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以实验为素材创认知冲突教深层原理

———以人教版选修4“电解池”教学为例

摘要以实验为素材，创设矛盾情境，让学生在认知冲突中发现问题，通过探究活动形成电解池等核心概念，同时引领学

生将这些过程与化学知识相结合，利用科学的推理和批判性思维来提高学生对电解原理的深层理解。

关键词实验素材创设矛盾引领思维深层原理原电池基础上的深入学习。同时为第四节金属的

腐蚀和防护提供了理论依据。从学科知识的本体

人教版高中化学选修4第四章第三节“电解

及其迁移价值角度看，电解池都具有重要地位。

池”包含着丰富的教学内容。有观察、操作、控

①从能量角度看，电化学是能量守恒定律的

制等实验性知识(电解实验);有通过实验观察得

又一例证，丰富了能量转化的内涵。原电池实现

出的事实性知识(电极名称、电极反应等);有推

了“化学能→电能”的转化，而电解池无疑是逆

理、探究的规律性知识(离子放电顺序);还有能

向创新，“电能→化学能”开创了能量转化的新

量转化、氧化还原、化学平衡等理论性知识。怎

天地。

样处理教材，将教学的重心放在何处体现了不同

②从氧化还原角度看，电化学是氧化还原原理的

的教学观念。

应用。有自主发生的氧化还原反应是形成原电池

1“电解池”的教学价值及学情分析的根本原因，而氧化性与还原性强弱的本质就是

(1)“电解池”的教学价值组成原电池的电势差，电极电势是判断物质氧化

电化学基础的教学是一个整体。电化学在课性或还原性强弱的依据。电解池则相反，

程标准中属于一级主题———“化学反应与能“电解法是最强有力的氧化还原手段”(教材

量”，“电解”属于其中的二级主题，包括电解P80)。外接电源的电压大小相当提供了不同的

池的工作原理和电解的应用两部分。由于电化学氧化剂(或还原剂)。如2014年北京高考28

在“化学反应原理”中属于单独领域且思维层次2+－

题中电压不同，选择性使Fe和Cl放电。

较高，人教版将其单独成章。在《高中化学必修③从学科观念角度看，电解池丰富和完善了

2》第二章化学反应与能量，第二节化学能与电“微粒观”的内涵。溶液导电证明了电解质的电

能初步认识原电池原理的基础上增加盐桥内容，+

离，而导电的本质就是电解。水溶液中，H和

从原型走向实用，化学电源则是依据原电池原理－

OH的放电，正是水电离的直接证据。

而制造的实用电源。电解池安排在第三节，是在

④从化学平衡角度看，混合电解类型(如生氧化性或还原性的比较方法。在化学观念建构中

氢成碱或生氧成酸)正是水电离平衡移动的