以“航拍”角度俯視化學(xué)復(fù)習(xí)課教學(xué)

周林鋒+葉蘭峰+章建鋒

摘要：文章詳細(xì)闡述了“浙派名師”高中名師經(jīng)典課“電化學(xué)復(fù)習(xí)”教學(xué)。首次提出以“航拍”角度俯視復(fù)習(xí)課教學(xué)，才能真正提高高中生的化學(xué)能力。

關(guān)鍵詞：浙派名師；電化學(xué)復(fù)習(xí)；航拍；俯視

文章編號(hào)：1008-0546（2016）10-0012-03 中圖分類號(hào)：G633.8 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2016.10.004

航拍又稱空中攝影或航空攝影，是指從空中拍攝地球地貌，獲得俯視圖，此圖即為空照?qǐng)D。航拍的攝像機(jī)可以由攝影師控制或遠(yuǎn)程控制，也可以自動(dòng)拍攝。為了讓航拍照片穩(wěn)定，有的時(shí)候會(huì)使用如Spacecam等高級(jí)攝影設(shè)備，它利用三軸陀螺儀穩(wěn)定功能，提供高質(zhì)量的穩(wěn)定畫面，甚至在長(zhǎng)焦距鏡頭下也非常穩(wěn)定。航拍圖像具備全面、清晰、科學(xué)等優(yōu)點(diǎn)的最重要原因是它選擇了天空這一高度俯視拍攝，若化學(xué)教育工作者能站在提升高中生化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)[1]這一思想高度俯視課堂教學(xué)，預(yù)設(shè)性教學(xué)就如同攝影師控制拍攝、生成性教學(xué)就如同自動(dòng)拍攝、教師那充滿智慧的雙眼就如同高級(jí)攝影設(shè)備，這將帶給學(xué)生如老子所云“地法天，天法道，道法自然”的思想。

一、問(wèn)題提出

“電化學(xué)復(fù)習(xí)”傳統(tǒng)的教學(xué)一般采用先讓學(xué)生回顧原電池、電解池的基礎(chǔ)知識(shí)，再對(duì)兩套裝置進(jìn)行比較學(xué)習(xí)，歸納它們的異同點(diǎn)，最后以經(jīng)典習(xí)題或者高考真題加以鞏固落實(shí)。這樣的教學(xué)對(duì)于一些舊題重做、錯(cuò)題重測(cè)，的確有著明顯的效果，但對(duì)于一些新題、信息題效果甚微。關(guān)鍵問(wèn)題在于學(xué)生不具備扎實(shí)的化學(xué)學(xué)科的核心素養(yǎng)，難以從宏微結(jié)合揭示本質(zhì)、難以運(yùn)用化學(xué)符號(hào)加以表征、 難以活用守恒思想、難以建構(gòu)解題模型、難以設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)加以探究、難以把握社會(huì)發(fā)展的綠色化方向?！罢闩擅麕煛备咧忻麕熃?jīng)典課例示范與精析活動(dòng)中，宋亮亮老師以“航拍”角度俯視“電化學(xué)復(fù)習(xí)”教學(xué)，給化學(xué)復(fù)習(xí)課教學(xué)帶來(lái)“一縷春風(fēng)”。

二、課堂實(shí)錄

1. 直面科技前沿 激發(fā)學(xué)習(xí)興趣

【電池發(fā)展史】

【課例呈現(xiàn)】2015年4月，由中美科學(xué)家共同完成的“快速充放電鋁離子電池”，具有高效耐用、可超快充電、可燃性低、成本低等特點(diǎn)。該電池以金屬鋁作為負(fù)極，三維結(jié)構(gòu)的泡沫石墨材料為正極，AlCl4-可在其中嵌入或脫嵌，由有機(jī)陽(yáng)離子（EMI+不參與反應(yīng)）、Al2Cl7-和AlCl4-組成的離子液體做電解質(zhì)溶液，該電池放電時(shí)的原理如上圖4所示，下列說(shuō)法不正確的是（ ）

A.放電時(shí)，負(fù)極的電極反應(yīng)式：Al+4AlCl4--3e-4Al2Cl7-

B.充電過(guò)程中，AlCl4-脫嵌并從陰極向陽(yáng)極遷移

C.充電過(guò)程中陽(yáng)極的電極反應(yīng)式為：Cn+ AlCl4--e-Cn[AlCl4]，Cn[AlCl4]中C的化合價(jià)沒(méi)有變化

D.該離子液體也可用于鋼制品上電鍍鋁，但陰極材料要換成鍍件

設(shè)計(jì)意圖：教師通過(guò)簡(jiǎn)潔的四張圖詮釋了電池的發(fā)展史，不需言語(yǔ)，學(xué)習(xí)者都懂了，且感知到科技發(fā)展給人類社會(huì)帶來(lái)的便利。通過(guò)直面科技前沿“快速充放電鋁離子電池”，激發(fā)學(xué)生的研究興趣，此時(shí)宋老師采取點(diǎn)到為止、預(yù)留懸念的策略為后續(xù)教學(xué)做好鋪墊。

2. 重構(gòu)關(guān)系網(wǎng)圖 內(nèi)化知識(shí)體系

【問(wèn)題思考1】蘇教版化學(xué)課本是以化學(xué)能為中心建構(gòu)與電能、熱能、生物質(zhì)能、太陽(yáng)能的關(guān)系，可用“正四面體”表示，如圖5。請(qǐng)從不同角度重新建構(gòu)五種能量的關(guān)系網(wǎng)絡(luò)圖。

【學(xué)生闡述】太陽(yáng)能與其他四種能量的轉(zhuǎn)化是單向的，所以可選用太陽(yáng)能為頂點(diǎn)建構(gòu)“四棱錐”關(guān)系網(wǎng)絡(luò)圖，如圖6。

設(shè)計(jì)意圖：通過(guò)對(duì)五種能量的關(guān)系網(wǎng)絡(luò)圖的重新建構(gòu)，促使學(xué)生對(duì)課本知識(shí)體系的理解并內(nèi)化，而不是死記硬背。古語(yǔ)云：“初能望文生義，死記硬背，可小成?！边@并非是化學(xué)課堂教學(xué)的最終目的。

3. 建構(gòu)解題模型 揭示反應(yīng)本質(zhì)

【過(guò)渡銜接】化學(xué)能與電能的相互轉(zhuǎn)化可以從以下三方面加以理解：從宏觀上判斷原電池還是電解池、判斷電極、判斷電極上的反應(yīng)物和產(chǎn)物、判斷電極附近或整個(gè)溶液的酸堿性；從微觀上判斷微粒（電子、離子）移動(dòng)的方向、微粒的得失電子；從符號(hào)表征上書寫電極反應(yīng)式和總反應(yīng)方程式。

【問(wèn)題思考2】在一個(gè)U形管里盛有CuCl2溶液，并插入兩塊鋅片作電極。如果把電鍵K接A，如圖7所示：該裝置為_(kāi)______，Zn①是_______極，其電極反應(yīng)式是______________。

【方法指導(dǎo)】建構(gòu)模型，如圖8。

【變式1】若將兩塊鋅片換成兩塊石墨作電極，如圖9所示：該裝置為_(kāi)______，石墨①是_______極，其電極反應(yīng)式是______________。

【方法遷移】建構(gòu)模型，如圖10。

設(shè)計(jì)意圖：教師通過(guò)【問(wèn)題思考2】建構(gòu)解題模型圖8，指導(dǎo)學(xué)生揭示圖7為鋅片鍍銅裝置；學(xué)生通過(guò)方法遷移建構(gòu)【變式1】解題模型并揭示圖9反應(yīng)的本質(zhì)，并加以符號(hào)表征。

【問(wèn)題思考3】如圖7裝置反應(yīng)進(jìn)行5分鐘后，轉(zhuǎn)換電鍵K到C，如圖11所示：該裝置為_(kāi)______，Zn②是_______極，其電極反應(yīng)式是_______。

【變式2】若將CuCl2溶液換成稀H2SO4溶液，如圖13所示：該裝置為_(kāi)______，Zn②是_______極，其電極反應(yīng)式是______________。

【問(wèn)題思考4】如圖13裝置進(jìn)行2分鐘后，再轉(zhuǎn)換電鍵K到B，在Zn②極上發(fā)生的腐蝕屬于_______，Zn①極發(fā)生的腐蝕主要屬于_________。

設(shè)計(jì)意圖：通過(guò)【問(wèn)題思考3】建構(gòu)圖12模型，揭示原電池反應(yīng)本質(zhì)；通過(guò)【問(wèn)題思考4】建構(gòu)圖16模型，辨析化學(xué)腐蝕與電化學(xué)腐蝕的差異。

4. 建構(gòu)對(duì)應(yīng)模型 探究科技前沿

以前文【課例呈現(xiàn)】例題為例，請(qǐng)學(xué)生分析。

【學(xué)生分析1】金屬鋁作為負(fù)極、石墨材料作為正極、Al2Cl7-和AlCl4-組成的離子液體做電解質(zhì)溶液建構(gòu)圖17模型，依據(jù)得失電子、電荷、元素守恒，確定A選項(xiàng)是正確的。

【學(xué)生分析2】建構(gòu)圖18模型，依據(jù)溶液保持電中性原則確定B選項(xiàng)是錯(cuò)誤，依據(jù)得失電子守恒定律確定C選項(xiàng)是錯(cuò)誤，D選項(xiàng)是正確的。

設(shè)計(jì)意圖：通過(guò)對(duì)【課例呈現(xiàn)】的嚴(yán)謹(jǐn)分析，分別建構(gòu)鋁離子電池快速放電對(duì)應(yīng)的模型（圖17）與快速充電對(duì)應(yīng)的模型（圖18），對(duì)比分析，探究其內(nèi)在的工作原理。

三、教學(xué)啟示

宋亮亮老師是湖州二中的化學(xué)教師，也是浙江省湖州市化學(xué)教研員，他以“航拍”角度俯視化學(xué)復(fù)習(xí)課教學(xué)，站在提高學(xué)生化學(xué)學(xué)科素養(yǎng)的高度設(shè)計(jì)教學(xué)，相信在座的每位學(xué)生、每位老師、每位專家都受益匪淺。

1. 充分體現(xiàn)了化學(xué)學(xué)科與時(shí)俱進(jìn)的特點(diǎn)

以電池發(fā)展史并直面科技前沿“快速可充放電鋁離子”引課，充分體現(xiàn)了化學(xué)學(xué)科的特點(diǎn)。借用北京大學(xué)曹居?xùn)|老先生說(shuō)的話：“化學(xué)研究的大都是近兩三百年內(nèi)的事情，化學(xué)學(xué)科具有現(xiàn)代性、具有與時(shí)俱進(jìn)的特點(diǎn)，這是很多其他學(xué)科無(wú)法比擬的?！彼卫蠋煂⒖茖W(xué)家最新的研究成果或反應(yīng)機(jī)理呈現(xiàn)于課堂有利于學(xué)生閱讀信息能力、獲取信息能力和運(yùn)用信息能力的提升。

2. 充分體現(xiàn)了化學(xué)學(xué)科海納百川的“廣闊心胸”

通過(guò)4個(gè)【問(wèn)題思考】與2個(gè)【變式】將宏微結(jié)合、分類表征、變化守恒、模型認(rèn)知、實(shí)驗(yàn)探究，這5個(gè)化學(xué)學(xué)科的核心素養(yǎng)融合其中，充分體現(xiàn)了化學(xué)學(xué)科海納百川的“廣闊心胸”。

參考文獻(xiàn)

[1] 林小駒，李躍，沈曉紅.高中化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)體系的構(gòu)成和特點(diǎn)[J].教育導(dǎo)刊：課程與教學(xué)，2015（5）：78-81