提升高三電化學(xué)復(fù)習(xí)效率的策略研究

朱 紛 潘 程

提升高三電化學(xué)復(fù)習(xí)效率的策略研究

朱 紛1*潘 程2

（1江蘇省中小學(xué)教學(xué)研究室 江蘇南京 210013；2南京市二十九中學(xué) 江蘇南京 210036）

電化學(xué)知識(shí)是高中化學(xué)中非常重要的內(nèi)容，高三化學(xué)一輪復(fù)習(xí)可通過(guò)“基于裝置變化激活知識(shí)”、“基于微粒觀綜合知識(shí)”、“基于運(yùn)動(dòng)守恒應(yīng)用知識(shí)”來(lái)優(yōu)化復(fù)習(xí)效果，促進(jìn)學(xué)生對(duì)電化學(xué)知識(shí)豐富內(nèi)涵的理解，從而提高解決問(wèn)題的能力。

電化學(xué)；復(fù)習(xí)效率；策略

“電化學(xué)”是課程標(biāo)準(zhǔn)中主題1“化學(xué)反應(yīng)與能量”中的內(nèi)容，“高考考試說(shuō)明”對(duì)這部分知識(shí)的要求為“了解原電池和電解池的工作原理，能寫(xiě)出電極反應(yīng)和電池反應(yīng)方程式，理解金屬發(fā)生電化學(xué)腐蝕的原因”。在各地高考中，針對(duì)電化學(xué)知識(shí)的考查題目往往內(nèi)容抽象、理論性強(qiáng)，并且包含大量信息，對(duì)學(xué)生的邏輯思維能力要求很高。因此，電化學(xué)知識(shí)往往是高三一輪復(fù)習(xí)的重點(diǎn)內(nèi)容。如何在一輪復(fù)習(xí)中提高效率，使學(xué)生在新授課基礎(chǔ)上能夠更加系統(tǒng)深入地掌握電化學(xué)知識(shí)，將是本研究重點(diǎn)要解決的問(wèn)題。

一、一輪復(fù)習(xí)課的教學(xué)設(shè)計(jì)流程

從表象上看，復(fù)習(xí)課與新授課有著相同的教學(xué)內(nèi)容，然而，通過(guò)新授課的學(xué)習(xí)，學(xué)生已經(jīng)掌握了大部分知識(shí)，具備了一定的認(rèn)識(shí)基礎(chǔ)，所以復(fù)習(xí)課的主要目標(biāo)是在學(xué)生原有的認(rèn)識(shí)基礎(chǔ)上進(jìn)行鞏固提升，加強(qiáng)理解，形成完整的知識(shí)網(wǎng)絡(luò)。因此，在復(fù)習(xí)課教學(xué)時(shí)必須充分重視學(xué)生的已有認(rèn)識(shí)，找出學(xué)生在電化學(xué)學(xué)習(xí)中的問(wèn)題及難點(diǎn)，再針對(duì)這些問(wèn)題找到相應(yīng)的策略進(jìn)行難點(diǎn)突破，從而實(shí)現(xiàn)更高效的復(fù)習(xí)教學(xué)。綜上，本研究提出了一輪復(fù)習(xí)課的教學(xué)設(shè)計(jì)流程，如下圖1所示：

圖1 復(fù)習(xí)課設(shè)計(jì)流程圖

一輪復(fù)習(xí)課的教學(xué)設(shè)計(jì)主要分為五個(gè)環(huán)節(jié)。環(huán)節(jié)一：設(shè)計(jì)調(diào)查問(wèn)卷進(jìn)行前測(cè)，掌握學(xué)生已有認(rèn)識(shí)基礎(chǔ)，找到學(xué)生認(rèn)識(shí)中的盲點(diǎn)、錯(cuò)誤、難點(diǎn)，作為復(fù)習(xí)課上亟待解決的重要問(wèn)題；環(huán)節(jié)二：針對(duì)在前測(cè)中發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題，制定相應(yīng)的教學(xué)策略，有針對(duì)性地解決學(xué)生的重、難點(diǎn)問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)高效的復(fù)習(xí)課堂；環(huán)節(jié)三：根據(jù)制定的教學(xué)策略，進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)，在教學(xué)設(shè)計(jì)中完善教學(xué)策略，解決重、難點(diǎn)問(wèn)題；環(huán)節(jié)四：選擇合適的班級(jí)實(shí)施教學(xué)，在教學(xué)過(guò)程完善教學(xué)設(shè)計(jì)，并根據(jù)學(xué)生現(xiàn)場(chǎng)的反饋情況及時(shí)調(diào)整教學(xué)策略；環(huán)節(jié)五：設(shè)計(jì)調(diào)查問(wèn)卷進(jìn)行后測(cè)，評(píng)價(jià)教學(xué)效果，改進(jìn)教學(xué)策略及教學(xué)設(shè)計(jì)。在上述幾個(gè)環(huán)節(jié)中，本研究將重點(diǎn)闡述環(huán)節(jié)三的研究成果，即有效教學(xué)策略的制定。

二、教學(xué)策略的制定

通過(guò)分析前測(cè)調(diào)查問(wèn)卷的結(jié)果，可以發(fā)現(xiàn)，學(xué)生可以通過(guò)識(shí)記、模仿等方法較好地掌握簡(jiǎn)單的電化學(xué)知識(shí)，但在處理一些具有綜合性、探究性的難度較大的問(wèn)題時(shí)往往存在困難，如復(fù)雜原電池與電解池組合裝置的辨認(rèn)及電極名稱(chēng)的確定、內(nèi)電路和外電路中主要離子的遷移、電極反應(yīng)式的書(shū)寫(xiě)等。如何在復(fù)習(xí)課中通過(guò)制定有效的教學(xué)策略解決這些問(wèn)題，是本研究要重點(diǎn)研究的問(wèn)題。筆者結(jié)合個(gè)人的教學(xué)實(shí)踐，提出如下三點(diǎn)教學(xué)策略。

1.基于裝置變化激活知識(shí)

在新授課的教學(xué)中學(xué)生已掌握了原電池和電解池裝置圖的構(gòu)造、電極名稱(chēng)、電極反應(yīng)類(lèi)型的判斷等知識(shí)，這些識(shí)記性的知識(shí)對(duì)學(xué)生來(lái)說(shuō)并不困難，也不是復(fù)習(xí)課的教學(xué)難點(diǎn)，不宜花過(guò)多時(shí)間去分門(mén)別類(lèi)重復(fù)講解，而應(yīng)通過(guò)裝置的變換激活電化學(xué)中的易錯(cuò)知識(shí)點(diǎn)，如介質(zhì)對(duì)電極反應(yīng)的影響、吸氧腐蝕與析氫腐蝕的比較以及對(duì)串聯(lián)電路的認(rèn)識(shí)等，這些問(wèn)題可通過(guò)在系統(tǒng)化的宏觀裝置圖變化中加以解決。

例1：請(qǐng)判斷圖2、圖3、圖4裝置能否構(gòu)成原電池？對(duì)能構(gòu)成原電池的裝置，標(biāo)出電池的正負(fù)極。

圖2 圖3 圖4

設(shè)計(jì)意圖：通過(guò)圖3、圖4的比較，復(fù)習(xí)原電池中電極極性的判斷除了與電極材料的活性有關(guān)外，還與電解質(zhì)溶液有關(guān)；通過(guò)圖3、圖2的比較，復(fù)習(xí)金屬的電化學(xué)腐蝕，即析氫腐蝕和吸氧腐蝕的比較。

例2：圖5是對(duì)圖3裝置的改進(jìn)，設(shè)計(jì)雙液電池的目的是什么？通過(guò)圖5、圖6比較，即當(dāng)鹽橋換成銅橋（純銅制成）后，標(biāo)出圖6中各電極的名稱(chēng)。

圖5 圖6圖7

設(shè)計(jì)意圖：復(fù)習(xí)雙液電池的優(yōu)點(diǎn)：解決了化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的核心問(wèn)題——大大提高能量轉(zhuǎn)化效率。通過(guò)圖5、圖6的比較從原電池裝置復(fù)習(xí)自然過(guò)渡到電解裝置的復(fù)習(xí)。教學(xué)時(shí)為便于理解，對(duì)圖6簡(jiǎn)化得圖7，可清晰地看到圖7相當(dāng)于在直流電源的作用下用銅電極電解稀硫酸，從而復(fù)習(xí)原電池的構(gòu)成條件、電解池的構(gòu)成條件。

在上述例題的討論中，都是采用基于裝置變化來(lái)進(jìn)行知識(shí)點(diǎn)復(fù)習(xí)的策略。這是因?yàn)樵谘b置圖的變化中構(gòu)建知識(shí)體系比直接講授知識(shí)點(diǎn)更能激發(fā)學(xué)生的思考，提升學(xué)生的問(wèn)題解決能力，因此對(duì)缺失、模糊和易混淆的概念復(fù)習(xí)更為有效果，同時(shí)讓學(xué)生感到學(xué)習(xí)內(nèi)容和方法的變化，對(duì)后續(xù)復(fù)習(xí)產(chǎn)生濃厚的興趣而不至有厭倦感。

2.基于微粒觀綜合知識(shí)

通過(guò)裝置的變化激活了電化學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)后，接下來(lái)要解決的問(wèn)題是：如何能夠從化學(xué)能與電能的轉(zhuǎn)化中抽象出最核心的知識(shí)進(jìn)行聯(lián)系、綜合，如何站在更高的角度來(lái)遷移、應(yīng)用電化學(xué)知識(shí)。筆者認(rèn)為，運(yùn)用微粒觀可以很好地解決上述問(wèn)題。以微粒觀為統(tǒng)領(lǐng)，從微粒的種類(lèi)、運(yùn)動(dòng)及變化等方面可以深入地認(rèn)識(shí)電化學(xué)體系中的物質(zhì)及其變化，達(dá)到綜合應(yīng)用知識(shí)的目的［1］。

對(duì)于原電池可歸納如下：

微粒運(yùn)動(dòng)：電子由外電路從負(fù)極向正極移動(dòng)，陽(yáng)離子在內(nèi)電路運(yùn)動(dòng)到正極，陰離子在內(nèi)電路運(yùn)動(dòng)到負(fù)極。

微粒變化：負(fù)極發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)，元素化合價(jià)升高，正極發(fā)生得電子的還原反應(yīng)，元素化合價(jià)降低。可用圖8表示：

圖8

對(duì)于電解池可歸納如下：

微粒運(yùn)動(dòng)：電子由電源負(fù)極出發(fā)，流向陰極，從陽(yáng)極流回電源正極。在電場(chǎng)力的作用下溶液中的陽(yáng)離子向陰極移動(dòng)，陰離子向陽(yáng)極移動(dòng)。

微粒變化：陽(yáng)離子在陰極發(fā)生得電子的還原反應(yīng)，元素化合價(jià)降低。陰離子在陽(yáng)極發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)，元素化合價(jià)升高。可用圖9表示：

圖9

可以看出通過(guò)微粒觀建立以上模型不僅僅是為了解題方便，更為重要的是能夠幫助同學(xué)們掌握電化學(xué)問(wèn)題的實(shí)質(zhì)，有利于形成解決問(wèn)題的思路與方法。

3.基于運(yùn)動(dòng)守恒應(yīng)用知識(shí)

分析歷年各地高考，考生在解答電化學(xué)類(lèi)試題時(shí)得分率比較低，通過(guò)對(duì)考生答題情況的抽樣調(diào)查發(fā)現(xiàn)，不能正確寫(xiě)出“電極反應(yīng)式”是導(dǎo)致得分率偏低的主要原因，因此，幫助學(xué)生能正確地書(shū)寫(xiě)電極反應(yīng)式也是一輪復(fù)習(xí)時(shí)亟待解決的重要問(wèn)題，而通過(guò)運(yùn)動(dòng)守恒的思想可以很好地解決這一難題。電化學(xué)反應(yīng)過(guò)程中存在離子和電子的“定向運(yùn)動(dòng)”，運(yùn)動(dòng)必然遵循守恒規(guī)律，所以可以利用電子轉(zhuǎn)移守恒、電荷守恒與原子守恒規(guī)律去解決計(jì)算與電極方程式書(shū)寫(xiě)等問(wèn)題。

例3：（1）以甲烷—空氣為原料，KOH溶液為電解質(zhì)溶液組成原電池，寫(xiě)出負(fù)極的電極反應(yīng)式。（2）使用鉑電極電解KOH和KI的混合溶液制備加碘鹽原料KIO3，寫(xiě)出陽(yáng)極的電極反應(yīng)式。

筆者在實(shí)踐過(guò)程中總結(jié)出基于運(yùn)動(dòng)守恒思想書(shū)寫(xiě)電極反應(yīng)式的“四步法”：第一步，找二劑二產(chǎn)物，即確認(rèn)電極上反應(yīng)的氧化劑和還原劑，并結(jié)合反應(yīng)介質(zhì)寫(xiě)出還原產(chǎn)物和氧化產(chǎn)物；第二步，利用得失電子守恒確定得失電子的數(shù)目；第三步，利用電荷守恒配平帶電微粒；第四步，利用原子守恒配平其余微粒。按照四步法書(shū)寫(xiě)例 3（1）中負(fù)極反應(yīng)式和例 3（2）中陽(yáng)極反應(yīng)式的過(guò)程如下表1所示：

表1 利用“四步法”書(shū)寫(xiě)電極反應(yīng)式的過(guò)程

由上可知書(shū)寫(xiě)電極反應(yīng)式時(shí)，其實(shí)質(zhì)是書(shū)寫(xiě)氧化還原反應(yīng)中的兩個(gè)半反應(yīng)，無(wú)論是原電池還是電解池，均遵循原子守恒、電荷守恒及得失電子守恒，因此按照上述“四步法”書(shū)寫(xiě)電極反應(yīng)式往往能起到事半功倍的效果［2］。

綜上所述，在進(jìn)行高三電化學(xué)一輪復(fù)習(xí)課的教學(xué)設(shè)計(jì)中，教師應(yīng)充分關(guān)注學(xué)生已有認(rèn)識(shí)基礎(chǔ)，找出學(xué)生在以往學(xué)習(xí)中存在的問(wèn)題，將這些問(wèn)題作為復(fù)習(xí)課中需要重點(diǎn)解決的重難點(diǎn)，并針對(duì)這些問(wèn)題制定有效的教學(xué)策略，從而提升高三電化學(xué)復(fù)習(xí)效率，使學(xué)生能在有限的教學(xué)時(shí)間中獲得最大限度的進(jìn)步。

［1］ 何彩霞.整體把握和實(shí)施觀念建構(gòu)的化學(xué)教學(xué)研究［J］.中學(xué)化學(xué)教學(xué)參考，2011（7）:12-14

［2］ 朱圣輝.思維建模在解決電化學(xué)問(wèn)題中的應(yīng)用［J］.化學(xué)教學(xué)，2016（5）:87-90

［3］ 陸軍.實(shí)施化學(xué)高考有效復(fù)習(xí)的思考與實(shí)踐［J］.中學(xué)化學(xué)教學(xué)參考，2013（4）:33-36

1008-0546（2017）10-0052-03

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10.3969/j.issn.1008-0546.2017.10.017

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