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  【摘 要】 有关高中阶段化学教学,其中一个重要的专题内容就是“电化学”,不仅具有较强的理论性而且涉及很多抽象概念,有关题目不仅灵活而且新鲜,需要学生能有效联立守恒法、氧化还原等彰显着一定的综合性。因此,学生在学习过程中会存在很多问题,由此本文将立足证据推理和模型认知角度,重点分析其在高中电化学教学中的体现。
  【关键词】 电化学教学  模型认知  证据推理  体现分析
  引言:
  基于经济的发展和社会的进步,不断更新的知识信息,人们逐渐提高对“核心素养”的重视。有关核心素养发展应以培养学科核心素养作为基础,教育工作者应最大限度挖掘化学核心素养当中体现的育人价值。其中“证据推理”以及“模型认知”是关键的化学核心素养组成要素,因此在高中化学教学中体现并促进学生形成证据推理与模型认知能力尤为关键。
  一、问题驱动
  首先教师可以抛出问题:同学们,试想氯化铜溶液当中含有的微粒有哪些?(旨在建立学生的微粒观)如果在通电条件下当中的离子与电子会进行怎样运动?阳极与阴极在通电条件下分别会出现怎样的电极反应?电极方程式应该怎样书写?在学生进行相应的化学实验后引导学生进行归纳与总结:连接电源正极的电极被称之为阳极,连接电源负极的电极被称之为阴极。通过学生对实验现象进行仔细观察,引导其写出电极反应式。
  为进一步加深学生理解,构建相应实验模型。教师可以进行如下提问:由什么决定了溶液当中离子的放电顺序?有关这部分内容属于氯化铜溶液电解的实验模型,学生在具体实验验证、小组探究讨论以及共同总结的过程中,有利于学生亲自感受将电能变逐渐变为化学能,而且通过“合理猜想—严格验证—高度总结—建立理论”的过程,循序减低地强化学生理解其工作原理,了解离子相关放电顺序。而在后续进行的氯化钠溶液电解实验中,通过进行类似的两个组分不同产物的对比,明确离子放电顺序所体现的规律。然后在课堂小结中上升至理论,帮助学生构建电解问题分析的一个宏观思维程序。激发学生深入思考,引导学生学会进行思考的手段,进而使学生形成针对知识的自我认识,形成满足自身需求的知识体系。因此,在课堂教学中学生会更主动地学习,充分体现学生整个思维过程,对于新知的学习也是层层递进水到渠成。
  二、类比归纳
  有关电解池的课堂教学过程中,高中化学教师可以引入移动状态下的微观粒子模型,通过这样的方式帮助学生更直观地看到在电解池当中,微观粒子所体现的移动方向,了解在阳极所发生的是氧化反应,而阴极则是还原反应。依据生动的微观模型,学生更容易构建“正(负)电荷的闭合运输回路”认知,所呈现的反馈效果也更理想。在前文的课例中均呈现如何通过证据推理以及模型认知,这两个核心素养进行教学设计及其相关实施方式。充分运用于电化学当中的电解池的素材及实验和,引导学生建立电化学的认知、实验、符号以及思维模型,通过训练证据推理能力、借助问题驱动,让学生逐步形成概念从而深入理解电解规律。与此同时,教师可以这一过程中有效指导学生实验,有利于对实验设计能力培养。在高中电化学教学中培养学生模型认知、证据推理素养,着眼于电解池装置模型,引导学生由操作实验至现象观察再至分析推导,亲自感受了一个相对完整地科学认识过程。
  三、模型认知具体应用流程
  第一,事实证据收集。有关化学的学科核心素养,证据推理以及模型认知处在同等重要的位置,从某種角度来讲,前者属于后者的重要基础,通过针对研究对象进行观察、实验等相关过程,对规律加以总结并构建模型。因此,事实证据的收集应是模型认知的首个流程,由此为后续工作打下基础。例如针对原电池复习专题,可以收集燃料电池、伏特电池等事实证据。
  第二,模型要素明确。当具备事实证据之后,通过分析与对比,建立研究对象的基本核心概念,且相关概念会对模型构建提供支撑。例如在进行原电池专题复习时,主要核心要素为电极反应物、离子导体、电极产物等。
  第三,构建要素之间的关联。正确关联模型核心要素是能否科学模型建构的大前提。学生应该清楚要素间存在的影响、制约等系列关联,而且要充分思考这种关联存在的本质原因有哪些。比如在原电池中,反应物(电极)是怎样到得到生成物?多种电极反应物同时存在的情况,是这样生成电极产物是的?存在前后顺序吗?而当中的内在原因则是氧化性、还原性的。
  第四,认知模型初步建立。核心要素明确且核心要素之间关联建立之后,化学教师应该引导学生以相应的方式清晰简明地展示这些结论,而这也是建构模型的过程。此过程应外显化表达学生的心理认知,可采取多种方式或者形式表达,然后选出最佳的表达方式。
  第五,模型应用强化。学生在这一环节中,需要整合归纳之前所建立的模型,应用在其他类似问题,在解决有关问题中强化与熟悉构建的模型。
  第六,修模和再次建模。学生应该在使用模型时,,尽可能找出原有模型存在的缺陷与不足,要是其中缺少某一要素或是不能适用于同类特殊问题等,应针对现有模型加以改进或者是依据自己认知思维构建一个新的模型。这样不仅能有利于学生处理在电化学知识当中的“学困点”,而且还提升学生认知电化学知识的水平,更重要的是模型认知能力也得到提高。另外,也能启发学生基于模型视角学习其他化学专题,在培养模型思维的同时,助力学生化学核心素养的提升。
  结束语:
  高中化学教师应通过实际问题与知识的导思、导学,让学生能够学会建构模型,通过针对性的问题促进学生懂得证据推理的方法。以此助力于归纳能力、分析能力得提高与化学思维的培养。
  参考文献
  [1] 单世乾,倪娟.基于探究实验建构认知模型的化学教学研究——以“原电池的工作原理”教学为例[J].化学教学,2018(12):59-64.
  [2] 汪爱华.证据推理与模型认知在电化学教学中的体现[J].华夏教师,2019 (04):20-21.

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