劉一柱
課堂是培養和發展學生學科核心素養的主陣地?！镀胀ǜ咧谢瘜W課程標準（2017年版2020年修訂）》提出：“倡導真實問題情境的創設，開展以化學實驗為主的多種探究活動，重視教學內容的結構化設計，激發學生學習化學的興趣，促進學生學習方式的轉變，培養他們的創新精神和實踐能力。”本文以必修二“化學反應與電能”，闡述基于情境和問題的互動探究式教學實踐。
一、教學設計思路
“化學反應與電能”主要包括化學能與電能的間接轉化和直接轉化，間接轉化涉及化學反應的能量變化本質，直接轉化側重于原電池工作原理學習，學習內容與生產生活實際相關。因此，在教學設計上將情境設置系列化，突出學生主動學習，將宏觀現象和微觀分析聯系起來，將知識、技能和方法有機結合，滲透化學表征能力、實驗與探究能力、化學方法和分析能力、化學信息處理能力、發現與提出問題能力、證據推理與論證能力、模型認知能力的培養。
根據學習要求和內容特點，采用情境設置、問題驅動、主體活動和學習內容融合并行的教學組織方式（見右上表），橫向基于情境和問題導向，實現學習主體的驅動，縱向環環相扣、層層遞進，引導學習目標達成。
二、教學實施和策略
1. 新課引入
以《普通的改變，將改變普通》視頻進行新課引入，然后轉入課堂小測，在后續教學過程中用相關內容進行銜接和印證。一是從發展史中感悟，通過介紹1780年伽伐尼的青蛙解剖實驗到1799年“伏特電堆”，再到1836年的丹尼爾電池的發展簡史，讓學生從中領悟改變。二是在分組實驗中感悟，完成水果電池實驗后，對實驗過程中的不足進行反思和討論，如實驗準備、小組合作和實驗操作的存在問題，商定改進的策略，再進行原電池實驗，協商之后再實驗，連貫性和效率有明顯改善。三是從實驗設計中感悟，原電池實驗設計中看似簡單的改變，巧妙地將氧化反應和還原反應在不同電極發生，從實驗①、實驗②、實驗③的對比（如圖1所示）感悟改變，體會創新的魅力。
2. 任務驅動
圍繞學生的最近發展區，設置多種情景，引導學生建立知識間的關聯，提供展示、討論、交流的機會和時間，調動學生共同參與的興趣和熱情。
課堂小測：完成化學反應方程式“Zn+ + H2SO4-”，并標注電子轉移的情況。以分析反應的電子轉移情況導入，引導學生銜接新舊知識，形成“電子轉移”與“電流”的初步聯系，為新內容學習做準備。與學科核心素養“宏觀辨識與微觀探析”相關。
通過設置8個不同問題的討論、交流形成驅動任務，通過教師適時引導和鼓勵，養成主動學習和樂于參與的習慣，讓學生在思考、分享和點評中體會學習的收獲和成功，感受化學的魅力。
3. 邏輯推理
在情境問題中引導進行理性思考，將發現與提出問題能力、證據推理與論證能力的培養滲透到學習過程中。
采用剪輯的動畫為情境，內容為將手機連接充電線，充電線插頭端插入蘋果中，加入汽水后，手機屏亮起。驚奇之余，不少學生迅速表示懷疑并引發議論，由此歸納出這種情況下的兩種對策：進行實驗驗證和尋找理論依據。
教師在肯定學生敢于質疑、不輕信虛假信息的務實態度和科學精神，發揮新情境作用的基礎上，引導學生借鑒其連接方式，遷移到水果電池的設計和實驗。滲透學科核心素養“科學精神與社會責任”的教學。
水果電池實驗貼近學生對裝置設計的推理思維，課堂教學中，學生能注意到水果中未知的化學反應，提出水果電池產生的電能是否來自化學能的質疑，再通過討論推理找到縮小范圍，改用“某一具體化學反應”替代水果中的“未知反應”的方法，實現了分析環環相扣，討論逐漸深入，通過證據推理得出銅鋅原電池實驗的模型，形成一條合理的證據鏈，完成原電池裝置設計的論證。
4. 知識運用
結合閱讀和實驗探究等活動，讓學生在主動學習中熟練信息處理、科學探究的方法和技能，這是本課時在培養和發展“實驗探究與創新意識”“宏觀辨識與微觀探析”“證據推理與模型認知”等學科核心素養中重要的一環。
師：請用1分鐘時間閱讀教材36頁第一、二自然段，并進行分享。
（要求：分享時不能看書，其他同學對照教材進行評價）
生A：汽車通過汽油燃燒產生熱能，熱能通過輪機轉化為機械能，再通過發電機轉化為電能，為汽車供電。
生B：一些東西通過化學反應，由化學能轉化為其他的能量，氧化還原反應是關鍵。
同學評價：（略）
師：雖然同學們都認為兩位同學講得不夠準確和完整，不妨對比一下，如果由你來分享，哪些地方要改進？下面請大家再閱讀一次，注意閱讀與思考同步，注意關鍵詞以及信息的獲取、記憶、理解和歸納。
生A：（第二次分享）火力發電是化石燃燒反應產生熱能，熱能推動蒸汽輪機轉化為機械能，再帶動發電機轉化為電能?；茉窗l生化學反應，化學能轉化為熱能。
生B：（補充）我覺得還有火力發電時化石能源的燃燒很關鍵，發生了氧化還原反應。
師：兩位同學的前后兩次分享對比，閱讀的效果有了進步，普通的改變有了效果，但閱讀能力還存在明顯的短板，要多加練習信息處理技巧。比如剛才同學的分享中沒提到兩個要點：一是電力生產量構成，日常使用的電能主要來自火力發電;二是火力發電是化學能間接轉化為電能。那么，可不可以實現彼此間直接轉化呢？
以上學習過程采用連續二次閱讀和分享的效果對比，給學生帶來內心的觸動。又如，通過讓學生從“化學能直接轉化為電能”的探究過程中，領悟化學探究方法，具體見圖2。
學生在完成原電池探究實驗后，結合裝置圖和現象進行證據推理：①電流表指針偏轉，可知裝置形成了回路，從電流表指針偏轉方向可知，電流通過導線由銅片流向鋅片，因此電子是由鋅片流向銅片;②由第一步可推出鋅片為負極，是電子流出的極;③由第一步可推出銅片為正極，是電子流入的極;④鋅片不斷溶解，可知鋅失去電子，發生氧化反應，變為鋅離子，進入溶液，電子流向見第一步和第二步;⑤銅片表面有氣泡產生，經驗證氣體是氫氣，可知溶液中的氫離子在銅片得到電子，產生氫氣，發生還原反應。具體見圖3。
上述推理過程結合已學的物理知識以及宏觀和微觀的聯系，學生逐步推理論證原電池的結構和工作原理，消除認知障礙，認識化學能直接轉化為電能的方法，學會證據推理的方法和技巧。
責任編輯 韋英哲A7614627-9AF0-4AF6-B860-901C9EA63E99
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