核心素养下高中电化学教学策略

核心素养是高中化学教学中的重点教育目标，是学生化学教学中必要发展的学科能力与品质的总和。而电化学是化学学科教学的重要构成部分，主要包括“原电池”和“电解池”两个知识模块。电化学教学可以通过多元教学模式与方法实现，核心素养的培养则可以蕴于多元教学模式中，通过特定教学模式得以落实和培养。因此，高中电化学可以视为培养学生化学核心素养的有效载体。教师在实际教学中应重视电化学教学中核心素养教育目标的落实，将核心素养蕴于电化学教学中，以丰富电化学课程的育人价值。一、在高中电化学教学中落实核心素养教育的意义在高中电化学教学中落实核心素养教育对课程建设和学生能力发展来说具有多重教育意义。首先，电化学教学中落实核心素养教育有助于优化课程建设，提升课程育人价值的丰富性。电化学教学活动的教学目标分为知识教学目标和核心素养教学目标两个方面。将核心素养蕴于电化学教学中，能够同步落实课堂知识目标与核心素养教育目标，提升课堂教学的全面性和有效性。其次，落实核心素养教育目标需要通过多重教学模式和主题活动来实现。学生能够在多元化教学活动中提炼有益的学习信息，获取多元学习途径和学习方法。学生的化学学习能力可以在此过程中得以有效培养。最后，将核心素养教育蕴于电化学教学中，能够转变学生的学习态度，拓宽学生的学习认知。二、电化学教学中落实核心素养教育的基本原则（一）可视化原则电化学教学的教学思维步骤应遵循可视化原则。电化学的作用和变化过程属于微观变化过程，学生难以通过肉眼观察，因此对相关实验和知识的理解难以深入。如果能将教学中的思维方法、思维步骤、思维路径以可视化的方式传达，则能够大幅度提升学生的课堂理解能力，为学生建立深刻的学习印象。因此，在实际教学中，教师可以遵循可视化原则，运用图片、视频、思维导图等可视化教学材料为学生提供视觉信息，提升学生的学习效率。（二）探究性原则遵循探究性原则展开电化学教学，可以使学生在学习过程中自主完成对核心素养的刍探，以及对相关学习技能和品质的锻炼。探究性原则要求学生结合教师给出的问题或学习任务展开发散性思考，以小组合作或个人独立思考的方式发掘自主学习渠道，整合自主学习资源，获得最终学习猜测或结论。学生多维学习能力与核心素养在这一过程中获得充分培养。因此，探究性原则是电化学教学中不可或缺的教学原则。（三）生活化原则核心素养视域下的电化学教学需要遵循生活化原则。电化学知识来源于生活，并最终服务于生活。其作用原理、价值功能与生活存在着密不可分的关系。因此，在实际教学中，教师应紧密围绕生活化方向展开，灵活应用电化学知识在实际生活中的应用案例佐证教学观点，举例说明电化学知识在实际生活中的应用作用，建立电化学与生活的内在联系。如此，可以促使学生树立生化教育观念，促进学生科学态度与社会责任核心素养的培养。三、核心素养下高中电化学的有效教学策略（一）体验教学法，培养宏观辨识与微观探析素养宏观辨识与微观探析素养要求学生立足于多元角度认识现实中物质的多样性，对物质进行正确与合理的分类，并立足于元素、分子等角度分析物质的构成形式和性质。电化学教学中，多数化学变化过程是难以通过人眼来识别和捕捉的，教师培养学生的宏观辨识与微观探析素养，能够帮助学生正确解读微观变化为宏观带来的影响，立足物质角度把握宏观与微观的内在联系，借助宏观辨识与微观探析解决实际问题。在电化学教学中，教师可以采用体验教学法展开核心素养教育，以调动学生的视觉体验为主要教学思路，通过可视化、形象化对微观化学变化过程的解读促使学生理解微观与宏观的内在联系。学生通过微观模型和图片等方式了解微观世界的物质结构，进而理解构成宏观世界的微观物质构成形式，初步培养良好的宏观辨识与微观探析意识。在核心素养教育的作用下，学生将所学素养应用于电化学知识学习中，以提升对电化学变化过程的理解程度。例如，在新人教版高中化学必修第二册《化学反应与电能》的实验活动课中，本课教学重点在于让学生理解化学能转化成电能的基本操作步骤与能量转化思路，感知化学能转化为电能的现实意义，认识到化学能与电能之间的内在联系，初步树立宏观辨识与微观探析素养。为了使学生深刻理解化学能转化成电能的过程，教师播放PPT演示实验步骤图文，向学生展示电流表、导线、烧杯、稀硫酸、锌片、铜片、石墨棒等实验材料，以及电极材料实验和原电池实验的基本操作过程，学生能够在图片中清晰地观察到化学物质串联起来后带动电流计指针的变化和产生电流的过程，从而对化学能转化为电能形成初步的宏观认知。然后教师为学生播放该实验的Flash动画，以微观模拟的方式动态展示稀硫酸、锌片、铜片、石墨棒等化学物质在微观视角中的变化发展过程，提炼出电池的总反应式“Zn+2H+=Zn2++H2”。演示动画和演示文稿分别向学生展示了本课电极材料实验和原电池实验在微观、宏观两个视域的变化过程，学生能够借助视觉教辅工具深度理解知识，明晰宏观与微观的内在联系。（二）理论渗透法，培养变化观念与平衡思想素养变化观念与平衡思想素养旨在让学生树立物质变化发展意识，认同物质是不断变化和发展的这一客观规律，认识到产生化学变化的本质是新旧物质的交替，是能量的守恒。变化观念与平衡思想属于思想层面和认知层面的教育。具有变化观念与平衡思想的学生能够客观看待电化学教学中的物质变化规律，认同电化学变化中物质守恒的基本原则，遵循变化与平衡原则解决电化学教学中产生的实际问题。在电化学教学中，教师可以采取理论渗透的方法落实核心素养教育目标，通过直观强调的方式使学生树立化学观念与思想，促使学生形成思维定式，习惯于运用变化观念和平衡思想理解电化学问题，解决电化学问题。教师可以在电化学教学活动中把握教育契机，反复强调物质变化与守恒定律，使学生建立深刻的认知印象。久而久之，学生自然能够将化学变化观念与平衡思想厚植于内心，以发展和守恒的眼光看待电化学问题。例如，在新人教版高中化学选择性必修第二册《化学反应与能量变化》教学活动中，本课围绕“化学能转化为电能的途径”这一知识点展开，要求学生理解并解释经过热能转化为机械能最终转化为电能的基本路径，解读燃料燃烧、蒸汽轮机、发电机在能量转化过程中的作用。学生在这一过程中认识到“能量守恒”“事物不断变化发展”的客观事实，树立变化观念与平衡思想。教师可以结合教材图6-3化学反应与能量变化关系示意图，让学生思考以下问题：锌片与铜片插入稀硫酸时所产生的气泡说明哪些问题？电流表的偏转是持续的吗？会随着时间的推移发生哪些变化？学生在探究变化的过程中依据实验步骤来推算实验结果，将能量转化、守恒思想融入推理思路中，在变化、守恒思想的指导下生成正确判断，理解锌片上发生氧化反应“Zn-2e-=Zn2+”与铜片上发生还原反应“2H++2e-=H2↑”的变化过程，同步落实知识目标与核心素养教育目标。（三）习题训练法，培养证据推理与模型认知素养证据推理与模型认知核心素养着力锻炼学生逻辑推理与模型理解两个方面的能力。电化学物质的变化过程属于微观领域，教师和学生在教学和学习过程中主要通过假设、类比等方式，结合化学变化的正确逻辑分析推理变化的过程和结果，再以实践探究等方式验证个人猜想和逻辑观点。因此，在实际教学中，学生逻辑推理的发展至关重要。教师要教会学生正确运用化学逻辑或证据展开推理的有效思路，并能熟练应用和预设化学模型，借助化学模型进行书面逻辑推理，使学生构建虚拟认知模型，形象化解释电化学知识逻辑和变化现象，拥有解释电化学发生变化的本质规律的能力。教师可以借助习题训练法锻炼学生对电化学模型的认知以及对化学条件和证据的推理能力。学生在书面化学信息和条件中梳理物质变化的逻辑关系，合理推理电化学要素变化发展方向，提升对电化学知识的理解和应用能力，在习题训练中逐渐深化模型认知，强化推理思维。以新人教版高中化学选择性必修一《原电池》为例，本课的教学重点在于让学生从常见电池的构造角度出发，分析原电池储存电能和输出电能的基本原理，通过思维导图自主解释原电池的作用过程以及正负极的判断方法，根据实验步骤解析正负极判断的过程与原理。在本课教学中，教师可以通过习题小测的方式助力学生证据推理能力与模型认知能力的培养。教师可以为学生布置小组课堂探究题目，让学生小组合作完成原电池模型设计图。学生借助教师提供的实物教具自主设计原电池模型，并结合原电池的作用原理绘制思维模型。首先，学生结合逻辑思考在纸上推理原电池的组装方式，构建思维模型，生成推理判断。其次，学生小组将小组思考付诸实践，通过组装实验验证小组推理思路的正确性。在这一过程中，学生的推理论证能力与模型认知能力获得充分培养。习题训练有助于学生核心素养的发展。（四）实验教学法，培养科学探究与创新意识素养科学探究与创新意识素养的培养是作用于学生学科精神、学习习惯和态度层面的教育。探究意识与创新意识基于一定的认知基础和知识经验的积累而形成，学生需要将新旧知识联系起来，以旧知识经验理解新知识，对电化学知识做出合理猜想与大胆假设，再以实验教学验证观点。因此，实验教学是培养学生科学探究与创新意识的有效方式。教师可以将实验课程、化学实验活动作为培养学生探究意识与创新意识的温床，在实践过程中为学生提供探究的机会，鼓励学生做出创新猜想，完成创新实验，在创新性的探究中深化对电化学知识的理解。以新人教版高中化学选择性必修一《金属的腐蚀与防护》为例，本课教学重点围绕“金属腐蚀现象”展开系统分析，旨在深化学生对金属腐蚀现象的认识，促使学生利用前期所学的原电池知识分析钢铁腐蚀的两种变化过程，再结合腐蚀原理采取正确的化学方法，对金属进行有效防护。这一探究过程能够有效提升学生对电化学知识的理解与应用能力。为了使学生理解不同条件下金属腐蚀速度的差异，教师设计对比实验，标记“1”“2”号两支试管，并分别加入5ml稀硫酸，然后在“1”试管中加入1g铁粉，在“2”试管中加入1g铁粉和1.5g碳粉，观察两支试管的发泡差异。学生能够肉眼观察到试管2的反应更强烈，气泡产生速度更快，由此理解化学腐蚀速度与电化学腐蚀速度的差异。在防护金属腐蚀的实验环节，教师可以将主动权交给学生，让学生结合前期实验结论与实验化学条件展开创意设计，探究金属防护的有效方法（改变金属材料、覆盖保护层等），从而在开放式的实验过程中应用创意实验构想，锻炼科学探究能力。（五）生活教学法，培养科学态度与社会责任素养科学态度与社会责任素养旨在让学生树立实事求是的学习精神，在探究真理、探究未知方面保留严谨的学习态度和强烈的求知欲望。化学学科的教育目标是将化学知识作用于社会生活，为人类社会的发展提供便利。因此，生活与化学教育存在着本质关联。教师可以运用生活化教学法落实核心素养教育目标，为学生厚植社会责任与科学态度，使学生认识到电化学知识作用于实际生活的价值功能与应用途径，在学习中萌生对社会发展、追求真理的责任感。教师可以列举电化学知识在生活中的应用实例，借助实际应用使学生认识到化学学科教育的重要性，了解化学学科教育对社会发展的贡献；教师可以向学生提出知识的生活化应用问题，鼓励学生发挥创意，开发电化学知识作用于实际生活的多元用途。如此，能够进一步巩固学生的科学学习态度与社会责任感，落实核心素养。例如，在新人教版高中化学选择性必修一《电解池》的教学活动中，本课的教学重点在于让学生了解电解池的概念、定义、工作原理和作用过程，掌握与电镀实验有关的知识，分析电镀知识作用于实际生活的途径和方法，感知化学知识对人类生活的贡献。本课涉及大量的生活化教学案例和生活化思考探究，可以在科学态度与社会责任方面予以学生积极、正向的引导。在教学过程中，教师提出生活化问题：“电解池知识在生活中有哪些应用方式？”学生结合实验原理联想到生活中铁钉上镀铜提升金属硬度的电镀技术。教师由此提出电镀实验任务，让学生通过实验操作了解电镀工艺背后的化学原理。学生在生