素养为本的“原电池”教学设计

中教学参考
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(总第538期}.
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素养为本的“电池”教学设计
刘萍朱汝葵*陈思静
(南宁师范大学化学与材料学院广西南宁530001)
文章编号:1002-2201 (2021)03-0044>02 中图分类号:G632. 4文献标识码:B
一、 新课标对化学教学的要求
《普通高中化学课程标准(2017年版)》[|]提出了 “以培养化学学科核心素养为主旨”和“重视开展‘素养
为本’的教学”等基本理念,倡导真实问题情境的创设和 “教、学、评”一体化,强调能运用相关的化学知识或原理 分析解决实际问题。这些基本理念在一定程度上反映 了化学学科核心素养是以真实问题情境为载体,在自主 探究学习、化学知识学习和化学问题解决中培养和发展 的[2]。因此,在课堂教学中要立足于学科核心素养,优 化教学设计,改进教学活动,关注思维过程,促进目标达 成[3],引导学生运用化学知识解决问题,形成知识远迁 移能力D
二、 设计理念
原电池的发展已有300多年的历史,目前广泛应用 于工农业和日常生活中,其工作原理是高中化学教学内 容的重点。本设计以选修4 “原电池”为例,注重从生活 中的水果电池出发创设真实的问题情境,激发学生探究 的欲望和兴趣,引导学生运用所学知识分析“水果电池 能量转化率低的原因”,再进一步展开以“如何获得能量 转化率高的原电池”为主题的探究活动,让学生通过探 究活动学习盐桥的作用,认识双液原电池在生活和生产 实际中的广泛应用。其次,引入“原电池的发展史”和 “废旧电池的处理”微课,让学生认识原电池的社会价值 和正确处理电池的方法。在这一教学过程中结合目标、情境、活动、任务、评价五方面实现“教、学、评”一体化,有效落实“素养为本”的教学。
三、 教学过程设计
1.教学环节一:创设情境,复习旧知
目标1:通过探究水果电池的工作原理,巩固已有 知识。
低频振荡情境1:展示水果电池图片:小桔灯、大型柠檬电池。
情境信息:①在生活中用连接好的铜棒、锌棒、二极 管和水果等可以制作“小桔灯”,但“小桔灯”亮度不稳
* 通讯作者,E- m ail:gxkui93@163. com。
长春密刺44定。②外国小伙用1 〇〇〇多个柠檬制成大型水果电池给 超级跑车充电,但只产生了 300 mA的电流,只能勉强给 手机充电。
活动1:思考与交流:①这些水果电池运用什么原 理?请提炼原电池模型并解释。②导致水果电池能量 转化率低的原因是什么?
任务1:提炼原电池模型,书写电极方程式,从微观 角度解释水果电池的工作原理。
评价1:诊断并发展学生从“宏观-微观-符号”三 重表征原电池工作原理的水平。
素养形成:从生活走进化学,匈设真实问题情境,引导学生发现问题,并借助已有知识从“宏观-微观-符号”三重表征解释水果电池的工作原理,培养学生宏观 辨识与微观探析的化学学科核心素养。
2.教学环节二:初次探究,分析原因
目标2:通过对单液原电池能量转化率低原因的探 究,形成“理论分析一实验验证一得出结论”实验探究 的方法。
情境2:①单液原电池能量转化率
低的实验探究(见图1)(注:观察锌片、
铜片、温度计和灵敏电流计的变化)。
②资料小卡片:实际使用的锌片不
纯,混有碳等杂质,锌、碳、稀硫酸可构
成许多微小的原电池,使H+在锌片上
得到电子,生成氢气。
稀比304溶液
图1实验装置活动2:思考与交流:①锌片上的气泡是如何产生 的?能量如何转化?②铜片上为什么有气泡产生?能 量如何转化?③还存在什么原因也导致铜片上有气泡 产生?④导致单液原电池能量转化率低的原因有哪些?
⑤如何改进装置,使原电池能量转化率提高?
任务2:①小组进行实验探究,记录实验现象,并从 微观角度分析单液原电池能量转化率低的原因;②分析 并讨论实验装置改进的方法,如图2
所示。
课堂教,
学驗2021年第3期
(总第538期)
教学参考
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问题 方法
图2 实验改进流程
评价2:通过对“单液原电池能量转化率低”的原因 探究和分析,诊断并发展学生对单液原电池工作原理的 认识水平(元素水平、微粒水平)。
氮化铝烧结炉
素养形成:创设问题情境,引导学生对锌铜原电池 进行宏观探识与微观探析,分析单液原电池的缺点并进 行装置改进,构建双液原电池模型,促进学生证据推理 与模型认知学科核心素养的形成。
3.教学环节三:深入探究,建构新知(一)
目标3:通过对“如何获得能量转化率较高的原电 池”的探究实验设计方案和交流,初步建构双液原电池 模型。
情境3:双液原电池实验装置图(见图3)。
ZnS04溶液稀H jO,溶液
图3实验装置
活动3:请根据以上实验改进方法的分析,设计实验 方案,选择材料使优化的原电池装置形成闭合回路。
可选择材料:灵敏电流计、铜片、锌片、导线、烧杯两 只、H2S04溶液、ZnS04溶液、滤纸、饱和1«:1溶液、饱和 NaCl溶液、盐桥、温度计。
任务3:①设计实验方案,方案一:用含饱和KC1溶 液的滤纸条搭建桥梁;方案二:用含饱和NaCl溶液的滤 纸条搭建桥梁;方案三:用盐桥搭建桥梁。
②汇报方案,并点评。
评价3:通过对双液原电池的探究实验设计方案的 交流、讨论和点评、模型的建构,诊断并发展学生实验探 究水平(定性水平)和认识思路结构化水平。
4.教学环节四:深入探究,建构新知(二)
目标4:通过对“能量转化率高原电池”的实验探究 和现象的分析,学习盐桥的作用。
情境4:①“能量转化率高的原电池”实验探究;② 展示实验室盐桥(实物);③展示双液原电池电子转移动现象产生说明什么?②为什么搭建含饱和KC1溶液的 滤纸条或盐桥灵敏电流计指针偏转稳定,而含饱和NaCl 溶液的不稳定?③为什么搭建含饱和KC1溶液的滤纸 条和盐桥,达到的效果是一致的?④双液原电池装置的 优点有哪些?盐桥有哪些作用?
任务4:根据实验现象和双液原电池电子转移动态 图,分析双液原电池能量转化率高的原因,归纳盐桥的 作用。
评价4:通过对双液原电池装置的优化、实验探究和 分析,诊断并发展学生对双液原电池工作原理的认识进 阶(宏观反应水平、微观反应水平)和认识思路的结构化 水平(视角水平、内涵水平)。
素养形成:通过对盐桥原电池的深人探究,引导学 生设计方案并进行实验验证,优化原电池装置,认识盐 桥并分析盐桥原电池的优点,打破学生思维定势,促进 科学探究与创新意识学科核心素养的形
成;同时引导学 生形成学习原电池工作原理的一般思路:提出问题、设 计方案、实验验证、分析原因、得出结论,培养学生的髙 阶思维,落实证据推理与模型认知的学科核心素养。
5.教学环节五:知识迁移,学以致用
目标5:通过对双液原电池的深人探究及应用分析,认识原电池在生活、工农业生产和科学研究中的巨大作 用;能联系生活、生产实际分析废旧电池对环境和人类 健康可能产生的影响,增强社会责任感。
情境5: (1)展示常用蓄电池的解剖面(见图4);
(2)播放“电池发展史”和“废旧电池的正确处理”微课。
正极蚀刻因子
负极
隔膜
图4蓄电池解剖图
活动5 :思考与交流:(1)你知道上述哪种材料充当 了盐桥的角?请你一。(2)带有盐桥的电池是如 何发展而来的?在日常生活、生产实际中具有什么用途?请谈谈你的看法。(3)如果你是科学家,你对未来 的电池有什么展望?(4)生活、生产中的废旧电池如何 处理,才能促进人类生命健康和社会环保?
任务5:(1)出蓄电池中充当盐桥的材料。(2)归 纳原电池的发展及广泛的用途。(3)谈谈你对未来电池 的看法。(4)总结正确处理废旧电池的方法。
评价5:通过对电池的发展史及应用、废旧电池的处
态图。
活动4:思考与交流:①温度计示数不变、锌片上无理学习,诊断并发展学生运用化学知识解决生活、生产 实际问题的能力水平,对化学物质、化学知识价值的认同
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2021年第3期 (总第538期)•
拉课魏学
“来自石油和煤的两种勘:化工(乙烯)”教学设计
朱梦晨
(西咸新区秦汉中学陕西西安712000)
文章编号:1〇〇2-220丨(2021)034)046^04 中图分类号:G 632.4《普通高中化学课程标准(2017年版)》m 提出,化 学学科核心素养包括“宏观辨识与微观探析”“变化观念 与平衡思想”“证据推理与模型认知”“科学探究与创新 意识”“科学态度与社会责任”5个维度。“素养为本”的 课程是基于学生发展核心素养的要求,以课程改革为基 础,以立德树人为导向,整体建构实施的课程。笔者以 “乙烯”教学为例,浅谈如何在教学实际中落实化学学科 核心素养。
_、教学主题内容
“乙烯”选自人教版高中化学必修2第三章第二节 “来自石油和煤的两种基本化工原料”,“乙稀”为其第 一课时的内容。乙烯是继甲烷之后学生学到的又一重 要有机物,是中学阶段介绍的第一个烯烃,是其他稀烃的 原型,乙烯的双键的性质甚至可以迁移到其他烯烃等不饱水平。
素养形成:学习电池的发展史及其应用和废旧电池 的正确处理,让学生置身于电池发现的情境中,跟随科 学家一起经历知识发展的动态过程,体会运用知识解决 社会问题的用途,树立正确的科学观,培养学生科学态 度与社会责任的学科核心素养,解决问题、形成远迁移 能力。
四、教学反思
1.创设真实问题情境,从生活走进化学,从化学回 归生活
以水果电池为例,提出了“用水果、连接好的锌棒和 铜棒制作的‘小桔灯’为什么发亮?”“工作原理是什
么?”“大型水果电池产生的电流为什么只有300 mA ?” “导致水果电池能量转化率低的原因是什么? ”等真实问 题,引导学生开展以“如何获得能量转化率高的原电池” 为主题的探究活动,从生活走进化学,让学生成为优化 原电池的探索者,历经科学探究的过程,加深对原电池 工作原理的理解,再回顾电池的发展史及其应用,学习 废旧电池的正确处理方法,回归生活和生产实际,让学
文献标识码:B
和烃的学习中。其次,本节涉及中学阶段一种很重要的反 应——
加成反应,同样,乙烯与溴的加成也是其他各类加 成反应的原型。因此,本节课具有承上启下的作用。
本课时的主要内容包括:①乙烯的制备;②乙烯的 结构;③乙烯的性质;④乙烯的用途。
二、教学现状分析
传统的灌输式教学理论把教学简化为教师以教材 为媒介,引导学生掌握一定知识技能的活动。尤其在乙 烯的性质探究层次,也仅限于视频播放进而得出结论。 在此过程中学生是被动的角,没有自主
探究学习的意 识,同时课程设计也未很好地体现核心素养。学生之前 学习过甲烷结构及烷烃的一些性质,但其与乙烯之间的 相似性极小,很难发生有效的迁移。并且学生也是刚接 触有机化学,从未接触过烯烃,对物质结构与性质的关生运用知识解决生活、工农业和环境中废旧电池的处理 问题,体会化学知识在生活和工农业中的价值,体验绿
化学的理念,形成知识远迁移。
胎圈钢丝2.注重“教、学、评”一体化,促进素养形成
本节课是根据《普通高中化学课程标准(2017年 版)》[1]倡导的“教、学、评”一体化的基本理念,结合设 计中的目标、情境、活动、任务和评价五个方面,观察学 生在问题分析与解决、思考与交流、实验方案设计、实验 探究等教学活动中的具体表现,采用提问、点评和评价 量表等方法,对学生原电池的学习质量和核心素养的发 展给予准确的评价和把握。最后学习“电池发展史”和 “废旧电池的正确处理方法”微课,让学生体会化学知识 的社会价值,树立良好科学观的同时促进知识的远迁移。
参考文献
[1] 中华人民共和国教育部.普通高中化学课程标准(2017
年版)[S ].北京:人民教育出版社,2018.
[2] 吴星•对高中化学核心素养的认识[J ].化学教学,2017
(5):3-7,
[3] 孙旭,李佳,徐东方.“素养为本”的高中化学课堂教学评
价标准研究[J ] •化学教育,2019,40(21) :9 - 14.
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