杭偉華

摘要：以“原電池”相關(guān)內(nèi)容的教學(xué)設(shè)計為例，根據(jù)蘇教版高中化學(xué)教材的編寫特點，在對《浙江省普通高中學(xué)科教學(xué)指導(dǎo)意見·化學(xué)》（2012年版）建議的教學(xué)目標(biāo)進行分析、整合的基礎(chǔ)上，呈現(xiàn)了同一內(nèi)容在不同模塊中的遞進式教學(xué)設(shè)計，以契合教材“螺旋式上升”的編寫理念。

關(guān)鍵詞：原電池；教學(xué)目標(biāo)；教學(xué)設(shè)計

文章編號：1005-6629（2015）12-0029-05 中圖分類號：G633.8 文獻標(biāo)識碼：B

布魯納在《教育過程》中指出螺旋式課程就是以與兒童思維方式相符的形式將學(xué)科結(jié)構(gòu)置于課程的中心地位，隨著年級的提升，不斷拓廣加深學(xué)科的基本結(jié)構(gòu)，使之在課程中呈螺旋式上升的態(tài)勢。王祖浩教授主編的《普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實驗教科書·化學(xué)》充分體現(xiàn)了螺旋式課程中“螺旋式上升”的理念。該教材將基本概念和原理分散到必修和選修模塊中逐步完善，螺旋式推進，體現(xiàn)了不同階段的不同層次要求，同時也反映了相關(guān)課程內(nèi)容在滿足不同發(fā)展方向的學(xué)生在基礎(chǔ)性和選擇性要求上的差異。

蘇教版高中化學(xué)教材在浙江省的全面使用已有9年。使用新課程模塊教材之初，許多老教師簡單沿襲以往的做法，在概念、原理等教學(xué)中追求“一步到位”，進而造成了必修模塊教學(xué)中教師無所適從、學(xué)生學(xué)業(yè)負(fù)擔(dān)加重的普遍現(xiàn)象。隨著新課程模塊教材及其內(nèi)在邏輯結(jié)構(gòu)逐漸被廣大化學(xué)教師所理解和認(rèn)同，我省化學(xué)教師根據(jù)教材編排體系和不同階段的教學(xué)要求，遵循循序漸進的教學(xué)原則，加強了對教材編排、知識體系、教學(xué)目標(biāo)以及各模塊知識之間相互聯(lián)系的研究，并在此基礎(chǔ)上科學(xué)安排教學(xué)內(nèi)容和要求，依據(jù)學(xué)生的知識基礎(chǔ)和認(rèn)知規(guī)律進行精致的教學(xué)設(shè)計，有效提升課堂教學(xué)效益。

以下結(jié)合蘇教版高中化學(xué)教材“原電池”相關(guān)內(nèi)容的教學(xué)目標(biāo)分析與教學(xué)設(shè)計，呈現(xiàn)筆者對蘇教版“螺旋式上升”編寫理念的理解，以期拋磚引玉，共同探索契合教材“螺旋式上升”編寫理念的教學(xué)設(shè)計。

1 教學(xué)目標(biāo)的整合

“原電池”教學(xué)內(nèi)容的核心是氧化還原反應(yīng)理論的延伸和應(yīng)用，是培養(yǎng)學(xué)生思維能力和科學(xué)探究精神的優(yōu)質(zhì)素材，在高中化學(xué)學(xué)科知識體系中占有十分重要的地位。在蘇教版化學(xué)教材中，“原電池”內(nèi)容主要分布于《化學(xué)2》（必修）、《化學(xué)反應(yīng)原理》（選修）等課程模塊中。《浙江省普通高中學(xué)科教學(xué)指導(dǎo)意見·化學(xué)》（2012年版）（以下簡稱《學(xué)科教學(xué)指導(dǎo)意見》）明確了“原電池”內(nèi)容在不同模塊中的具體教學(xué)要求。

通過表1，不難發(fā)現(xiàn)“原電池”相關(guān)概念在必修模塊中的教學(xué)要求為“初步認(rèn)識”，選修模塊的教學(xué)要求為“系統(tǒng)認(rèn)識”和“實際應(yīng)用”。在必修模塊規(guī)定的5個要求中有4個基本要求，1個發(fā)展要求，而選修模塊規(guī)定的教學(xué)要求則是1個基本要求，4個發(fā)展要求，且4個發(fā)展要求中3個與必修模塊中的基本要求相對應(yīng)，充分體現(xiàn)了“螺旋式上升”理念。

基于以上分析，筆者認(rèn)為在使用蘇教版教材進行教學(xué)的過程中，要對“必修”、“選修”教材進行統(tǒng)籌安排，要對教學(xué)目標(biāo)進行整體設(shè)計。為此，筆者依據(jù)《學(xué)科教學(xué)指導(dǎo)意見》和不同階段學(xué)生的實際情況，從“知識與技能”、“過程與方法”、“情感態(tài)度與價值觀”三個維度制定了“原電池”內(nèi)容在兩個模塊中的三維教學(xué)目標(biāo)，見表2。

2 同一內(nèi)容在不同模塊中的教學(xué)設(shè)計

“螺旋式上升”的編寫理念只有落實在教學(xué)設(shè)計中，才能真正實現(xiàn)教材編寫者的意圖：每個學(xué)生都能學(xué)習(xí)基本的化學(xué)，不同的學(xué)生學(xué)習(xí)不同的化學(xué)，不同階段的學(xué)生學(xué)習(xí)不同層次的化學(xué)。

筆者依據(jù)整合后的三維教學(xué)目標(biāo)，在充分尊重學(xué)生認(rèn)知結(jié)構(gòu)的“最近發(fā)展區(qū)”的基礎(chǔ)上，根據(jù)“原電池”內(nèi)容在“必修”階段、“選修”階段的特點，進行了如下的教學(xué)設(shè)計。

2.1 “必修”階段教學(xué)設(shè)計

引入：格林太太是一位漂亮、開朗的婦女。當(dāng)她開懷大笑時，人們可以發(fā)現(xiàn)她一口潔白的牙齒中鑲有兩顆假牙：一顆是金牙——這是她富有的象征；另一顆是不銹鋼的——這是一次車禍留下的痕跡。令人百思不得其解的是，自從車禍后，格林太太經(jīng)常頭痛、失眠、心情煩躁……醫(yī)生絞盡了腦汁，格林太太的病情仍未好轉(zhuǎn)……

實驗一：

演示1：將銅片放入稀硫酸中，觀察現(xiàn)象。

演示2：將鋅片放入稀硫酸中，觀察現(xiàn)象。

演示3：將銅片和鋅片同時放入稀硫酸中，觀察現(xiàn)象。

演示4：將放入稀硫酸中的銅片和鋅片用導(dǎo)線連接，觀察現(xiàn)象。

討論：銅片上的氣泡是怎么產(chǎn)生的？

實驗二：

探究1：稱量銅片插入稀硫酸前后的質(zhì)量，比較銅片質(zhì)量的變化。

探究2：在銅片和鋅片之間接入電流計，再將銅片和鋅片平行插入稀硫酸中，觀察指針是否偏轉(zhuǎn)。

過渡：如果把實驗中的裝置簡單改進—下，用鋅筒代替鋅棒，把銅棒插在盛有稀硫酸的鋅筒中，接上電流計，大家想象一下會是怎樣一套裝置呢？

活動三：構(gòu)造原電池

（1）兩極材料

學(xué)生實驗：Zn分別與Zn、Fe、C能否構(gòu)成原電池，指針是否偏轉(zhuǎn)？

（2）電解質(zhì)溶液

學(xué)生實驗：完成下列裝置，并觀察電流計指針是否偏轉(zhuǎn)？

（3）閉合回路

思考：你能幫課前故事中的格林太太找到病因，開個好藥方嗎？

2.2 “選修”階段教學(xué)設(shè)計

引入：播放視頻：“橙子”給“蘋果”充電。用水果電池給iphone手機進行充電，讓學(xué)生思考其中蘊含的化學(xué)原理。

回顧：請以下圖裝置為分析對象，回憶原電池工作原理，歸納原電池的構(gòu)成條件。

問題1：反應(yīng)Zn+Cu²⁺=Cu²⁺是吸熱反應(yīng)還是放熱反應(yīng)，如何驗證？

活動一：向一支試管中加入1.0 mol·L^-1CuSO₄溶液50mL，再加入適量Zn粉，借助數(shù)字化實驗儀器，測量溶液溫度，觀察溫度變化。

問題2：既然這是一個放熱的氧化還原反應(yīng)，能否將其設(shè)計成原電池呢？如果可以，請畫出裝置圖，并寫出電極反應(yīng)式。

活動二：請大家根據(jù)裝置圖，組裝實驗儀器，并按要求進行分組實驗。

問題3：zn棒表面為什么會有Cu析出？

學(xué)生：Zn棒與CuSO₄溶液直接接觸，發(fā)生置換反應(yīng)，導(dǎo)致Zn棒表面有紅色物質(zhì)析出。

問題4：如何改進原電池，使化學(xué)能能最大程度地轉(zhuǎn)化為電能？

學(xué)生：讓Zn與CuSO₄溶液不直接接觸，但仍然形成閉合回路。

活動三：（教師演示）用鹽橋?qū)⒅糜衂n片的ZnSO₄溶液和置有Cu片的CuSO₄溶液的燒杯連接起來，然后再將鋅片和銅片分別用導(dǎo)線與電流計相連，觀察現(xiàn)象。

問題5：請判斷導(dǎo)線中電子的流向以及鹽橋中離子的移動方向，寫出電極反應(yīng)式與總反應(yīng)方程式，可以分組討論。

問題6：對比單液原電池、雙液原電池裝置，分析雙液原電池的優(yōu)點及原因。

問題7：除了鹽橋，還有其他方法可以讓Zn與CuSO₄溶液不直接接觸嗎？

用離子交換膜可以嗎？

將鹽橋換成銅片呢？

應(yīng)用：將反應(yīng)2Fe₃₊+Fe=3Fe₂₊設(shè)計成原電池，并畫出裝置圖。

必修階段的教學(xué)設(shè)計突出現(xiàn)象觀察等感性認(rèn)識，著力于知識的形成：以兩組探究實驗讓學(xué)生感受到“電”，認(rèn)識原電池；以兩組對比實驗推進教學(xué)，讓學(xué)生在主動參與、自主探索的過程中掌握原電池的構(gòu)成條件，理解其原理。選修階段的教學(xué)設(shè)計突出原理分析等理性認(rèn)識，著重于能力的培養(yǎng)：以7個問題組成的“問題鏈”展開教學(xué)，從“思考Cu-Zn原電池裝置存在的缺陷”到“如何改進裝置，使化學(xué)能能最大程度地轉(zhuǎn)化為電能”，環(huán)環(huán)相扣，步步追問，促使學(xué)生萌生探索欲望，在分析、解決問題的過程中加深對“原電池原理”的掌握，既是對必修模塊所學(xué)知識的一次拔高，更是學(xué)生能力的一次升華。

3 實踐與反思

不積跬步，無以至千里；不積小流，無以成江海。很多人失敗不是沒有目標(biāo)，而是目標(biāo)太遙遠擊潰了他堅持下去的勇氣。行遠自邇，登高自卑，先走一步，再走一步才是最實在的目標(biāo)！如果我們能將遠大的目標(biāo)進行分解，那么目標(biāo)的達成就舉重若輕了。

筆者認(rèn)為，幫助學(xué)生真正實現(xiàn)“螺旋式上升”，關(guān)鍵是做好以下幾個方面。

3.1 深入研究，把握教材意圖

“螺旋”體現(xiàn)在學(xué)習(xí)主題相同而學(xué)習(xí)內(nèi)容的深度、廣度上存在著不同，“上升”則體現(xiàn)在層次的提升，以及課程內(nèi)容的深度、廣度的適度加深上，而不是簡單地再現(xiàn)或重復(fù)。只有從宏觀上領(lǐng)會教材“螺旋式上升”的編寫理念，才能形成對教材的整體認(rèn)識和準(zhǔn)確把握。如“銅鋅原電池”的實驗裝置雖然在必修模塊和選修模塊中均有呈現(xiàn)，但呈現(xiàn)的方式以及研究的角度已發(fā)生了很大的變化，必修模塊主要圍繞“銅鋅原電池”的實驗進行現(xiàn)象描述和結(jié)論歸納，而選修模塊則是在必修模塊所學(xué)知識基礎(chǔ)上的深入分析與挖掘，直接指向原電池原理的本質(zhì)理解。

3.2 合理取舍，因生因材制宜

教學(xué)目標(biāo)是指教學(xué)活動實施的方向和預(yù)期達成的結(jié)果，是一切教學(xué)活動的出發(fā)點和最終歸宿，是教學(xué)設(shè)計中最關(guān)鍵的部分。教學(xué)中要明確《學(xué)科教學(xué)指導(dǎo)意見》中的教學(xué)要求，清楚哪些要求屬于基本要求，哪些要求屬于發(fā)展要求。如“原電池”教學(xué)的最終目標(biāo)是要求掌握原電池原理，其中包括書寫電極反應(yīng)式和電池反應(yīng)方程式，但若在必修模塊教學(xué)時就展開對原電池工作原理的研究與拓展，對于氧化還原反應(yīng)原理、離子放電順序等掌握比較薄弱的高一學(xué)生來說肯定是不合適的。如果在必修模塊能降低起點，就以“銅鋅原電池”為對象進行分析并適當(dāng)拓展，將對原電池原理的剖析及電極反應(yīng)式和電池反應(yīng)方程式的書寫等放在選修模塊中落實，目標(biāo)實施就相對容易得多，而且會更具實效。