提升原電池認(rèn)知水平的教學(xué)策略研究

劉慶

【摘要】本文從高中學(xué)生階段認(rèn)知發(fā)展規(guī)律開展研究，從原電池化學(xué)反應(yīng)本質(zhì)的認(rèn)知、原電池工作原理的認(rèn)知、原電池結(jié)構(gòu)和性能認(rèn)知等模塊進行分析，制定有效的教學(xué)策略。

【關(guān)鍵詞】原電池 ?認(rèn)知水平 ?教學(xué)策略

【中圖分類號】G633.8 ?【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A 【文章編號】2095-3089（2019）30-0051-01

在現(xiàn)高中化學(xué)教學(xué)階段的“原電池”教學(xué)，具有比較重要的地位，在全國主要的幾版化學(xué)教材中，“原電池”的相關(guān)知識遍及必修或選修的基本章節(jié)，它是電化學(xué)應(yīng)用的一個直觀理解和重要實例，學(xué)好、學(xué)通“原電池”的相關(guān)知識，對高中階段的學(xué)生來說具有十分重要的意義。一方面，就應(yīng)試來說，“原電池”部分近年來一直是全國高考的熱門知識點，另一方面就學(xué)生專業(yè)發(fā)展和興趣培養(yǎng)來說，學(xué)懂弄通“原電池”知識，是學(xué)生今后在化工方面有所發(fā)展的一個基礎(chǔ)知識模型，在目前移動互聯(lián)網(wǎng)迅猛發(fā)展的浪潮下，手機、平板等移動終端已經(jīng)席卷全國每個家庭，但是電池始終是移動互聯(lián)網(wǎng)這個“木桶”的一個短板，對于有志于在這方面進行深入研究和突破的學(xué)生來說，了解“原電池”的基本原理可以說是一個重要基礎(chǔ)。因此，無論是從提升學(xué)生應(yīng)試能力還是打好專業(yè)發(fā)展創(chuàng)新基礎(chǔ)來說，提升目前學(xué)生在中學(xué)階段的“原電池”認(rèn)知水平都是一個十分重要和有意義的課題。

一、學(xué)生階段認(rèn)知發(fā)展的基本規(guī)律

認(rèn)知是人們通過感覺、知覺、想象、記憶和語言等手段接受外界信息，再經(jīng)過頭腦加工處理，轉(zhuǎn)換為自身心理活動的過程。也就是說認(rèn)知是一種學(xué)習(xí)過程，這個過程本身也有其規(guī)律?，F(xiàn)代認(rèn)知心理學(xué)對學(xué)習(xí)的理解就是同化和順應(yīng)的過程，其實我們在中學(xué)生物學(xué)中植物的光合作用部分就接觸過同化作用和異化作用，可以類比來理解，就淺顯易懂了?，F(xiàn)代認(rèn)知心理學(xué)所說的同化和順應(yīng)就是大腦把接觸到的外界信息通過頭腦中已有的知識進行重新整合或拓展，建立起一種新的結(jié)構(gòu)，或是在原有結(jié)構(gòu)上進行發(fā)展，或是用新的知識顛覆和置換原有結(jié)構(gòu)，這其中既有量變也有質(zhì)變。對于人這個主體來說，同化和順應(yīng)的過程是無窮無盡反復(fù)發(fā)生的，由簡至難，由低級至高級，呈螺旋式向前。因此，我們在教學(xué)中應(yīng)該把握并適應(yīng)學(xué)生的認(rèn)知水平發(fā)展規(guī)律，要盡量給他們多方的外界信息輸入，與多種信息進行碰撞整合，同化順應(yīng)，能夠更好地幫助他們構(gòu)建知識體系。

二、提升“原電池”認(rèn)知的重要知識模塊和策略

原電池作為電化學(xué)的基礎(chǔ)內(nèi)容，在中學(xué)階段要求學(xué)生在腦海中有能量轉(zhuǎn)化和守恒的基本認(rèn)識，并能初步認(rèn)識到這類化學(xué)反應(yīng)在我們生產(chǎn)生活中具有重要的意義。在初步認(rèn)知的基礎(chǔ)上，讓學(xué)生學(xué)習(xí)氧化還原反應(yīng)基礎(chǔ)知識，了解電能與化學(xué)能相互轉(zhuǎn)化的方法，對于更高階段的認(rèn)知就要求學(xué)生能夠運用學(xué)到的化學(xué)知識和原理闡釋現(xiàn)實問題并能進行簡單的計算。經(jīng)過筆者的提煉總結(jié)，認(rèn)為原電池認(rèn)知主要包含以下幾個重要的知識核心模塊。

1.對原電池化學(xué)反應(yīng)本質(zhì)的認(rèn)知的提升

要讓學(xué)生知道物質(zhì)在發(fā)生化學(xué)反應(yīng)時，會有放熱等能量的轉(zhuǎn)化，知道原電池的本質(zhì)是氧化還原反應(yīng)，同時要注意認(rèn)識反應(yīng)本質(zhì)的基礎(chǔ)知識儲備，包括銅、鐵、鋁等一些常用金屬的導(dǎo)電和置換等理化性質(zhì)，要掌握金屬活動性順序表。老師在為學(xué)生講解時不能僅僅說“原電池反應(yīng)的本質(zhì)是氧化還原反應(yīng)”，還要從能量轉(zhuǎn)化和電子轉(zhuǎn)移等方面進行深度分析，使學(xué)生知其然還要知其所以然。比如對于鋅、硫酸鋅溶液、硫酸銅溶液、銅原電池，負(fù)極電子通過外電路轉(zhuǎn)移到正極氧化液劑上，實現(xiàn)化學(xué)能與電能的轉(zhuǎn)化。

2.對原電池工作原理的認(rèn)知的提升

在掌握氧化還原反應(yīng)的基礎(chǔ)上，知道原電池是可以將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的一種設(shè)計，要在實驗中掌握原電池微觀運行，能夠書寫反應(yīng)式、判斷正負(fù)極并在頭腦中形成基本概念。老師重點要講清電解溶液和外電路中電子和離子的流向，要講清電解質(zhì)溶液和電極之間的反應(yīng)粒子互相交換的情況，這幾方面內(nèi)容是提升學(xué)生認(rèn)知的核心和本質(zhì)。

3.對原電池結(jié)構(gòu)和性能認(rèn)知的提升

在認(rèn)識電池反應(yīng)本質(zhì)的基礎(chǔ)上來認(rèn)識電池的結(jié)構(gòu)就會事半功倍。在講解時老師要在電極、鹽橋、內(nèi)外電路、半反應(yīng)等基本概念上多做引導(dǎo)，通過單、雙液原電池的比較，教授學(xué)生原電池的構(gòu)成條件，把握其直觀和可操作的結(jié)構(gòu)特性及穩(wěn)定和可持續(xù)的放電電流特性。

三、基于認(rèn)知理論支撐的教學(xué)策略

我們在弄清了認(rèn)知的基本規(guī)律明確了原電池教學(xué)的重點和難點之后就可以采取行之有效的教學(xué)方法。首先是要從學(xué)生的角度去分析學(xué)習(xí)原電池的整個過程，將學(xué)習(xí)中可能遇到的問題和障礙列出清單，針對每一塊問題進行分析研究，制定最有效的教學(xué)策略，在實際的課堂教學(xué)過程中還要進一步捕捉和發(fā)現(xiàn)學(xué)生不解的問題，有側(cè)重地完善教學(xué)策略;其次，要通過講解、類比、實驗等方法為學(xué)生澄清誤區(qū)，將容易混淆的概念講解清楚，為深入了解奠定基礎(chǔ);最后是要引導(dǎo)學(xué)生運用現(xiàn)代方法掌握知識，比如思維導(dǎo)圖。可以結(jié)合電池發(fā)展的最前沿現(xiàn)狀為學(xué)生提出發(fā)展方向和希望，激發(fā)他們的熱情，從心理上給他們力量。