融合數(shù)字化實(shí)驗(yàn)與常規(guī)實(shí)驗(yàn)，促進(jìn)學(xué)生認(rèn)識發(fā)展

李艷　何彩霞

摘要：化學(xué)概念原理的學(xué)習(xí)，重在引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識化學(xué)變化所遵循的基本原理和規(guī)律，與之相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)探究學(xué)習(xí)活動(dòng)的設(shè)計(jì)，需要結(jié)合具體教學(xué)內(nèi)容的特點(diǎn)和學(xué)生的實(shí)際來進(jìn)行。在高中化學(xué)選擇性必修1“金屬的電化學(xué)腐蝕”教學(xué)中，圍繞鋼鐵腐蝕的原因、本質(zhì)和影響因素等內(nèi)容，將數(shù)字化實(shí)驗(yàn)與常規(guī)實(shí)驗(yàn)有機(jī)整合設(shè)計(jì)探究活動(dòng)，通過實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的觀察、分析與推理等學(xué)習(xí)任務(wù)，調(diào)動(dòng)學(xué)生經(jīng)歷思維加工過程，進(jìn)而促進(jìn)學(xué)生的知識建構(gòu)和認(rèn)識發(fā)展。

關(guān)鍵詞：化學(xué)實(shí)驗(yàn);數(shù)字化實(shí)驗(yàn)：電化學(xué)腐蝕;認(rèn)識發(fā)展

文章編號：1008-0546（ 2022） 09x-0006-06 中圖分類號：G632.41 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B

doi： 10.3969/j .issn.1008-0546.2022.09x.002

一、問題的提出

“金屬的電化學(xué)腐蝕”是化學(xué)概念原理類內(nèi)容的重要組成部分，認(rèn)識電化學(xué)腐蝕的本質(zhì)和影響因素，有利于選擇防腐蝕的措施和方法，[1]對于促進(jìn)學(xué)生認(rèn)識發(fā)展，形成分析、解釋和解決相關(guān)問題的能力等具有重要價(jià)值。

人教版高中化學(xué)選擇性必修1“化學(xué)反應(yīng)原理”教材[2]主要介紹了金屬的兩種電化學(xué)腐蝕過程——析氫腐蝕和吸氧腐蝕，并編排有“鐵釘?shù)奈醺g實(shí)驗(yàn)”。這一實(shí)驗(yàn)沒有涉及“析氫腐蝕”，教師教學(xué)中會(huì)補(bǔ)充“析氫腐蝕”的實(shí)驗(yàn)。但是難以幫助學(xué)生形成以下認(rèn)識：（1）金屬發(fā)生析氫腐蝕的同時(shí)也進(jìn)行吸氧腐蝕;（2）金屬在弱酸性環(huán)境下主要發(fā)生吸氧腐蝕;（3）純凈的金屬直接放在電解質(zhì)溶液中主要發(fā)生電化學(xué)腐蝕。

在以往的教學(xué)實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)，學(xué)生對于“金屬的電化學(xué)腐蝕”的認(rèn)識存在以下障礙：（1）對電化學(xué)腐蝕的原理認(rèn)識不清。表現(xiàn)為：學(xué)生認(rèn)為鋼鐵放在氯化鈉溶液中，因不存在自發(fā)的氧化還原反應(yīng)，因此不能形成原電池;對于將純凈的金屬直接放在電解質(zhì)溶液中，學(xué)生認(rèn)為此裝置缺少構(gòu)成原電池的基本要素——兩個(gè)活性不同的電極材料，因此發(fā)生的不是電化學(xué)腐蝕;對吸氧腐蝕正極反應(yīng)原理的分析存在困難，更難系統(tǒng)地分析從腐蝕到生銹的完整過程。（2）對析氫腐蝕和吸氧腐蝕的認(rèn)識有偏差。表現(xiàn)為：對于析氫腐蝕的實(shí)驗(yàn)，學(xué)生沒有持續(xù)地關(guān)注實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，不能自主想到隨著反應(yīng)的進(jìn)行溶液中的pH會(huì)發(fā)生變化，不能主動(dòng)意識到反應(yīng)會(huì)由以析氫腐蝕為主轉(zhuǎn)變?yōu)橐晕醺g為主;學(xué)生往往認(rèn)為pH=7是析氫腐蝕轉(zhuǎn)變?yōu)槲醺g的轉(zhuǎn)折點(diǎn)，且認(rèn)為析氫腐蝕與吸氧腐蝕是獨(dú)立存在的。究其原因，學(xué)生受先前所學(xué)知識的局限，認(rèn)識角度單一、不系統(tǒng)等影響。

有關(guān)“金屬的電化學(xué)腐蝕”教學(xué)的已有研究主要有以下情形：（1）以實(shí)際問題情境（如暖寶寶）為載體或以生活中常見的金屬腐蝕現(xiàn)象為素材，注重對教材裝置進(jìn)行創(chuàng)新，如利用U型管實(shí)驗(yàn)監(jiān)測酸性環(huán)境下體系壓強(qiáng)的變化，證明先發(fā)生析氫腐蝕后發(fā)生吸氧腐蝕;[3]（2）運(yùn)用數(shù)字化實(shí)驗(yàn)探究弱酸性條件下鋼鐵主要發(fā)生吸氧腐蝕;[4]（3）基于高考試題在原電池原理方面進(jìn)行拓展，揭示“氧濃差電池”的本質(zhì)。[5]以上教學(xué)設(shè)計(jì)都有各自的創(chuàng)新點(diǎn)和值得借鑒的地方，然而從學(xué)生學(xué)習(xí)角度看，孤立地看析氫腐蝕和吸氧腐蝕不利于學(xué)生全面地認(rèn)識體系中化學(xué)反應(yīng)的復(fù)雜性及動(dòng)態(tài)變化，會(huì)妨礙學(xué)生的知識理解。筆者在“金屬的電化學(xué)腐蝕”教學(xué)中，將數(shù)字化實(shí)驗(yàn)與常規(guī)實(shí)驗(yàn)相結(jié)合，圍繞“金屬的電化學(xué)腐蝕”的原因、本質(zhì)和影響因素等展開探究，通過協(xié)同發(fā)揮不同實(shí)驗(yàn)的優(yōu)勢，化解學(xué)生認(rèn)識障礙，促進(jìn)學(xué)生的知識建構(gòu)和認(rèn)識發(fā)展。

二、教學(xué)目標(biāo)與教學(xué)流程

1.教學(xué)目標(biāo)

（1）在教師引導(dǎo)下，能設(shè)計(jì)和改進(jìn)探究鋼鐵腐蝕原因的實(shí)驗(yàn)方案;能有意識地建立實(shí)驗(yàn)?zāi)康囊滑F(xiàn)象—結(jié)論之間的關(guān)聯(lián)，能系統(tǒng)分析鋼鐵發(fā)生析氫腐蝕和吸氧腐蝕的原理。

（2）能認(rèn)真觀察實(shí)驗(yàn)，通過分析同一密閉體系中，不同pH下壓強(qiáng)和氧氣濃度隨時(shí)間變化的曲線，認(rèn)識金屬腐蝕中反應(yīng)的多樣性，形成分析復(fù)雜體系化學(xué)反應(yīng)的思路和方法。

（3）基于實(shí)驗(yàn)證據(jù)揭示氧濃差電池的本質(zhì)，能解釋證據(jù)與結(jié)論之間的關(guān)系，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案證明氧濃差電池的存在，發(fā)展對電化學(xué)模型的認(rèn)識，分析和解釋相關(guān)問題。

2.教學(xué)流程

以上述教學(xué)目標(biāo)為導(dǎo)向，按照課前—課中—課后整體安排學(xué)習(xí)過程。課前，從學(xué)生身邊常見的生活情境“鋼鐵腐蝕”人手，通過問題驅(qū)動(dòng)，調(diào)動(dòng)學(xué)生對探究活動(dòng)的興趣，引導(dǎo)學(xué)生以小組合作的方式設(shè)計(jì)“探究金屬鐵腐蝕的原因”實(shí)驗(yàn)方案;課上，以學(xué)生課前設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)方案為研討的起點(diǎn)，將學(xué)生的疑惑設(shè)置為導(dǎo)引性問題，借助數(shù)字化實(shí)驗(yàn)與常規(guī)實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生對實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象及其對應(yīng)的原理進(jìn)行深入闡述與推理，多角度認(rèn)識電化學(xué)腐蝕，化解學(xué)生的認(rèn)知障礙;課后，再組織學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)拓展，進(jìn)一步發(fā)揮實(shí)驗(yàn)對于學(xué)生認(rèn)識發(fā)展的重要作用。具體教學(xué)流程見圖1。

三、教學(xué)過程

1.實(shí)驗(yàn)探究鋼鐵腐蝕的原因

[資料]全球每一分鐘就有一噸鋼被腐蝕成鐵銹，全世界每年由于腐蝕而造成報(bào)廢的鋼鐵高達(dá)總產(chǎn)量的三分之一，造成的直接經(jīng)濟(jì)損失約7000億美元，是地震、水災(zāi)、臺(tái)風(fēng)等自然災(zāi)害造成損失總和的6倍。不同環(huán)境下鋼鐵受腐蝕的差別是明顯的，如工業(yè)區(qū)高于生活區(qū)，沿海高于內(nèi)陸。

[課前任務(wù)]閱讀資料，小組合作探究金屬鐵被腐蝕的原因，提供實(shí)驗(yàn)方案（試劑、裝置儀器等），實(shí)驗(yàn)用具，自主完成實(shí)驗(yàn)，提交實(shí)驗(yàn)視頻或圖片，結(jié)合圖示及化學(xué)用語說明實(shí)驗(yàn)原理。課上小組匯報(bào)實(shí)驗(yàn)?zāi)康囊粚?shí)驗(yàn)現(xiàn)象一實(shí)驗(yàn)結(jié)論。

學(xué)生設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)方案見圖2。

向以上溶液中各滴入幾滴鐵氰化鉀溶液，驗(yàn)證Fe2+的生成。有的組在B和D裝置中接入電流計(jì)。

根據(jù)學(xué)生的方案，教師提供試劑和裝置：鐵片（不含雜質(zhì)）、碳棒、稀硫酸、氯化鈉溶液、酚酞溶液、鐵氰化鉀溶液、燒杯、導(dǎo)線、電流表，學(xué)生進(jìn)行相關(guān)實(shí)驗(yàn)。

[小組匯報(bào)]根據(jù)下列問題，各組匯報(bào)。你設(shè)計(jì)以上實(shí)驗(yàn)的目的是什么？實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象分別是什么？通過實(shí)驗(yàn)?zāi)愠醪将@得哪些結(jié)論？

學(xué)生回答1：設(shè)計(jì)A、B實(shí)驗(yàn)的目的是證明鋼鐵在酸性環(huán)境下能夠被腐蝕。實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是：A、B裝置中在較短時(shí)間內(nèi)都產(chǎn)生了大量的藍(lán)色沉淀，其中B裝置中產(chǎn)生的更多，碳棒上產(chǎn)生了大量的氣體，B裝置接人電流計(jì)，指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，應(yīng)該是形成了原電池，加快了腐蝕速率。

學(xué)生回答2：C、D兩個(gè)裝置腐蝕速率較慢，但是D的反應(yīng)速率大于C裝置，10 min后D裝置能明顯看到較多的藍(lán)色沉淀，較長一段時(shí)間后，發(fā)現(xiàn)D裝置比C裝置生銹更嚴(yán)重。

教師演示D裝置接人電流計(jì)后指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，并歸納B、D裝置確實(shí)是由于形成了原電池導(dǎo)致鋼鐵發(fā)生了腐蝕，稱為電化學(xué)腐蝕，B裝置的腐蝕由于不斷有氫氣放出，所以叫做析氫腐蝕。

[問題I]D裝置（Fe-C-NaCl溶液）的反應(yīng)原理是什么？如何證明？

學(xué)生回答3：根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象說明D裝置形成了原電池，這個(gè)裝置中發(fā)生了自發(fā)的氧化還原反應(yīng)，正極反應(yīng)物應(yīng)為O2，產(chǎn)物為OH-，檢驗(yàn)正極產(chǎn)物的方案為：在碳棒電極處滴加酚酞觀察顏色變化。

教師進(jìn)行演示實(shí)驗(yàn)1：Fe-C-NaCl溶液原電池實(shí)驗(yàn)（見圖3），碳棒附近的溶液變紅。師生共同歸納吸氧腐蝕的原理，由學(xué)生系統(tǒng)分析鋼鐵生銹的過程。

[問題2]吸氧腐蝕的本質(zhì)為鐵與氧氣發(fā)生自發(fā)的氧化還原反應(yīng)，你還能想到用哪些方法證明氧氣參與了反應(yīng)？

學(xué)生回答4：可以設(shè)計(jì)一個(gè)封閉體系，測定體系壓強(qiáng)的變化，證明O2是否參加了反應(yīng)。

教師介紹課本實(shí)驗(yàn)裝置、創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)裝置（U型管實(shí)驗(yàn)）和數(shù)字化傳感器信息系統(tǒng)。

2.利用數(shù)字化實(shí)驗(yàn)再認(rèn)識析氫腐蝕與吸氧腐蝕

[問題3]B裝置（Fe-C-硫酸溶液）只發(fā)生析氫腐蝕嗎？說明理由。

學(xué)生回答5：H+消耗完后，溶液呈中性，會(huì)發(fā)生吸氧腐蝕。

教師播放實(shí)驗(yàn)2視頻：用數(shù)字化實(shí)驗(yàn)測量酸性環(huán)境下（pH=2.02）的鋼鐵腐蝕的動(dòng)態(tài)曲線。該實(shí)驗(yàn)需進(jìn)行課前準(zhǔn)備（實(shí)驗(yàn)裝置見圖4）。實(shí)驗(yàn)儀器及實(shí)驗(yàn)試劑包括：數(shù)據(jù)采集器、氣體壓力傳感器、氧氣濃度傳感器、pH傳感器、鐵架臺(tái)、三口瓶、橡膠塞、膠頭滴管、鐵粉、碳粉、飽和NaCl溶液、稀鹽酸（1 mol/L）。該實(shí)驗(yàn)的操作步驟如下：（1）使用pH傳感器監(jiān)測溶液的pH，將飽和食鹽水的pH調(diào)至酸性（pH=2.02），準(zhǔn)備好鐵粉、碳粉、藥匙等;（2）取5.0 g鐵粉和5.0 g碳粉于三口瓶中混合均勻，其中兩個(gè)瓶口分別與氣體壓力傳感器、氧氣濃度傳感器連接好，打開電腦顯示界面，從另一口中迅速倒人pH=2.02的飽和氯化鈉溶液，迅速塞好塞子，得到壓強(qiáng)和氧氣濃度的變化曲線。

[問題4]圖5所示的是實(shí)驗(yàn)室模擬pH=2.02的鋼鐵腐蝕過程，用傳感器分別測定同一密閉體系同一時(shí)間范圍內(nèi)的氧氣濃度和壓強(qiáng)變化，你能獲得哪些結(jié)論？

查閱資料：傳感器測定氧氣濃度的方法不受體系內(nèi)其他物質(zhì)的影響。

學(xué)生結(jié)合圖5描述實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象為：酸性環(huán)境下，氧氣濃度一直下降，壓強(qiáng)先升高后不變最后降低。由此說明整個(gè)過程氧氣一直被消耗，而壓強(qiáng)變化的原因是氫氣的析出與氧氣消耗不同，一開始?xì)錃獾奈龀稣贾鲗?dǎo)，最后以氧氣的消耗為主。

師生共同得出結(jié)論：（1）金屬的電化學(xué)腐蝕中，析氫腐蝕和吸氧腐蝕同時(shí)存在;（2）酸性環(huán)境下，一開始以析氫腐蝕為主，后來以吸氧腐蝕為主。H+濃度影響物質(zhì)氧化性及反應(yīng)速率，濃度改變使主次反應(yīng)發(fā)生逆轉(zhuǎn)。

[追問]是否pH=7時(shí)才以吸氧腐蝕為主呢？

教師引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識濃度的相對大小沒有嚴(yán)格的界限，不同體系、不同種類、不同濃度電解質(zhì)溶液的分界線也會(huì)有所不同，此時(shí)應(yīng)以實(shí)驗(yàn)為依據(jù)，確定以吸氧腐蝕為主時(shí)的pH。

學(xué)生回答6：可以用傳感器測定不同pH下壓強(qiáng)的變化情況來得出結(jié)論。

教師播放實(shí)驗(yàn)3視頻：數(shù)字化實(shí)驗(yàn)?zāi)M弱酸性環(huán)境下（pH=5.82）的鋼鐵腐蝕。選擇此pH的原因是有關(guān)文獻(xiàn)表明析氫腐蝕和吸氧腐蝕交替發(fā)生的臨界pH值在5.6-5.7。[6]

師生共同得出結(jié)論：弱酸性環(huán)境下，主要發(fā)生吸氧腐蝕（見圖6）。

3.借助常規(guī)實(shí)驗(yàn)認(rèn)識氧濃差電池

[問題5]C裝置（純凈的鐵片放在NaCl溶液中）發(fā)生的是化學(xué)腐蝕，還是電化學(xué)腐蝕，為什么？

學(xué)生回答7：此裝置不滿足原電池發(fā)生的條件，應(yīng)該是化學(xué)腐蝕。

教師演示實(shí)驗(yàn)4：純凈的鐵片在氯化鈉溶液中的腐蝕實(shí)驗(yàn)。將鐵片放入氯化鈉的水溶液中，并滴入幾滴鐵氰化鉀溶液，10 min后開始出現(xiàn)藍(lán)色沉淀，其中直接在底部產(chǎn)生了藍(lán)色沉淀，現(xiàn)象見圖7。

通過充分的討論，論證解釋的合理性，教師不斷與學(xué)生對話、追問。共同發(fā)現(xiàn)，底部首先出現(xiàn)藍(lán)色沉淀，應(yīng)該是底部的鐵優(yōu)先被腐蝕，如果只發(fā)生化學(xué)腐蝕，應(yīng)該是界面處（氧氣濃度更大）腐蝕更嚴(yán)重，因此合理的解釋是底部的鐵作負(fù)極，發(fā)生Fe - 2e-= Fe2+的反應(yīng)，靠近液面處的氧氣濃度大，得電子能力大于底端的氧氣，在靠近液面處作正極反應(yīng)物，構(gòu)成了原電池，詳細(xì)原理見圖8。

[查閱資料[7]]氧濃差電池腐蝕是由金屬與含氧量不同的溶液接觸而形成。當(dāng)金屬浸入含氧的溶液中，氧的電極電位與氧氣濃度有關(guān)，氧氣濃度較大的部位電位較高，做原電池的正極;而氧氣濃度較小的部位電位較低，做負(fù)極，金屬被腐蝕。

[教師小結(jié)]只要存在自發(fā)的氧化還原反應(yīng)，雖正負(fù)電極相同但處于不同環(huán)境（O2濃度不同）也能構(gòu)成原電池，稱為氧濃差電池。C裝置發(fā)生的腐蝕不是化學(xué)腐蝕，而是電化學(xué)腐蝕，教材中關(guān)于化學(xué)腐蝕的描述為：金屬與接觸到的干燥氣體（如O2、Cl2、SO2等）或非電解質(zhì)液體（如石油）等直接發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而引起的腐蝕，叫做化學(xué)腐蝕。

[問題6]如何設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明氧氣濃度差異導(dǎo)致發(fā)生電化學(xué)腐蝕？

學(xué)生設(shè)計(jì)的裝置如圖9所示，在教師指導(dǎo)下課后完成實(shí)驗(yàn)，學(xué)生觀察到氧氣濃度不同時(shí)，電流表指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，說明這是電化學(xué)腐蝕。并從實(shí)驗(yàn)過程中體會(huì)到氧氣的濃度不同會(huì)引起2個(gè)電極的活性差異，符合原電池的形成條件。

[交流與討論]你對鋼鐵腐蝕的原因有哪些新的認(rèn)識？

學(xué)生談自己的想法，教師最后歸納鋼鐵腐蝕的主要原因，目的是讓學(xué)生通過梳理探究過程形成本節(jié)課解決問題的基本思維模型，為金屬防護(hù)方法的設(shè)計(jì)打下基礎(chǔ)。

四、教學(xué)反思

化學(xué)概念原理的學(xué)習(xí)，重在引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識化學(xué)變化所遵循的基本原理、規(guī)律及其應(yīng)用，[8]與之相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)探究學(xué)習(xí)活動(dòng)的設(shè)計(jì)，需要結(jié)合具體教學(xué)內(nèi)容的特點(diǎn)和學(xué)生的實(shí)際來進(jìn)行。本節(jié)課注重以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)，引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識金屬電化學(xué)腐蝕的原因、本質(zhì)和影響因素，教學(xué)感悟如下：

1.注重發(fā)揮實(shí)驗(yàn)在概念、原理學(xué)習(xí)中的作用

概念、原理的學(xué)習(xí)需要借助豐富的感性材料，通過現(xiàn)象剖析、比較、抽象、概括從而實(shí)現(xiàn)對概念、原理本質(zhì)的認(rèn)識，實(shí)驗(yàn)是向?qū)W生提供感性材料的主要途徑。本節(jié)課將數(shù)字化實(shí)驗(yàn)和常規(guī)實(shí)驗(yàn)相結(jié)合，共設(shè)計(jì)有四個(gè)實(shí)驗(yàn)（見表1），通過這些實(shí)驗(yàn)，在激發(fā)學(xué)生的探究興趣的同時(shí)，讓學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中體驗(yàn)與感悟，加深對知識的理解，實(shí)現(xiàn)認(rèn)識發(fā)展。

2.針對學(xué)生認(rèn)知障礙引發(fā)質(zhì)疑和探究

“金屬的電化學(xué)腐蝕”知識較為抽象復(fù)雜，學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中存在一些困難。對此，課堂上教師在發(fā)揮實(shí)驗(yàn)提供感性認(rèn)識的同時(shí)，還利用系列驅(qū)動(dòng)性問題引發(fā)學(xué)生質(zhì)疑、探究與反思，引導(dǎo)學(xué)生反復(fù)檢驗(yàn)已有認(rèn)識的不足并重新構(gòu)建新的知識框架，展示新認(rèn)識的合理性，最終轉(zhuǎn)變?yōu)榭茖W(xué)認(rèn)識。如：學(xué)生認(rèn)為純凈的鐵片直接放在氯化鈉溶液中，由于該裝置不滿足原電池的形成條件，因此應(yīng)該是發(fā)生化學(xué)腐蝕。此時(shí)教師提供引起學(xué)生認(rèn)知沖突的實(shí)驗(yàn)事實(shí)“燒杯底部的鐵片附近先產(chǎn)生藍(lán)色沉淀”，學(xué)生經(jīng)過小組討論，相互啟發(fā)，對實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象進(jìn)行理論分析發(fā)現(xiàn)，鐵片在溶液下和溶液與空氣交界處的差異主要是氧氣濃度，因此合理的解釋應(yīng)該是氧氣濃度大的鐵片一端為原電池的正極，氧氣作正極反應(yīng)物，氧氣濃度小的鐵片端為負(fù)極，鐵被腐蝕。該理論推導(dǎo)是否合理呢？此時(shí)教師提供關(guān)于氧濃差電池的資料，并引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)加以證明，通過理論推導(dǎo)與實(shí)驗(yàn)探究發(fā)展了學(xué)生對原電池形成條件的認(rèn)識。

3.引導(dǎo)學(xué)生多角度分析促成對概念的深刻理解

學(xué)生對于化學(xué)概念原理的認(rèn)識發(fā)展需要經(jīng)歷感知、分析、推理、結(jié)論等思維加工過程。為此，教學(xué)中在組織開展實(shí)驗(yàn)探究活動(dòng)時(shí)，注重對實(shí)驗(yàn)方案、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、實(shí)驗(yàn)結(jié)論等進(jìn)行完整論證，系統(tǒng)推理。在“金屬的電化學(xué)腐蝕”知識的形成過程中，首先，注重引導(dǎo)學(xué)生基于實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象等證據(jù)進(jìn)行分析概括，以此揭示金屬的析氫腐蝕與吸氧腐蝕的本質(zhì);在此基礎(chǔ)上教師又引導(dǎo)學(xué)生對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和圖像進(jìn)行分析推理來認(rèn)識復(fù)雜體系中的金屬腐蝕情況，加強(qiáng)對概念的遷移應(yīng)用;最后，通過探討氧濃差電池拓展了學(xué)生對吸氧腐蝕的認(rèn)識。上述基于多角度的分析、論證豐富了學(xué)生對概念的內(nèi)涵和外延的理解，促使化學(xué)概念的學(xué)習(xí)得以深化和發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

[1] 張寶紅，叢文博，楊萍編.金屬電化學(xué)腐蝕與防護(hù)[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2015：3.

[2]人民教育出版社，課程教材研究所，化學(xué)課程教材研究中心.普通高中教科書（化學(xué)選擇性必修1）[M].北京：人民教育出版社，2019.

[3]袁振東，喬騰，葛麗麗，等.“金屬的電化學(xué)腐蝕”教學(xué)設(shè)計(jì)創(chuàng)新[J].化學(xué)教育，2018，39（11）：28-33.

[4] 吳曉紅，徐建菊.基于傳感器探究酸性條件下鐵的吸氧腐蝕[J].化學(xué)教育，2019，40（1）：50-52.

[5]余平平，“鋼鐵電化學(xué)腐蝕原理的再認(rèn)識”項(xiàng)目式教學(xué)[J].化學(xué)教育，2019，40（7）：23-27.

[6] 林建芬，析氫腐蝕和吸氧腐蝕實(shí)驗(yàn)的最佳條件及臨界pH值的探究[J].教育與裝備研究，2017，33（4）：63-66.

[7]孟阿蘭，楊宇，劉杰編，物理化學(xué)（第四版）[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社.2019：215.

[8] 中華人民共和國教育部.普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版2020年修訂）[s].北京：人民教育出版社，2020.