电化学认识模型及其在高三原电池复习教学中的应用

电化学认识模型及其在高三原电池复习教学中的应用

摘要综述了关于高中原电池教与学的已有研究，分析了电化学知识要求和学生电化学认识特点，从电化学的本体维度、认识维度和问题维度，构建并提出了高中电化学认识模型，并在高三原电池复习教学中进行了应用，针对分析型任务和设计型任务进行对比性教学实验。通过对学生电化学认识发展的前后测及其对比统计分析，并结合学生访谈对教学效果进行了检验，在此基础之上进一步分析和概括了基于电化学认识模型建构的原电池复习教学有效策略。

关键词电化学认识模型原电池复习教学认识发展设计型任务分析型任务

1 问题的提出

1.1 学生原电池学习的问题和困难

电化学是高中化学的核心知识之一，原电池作为电化学知识的重要组成部分，其特点是概念原理抽象而集中。学生在电化学的学习中总是存在一些困难。这些困难从学生接触到电化学开始，一直到高三复习，伴随整个电化学的学习过程。

在电化学的学习中，学生会形成许多错误概念和错误认识。李淑荣结合课程标准、教科书和高考评价对原电池相关内容的要求，在错误概念调查中选取了电极判断、阴阳离子移动方向、电子电流流向、离子浓度变化、电极反应式书写、金属腐蚀的防护措施等几个方面内容，发现多数学生在原电池的学习中存在不同程度的困难。付超群在2005年探查学生有关电化学错误概念的现状，结果显示学生对电解质溶液导电、溶液电中性、电极电性的理解等都存在错误。在学习了电解的概念后，学生会对原电池和电解这对概念产生混淆，并持续较长时间。

随着年级的升高，学生面临的电化学分析任务越来越复杂，在面对电极反应的分析，电解质溶液里面的微粒变化的分析等问题任务时会遇到很多困难。无论对于原电池的分析任务还是设计任务，学生更

多的时候表现为基于经验或简单模型，缺少思考的依据和思路，不知道应该分析和设计什么才好。蒋涛等对高一至高三学生的电化学认识进行测查发现，学生对电极反应、电子导体等概念的认识从高一到高三逐渐深入，但是对电解质的认识仍存在较大的发展空间。王磊、支瑶等基于“高端备课”项目对学生进行教学观察和访谈研究发现，学生即使进入高三复习阶段，也依然存在将电极材料和电极反应物混淆、电解质溶液和电极反应物不分、面对非典型铜锌原电池的分析性和设计性任务时缺少合理的原电池认识角度和认识思路。很多学生没有发展起与原电池相匹配的基于多角度的系统微观动态认识能力。面对电池的设计任务时这些问题更加突出。

1.2 已有的原电池教学研究