中学化学教学参考

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掌控电能 绿色出行——基于培育学科核心素养的“电化学”复习教学设计

  

摘要:围绕“车用电池”主题,采用任务驱动的互动课堂教学模式,有效解决学生复习旧知识时的学习倦怠问题。学生在主动学习和探究活动中提升信惠获取和知识迁移技能,发展绿色化学观念,培育化学核心紊养。

关键词:电化学,核心素养,教学设计,主题教学

正文由《中学化学教学参考》杂志整理。

当前我国汽车市场发展迅猛,环境问题日益突出,电动汽车研究已成为各大汽车企业和相关科研院所的热门课题。电动汽车的核心技术—车用电池涉及的“电化学”是高中化学必修2和选修4的核心内容,是对“氧化还原反应”及“化学反应中的能量变化”知识的综合应用,是培养学生“宏观辨识和微观探析、证据推理与模型认识、变化观念与平衡思想、科学精神与社会责任”等化学学科核心素养的良好素材。本节教学是高三“电化学”复习课,旨在培养学生由定性到定量、由碎片到模型的认知方法,提升学生信息获取和迁移的能力,深刻理解化学、技术、环境、社会的相互关系,培养绿色化学观和社会责任感等科学精神和人文精神川。

一、教学目标

1.知识与技能

通过对多种汽车电池的具体实例分析,能够说出原电池、电解池的工作原理,准确判断离子移动方向、放电情况,能正确书写电极反应方程式。

2.过程与方法

通过文字、方程式、图形等获取、吸收、整合化学信息,通过信息和知识迁移、应用,掌握由定性到定量、由碎片到模型的认知方法。

3.情感态度与价值观

通过学习汽车电池原理,了解化学在生产、生活中的绿色应用,培养可持续发展意识;通过电池参数的计算培养严谨的科学思维和基于数据、实验等的实证学科思想。

二、教学策略

Bernice Gelman认为,主题教学通过对教学材料创设有意义的连接,为学习者建立真实化的学习环境,从而更好地发挥他们的学习潜能,有利于促进师生及学生间的合作和协调关系。本课以“车载电池”为主题,按照电化学知识间的逻辑关系和电化学绿色应用的社会价值重新组织、整合教学内容,使得学生主动探究、积极体验并建构学科知识与社会情境间的关联,在知识积累过程中提升学生信息获取、逻辑思维、定量计算等多方面的能力,从而有效解决学生复习旧知识时的学习倦怠问题。

以培育“核心素养”为核心的课程标准修订版即将颁布施行,为了尽快适应新课改的教学要求,本课采用主题式教学方式,尝试将化学核心素养的培育落实到课堂教学中:以电化学的“绿色应用”为明线,在电化学原理中渗透宏观辨识和微观探析的方法,在电池改进过程中培养证据意识与社会责任观念,在计算中渗透变化守恒思想,彰显化学知识服务社会的科学精神,体现化学教育的育人功能。

三、教学过程实录

1.任务一:创设情境、归纳知识—以铅酸蓄电池为例归纳电化学认知模型

PPT展示】2017年初雾握情景。

【提问】形成雾履的化学因素及应对方法有哪些?

【学生活动思考并说出工厂大量化石燃料燃烧、街边烧烤、汽车尾气等形成雾拨的因素。【讲解】提出“绿色出行”的倡议。

 PPT展示】电动车和铅酸蓄电池的构造(见人教版化学教材选修476)

【提问】铅酸蓄电池的工作原理是什么?

【学生活动】填写学案上铅酸蓄电池充、放电时的电极名称、氧化还原反应、电子流向、离子移动方向、电极反应式等内容。

设计意图:回归教材,归纳原电池、电解池装里和工作原理的认知模型(见图),为后续任务做好知识和思考角度方面的铺垫;引导学生关注生活,培养学生的环保意识和化学知识绿色应用的核心素养。

设计意图:以几个高考题变式为例,打破学科界限,应用能t守恒、得失电子守恒等思想研究几种电池的优劣并进行评价,引导学生自主学习新知识、新概念,将电化学问题分析提升到定t水平;对科学研究给予数据支持,培养严密的逻辑思维习惯、严谨的科学态度和唯物主义世界观。

PPT展示】石墨烯与超级电池。

【结课】石墨烯是当今化学家最为青睐的材料,是世界上最薄、最硬的材料,石墨烯聚合材料电池的成本将比铿电池低770l},用此超级电池做汽车能源,理论上充电10 min能够跑1 000 kmo

目前,中国科学院、北大、南开、南航等单位的科学家在石墨烯研究领域居世界领先水平。希望大家认真学习科学知识和研究方法,勇于创新,在“碳时代”闯出一片天空,服务社会,为国争光。

设计意图:通过展望电池的研究前景,赞赏化学对社会发展的重大贡献,激发学生的学习动力和勇于创新的科学研究精神,培育学生爱国、自信的家国情怀,弘扬社会主义核心价值观。

四、教学反思

1.若有充足的教学时间,可以以磷酸铁铿电池回收为情境,结合2014年北京高考第28题“FeZ"在电解池阳极放电”的实例探究反应条件对化学变化的影响,培养学生的实证意识和创新思维。

2.主题教学与多元智能理论相契合,有利于培养学生多视角、深层次的思考能力,使学生在学习中具有完整思考的过程体验。

3.发展学生化学核心素养需要教师精选教学素材、强化学科属性、转变教学范式,有目的、有计划地培育“全面发展的人” 

参考文献

[1]杨梓生.对高中化学学科核心素养的认识[J].中学化学教学参考,2016(8);12.

[2]施久铭.核心素养:为了培养“全面发展的人”[J].人民教育,2014(10);1315.

期刊简介

主管单位:中华人民共和国教育部
主办单位:陕西师范大学
国际刊号:ISSN 1002-2201
国内刊号:CN 61-1034/G4
刊期:半月刊
开本:大16开
语种:中文
发行:全国公开
创办日期: 1972年
刊社地址:西安市长安南路199号
投稿邮箱:zxhxjc999@163.com