在认知冲突引领下的探究过程

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1、在认知冲突引领下的探究过程——高三《原电池》教学后记华东师范大学第一附属屮学徐凯里原电池是电化学的基础，锌铜■硫酸的原电池是最简单的化学能与电能的转化装置，在二期课改教材中，这部分内容的第一次出现是在高一第一册第四章，与反应热、热化学方程式、燃料的充分利用等知识点一起，组成了“化学变化屮的能量变化”一节。在高三教材中，原电池这部分内容位于第四章，在前一节氧化述原反应的基础上，融合、渗透了金属的性质、电解质溶液等知识，还涉及到物理屮电学的相关知识，体现了学科内、学科间的综合。为接下来的金属腐蚀与防护等其他重要电化学知识奠定了理论基础。因此这部分教学内容对于学生发展逻辑推理能力，提高科学素

2、养具有重要的意义。学生在高一初步学习了原电池后，虽然对原电池原理有一定的认识，但限于锌铜原屯池木身的不足，很容易产生一些疑问，当他运用原有的认知结构来试图解决疑问时，就会对原电池原理产生非科学的认识，也就是所说的相界构想。所以，教师的任务就是了解、分析学生这些非科学认识形成的原因，并采取相应的教学策略使其形成科学观念。本节课是源于学生的学习实际，有同学对书本上锌铜原电池产生的一个疑问，当导线不连通的时候，屯池也是在消耗的，这与学生在日常生活屮所见到的电池似乎有着很大的差别。这是学生们了解了原电池模型并感受了化学能转化为电能的过程之后，对实际使用的电池构造必然产生的一种兴趣。正是基于学生

3、这样的心理特征，我选择了深入剖析氧化还原与原电池的关系，通过设置的问题，逐步使学生走进对氧化还原的深入研究Z屮。从原理来看，本节课程内容是对原电池原理的补充与完善；从思维角度看，将原电池从一般的置换反应上升到普遍的氧化还原反应也是对思维方式的一种突破。但在教学中也要考虑到学生的接受能力,在注意概念的科学性同时，要恰当控制深度与广度，更要防止不必要的加深拔高，加重学生的学习与理解的负担。木节课的结构按照知识内在的逻辑线索分为三步：以认知冲突开始，经历探究过程，而后续学习则是一个不断深入、永无止境的过程。分析原电池中的>将氧化还原过程气体氧化还原过氧化还原过程转化为原电池►程与电池结构设计

4、：认知冲突►探究过程►后续学习呈现方式：1可题引领►学生实验►演不实验首先我与学生一起凹顾整理原电池结构，电极反应，外电路电子流动，内电路离子迁移等相关知识，为接下来揭示引发学生形成认知冲突打好基础。接卜•来通过问题的引领逐步深化认知冲突，从分析书本上铜锌原电池的缺陷开始，找到将反应物分离以控制反应的方法，再对分离后的反应物进行适当的连接，使反应再次进行。在这个过程中，学生必须充分利用之前整理的原电池相关知识点，在其屮找寻思路。最后，当面对简易盐桥装置时，学生£1然就能理解其作用，并能够分析得出岀两个烧杯中各发生的变化过程，电流是如何流动等结论。原电池反应外电路导线、用电器夕卜电路部分

5、电子由外电路转移电子的移动得电孑-连接内外电路>电池氧化还原的发生还原剂氧化剂电解质溶液内电路部分丿内电路原电池模型阴阳离子的迁移原电池构造少功能在对新装置分析完成后，学生进入探究阶段，利用提供的试剂和盐桥，亲手制作一个电池。这个阶段对学生的要求分为三个层次，第一步选择一个氧化还原反应，第二步将反应解剖为氧化过程与还原过程，第三步将两个过程组装成电池。这三步的要求层层递进，既有理论乂有实际；既有理性思考，乂有感性认识；既对已知知识进行了回顾，乂有对未知领域尝试了探索。比如以高锚酸钾与碘化钾的反应为例，连接好装置后，在碘化钾一边加入淀粉，学生可以看到，烧杯屮逐渐出现了蓝色。这种全新的体验

6、是学生从未有过的，在一定程度上也纠正了他们脑海中的一种错觉，就是化学反应一定要反应物相互接触。像这样在学生的认知顺应基础上进行反馈加强后，学生对氧化还原与原电池的关系的认识也就更为深刻了。Zn饱和KCI涯负极正极KMnOq溶液学牛探究实验方案举例ZnSO溶液H2SO4溶液K熔液正极负极铜锌原电池的改装Zn2*探究完成并不意味着结束，而是一个更高层次学习阶段的开始。这堂课源于实际，最后也要冋归实际。在日常使用的干电池结构中，学生不难发现电池中的隔膜其实上就等价于盐桥装置，这才完成了从理论到实践之间的联系。在最后阶段，作为演示实验的氢氧燃料电池,一个冃的是对有关气体的氧化还原反应如何转化为

7、电池的补充，另一个冃的是引发学生新的认知冲突，这类反应是否一定会伴随发光放热燃烧现象？在实际情形之前，促进学生相界构想的转变。从能量转化角度來看，气体燃料电池是化学能直接转化为电能，并无光能与热能的转化。同时也更加证实了理论上，所有自发的氧化还原都能设计成电池的结论。这堂课屮有两个可以称为“亮点”的地方。第一是对学生能力的一种培养。在学习氧化还原相关概念后，学生基本都能分辨氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物等概念。可他们对此真正的认识有多少？更