阮丽娟
福建省漳州第一中学 福建省 漳州市 363000
基金项目：本文系2019年度福建省基础教育课程教学研究立项课题“核心素养视域下的高中化学课堂教学评价研究”（课题编号：MJYKT2019-038）研究成果。
摘要：以“化学电源”为教学素材，通过“水果电池的制作、了解锌锰干电池、铅蓄电池、氢氧燃料电池”，结合学生生活经验和化学史实进行了“教、学、评一致性”的教学设计与实践，提升了学生的化学学科核心素养。
关键词：教学评一致性；化学电源；核心素养
《普通高中化学课程标准(2017版)》指出“普通高中化学课程是落实立德树人根本任务、弘扬科学精神、提升学生核心素养的重要载体，倡导真实问题情境的创设，倡导教学评一体化，倡导积极开展‘素养为本’的课堂教学实践”。[1]
本文以《化学必修2》专题6化学反应与能量转化的第三单元化学能与电能的转化，第2课时“化学电源”的部分内容为教学素材，构建并实施了核心素养视域下的“教、学、评一致性”的实践探索，使“教、学、评”活动在教学目标的统领下有机密切配合，同步实施、形成合力，实现了学生化学学科核心素养的形成与发展。[2]
一、教学与评价目标
1．教学目标
(1)根据原电池的原理，学会使用生活中的材料制作简易的水果电池。发展学生的科学探究与创新意识核心素养。
(2)通过认识生活中的原电池[即锌锰干电池、铅蓄电池和氢氧燃料电池]，进一步理解原电池的概念和原理，发展学生宏观辨识与微观探析核心素养。
(3)通过正负极模型的建构，发展学生证据推理与模型认知核心素养。
(4)通过引入新型电池(如锂离子电池、燃料电池等)体现化学电池的改进与创新，增强学生的科学探究与创新意识核心素养。
(5)通过了解化学电源的发展与环境污染，增强“绿色化学”意识，体会化学对促进人与自然和谐共处的意义。
(6)通过对有关化学电源发展的化学史料的了解，感受化学电源的应用价值，深刻认识化学对社会发展的重大贡献，激发“强国有我”的社会责任感。
2.评价目标
(1)通过观察学生小组使用生活中的材料制作简易水果电池和制作燃料电池的活动表现，诊断并发展学生实验探究水平。
(2)通过观察学生认识生活中的原电池的活动表现和建构原电池正负极思维模型的思维活动表现，诊断并发展学生对原电池原理知识关联结构化水平和认识思路结构化水平。
(3)通过观察学生对化学电源和对化学电源发展史的社会应用价值的学习表现，诊断并发展学生对化学价值的认识水平。[3]
二、教学设计思路
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三、课堂实录：
[教师]上节课通过实验探究我们了解了原电池的形成条件和反应原理。这节课我们将学习应用原电池的反应原理制作的各种化学电源。
环节一：情境引入，引发思考
【学习任务1】根据原电池工作原理，制作简易水果电池。
[教师]现在请同学们利用水果和提供的材料(铜片、锌片、导线等)动手制作简易水果电池，并用灵敏电流计测试是否有电流产生。
[学生探究实验]动手做实验，制作水果电池。
[交流、讨论]邻座同学间互相交流、观摩、讨论；不同实验组交流实验心得。
[学生1]我观察到用桔子和用西红柿做实验，电流表偏转的角度不一样，西红柿偏转得多一些。结论1：电量不完全一样。
[学生2]我观察到放置一段时间电流计偏转的角度在慢慢变小。结论2：电压不稳定。
[引导学生总结]橙子既然能发电，同学们平常会用水果当电池吗？为什么？
[学生]不会，太浪费。各种水果的电量不一样。水果电池不能长久稳定地使用。
[设计意图]通过水果电池的缺点引出各种实用电池。通过学生在制作水果电池的实验探究、小组交流讨论活动中的具体表现，运用提问、点评等方式，充分发挥化学日常学习评价的诊断与发展功能，准确把握学生化学学科核心素养的达成情况。[3]
[问题引导]化学电源与生活息息相关，那么你心目中理想的化学电源是什么样的?
[学生归纳]理想的化学电源：电量多，电流持续稳定；质量轻，体积小，便于携带，储存时间长；便于回收处理，不污染环境或对环境产生的影响较小。
[教师]科学家根据原电池工作原理设计出了各种实用化学电源，极大地方便了我们的生活，也有力地促进了科技的发展。如“神六”的太阳能电池，新能源汽车电池......
环节二：回顾历史，结合经验
[提出任务]但是最开始的化学电源也不是这么完美，现在我们来看看化学电源的发展历程，了解化学电源最初是如何发明的呢？
[史料展示]1780年，意大利生物学家伽伐尼偶然发现：一只已被解剖的青蛙放在一个潮湿的铜盘中，当解剖刀无意中触及蛙腿外露的神经时，青蛙的腿抽搐了一下。
[教师]伽伐尼推测青蛙自身肌肉和神经里的“生物电”是导致抽搐的原因。
[教师]善于质疑的伏打提出疑问，为什么蛙腿只有在和铜盘钢刀接触时才发生抽搐？
[史料展示]播放科学家模仿伏特发明伏打电堆的实验视频。
[教师]经过实验，伏打推翻了伽伐尼的结论。于1800年发明了伏打电堆，它使人类真正迈入电的时代，同时也引发了科学界的“电池”研发之路。
[教师引导]手机、电脑等电器已经普及人类的生活，这些电器都要用到化学电源。
【学习任务2】了解锌锰干电池的组成、内部结构、工作原理及优缺点。
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[教师引导]后来科学家经过不断改进，发明了新型电池——锂电池。
[阅读教材]锂电池的优点。
【学习任务4】制作简易的氢氧燃料电池，了解氢氧燃料电池的组成、内部结构、工作原理及优缺点。
[猜想]如果将氢气和氧气反应有没有可能使电解过程逆转产生电呢？
[学生探究实验]氢氧燃料电池的制作和测定氢氧燃料电池是否有电流产生。
[史料展示]1839年英国的格罗夫就是这样猜想并付诸于实验，发明了燃料电池并用它点亮了伦敦讲演厅的照明灯。
[问题1]请在氢氧燃料电池的示意图上标出燃料电池的正、负极和电子的流向。
[学生活动]书写正、负极，画出电子流向。
[史料展示]氢氧燃料电池已在20世纪60年代成功地给阿波罗登月飞船提供了电力。 [问题2]氢氧燃料电池的优点是什么?
[学生小结]氢氧燃料电池的能量转化率高，其燃烧产物是水，不会污染环境。
[问题3]氢氧燃料电池存在的问题有哪些?如何改进?
[学生小结]氢氧燃料电池需要有储氢设备，氢气易燃存在安全隐患，电极的成本较高等。
[设计意图]通过体验化学电源发展历程，结合生活经验，使学生认识到关注化学技术解决生产生活实际问题的重要性，通过完成学习任务过程中，系列问题串，进一步外显学生的思维过程，夯实学生的原电池工作原理的掌握水平，培养学生处理信息、综合评价等能力。
环节三：总结提升
[学习任务5]对比锌锰干电池、铅蓄电池与氢氧燃料电池的异同点?
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[布置作业]
查阅资料，了解新能源汽车的动力电源，思考动力电源的发展前景，并以小论文形式展示。
[设计意图]使学生认识到任何化学电源的原理都起源于原电池工作原理，学好化学知识可以发明创造出技术更成熟的化学电源供人们使用，认识化学对社会发展的重大贡献，强化学生的社会意识。
四、教学反思
本节课将“知识点落实”与“学生的生活经验”、“学生探究实验”有机而又充分的结合起来，实现教学效益的最大化。
1.关注化学与社会、生活的密切联系
作者从学生最熟悉的空调遥控器和电动自行车的电池出发，使学生充分了解到生活处处有化学，化学与我们的生活息息相关，充分调动学生的学习兴趣，培养学生的社会责任感，认识到知识可以服务于人类，满足人民日益增长的美好生活需要的根本思想。
2.加强化学电源发展史对学生的价值教育
通过化学电源发展史，可以使学生了解到化学家们在科学探索的过程中孜孜以求的探究精神；通过化学电源发展史，可以使学生了解科学的探究方法，感受科学假设和科学实验在科学研究和新物质研发中的重要作用；通过化学电源发展史，可以使学生明白化学电源的更新换代就是科学家为了满足人类对化学电源的各种需求所作出的不懈探索。
3.注重开展“立德树人、素养为本”的教学
本节课贯彻“立德树人、素养为本”的教学理念，充分发挥学生的主体地位和教师的主导作用。在教学过程努力利用学生的生活经验和实验创设教学情境，充分发挥教学评一致性，促进学生的全面发展。通过“水果电池的制作、锌锰干电池、铅蓄电池、氢氧燃料电池”使学生体验科学探究的历程，强调“从生活走近化学，从化学走向社会”的主旨，培养学生可持续发展观和创新意识，为学生可持续发展打下坚实的基础。
参考文献：
[1]中华人民共和国教育部制定．普通高中化学课程标准（2017年版）[M]．北京：人民教育出版社，2018.
[2]陈新华,张贤金,严业安,郑柳萍.我国“教、学、评”一致性研究:评析与展望[J].化学教学,2020(07):23-29.
[3]张玉娟,朱征,许亮亮.“创设情境、驱动任务”的教、学、评一致性教学设计——以“电解池的工作原理”为例[J].化学教学,2018(05):37-40.