一堂思維課的教學(xué)設(shè)計

摘 要：課堂上學(xué)生的思維往往是從任務(wù)或認(rèn)知沖突開始的，基于教學(xué)對話的模式，通過設(shè)置認(rèn)知沖突，充分考究學(xué)生的“最近發(fā)展區(qū)”，創(chuàng)設(shè)出學(xué)生對所學(xué)知識時時處于有問題可思、有矛盾要解的情景，從而激發(fā)學(xué)生的思維，建構(gòu)新的知識體系。在課堂上不但重視思維的結(jié)果，更加重視思維的過程。

關(guān)鍵詞：思維課；教學(xué)對話；原電池

本節(jié)課是人教版普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實驗教科書化學(xué)必修2第二章“化學(xué)反應(yīng)與能量”第二節(jié)“化學(xué)能與電能”的第1課時。恩格斯說過：“人的思維是世界上最美麗的花朵?！彼季S能力是人的一切能力中最核心的能力，培養(yǎng)學(xué)生思維能力是教育的使命，而教學(xué)對話是一項培養(yǎng)和發(fā)展學(xué)生思維的教學(xué)手段?！敖虒W(xué)對話就是通過教師的提問、激勵與引導(dǎo)，學(xué)生自由思考、自由表達(dá)而獲得知識技能、發(fā)展能力的教學(xué)方法”。教學(xué)對話重視的是思維的過程而不是思維的結(jié)果，是以過程為中心的教學(xué)。好的教學(xué)是一場對話！對話的關(guān)鍵是提問，針對學(xué)生的初始回答連續(xù)提問既能促進(jìn)學(xué)生思考，并強調(diào)學(xué)習(xí)是一個過程。教師的主導(dǎo)就是為學(xué)生提供思維的機會，創(chuàng)設(shè)激發(fā)學(xué)生思維的一個又一個的有效問題，使學(xué)生的思維處于應(yīng)急狀態(tài)并迅速地尋找解答問題的策略。教師可以通過教學(xué)對話為我們提供進(jìn)入學(xué)生思維的線索，不但可以知曉學(xué)生思維的結(jié)果，還可以敞開學(xué)生思維的過程。教師一旦知道學(xué)生思考了什么以及他們是如何思考的，教師就有機會幫助學(xué)生完善思維結(jié)構(gòu)，從而，促進(jìn)學(xué)生思維的發(fā)展。筆者就以教學(xué)對話的形式進(jìn)行這節(jié)課的教學(xué)設(shè)計。

一、教材分析

1.教材的地位和作用

“化學(xué)能與電能”的內(nèi)容既是對初中化學(xué)內(nèi)容的提升和拓展，又為選修4“化學(xué)反應(yīng)原理”的深入學(xué)習(xí)奠定了必要的基礎(chǔ)。必修模塊“化學(xué)能與電能”的知識為每一位公民在生活中遇到的形形色色的、方便快捷的化學(xué)電源提供了理論的引領(lǐng)，從而達(dá)成必修模塊具有提升全民科學(xué)素養(yǎng)的功能。另外，必修模塊介紹的原電池的構(gòu)成條件、原理等知識為下一步的學(xué)習(xí)打好基礎(chǔ)，激發(fā)學(xué)生深入學(xué)習(xí)的欲望。

本節(jié)內(nèi)容是對前一節(jié)課“化學(xué)能與熱能”中涉及的“一種能量可以轉(zhuǎn)化為另一種能量，能量也是守恒的”論述的延續(xù)和完善。從反應(yīng)的本質(zhì)來看，原電池理論是氧化還原反應(yīng)本質(zhì)的拓展和應(yīng)用；從思維角度來看，將化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化成電能是對化學(xué)能→熱能→機械能→電能思維方式的突破和重構(gòu)。關(guān)于化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，側(cè)重討論化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置——原電池。初步認(rèn)識原電池的原理和結(jié)構(gòu)。通過介紹新型電池，如鋰離子電池、燃料電池等，體現(xiàn)化學(xué)電源的改進(jìn)與創(chuàng)新，鼓勵學(xué)生具有創(chuàng)新意識，同時又很好地展現(xiàn)和進(jìn)一步理解原電池的基本原理。

2.教學(xué)目標(biāo)

（1）知識與技能

通過實驗探究認(rèn)識原電池的工作原理和構(gòu)成條件，初步形成原電池的概念；理解化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的本質(zhì)。

（2）過程與方法

通過對科學(xué)探究中實驗現(xiàn)象的觀察、討論、歸納和表達(dá)等過程，培養(yǎng)實驗觀察能力和化學(xué)用語的應(yīng)用能力；通過小組對實驗現(xiàn)象的整理、分析、推理和歸納等思維過程，培養(yǎng)個體的思維能力和小組合作能力。

（3）情感、態(tài)度與價值觀

在探究化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的過程中，學(xué)生能感知化學(xué)世界的奇妙，激發(fā)學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣和熱情，進(jìn)一步樹立熱愛科學(xué)的思維品質(zhì)。

3.教學(xué)重點、難點

通過對原電池原理的實驗探究，認(rèn)識原電池的工作原理和構(gòu)成條件，初步形成原電池的概念是重點；進(jìn)一步從電子轉(zhuǎn)移角度理解化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的本質(zhì)是難點。

二、教材處理

1.學(xué)情分析與對策

學(xué)生已具備電學(xué)、化學(xué)反應(yīng)中能量變化、氧化還原反應(yīng)和電解質(zhì)的水溶液可以導(dǎo)電等背景知識。學(xué)生初步具備了從現(xiàn)象分析問題的能力、歸納能力、知識遷移能力。化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能給學(xué)生又呈現(xiàn)了一個新問題，學(xué)生處于興奮狀態(tài)。加之學(xué)生對化學(xué)電源有著豐富而又強烈的感性認(rèn)識。

2.教學(xué)內(nèi)容的組織

遵循新課程理念，依據(jù)教材，利用網(wǎng)絡(luò)信息資源和化學(xué)實驗，讓學(xué)生認(rèn)識原電池，理解原電池原理，模仿學(xué)習(xí)電極反應(yīng)式等相關(guān)化學(xué)用語。

三、教學(xué)方法

問題教學(xué)法和探究性實驗教學(xué)法。

四、教學(xué)手段

為了收到好的教學(xué)效果，高效完成教學(xué)目標(biāo)，本節(jié)課采取分組查閱資料、分組實驗、討論、模仿和多媒體等輔助手段，重視思維的結(jié)果，但更重視思維的過程。

五、教學(xué)過程

以知識進(jìn)程中出現(xiàn)的5個問題為線索展開教學(xué)。

1.課前學(xué)習(xí)，初步了解火電的相關(guān)情況

學(xué)生查閱資料并分組匯報，第一，熱電廠的生產(chǎn)過程；第二，熱電廠周圍的民居情況；第三，國家對小火電的相關(guān)做法與政策。了解火力發(fā)電的過程中，能量的轉(zhuǎn)變（化學(xué)能→熱能→機械能→電能）。

2.設(shè)置認(rèn)知沖突，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)欲望，初步認(rèn)識電與氧化還原反應(yīng)的關(guān)系

我們身邊用的多為火電，用圖1做一個電流檢測實驗，用同樣的電流表再做圖2的實驗，提示學(xué)生除了觀察指針以外，注意銅片和鋅片的現(xiàn)象。在此產(chǎn)生認(rèn)真沖突，學(xué)生處于憤悱狀態(tài)。緊接著進(jìn)行一系列提問：

（1）實驗二中指針偏轉(zhuǎn)說明什么？（有電流，有電子定向移動）（2）除了指針偏轉(zhuǎn)外，還能觀察到哪些現(xiàn)象？（鋅片溶解、銅片有氣泡產(chǎn)生）（3）在裝置中鋅、銅、硫酸根離子和氫離子中，哪個最容易得電子？哪個最容易失電子？（4）揣測電路中電子流動的方向是鋅→銅或銅→鋅？怎樣才能知道導(dǎo)線中電子的流動方向？（5）在電子轉(zhuǎn)移過程中有化學(xué)變化發(fā)生嗎？（說明該裝置中發(fā)生的氧化還原反應(yīng)）（6）該反應(yīng)與以前學(xué)的鋅+稀硫酸→硫酸鋅+氫氣的反應(yīng)有何異同點？這樣引出原電池的定義，學(xué)生會更容易接受，同時學(xué)生還初步認(rèn)識到在物質(zhì)變化過程中化學(xué)能不僅可以轉(zhuǎn)變成熱能，還可以轉(zhuǎn)變成電能。

3.通過分組實驗，探究原電池的構(gòu)成條件

學(xué)生會設(shè)計出下列實驗來探究原電池的構(gòu)成：（1）Cu、Zn分別插入稀硫酸中；（2）Cu、Zn同時插入稀硫酸中，但不接觸；（3）Cu、Zn用導(dǎo)線連接，導(dǎo)線之間接入電流表；（4）Cu、電流表、Zn用導(dǎo)線連接，Cu、Zn插入同一份稀硫酸中；（5）在（4）的基礎(chǔ)上交換Cu、Zn位置；（6）Cu、電流表、Zn用導(dǎo)線連接，Cu、Zn插入同一份酒精中；（7）Cu、電流表、Zn用導(dǎo)線連接，Cu、Zn各插入一份稀硫酸中（有兩份稀硫酸）；等等。在小組內(nèi)交流發(fā)現(xiàn)的基礎(chǔ)上歸納原電池的構(gòu)成條件。學(xué)生親自參與比單一接受教師講解要好得多。

4.模仿并嘗試用化學(xué)符號表征原電池的化學(xué)原理

用“宏微符”的模式學(xué)習(xí)化學(xué)知識是常見的思維模式?！胺本褪恰盎瘜W(xué)符號”或“化學(xué)用語”，用化學(xué)用語來表達(dá)化學(xué)理論?；瘜W(xué)用語的學(xué)習(xí)是高中階段的重要組成部分。讓學(xué)生模仿簡單的“Cu—Zn—稀硫酸”原電池的電極反應(yīng)式，注明反應(yīng)類型，標(biāo)出電子流向等內(nèi)容。嘗試以反應(yīng)2AgNO3+Cu=Cu（NO3）2+2Ag設(shè)計原電池，畫出原電池的裝置圖，書寫正負(fù)電極反應(yīng)式，注明反應(yīng)類型，標(biāo)出電子流向。

5.從原電池呼應(yīng)火力發(fā)電，突出學(xué)生思維的轉(zhuǎn)變

通過實驗認(rèn)識到化學(xué)反應(yīng)中可以直接產(chǎn)生電流（電能），進(jìn)而闡述原電池的化學(xué)原理，學(xué)生又自行探究了原電池的構(gòu)成條件，學(xué)會用化學(xué)用語表達(dá)原電池的工作過程這一完整的學(xué)習(xí)和認(rèn)知體系。學(xué)生的思維經(jīng)歷了從認(rèn)識到理解由淺入深、從表面到本質(zhì)的漸進(jìn)過程。在本堂課即將結(jié)束的時刻呼應(yīng)課前的火電，不但體現(xiàn)本節(jié)課首尾呼應(yīng)，自成一體，而且更有利于學(xué)生思維的突破與重構(gòu)，無論火電，還是原電池均是把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，但過程與方式迥異。結(jié)合火力發(fā)電中熱機效率低、燃燒污染大、能耗高與能源危機、低碳理念等相關(guān)問題，學(xué)生容易形成較為客觀、正確的能源觀。

教學(xué)至此，進(jìn)行知識回顧，小結(jié)本節(jié)課內(nèi)容。

六、布置作業(yè)

利用蘋果、桔子、檸檬等水果嘗試制作原電池。

七、教后記

本節(jié)課內(nèi)容豐富，并且與日常生活緊密聯(lián)系，學(xué)生興趣濃厚。學(xué)生分組實驗探究、分組討論和問題追蹤等形式使得學(xué)生的參與程度高，容易洞察學(xué)生的思維過程。同時在教學(xué)中應(yīng)注意學(xué)生的最近發(fā)展區(qū)，設(shè)置有效的問題。鼓勵所有學(xué)生動手，在小組中承擔(dān)相應(yīng)的工作，讓學(xué)生通過自己的實踐，對話得出科學(xué)的結(jié)論。

參考文獻(xiàn)：

[1]張華.課程與教學(xué)論[M].上海教育出版社，2000：221.

[2]呂星宇.對話教學(xué)：為思維而教[J].教育學(xué)報，2008（6）：31-35.

（作者單位 陜西師大附中）

編輯 魯翠紅