摘要：中国高考评价体系下化学评价理念发生改变，高三复习课应当基于化学核心素养，培养学生模型认知等能力，提升课堂有效性。通过分析学生复习二次电池时的学困点，以“新能源汽车电池的发展”为情境线，展现科技发展史，以二次电池装置及工作原理为知识线，培养学生宏观辨识和微观探析素养，构建、应用认识角度和认识模型，提高解决真实问题的能力。
关键词：化学核心素养 模型认知 高三 二次电池
一、问题的提出
为推动落实立德树人的根本任务，促进素质教育发展，在高考评价体系的基本框架内，参照《普通高中化学课程标准》，新高考立足于真实的问题情境，贴近社会生活，联系时代发展，综合考察学生的核心价值、学科素养、关键能力和必备知识。化学学科素养是高考评价体系的具体化，是《化学课程标准》提出的化学学科核心素养内涵的再现。[ 单旭峰. 基于高考评价体系的化学科考试内容改革实施路径[J]. 中国考试, 2019(12).]其中，“宏观辨识与微观探析”“证据推理与模型认知”对应了高考评价体系的学科素养中的“学习掌握”“思维方法”。建立模型可以帮助学生运用模型认知角度和认知思路，对复杂的、抽象的、不可观测的对象进行简化和分析，从而解决实际问题[ 陆军. 化学教学中引领学生模型认知的思考与探索[J]. 化学教学, 2017, 000(009):19-23.]。
电化学知识在高考化学部分占有十分重要的地位，2016至2019年全国卷Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中均有考察，且对二次电池等新型的考查有所偏重。然而，经过高一、高二的学习，仍有不少高三学生在面对一些新型电化学装置时，认为装置“稀奇古怪”，分析起来“毫无头绪”“无从下手”，这说明学生的基础知识是片段分离的知识碎片，未能达到知识系统化、分析程序化，对真实情境、陌生信息的解读能力不够，不能做到概念知识的迁移，真正理解电化学装置的微观工作原理。
二、教学目标与过程设计
1.教学目标
根据学生实际情况，为促进学生化学学科素养的培养，特别是“宏观辨识与微观探析”“证据推理与模型认知”的发展，确定本节复习课的具体教学目标为：学生能理解说明原电池、电解池的装置构成要素与微观工作原理；能建立二次电池装置及工作原理模型（见图1），概括关联二次电池各要素之间的对应关系；能自主调用二次电池认识模型和分析思路（见图2），分析解释复杂、陌生的二次电池装置；能选择合适的装置和试剂制作微型二次电池。
2.教学过程设计
根据以上教学目标，本课选择新能源汽车电池的发展为情境素材，进行微专题复习。为了最终构建二次电池装置及工作原理模型，形成二次电池分析思路，设计了3个驱动任务，依次探究分析新能源汽车电池发展史上应用的铅蓄电池、镍氢电池、锂电池和未来研发的重点固态电池等二次电池，从任务线、学生活动线、素养发展线3线并进设计课堂活动，教学整体设计如表1所示。
表1 教学过程整体设计
三、教学实录片段与效果分析
1.教学实录片段
[师]某混合动力汽车(HEV) 中使用了镍氢电池，其装置示意图，如图3。其中M为储氢金属，可认为氢气直接参与反应，你能根据二次电池的装置构成要素简化信息吗？
[生]仿照二次电池装置模型简化信息，画出简化装置，如图4。
[师]请你分析镍氢电池的放电工作原理。
[生]分组讨论后由代表发言。氢化物电极为负极，氢氧化镍电极为正极，在电池放电过程中，负极氢元素化合价升高，氢气失电子，发生氧化反应，电子通过外电路转移到正极，正极镍元素化合价降低，氢氧化镍得电子发生还原反应，电解液中氢氧根离子向负极移动。
[师]在分析过程中，注意到你的第一切入点是判断正负极，那么你是如何进行判断的？
[生]是根据物质化合价的变化进行判断。
[师]请同学们继续讨论分析充电工作原理。
[生]从微观角度分析微粒变化……
[师]经过小组讨论，同学们认为对二次电池的分析应当从何入手，从哪些角度进行说明呢？
[生]分析二次电池，应该透过复杂图像，提炼出装置的几大要素：电极、电极反应物、电解质介质，简化模型，再分析得失电子、电子转移、离子转移、微粒变化。
2.教学效果
课后笔者对班级15名学生进行访谈，了解课后收获。学生表示在复习课后掌握了二次电池的装置和原理模型，知道如何提取陌生、复杂的二次电池装置中的关键信息，并形成简化模型，不被装置的外观所困扰；知道分析二次电池的思路和角度，从电极判断入手，对电子转移、离子移动、微粒变化等进行分析，思考问题更加有条理了。囿于时间关系，并未对学生进行前后测，只从定性角度分析教学效果。
四、教学反思
《中国高考评价体系》“一体四层四翼”的要求体现了新高考的新趋势，基于日常生产生活和时代发展过程中的真实问题情境，考察核心素养与关键能力，突出创新意识和综合思维。因此基于化学核心素养下的模型认知式复习课，既能达到相应的知识容量，培养学生的思维能力，又能提高学生应用认识模型解决真实问题的能力。
本课在教学设计中体现了以下几方面特点：
（1）通过引导学生自主分析二次电池装置中各部分的作用，以及微观角度下微粒的运动及变化，可帮助学生进一步梳理巩固原电池、电解池基础知识，使知识条理化、系统化，有助于构建认识模型和认识思路；
（2）从熟知的铅蓄电池出发，到新能源汽车电池发展历程中的镍氢电池、锂电池和固态电池等陌生电池，难度逐步递增，对学生的思维能力也逐步提高。通过驱动任务设计，通过启发、追问、比较、评价等方式帮助学生将认识思路内化外显，形成二次电池装置及工作原理模型，形成二次电池一般分析思维模型，切实体会到认识思路和认识模型的功能，培养模型认知素养；
（3）新能源汽车电池的发展与学生的生活真实相关，创设真实、科学可信的情境能让学生体验科学发展的过程，提高科学创新精神和社会责任，能培养学生信息分析和判断的能力，形成利用化学观念认识问题的基本角度，应用学科知识解决实际问题。
（4）设计电池活动是对学生认识思路、模型系统化的重要检验。从试题考察角度来说，电化学知识考察主要是分析型任务，因此驱动任务也主要是分析各类二次电池装置及原理。但从学生思维发展来看，模型认知需要通过解决实际问题过程中的思考方法和步骤来外显。因此设计过程中学生需要综合考虑原理和装置的各要素，学生对材料和试剂的分析、判断与选择是对学生模型认知和科学探究素养的有效评价方式。
总之，基于化学核心素养下的模型认知式复习课，立足于中国高考评价体系，关注落实化学核心素养，注重模型建立，注重思路形成，并创设真实情境，使学生能从真实问题解决的过程中体现模型认知的价值。