教学设计 基于高中化学核心素养的探究 能力培养—以“原电池”为例

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    原电池是把电能转化为化学能的一种装置，也是化学与能源相联系的很关键的内容，这些知识不但能让学生大开眼界，而且还能为环境、能源与可持续发展提供良好的教学内涵，所以我的思路是这样的，从一个小车原电池模拟实验引入新课，激起学生对本节课的好奇心，可以达到教学创设情境的需要。在学生理解原电池概念和构造的基础上，让学生动手实验检验自己学过的知识。引导学生通过对原电池产生电流现象的观察和分析，发现原电池在实现能量转化过程中存在的矛盾，认知冲突，引发进一步思考，寻求解决方案，从而培养学生养成“发现问题→分析问题→提出假设→实验验证”基本的科学素养，并养成实事求是、严谨治学的科学态度。

二、教学分析

教材分析：本节课选在新教材人教版化学选择性必修第四章化学反应与电能第一节《原电池》，本节课内容顺应新时代发展理念：能源与可持续发展，遵循新课标的要求，有利于培养学生的核心素养。教材通过对单液原电池电池效率的探究，引出双液原电池，引出半电池、盐桥、内电路、外电路等概念，对原电池工作原理的概貌有比较深入的了解。由于原电池在实际生活、工农业生产、科学研究中应用广泛，学好本节知识，具有比较重要的理论意义和现实意义。在化学能与电能的基础上，引入盐桥的概念，进一步巩固原电池的工作原理，在氧化还原反应、能量转换、电解质溶液的等知识的基础上，为后面学习电解原理、金属的腐蚀与防护等奠定基础。

学情分析：学生已经具备氧化还原反应、原电池等基础知识，对简单的原电池有一定的知识贮备，求知欲很旺盛同时有较高的动手能力和实验操作能力，但对知识运用能力有待提高，本节课将在此基础上，充分发挥学生的主动性，探究更加高效的原电池装置，让学生在探究的过程中体验动手操作和合作的乐趣，进一步激发学生的学习兴趣。

三、教评目标

1.教学目标

（1）、通过观察 “Cu-Zn（CuSO₄溶液）”原电池装置产生电流过程中的系列现象（如：电流强度变化、电极表面现象、电解质溶液温度变化等），感受“氧化剂和还原剂直接接触”的原电池装置在实现能量转化的过程中存在效率问题，进一步体会能量间可以相互转化及转化过程中能量守恒。

（2）、通过观察“Cu-Zn（盐桥）”原电池装置特点及产生电流的实验现象，分析形成电流的微观过程，了解盐桥的作用，进一步了解“氧化剂和还原剂完全隔离”的原电池装置的反应原理。

（3）、通过对单液与双液电池的对比，能分析原电池的构成条件和盐桥的作用。

（4）、经历“Cu-Zn（CuSO₄溶液）”原电池装置到“Cu-Zn（盐桥）”原电池装置改进的分析过程，感受科学研究中发现问题、分析问题、解决问题的探究过程。

（5）通过对已知条件的氧化还原反应进行原电池设计，能感受原电池的实用价值，初步形成创新意识，增强社会责任感。

2.评价目标

（1）通过学生对锌铜原电池的实验现象的观察，收集有效信息加以分析；诊断出学生基本的科学思维能力、实验操作能力和原有原电池知识掌握程度。

（2）通过学生对具体实验现象的判断和分析，诊断发展学生对原电池工作原理的认识水平和借助观察、分析、推理等科学方法处理问题的能力。

（3）通过学生对单液电池的不足探究分析，改进普通原电池装置，正确理解盐桥在电化学中的应用。诊断出学生对原电池构成条件认识水平和创新意识。

四、教学的重点难点

教学重点：原电池原理、盐桥的作用、探究能力的培养

教学难点：原电池设计改进、探究能力的培养

五、教学策略

1.知识联系生活策略

本节教学通过情境设置，紧密联系生活，以生活中常见的原电池为背景，探究提高原电池工作效率的改进方法，并对盐桥知识进行学习，激发学生学习兴趣。

2. 实验探究的教学策略

本节教学采用实验探究法，引导学生通过实验探究，对原电池产生电流现象的观察和分析，发现单液原电池存在能量转化过程中的矛盾，并设想解决矛盾的思路，理解解决矛盾的方法。

3.化学三重表征的含义及教学策略

化学三重表征就是从宏观、微观、符号三种表征角度去认识和理解化学知识，并建立三者之间的有机结合和相互转化。三重表征是从多个不同的角度来理解、认识化学的，它是各个角度的联系与融合，是一个有机的整体。运用三重表征的思维方式学习化学，能增进学生对原电池知识的理解，提高学生分析和解决化学问题的能力。三重表征的教学策略可归纳为以下四个方面：加强实验教学；合理利用微观模拟；理解符号表征的意义；加强表征之间的转换意识和能力。

4.POE策略  

引导学生通过实验体验原电池的不足之处，通过实验改进并验证的方法，设计出更加高效的原电池装置，形成从理论分析到实验验证的角度解决问题的思路和模型

七、教学过程

  第三节  教学反思

本节课是在2020年市教研室举行的优质课比赛时准备的，当时荣获市级优质课一等奖，收到评委的一致肯定，后来在学习华南师范大学钱扬义教授的“1+4”小套餐教学设计后重新整理改进，改进后的课程设计重点更加突出，课程思路清晰，认知层层递进，让化学学科核心素养在学生中更加容易落地。

教学反思：

1.以生为本，探究好的课堂教学模式

在整个教学中坚持“以人为本”的教学理念，尽可能的使每个学生都参与实验活动，同学之间相互交流与探讨，活跃了课堂氛围，使得学生学习的主动性和学习的兴趣都得到了提升。教师在此过程中起到主导作用，创设问题情景，激发学习兴趣，让学生充分体验探究过程的曲折和乐趣，学习科学方法，发展科学探究的能力并增进对科学探究的理解，让学生成为课堂的真正主人。在教学中，由于学生个体差异比较大，对知识的理解和掌握程度也不一样，学生的认知能力、实验操作能力有差异，所以导致在活动时间结束时仍然有个别小组还没有得出结论，由此说明学生在实验探究能力方面有点欠缺，教师需要进一步的加强引导。

2.变革教学方式，探索可行的学生认知模式

现代社会的主要能源来自于电能，所以学习这节内容不但可以使学生学到专业的化学知识，而且还可以增加学生学习兴趣，同时可以感受到化学对社会生活发展带来的巨大贡献。在教学中，我对教材内容进行适当的处理，补充一些问题情景，增设一些探究实验，学生在老师引导下由易到难，层层递进地进行探究活动，让学生在探究过程中形成认知冲突，不断肯定或否定自己的一些推论，得出结论的同时提出新的问题，在解决新问题的同时对知识产生新的认识，在很好理解和掌握知识的同时培养学生的探究意识和解决问题的能力。

3．注重学生活动的开放度，合理的分配探究的时间

本节课以学生实验探究为主，在课堂上，教师必须有很好的时间把控能力，在备课时，一定要把课程各个环节时间分配好，要充分考虑学生的认知能力及突发情况的发生，提前预设问题加以引导，积极调动学生的课堂积极性，提高学生认知水平和解决问题的能力。

第四节 专家点评

一、磨课专家点评

1.通过创设问题情境，开展以化学实验为主的活动探究，在完成目标教学的同时，培养了学生分析问题，解决问题的能力，落实了学生的化学学科素养；

2.课堂上突出了以生为本的教学理念，通过学生合作探究，发现问题，解决问题，充分发挥出了学生的主体地位；

3.智慧课堂的教学手段提高了课堂效率，让抽象的知识更加具体形象，有利于学生的思维建模；但在知识点时间的分配上仍要很好的打磨，让重点更突出，课堂更加紧凑；

二、评课专家点评

1.通过构建模型，提高了学生的认知能力，通过建立认知冲突，从普通的原电池过渡到盐桥电池，让学生更深入、全面的学习原电池知识，达到了深度的学习；

2.课堂教学设计的学生探究性实验，突出了学生的主体地位，激发了学生的学习兴趣，也找到了很好的路径让学生的核心素养落地；通过问答的形式进行讨论交流和实验探究，强化学生的实验能力和合作交流的能力，培养科学探究精神，给学生自我展示的机会，课上学生也积极配合，课堂氛围良好；

3.加强课堂的把控能力，适时引导、启发学生，让教学环节更加流畅。