基于生本体验，构建学科观念

屈春芸

摘要：以苏教版选修教材《化学反应原理》第二单元中的“电解池的工作原理及应用”一节为例，探讨在教学中如何基于学生体验，有效渗透化学微粒观、实验观、化学价值观的问题。

关键词：微粒观；实验观；化学价值观；生本体验

文章编号：1008-0546（2016）09-0075-03 中图分类号：G633.8 文献标识码：B

doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2016.09.026

一、教学设计理念

1. 学科观念和化学学科观念

美国教育家H.Lynn Erickon倡导围绕学科基本观念进行教学设计，他认为学科基本观念“具有超越事实的持久价值和迁移价值”。能让学生洞悉自然科学的本质属性和内在规律，从自然学科的角度去观察、分析和处理，让学生在学习基本知识、技能之后能应用到日常生活中与学科有关的问题上，真正成为学生学科素养的一部分。

化学学科观念不是具体的化学知识，也不是化学知识的简单组合，而是学生通过化学课程的学习，在深入理解化学学科特征的基础上所获得的对化学的总观性认识。化学学科观念是指导人们解释某些知识规律的重要工具，是人们在解决化学问题时自觉运用的基本思想和方法。学生化学学科观念建构表现为学生主动运用化学思想和方法，从化学的视角认识身边事物和处理问题的自觉意识或思维习惯。

由此可见，化学学科观念是化学学习者（学生）对化学学科思想的不同认识和理解，是学生通过化学课程的学习所获得的对化学的总观性认识。那么学习者的对化学课程的学习过程将对他所获得的认识影响重大。所以在教学中关注学生的学习体验至关重要。

2. 生本体验

华盛顿儿童博物馆墙上有一条醒目的格言：“我听见了就忘记了，我看见了就记住了，我做过了就理解了”，这一格言道出了在教育过程中学习者亲身体验的重要性，其实这个观点中国人早就意识到了，荀子《儒效篇》中写到：“不闻不若闻之，闻之不若见之，见之不若知之，知之不若行之；学至于行之而止矣”。在教学过程中关注学生的个体体验，设计问题激发学生的思维，创造条件给学生亲自动手实践的机会，将抽象的原理变得“可触摸”、“可感知”，将“科学家了解世界的一般思维过程”变成“真的”去做，学生的参与学习活动的热情和深度才有可能获得质的提升。

3. 教材和学情分析

《电解池的工作原理及其应用》是苏教版高中化学选修四《化学反应原理》第一章第三节，是中学化学理论体系中不可缺少的一部分，也是氧化还原反应、原电池、电离等知识的综合运用，这些知识在必修一和必修二中均有涉及，另外原电池和电解池的基本工作原理也在必修二中有所体现，也就是说学生有一定的知识储备。而电解原理又是和工业联系最紧密并且在生活中有广泛用途的，基于学生已有的知识，挖掘学生的生活经验，给学生亲身体验的机会，引导学生从微观本质的角度深入、系统地理解电解的原理，客观分析生活中的化学现象，引导学生形成正确的化学价值观就是我们对本节课的定位。

二、教学过程

1. 首尾呼应，构建化学价值观

新课以化学史引入：【史海回眸】1799年意大利物理学家伏打发明了电池，使人类第一次获得了可供实用的持续电流。1800年英国科学家尼科尔逊和卡里斯尔采用伏打电池电解水获得成功。1807年，戴维用电解法获得金属钾、钠。1808年，戴维用电解法获得了钙、镁、锶和钡等。

新课以发展前景展望结束：【展望发展】展示电解原理在电镀（电镀塑料、鲜花）、电解精炼、污水处理等方面的应用。

设计意图：戴维敏锐地抓住原电池可以向人们提供稳定的电流这一科学史上的重大突破，从而让自己的科研工作获得重大进展，成为迄今为止发现元素种类最多的科学家。这一史实从情感层面而言让学充分感受到技术的力量，也让学生明白技术的发展是相互促进的；从知识层面而言，学生认识到“通电”是一个非常重要的条件，可以让很多“不可能”的反应发生。而结课时的前景展望让学生感受到电解工业已经深入到社会生活的各个方面，电解工业的完善也必将使生活更美好，从而激发学生学习化学知识的兴趣，也使学生对化学学科的价值有比较正面的认识。

化学课程是科学课程的重要组织部分， 具有十分重要的精神价值和伦理价值，郝京华教授说：“有时候，决定一个人行为的不是知识，而是情感态度与价值观。”《高中化学课程标准》也对化学教学中学生应形成的情感态度与价值观的提出了具体的规定：“发展学习化学的兴趣，乐于探究物质变化的奥秘，体验科学探究的艰辛和喜悦，感受化学世界的奇妙与和谐”；“赞赏化学科学对个人生活和社会发展的贡献，关注与化学有关的社会热点问题，逐步形成可持续发展的思想”。在化学教学中，从 “整体的科学”的视角去引导学生理解化学的价值，培养学生正确的科学价值观和科学精神，使学生获得一种具有普遍社会意义和人类意义的精神财富是化学老师不可推卸的责任。

2. 引导探究，构建化学微粒观

环节一：电解池的工作原理初探

【引导讨论】 电解熔融的氯化钠为什么会生成钠和氯气？

微观焦点：

1、通电前熔融态氯化钠中有哪些微粒，微粒是如何运动的？

2、通电后熔融态氯化钠中有哪些微粒，微粒是如何运动的？

3、通电后，电极表面发生了什么化学反应？

环节二：电解原理再探

【引导讨论】 电解饱和食盐水和电解熔融氯化钠产物为何不同？

微观焦点：

1、通电后，定向移动到阳极的有什么微粒？

2、通电后，定向移动到阴极的有什么微粒？

3、在电极上发生了什么反应？

【探究活动一】根据下表提示预测电解CuCl2溶液的现象；并设计实验检验你的预测。

【知识建构】以惰性电极电解时阴阳极放电顺序。

微粒观是指从微观的角度，从微粒的种类、存在、相互作用、运动及变化等层面形成的对物质及其变化的本质性认识，是学生认识积累之后的质的飞跃。化学迄今已经发展至原子-分子的水平，学生通过必修教材的学习也已经有不少宏观化学事实、经验的积累，从微观的角度认识反应的本质不但有必要而且符合学生的学习情况。微粒观的建构不是凭空生成的，将微粒观的基本内涵内化在知识分析、学情分析、教学目标分析环节，外显在教学环节设计和教学策略中，以具体知识为载体，在教师的引领之下，学生由浅入深，逐步从现象分析到微观本质，丰富对微粒观的认识，也使学生形成从微粒种类→微粒运动→微粒变化→宏观现象的基本分析流程，这一流程也可以迁移到对其他实验事实的分析中，从而逐渐形成从微观角度系统分析化学变化的基本观念。

3. 生本体验，构建化学实验观

环节三：电解原理的再完善

【情境】某品牌电解水器测水质的视频，电极放在纯净水中点解没有明显变化，但是放在自来水中电解，自来水很快变产生灰绿色浑浊，随着电解时间加长，浑浊物越来越“恶心”。提出问题：我们喝的自来水真的那么脏吗？

【探究活动二】自选电极电解自来水。提供实验试剂和用品如下：自来水、Na2SO4固体、学生电源、石墨电极（2根）、铁片、铜片。

【构建新知】活泼金属做阳极时优先放电

【情境呼应】揭秘“净水器”陷阱。

化学是一门以实验为基础的学科，实验是化学是知识的起点和归宿，也就是说化学知识要从实验中来，到实验中去。在本节课上，联系生活中真实事例（“净水器”陷阱），设计探究性实验，当学生选用不同的电极电解水（加入硫酸钠增强导电性）的时候，发现有的组水电解之后（石墨电极）只有气泡产生，没有明显的变浑浊。有的组（用铁片、铜片做阳极）的则产生了明显发黑发绿的浑浊，还有部分组虽然也用的是碳棒，但却是电解氯化铜溶液之后未清洗的碳棒做电极（阳极的碳棒上附着铜），也产生了浑浊。让学生们在震撼之余讨论、比对、分析，得出活泼金属做阳极时优先放电的规律，从而一方面对电解基本原理的认识更完善，另一方面让学生通过实验的角度去理性看待生活中常见的事例，对前一段时间打着科学概念贩卖“净水器”的现象有了正确的认识，使学生觉得学有所用，这正是化学实验观和价值观的真正价值之所在。

三、教学反思

1. 层次清晰的递进设计符合学生认知规律

在进行本节课教学设计时，充分体会到教材编写的递进思路，注意必修和选修的衔接，遵循由简单到复杂的原则进行教学设计。首先分析电解熔融盐的情况，了解基本的阴阳极反应特征；然后分析电解水溶液，归纳出离子的放电顺序；进而再创设情境分析金属电极参与电解过程的情况，最后完善放电顺序。采用这种方式有利于使学生深入认识电解原理，符合学生的认知规律。

2. 整合知识，关注体验，构建化学学科观念

化学学科观念的建构是以具体的知识为载体展开的。梳理具体知识，在知识的呈现过程中创造体验机会，渗透观念教育而不是生硬地告诉学生某知识体现了什么观念是本节课的又一特点。例如在本节课的重点之一电解池的工作原理环节，我设计了2个大问题来引导讨论，每个大问题之下又设置了一些梯度小的问题（微观焦点），引导学生从微观角度分析电解池的工作原理，并辅助多媒体动画播放电子流动及反应过程，加深了学生对电解池的工作原理的理解，让学生学到了从微观本质去认识宏观现象的一般思维过程，为学生分析电解其他几种溶液提供了方法指导。

放电的顺序。以电解饱和食盐水和电解氯化铜溶液为切入点，前者必修一在“氯气的制备”中有所涉及，所以以思维分析为主，后者设计探究实验，让学生动手实践，从而归纳出放电顺序，最后以生活情境为基础的探究实验，发现活泼金属做电极时电解规律的变化，不但构建知识框架，还让学生在获取知识的过程中，逐步掌握科学探究的一般方法，学会学习。

以学生的知识储备为起点，多种探究模式的共同使用，让学生有足够的时间思考、想象、动手动脑探索，而且课堂关注学生的体验，最大限度地挖掘学生的潜能，使学生充分体会到成功的喜悦，这正是我们在教学过程中所必须追求的。

参考文献

[1] 毕华林，卢巍.化学基本观念的内涵及其教学价值[J].中学化学教学参考，2011，（6）：3-6

[2] 李晓明.以已有知识为起点完善学生认知结构——以“电解原理”教学设计为例[J].中学化学教学参考，2015，（6）：26-28