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智慧课堂的深度教学实践研究

作者:周焕燕 字数:3471  点击:

[摘要]新课改呼唤深化课堂教学改革,“双减”政策要求课堂提质增效,郭元祥教授的深度教学理论已经成熟,实践成果丰富,荔城中学已启动深度教学课堂改革。实施深度教学,让深度学习真实发生,基于智慧课堂教学模式,以《原电池》为例设计教学流程,落实立德树人根本任务,凸显文化育人功能。

[关键词]智慧课堂;深度教学;模型建构;原电池

一、教学主题内容及教学现状分析

(一)教学主题内容

原电池原理是中学化学重要的基本理论之一。高中化学必修第一册有关原电池的内容要求是从氧化还原反应的角度认识原电池的工作原理,能举化学能转化为电能的例子,能辨别简单原电池的构成要素,并且能分析简单原电池的工作原理。选择性必修1中有关原电池的内容要求是掌握原电池思维模型并应用。充分利用铜-锌双液原电池组织学生分析解释、推理预测、设计评价等活动,引导学生对原电池工作原理的认识,帮助学生认识原电池的基本要素,建立对原电池系统分析思路,提高学生对原电池本质的认识。笔者参考《化学课程标准》(2017年版)、《教师教学用书》,基于智慧课堂的教学模式,设计《原电池》教学流程,引导学生对原电池理论深度学习,培养学生“证据推理与模型认识”核心素养,以“铜-锌-硫酸溶液单液原电池”为例温故知新,课堂实验探究单液原电池的缺点,引导学生描述双液电池的组成,分析金属导线及电解质溶液中形成电流、盐桥的作用以及两极的反应,逐步梳理双液原电池的工作原理,引导学生构建双液原电池模型,引导学生利用原电池原理模型设计双液原电池装置。

(二)教学现状分析

虽然在必修课程中已经学过了原电池,也初步形成了原电池思维模型,但双液原电池比单液原电池更复杂,而且原电池涉及到学生学得比较困难的氧化还原反应、物理电学,学生在学习过程中会有困惑,所以本作者通过宏微结合、证据推理等引导学生掌握双液原电池的工作原理,构建原电池思维模型。

二、教学思想与创新点

《原电池》教学过程中,不仅要求学生掌握相关的知识,更要让学生知道学习这知识点对他日后在生活生产实际中的意义和作用。在应试教育的大环境下,课堂教学普遍会存在的主要问题是:教师浅层化教学,不利于国家人才需要和个体发展需要。实施深度教学,让学生深度学习,基于智慧课堂教学模式,以《原电池》为例设计教学流程,发展学生高阶思维和高级认知,落实立德树人根本任务,凸显文化育人功能。教学过程中基于智慧课堂的深度教学理念,更能激发学生学习的热情,有利于提高《原电池》教学的有效性。本文作者通过分析原电池的二维四要素帮助学生构建原电池模型,认识模型,应用模型解决原电池有关问题。

三、教学目标

1.分析锌铜原电池,建立原电池的系统分析的思路,根据电极反应、电流方向、离子的移动方向等判断原电池的正极和负极,会写电极反应式。

2.通过锌铜单、双液原电池实验,探究盐桥的构成与作用,理解双液原电池具有稳定电流的原因。

3.通过探讨锌铜双液原电池,知道电极反应、电极材料、离子导体、电子导体是原电池构成的四个基本要素,构建双液原电池思维模型。

4.能根据已构建的原电池思维模型,应用模型设计简单的原电池。

四、教学流程

五、教学实录

本节课主要从五个环节展开教学,具体如下:

(一)课前环节:创设情境 温故知新

1.锌片放入硫酸铜溶液中,完成下列问题

(1)写出离子反应方程式:_____________________________

(2)标出两剂两产,标出电子转移的方向和数目。

(3)分别写出氧化反应和还原反应:____________ 、______________

(4)若想看到电子的转移,如何设计实验?

学生答题情况:大多数学生能写出离子反应方程式,正确找出两剂两产,能写出电子转移的数目和方向。少数学生答案完全相反,部分学生没有深度学习氧化还原反应,容易混淆两剂两产。对于第4个小问都比较蒙,少数有预习的同学能设计出实验。证明学生在高一第二册化学的学习没有深入探究,只是表层的学习,没有进行深刻的的理解。

2.分拆以下2个氧化还原反应

(1)Cu+2Ag+=Cu2++2Ag

氧化反应:___________,还原反应:_______________。

(2)Fe+2Fe3+=3Fe2+

氧化反应:__________ ,还原反应:___________。

设计意图:原理维度的准备

学生答题情况:正答率不理想,课前需要复习一下氧化还原反应。

教师活动:根据学生课前作业完成情况,进行下一步课中环节的备课。

(二)课中环节一:铜锌单液原电池——模型初建

1.根据材料设计原电池

铜片、锌片、导线、硫酸铜溶液、电流表

2.各物质的作用分别是什么?(a.电子导体 b.电极活性物 C.离子导体)

Cu  _________,   Zn_______________,  CuSO4 ___________。

3.书写正负极反应式

正极:__________________________

负极:___________________________

4.锌片电子为何走向铜片?

学生答题情况:大多数学生能设计出原电池,但各物质的作用需要引导。

教师活动:讲解电子导体、电极活性物、离子导体、电势差的概念。

设计意图:建立电极、电子导体、电势差概念

总  结

(三)课中环节二:双液原电池——模型完善

平板现场直播教师演示实验:连接铜—锌—稀硫酸单液原电池,观看实验现象,结论分析。

(1)实验现象:___________________

(2)电流是为何不稳定?

(3)如何改进原电池?

(4)写出改进后双液原电池的电极反应式和总反应式。

(5)为何取出盐桥就没有电流?

(6)盐桥中的离子锌片表面如何移动?

学生答题情况:实验现象:铜片表面有气泡冒出,锌片逐渐溶解,也有少量气泡冒出。小部分学生能解释电流不稳定的原因,部分学生通过预习能改进原电池装置,但这部分学生也是知其然而不知所以然。

教师活动:引导学生分析盐桥的作用,阴阳离子移动方向,深度学习原电池。

(四)课中环节三:构建模型  深化思维

根据反应设计原电池,画装置图,写两极反应式,装置图中标出电子、阴阳离子移动指方向,指出发生氧化反应和还原反应的区域。

(1)Cu+2Ag+=Cu2++2Ag

(2)Fe+2Fe3+=3Fe2+

(五)课后环节:概括 反思 提升

智学网发布作业并提交:氢气在氧气中燃烧是将化学能转化成热能,能否设计把化学能转化为电能,请画出装置图,标出两极的材料,电解质溶液,两极反应式。

学生答题情况:学生通过查资料能画出装置图,完成作业后,知道原电池的两极材料有可能均为惰性材料,也能正确指出氢气和氧气在哪极放电,但是没有考虑电解质的种类。

六、教学效果与反思

本文作者通过分析原电池的二维四要素建构原电池的认识模型,理清了原电池中几个重要的概念——电子导体、电极活性物、离子导体、电势差、正极和负极;理清了电路中两类导电离子——电子和离子,理清了两类导体——电子导体和离子导体;理清了原电池的原理模型。借助智慧课堂,了解学生对原电池的理解情况,教师根据学生作答情况进行课中环节的设计,引导学生深度学习,培养学生化学核心素养。

本文系增城区教育科学规划2022年度课题:智慧课堂的深度教学实践研究——以高中《化学反应原理》为例(课题编号:ZC202233)阶段性研究成果。

参考文献

[1]谢幼如,邱艺.走进智慧课堂[M].北京:北京师范大学出版社,2019.3.

[2]中华人民共和国教育部.中国高考评价体系[S].北京:人民教育出版社,2019.

[3]中华人民共和国教育部.普通高中课程标准[S].北京:人民教育出版社,2017.

[4]教育部考试中心.中国高考评价体系说明[S].北京:人民教育出版社,2019.

[5]教育部.教育部关于印发《教育信息化2.0行动计划(2018年)》的通知(教技[2018]6号)[Z].2018-4-13.

[6]郭元祥,刘艳.论课堂教学中的文化育人[J].课程·教材·教法,2020(4):31-37.

[7]郭元祥.论学科育人的逻辑起点、内在条件与实践诉求[J].教育研究,2020(4):4-15.

[8]郭元祥.“深度教学”:指向学科育人的教学改革试验[J].本刊视点,2021(5):18-21.


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