）。

【生8】我们把小汽车拆下来后发现有两极，锌片做负极，碳电极作为正极，锌被氧气氧化了。

【教师】上述两种电池的共同点是什么？

【生10】两种电池都是一次性电池，不可重复使用。

【教师】上述两种电池的不同点是什么？

【生11】氧化剂不一样，一个是稀硫酸或硫酸铜，另一个电池氧化剂是空气。

【教师】上述两种电池，你觉得哪个好，为什么？

【生12】用空气作为氧化剂比较好，因为如果在质量相等的情况下，空气在外部，所以电池内部可以储存更多的反应物。

【教师】其实我们看到的锌被氧气氧化的电池属于空气电池中的一种。目前，比较常见的空气电池有三种，分别是锌空气电池、锂空气电池、铝空气电池，如果给你选择，你会选择哪一种，为什么？

【教师】信息提示：锌、锂、铝三种金属的市场价格（表1）;比容量——单位质量的电极材料所能转换的电量。

【生13】我会选择锌空气电池：因为锌的纯度较高，如果不纯，锌就会和杂质形成原电池，电能就会被消耗，且锌的价格适中。

【生14】我會选择锂空气电池：因为锂电池比容量最大（7克锂失去Imol电子，而659锌失去2mol电子，279铝失去3mol电子）。

【生15】我会选择铝空气电池：因为铝的价格最便宜，但我们也有一个疑问，铝表面会形成致密的氧化膜，会不会影响电池的寿命。

【教师】铝表面的确会形成致密的氧化膜，一旦形成氧化膜就会影响反应，这也是研究铝空气电池中比较困难的一面。你还会选择铝空气电池吗？

【生16】会，价格便宜。

【教师】（过渡）每种电池都有它研究困难的一面.到目前，每个国家的科学家都在研究这三种电池，到底哪个好？老师也没办法做定论。

【教师】（信息）早在100多年前就已经出现了锌空气电池，即便是当时技术不达标，但只要研发能够得以延续，应该不会被后来的铅酸电池、镍铬电池，或现在的锂电池所取代。

【教师】空气电池如此好，为什么连锌空气电池到现在还未上市？

【生17】寿命有限，时间长了会被腐蚀掉，锌就会变成锌离子，定期需要更换，所以还是一次性电池。

【教师】为了使电池能持续工作，有更好的改进方法吗？

【生18】可以改用二次电池。

【教师】铅蓄电池是常见的二次电池（图5），请说出它的正、负极分别是什么？

【生19】铅是负极，氧化铅是正极。

【教师】还可以怎样改进？是不是只能换成二次电池呢？

【生20】可以选用绿色环保的燃料电池。

【教师】演示实验：氢氧燃料电池（实验步骤：1.利用水电解器实验盒（图6）电解6mol/L的硫酸，快速获得氢气和氧气;2.移走电源接上小风扇）。

【教师】观察到什么现象？为什么？

【生21】小风扇转起来了，形成了电池，氢氧燃料电池。【教师】燃料电池（图7）有什么优点？

【生22】燃料电池有以下优点：1.环境污染小，2.比容量高。

【教师】既然燃料电池有那么多优点，为什么到现在还没普及？

【生23】燃料电池还没普及的原因：1.成本高，2.燃料加注也存在问题。

【教师】你现在对原电池的定义是怎么理解的？

【生24】原电池是把化学能转化为电能的装置。

【总结】通过本节课的学习，你学会了什么？还有什么疑问？

四、教学反思

纵观本节课的教学，可以看出本节课教学的亮点之处有：一是课题引入生活化，问题源于生活，思维源于问题，学习源于思维，在问题和思维中促进思维发展;二是教学过程显性化，本节课教学凸显“问题”和“思维”两个方面，基于问题与思维、思维与知识的联结性和对立性，促进课堂教学由问题生成问题、由问题激发思维、由思维生成思维，从而促进学生在解决问题的思维过程中获取知识[4];三是课堂态势发展化，特别是电池的选用和改进这一板块，问题设计的深度和学生思维的力度有了一定程度的提升，促进了学生思维的升华，使课堂教学达到了高潮;四是课堂学习主体化，学生课堂学习活动量大、参与度高、思维力强，学生学习主体作用得到了有效发挥;五是课堂教学有序化，从知识的发生发展顺序和学生的认知特点与规律，实现了课堂教学知识序和教学序的有机统一，教学目标达成度高。当然本节课教学也存在着一定的不足，主要表现在教师与学生、学生与学生之间信息双向传递不突出。

总之，“化学电源”这节公开课教学以问题进阶、思维递进为主旨，在问题设计和教学过程两个方面，从“问题与思维”两个维度，实现了问题与思维的有机融合、知识序与教学序的有机统一，取得了良好的教学效果。

参考文献

[1]胡久华，郇乐等.沉淀溶解平衡教學中驱动性问题链的设计与实践[J].化学教育，2012（9）：55-59

[2]吴学录，以“问题串”为载体，实施化学有效教学[J].教学月刊（中学版），2010（4）：12-14

[3] 王灿，化学史中的科学发展观——以“化学电源”教学设计为例[J].化学教学，2014（8）：31-34