各位评委老师大家好,接下来我要在电化学大单元背景下对金属的腐蚀与防护进行说课。我将从以下三个方面展开:
首先,教学背景。
课标分析:在普通高中课程方案、普通高中化学课程标准中,对大概念、学科核心素养、微型实验、家庭小实验、数字化实验都做了一定要求。在大概念的统领下,我们对电化学进行了单元教学,这是我们设计的电化学大单元结构图,金属的腐蚀与防护就是其中的一节。在课标的统领下,我们设计了教学及评价目标。在目标的引领下,我们设计了任务活动。本节课,我以拟人的方式把本节课命名为“金属的宿命”,分为以下三个任务:任务一,揭秘钢铁的“送命”;任务二,“逆天改命”;任务三,接受命运的馈赠。
这里,既在说金属,也在暗指人生。
学情分析:学生在知识储备、能力水平、心理特点上已经具备了接受新知识的能力,但是在认知上存在障碍,学生不能将钢铁的腐蚀与原电池原理相联系。在能力方面也存在障碍,学生对知识的学习往往只注重表面现象,缺乏深入探究的能力,缺乏实验创新的意识,缺乏生活经验,缺乏一定的综合思维能力。
以任务为载体,用问题组的方式进行驱动,将知识、能力、素养串成线,一脉相承。接下来,我将以金属的腐蚀与防护第一课时为例,详细阐述一下我们的教学设计。
任务的驱动需要在一个情境下完成,那么本节课的情境在哪里呢?金属的腐蚀与防护本身就是一种情境,我将此情境转化为资料卡片和小视频的方式呈现。我想问大家一个小问题,你们相信命运吗?我也不相信命运,老师一直相信人定胜天,我命由我。那我们来看一段小视频。
这是一款视频,展示了一种物质的精细转化。当被人们发现之后,经过一系列环节,最终可能应用于汽车等领域。在这个过程中,金属不可避免地会走向氧化状态,而氧化状态才是能够长远存在的稳定状态。
基于学生产生了主动学习意识的情况下,我们以问题组一展开对任务一的探究——揭秘金属的宿命。
学生活动一:根据已经所学的知识初步绘制电化学模型图。学生根据已经学习的电化学原理,分析负极反应物为铁,产生亚铁离子;正极的反应物为氧气,产生氢氧根离子。真的是这样吗?随即我们展开实验探究,让学生们验证是否构成了原电池,并验证两极产物。此活动采取全体同学课上讨论、兴趣小组课前实验探究、课上汇报相结合的方式进行。
经过讨论后,学生们设计了单页原电池来验证是否构成了原电池。在验证两极产物的时候,学生们采取了双液原电池进行验证。一段时间后,学生们对两极溶液进行检验。通过上述现象可以确定,当加入铁氰化钾之后产生蓝色沉淀,进而证明负极的产物为亚铁离子;加入硫氰化钾之后溶液变为红色,就证明正极的产物为氢氧根离子。学生们已经寻找到了有效的证据,但是传统实验不方便观察,我引导学生们进行创新实验——凝胶嵌入法实验。这是课前小组制作凝胶的过程。
课上学生们将所制作的凝胶带到课上进行展示,但是有同学提出疑问,铁氰化钾中的铁为正三价,单质铁为零价,可能会发生反应,那怎么办呢?学生们想,那我们去验证一下它能否发生反应。实验结论是铁氰化钾和铁的确发生了反应,也就是说刚才的实验不严谨,那我们就要进行改进。那如何改进呢?学生们想,铁氰化钾加入对实验有影响,那就选择不加入铁氰化钾制作凝胶,所以在制作凝胶的时候不加入铁氰化钾溶液,腐蚀后取出铁钉,再加入铁氰化钾溶液进行检验。
有同学还说,可以利用压强的变化去验证正极的反应物及其产物。选择这样的一个传统实验装置,通过观察导管液面是否上升来判断装置内压强的变化。那我们会发现装置内的铁钉已经发生了腐蚀,但是导管中的液面变化并不明显。那难道是没有发生反应吗?学生们想一定发生了反应,因为铁钉已经生锈了,那怎么去验证它压强的变化呢?学生进而选择采用数字化实验进行分析,可以知道压强变小是由于装置内的氧气发生了反应。利用实验探究,学生们已经找到了有效的证据去证明已经构成了原电池,并能够验证两极产物,进而让他们完善电化学模型图。在完善电化学模型图的过程中,学生们也可以分析出铁锈是如何产生的,进而明确了吸氧腐蚀的原理。那么,水膜的酸性较强时对电极反应是否有影响呢?我们来听听学生是怎样说的。
