多渠道創(chuàng)設問題情境助力高中電化學教學

摘 要：電化學知識是高中化學教學的重點、難點之一。通過媒體動畫、實驗探究、問題變式、化學史料、前沿信息五個渠道對如何創(chuàng)設問題情境進行探討，旨在更好地激發(fā)學生思維，使其變被動學習為主動學習，能更深入地理解掌握電化學知識，提高分析處理電化學問題的能力。

關鍵詞：問題情境；創(chuàng)設；高中電化學教學

電化學知識是高中化學教學的重點、難點之一，也是化學高考的高頻考點，由于其試題情境新、綜合性強，學生往往不善于解決。究其原因，還是學生對電化學基礎的原理知識理解不清，分析問題解決問題能力不強造成的。因此，在高中電化學教學中應如何創(chuàng)設恰當?shù)膯栴}情境來激發(fā)學生，改被動學習為主動學習，構建以學習為中心的課堂，幫助學生形成解決問題的素養(yǎng)與關鍵能力，就顯得十分必要。

問題情境是一種心理狀態(tài)，一種當學生接觸到的學習內容與其原有認知水平不和諧、不平衡時，學生對疑難問題急于解決的心理狀態(tài)。面對這種心理狀態(tài)，教師應基于學生的“最近發(fā)展區(qū)”來創(chuàng)設問題情境，設計出具有較高思考價值和較大思維容量的問題或問題鏈，來引導學生學習。例如可以通過以下幾種渠道來創(chuàng)設問題情境：

一、 借助媒體動畫來創(chuàng)設問題情境

借助計算機技術設計動態(tài)的界面，將微觀粒子形象化，可使學生產(chǎn)生身臨其境的效果，調動學生的形象思維，從而激發(fā)學生學習興趣。例如講授電解飽和食鹽水制備燒堿、氫氣和氯氣的工作原理時，借助媒體動畫展示電子的流向、溶液中陰陽離子的定向移動情景，提出①溶液中Na+、H+、Cl-、OH-在不同電極上誰優(yōu)先放電，如何驗證？②NaOH是在陰極區(qū)還是在陽極區(qū)產(chǎn)生，為何？③應采取何種措施來防止陰極區(qū)和陽極區(qū)的產(chǎn)物發(fā)生反應等問題。就可使學生借助形象的動畫更好地思維，對本是難于理解、抽象的微觀粒子運動情況有直觀的認識，從而對電解的工作原理達到真正的理解，明晰一些易混淆的問題。

二、 通過實驗探究來創(chuàng)設問題情境

化學是一門以實驗為基礎的學科，精心設計的化學實驗在帶給學生驚奇、不解和矛盾的同時，更能激發(fā)學生強烈的求知欲望。原電池的工作原理及產(chǎn)生電流的本質原因對學生來說不易理解，本人在教學中就設計了以下的實驗供學生探究，并創(chuàng)設了一組問題鏈，進一步將學生帶入樂于持續(xù)思維的情境。

實驗前將學生分為四人一組，其中兩人按Ⅰ組、另兩人按Ⅱ組所給材料分別實驗。

Ⅰ組：A為Zn棒，B為Cu棒，C為稀H2SO4溶液；

Ⅱ組：A為Zn棒，B為石墨碳棒，C為CuSO4溶液。

實驗時讓學生按圖1裝置將A、B兩棒用導線連接好同時插入C溶液中，觀察A、B兩棒的變化和C溶液中的現(xiàn)象。

實驗后要求小組四人相互交流觀察到的現(xiàn)象，并討論現(xiàn)象是否符合預期。待觀察到大部分學生對實驗現(xiàn)象產(chǎn)生疑惑，與自己原有的認識產(chǎn)生不一時，教師趁熱打鐵創(chuàng)設以下的問題供學生思考：

①Ⅰ組中為何Cu表面有大量氣泡產(chǎn)生，是Cu和稀H2SO4反應了嗎？Ⅱ組中碳棒表面有紅色物質Cu析出，那Cu2+在碳棒上所得的電子從何而來？

②將連接A、B的導線斷開，與之前的現(xiàn)象比較有何不同？請加以解釋。

③在連接A、B導線間接入電流計，觀察指針發(fā)生怎樣的偏轉？這說明了什么問題？

④按圖2裝置進行實驗，能否觀察到電流計指針發(fā)生偏轉？在兩溶液間插入鹽橋后，指針如何偏轉？以此總結構成原電池的條件是什么？

通過這些問題的逐個提出，更加激發(fā)了本已處于激奮狀態(tài)的學生認知的沖動性和思維的活躍性，讓學生在問題解決的過程中對原電池的工作原理有了較為深入的理解。

三、 運用問題變式來創(chuàng)設問題情境

電極反應式的書寫尤其是燃料電池電極反應式的書寫對學生來說可謂是難點。教師可先以常見的氫氧燃料電池（電解質溶液為KOH溶液）為例，講解電極反應式的書寫方法：由電池反應可知在反應中H2失電子被氧化，O2得電子被還原；由于介質是堿溶液，不可能有H+參加或生成，根據(jù)電荷守恒、原子守恒便可寫出負極的電極反應為2H2+4OH--4e-4H2O，正極的電極反應為O2+2H2O+4e-4OH-。然后對問題進行變式，創(chuàng)設以下的問題情境：

①若把電解質溶液改為稀H2SO4，電極反應式如何書寫？

②若把電解質改為能傳導O2-的固體電解質或能傳導H+的有機高分子材料，電極反應式又如何書寫？

③若把燃料改為甲烷或甲醇，被氧化后的C元素在堿性或酸性介質中的存在形式分別是什么？電極反應式該如何書寫？

學生通過以上問題變式練習，可不斷進行比較反思，思維得到持續(xù)強化，易從中總結出電極反應式的書寫規(guī)律（三據(jù)三定）：據(jù)元素化合價變化定得失電子數(shù)目，據(jù)反應介質定物質變化后的存在形式，據(jù)電荷守恒和原子守恒定反應系數(shù)。

四、 利用化學史料來創(chuàng)設問題情境

化學史上那些著名的實驗和發(fā)現(xiàn)事例，是情境教學的優(yōu)質素材。在化學課堂教學中利用化學史料創(chuàng)設問題情境可使教學不再局限于靜態(tài)的知識，可追溯到它的動態(tài)演變過程，揭示出反映在認識過程中的科學態(tài)度和科學思想。例如通過介紹化學電池的發(fā)展史，從最早的伏打電池到現(xiàn)今的鋰電池、燃料電池，列舉出不同年份、不同科學家發(fā)明了不同類型的化學電池，便可讓學生感受科學進程的艱辛和科學創(chuàng)新帶來無窮魅力的同時，對不同電池的電極材料是什么、發(fā)生怎樣的電極反應、充電放電原理等問題追根尋源。

五、 捕捉前沿信息來創(chuàng)設問題情境

國家新能源政策的大力推進，促使各類新型的化學電源不斷涌現(xiàn)，作為化學教師要善于捕捉此類化學前沿信息，善于利用新技術、新成果來創(chuàng)設新的問題情境，但問題設計的知識落腳點仍然是電極判斷、電子或離子移向、電極反應等基礎知識，通過多讓學生運用所學知識，分析解決新情境下電化學的相關問題，從而提高遷移應用能力。

問題情境創(chuàng)設的方法和形式，隨著教學實踐探求的深入，會不斷地加以創(chuàng)新。只有合適的問題情境，適時、適度、適用且新穎對學生才有吸引力，才能調動學生解決問題的積極性，提高分析處理電化學問題的能力。

參考文獻：

[1]王磊.化學比較教育[M].南寧：廣西教育出版社，2006.

作者簡介：

郭志東，福建省寧德市，寧德市高級中學。endprint