2019-11-08 点击:

作者:刘庆
  【摘要】本文从高中学生阶段认知发展规律开展研究,从原电池化学反应本质的认知、原电池工作原理的认知、原电池结构和性能认知等模块进行分析,制定有效的教学策略。
  【关键词】原电池  认知水平  教学策略
  【中图分类号】G633.8  【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089(2019)30-0051-01
  在现高中化学教学阶段的“原电池”教学,具有比较重要的地位,在全国主要的几版化学教材中,“原电池”的相关知识遍及必修或选修的基本章节,它是电化学应用的一个直观理解和重要实例,学好、学通“原电池”的相关知识,对高中阶段的学生来说具有十分重要的意义。一方面,就应试来说,“原电池”部分近年来一直是全国高考的热门知识点,另一方面就学生专业发展和兴趣培养来说,学懂弄通“原电池”知识,是学生今后在化工方面有所发展的一个基础知识模型,在目前移动互聯网迅猛发展的浪潮下,手机、平板等移动终端已经席卷全国每个家庭,但是电池始终是移动互联网这个“木桶”的一个短板,对于有志于在这方面进行深入研究和突破的学生来说,了解“原电池”的基本原理可以说是一个重要基础。因此,无论是从提升学生应试能力还是打好专业发展创新基础来说,提升目前学生在中学阶段的“原电池”认知水平都是一个十分重要和有意义的课题。
  一、学生阶段认知发展的基本规律
  认知是人们通过感觉、知觉、想象、记忆和语言等手段接受外界信息,再经过头脑加工处理,转换为自身心理活动的过程。也就是说认知是一种学习过程,这个过程本身也有其规律。现代认知心理学对学习的理解就是同化和顺应的过程,其实我们在中学生物学中植物的光合作用部分就接触过同化作用和异化作用,可以类比来理解,就浅显易懂了。现代认知心理学所说的同化和顺应就是大脑把接触到的外界信息通过头脑中已有的知识进行重新整合或拓展,建立起一种新的结构,或是在原有结构上进行发展,或是用新的知识颠覆和置换原有结构,这其中既有量变也有质变。对于人这个主体来说,同化和顺应的过程是无穷无尽反复发生的,由简至难,由低级至高级,呈螺旋式向前。因此,我们在教学中应该把握并适应学生的认知水平发展规律,要尽量给他们多方的外界信息输入,与多种信息进行碰撞整合,同化顺应,能够更好地帮助他们构建知识体系。
  二、提升“原电池”认知的重要知识模块和策略
  原电池作为电化学的基础内容,在中学阶段要求学生在脑海中有能量转化和守恒的基本认识,并能初步认识到这类化学反应在我们生产生活中具有重要的意义。在初步认知的基础上,让学生学习氧化还原反应基础知识,了解电能与化学能相互转化的方法,对于更高阶段的认知就要求学生能够运用学到的化学知识和原理阐释现实问题并能进行简单的计算。经过笔者的提炼总结,认为原电池认知主要包含以下几个重要的知识核心模块。
  1.对原电池化学反应本质的认知的提升
  要让学生知道物质在发生化学反应时,会有放热等能量的转化,知道原电池的本质是氧化还原反应,同时要注意认识反应本质的基础知识储备,包括铜、铁、铝等一些常用金属的导电和置换等理化性质,要掌握金属活动性顺序表。老师在为学生讲解时不能仅仅说“原电池反应的本质是氧化还原反应”,还要从能量转化和电子转移等方面进行深度分析,使学生知其然还要知其所以然。比如对于锌、硫酸锌溶液、硫酸铜溶液、铜原电池,负极电子通过外电路转移到正极氧化液剂上,实现化学能与电能的转化。
  2.对原电池工作原理的认知的提升
  在掌握氧化还原反应的基础上,知道原电池是可以将化学能转化为电能的一种设计,要在实验中掌握原电池微观运行,能够书写反应式、判断正负极并在头脑中形成基本概念。老师重点要讲清电解溶液和外电路中电子和离子的流向,要讲清电解质溶液和电极之间的反应粒子互相交换的情况,这几方面内容是提升学生认知的核心和本质。
  3.对原电池结构和性能认知的提升
  在认识电池反应本质的基础上来认识电池的结构就会事半功倍。在讲解时老师要在电极、盐桥、内外电路、半反应等基本概念上多做引导,通过单、双液原电池的比较,教授学生原电池的构成条件,把握其直观和可操作的结构特性及稳定和可持续的放电电流特性。
  三、基于认知理论支撑的教学策略
  我们在弄清了认知的基本规律明确了原电池教学的重点和难点之后就可以采取行之有效的教学方法。首先是要从学生的角度去分析学习原电池的整个过程,将学习中可能遇到的问题和障碍列出清单,针对每一块问题进行分析研究,制定最有效的教学策略,在实际的课堂教学过程中还要进一步捕捉和发现学生不解的问题,有侧重地完善教学策略;其次,要通过讲解、类比、实验等方法为学生澄清误区,将容易混淆的概念讲解清楚,为深入了解奠定基础;最后是要引导学生运用现代方法掌握知识,比如思维导图。可以结合电池发展的最前沿现状为学生提出发展方向和希望,激发他们的热情,从心理上给他们力量。