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摘要：本文是鲁科版选择性必修1化学反应原理电解的教学设计方案。首先，介绍电解原理及其广泛应用，制定了三个教学目标：(1)认识电解的实质；(2)提炼电解模型；(3)通过试验深入理解电解原理。以上三点可发展学生证据推理与模型认知、科学探究与创新意识的核心素养。采用四阶段学习模型：(1)模型感知；(2)模型建构；(3)模型提升；(4)模型实践。本文陈述的教学方法应用了“证据推理与模型认知”的建模策略，从学生熟悉的电解单一电解质的实例出发，通过观察宏观现象，分析微观本质，实验验证理论，解决实际问题，使学生逐步达到深入理解电解原理的目的。本教学方法具有先进性和优越性，实际应用取得了良好效果。
关键词：高中化学教学 电解原理 教学设计 证据推理与模型认知
中图分类号： G633.8 文献标识码：A
一、教学分析
本节内容是鲁科版选择性必修1化学反应原理第1章化学反应与能量变化第3节电能转化为化学能——电解。电解原理是氧化还原反应、电离理论知识的深层应用，与元素化合物知识密切联系在一起，同时与电学、能量转换相关。在日常生活、工业生产、科技领域中用途广泛。在学生已有知识（金属活动顺序、氧化还原理论、电解质的电离、电池原理等）储备的基础上进行电解原理的学习，遵循学生的认知规律，体现知识的合理梯度[1]。
二、教学目标 通过实验探究电解水的两极产生的现象，运用氧化还原反应、电离原理分析出现该现象的原因，初步了解电解原理。通过动画模拟电解中微粒流动的过程，认识电解的实质，建立电解池模型。发展学生宏观宏观辨识与微观探析、证据推理与模型认知的核心素养。 通过电解食盐水的过程分析，应用电解原理知识，感受多离子体系在电解时的放电顺序，进一步提炼电解模型。发展变化观念、证据推理与模型认知的核心素养。 通过黑铅笔写红、蓝字的趣味实验，自制消毒液的装置分析及变化电极制备氢氧化亚铁，深度理解电解原理，升华电解模型。发展学生科学探究与创新意识的核心素养。 三、教学思路
四、教学过程
1.新课导入
展示电化学发展历史材料：
1799年，意大利物理学家伏打发明了将化学能转化为电能的电池，使人类第一次获得了可供使用的持续电流。
1800年，英国科学家尼科尔逊和卡里斯尔采用伏打电池电解水获得成功。
1807年,在电解水获得成功使人们认识到电可以用于化学研究后。戴维用电解法获得金属钾、钠。
任务1：写出电解水的化学反应方程式及电解法获得钠的化学反应方程式。
设计意图：通过电化学发展的关键历史材料，由前一节书的原电池原理自然过渡到电解原理的学习，实验重现历史事件——电解水，电解熔融氯化钠引出正课，承前启后。
2.电解原理探析及概念解读
任务2：观察电解水的实验现象完成问题
①通电前，水中有哪些离子，如何运动？
写出与电源正极相连电极反应：____________________
②通电后，导线和水中带电粒子如何运动？
写出与电源负极相连电极反应：____________________
③从氧化还原反应的角度分析电解水的时候H2是怎么产生的？o2是如何产生的？
任务3：观察工业冶炼金属钠装置分析反应原理
①接通直流电源后，熔融氯化钠中Na+和Cl-各向哪个方向移动？
②移动到两个电极表面的Na+和Cl-将分别发生什么变化？写出电极反应。
【板书相关概念】
(1)电解：将直流电通过熔融电解质或电解质溶液，在两个电极上分别发生氧化反应和还原反应的过程。
(2)电解池
定义：将 电能转化为化学能的装置。
构成条件：直流电源、固体电极材料、 电解质溶液或熔融电解质、构成闭合回路。
(3)电极
阳极——发生氧化反应的电极(与电源正极相连)。
阴极——发生还原反应的电极(与电源负极相连)。
设计意图：通过宏观现象探寻微观本质，让学生在利用氧化还原反应原理分析电极反应的过程中感知电解原理，归纳总结出相关概念，让学生对概念的理解更透彻。
3.电解池工作原理模型构建及应用
任务4：画出电解池模型总结分析电解池工作原理的基本步骤
任务5：请根据电解原理的模型分析用石墨做电极电解NaCl的水溶液
①画出电解NaCl溶液的装置图；
②预测两极反应现象；
③写出电极反应式及电池总反应方程式。
设计意图：在理解概念的基础上自己画出电解池工作原理模型及分析电解池的基本步骤，在应用模型分析电解混合体系电解质时发现问题，进一步寻找解决问题的突破口是两极附近微粒发生氧化还原反应的先后顺序，最后得出放电顺序的知识Tips。本环节让学生在解决问题中不断发现新问题，激发学生的思维冲突，进而优化认知。
4.模型迁移及应用
任务6: 动手实验
①利用电解饱和食盐水的原理在滤纸上用铅笔作画。（实验用品：电池、铅笔、培养皿、滤纸、饱和氯化钠溶液、酚酞试液、淀粉碘化钾试液）
②观察并记录实验现象。
阳极附近：_______________________________________
阴极附近：_______________________________________
③分析产生该实验现象的原因。
设计意图：学生应用自己所学知识做趣味实验，既能激发学生的学习兴趣，又让学生获得成就感。
任务7: 思考并分析如图电解装置
①接通直流电源，一段时间后装置中可获得什么新物质？
②一开始若将直流电源的两极对调，接通直流电源，一段时间后装置中可获得什么新物质？
设计意图：变化电极模型提升学生解决实际问题的能力，体会化学的社会价值和学科价值，落实科学态度与社会责任素养。
5.模型对比总结
任务8：自制表格对比原电池和电解池
设计意图：设置开放性的课堂小结，同学间的成果互相借鉴后优化自己的成果，再次让学生从不同角度理解相关概念，实现知识和能力的升华。
五、教学反思
本节课主要应用了“证据推理与模型认知”的建模策略，先从学生熟悉的两个电解单一电解质的实例（电解水、工业冶钠）入手研究电解原理，从氧化还原的角度出发分析电解池反应及原理，初步建立起电解模型。通过趣味实验实践再次强化模型，最后以再次应用模型解决生活中的实际问题收尾，还设置开放性的课堂小结进行模型对比。整节课用任务驱动学生层层深入，将模型构建后一步步的应用升华，任务设置合理有梯度，符合学生的认知，让学生在不断尝试中突破新知，在问题的引导中获得能力，很好地契合了核心素养水平划分中与建模相关的描述，水平1中“能将化学事实和理论模型之间进行关联和合理匹配”；水平2中“能描述和表述化学中常见的理论模型，指出模型表示的具体含义”；水平3中“能说明模型的使用条件和使用范围”；水平4中“能对复杂的化学问题情境中的关系要素进行分析以构建相应的模型”能指出模型的局限，探寻模型优化需要的证据”。
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关键词：高中化学教学 电解原理 教学设计 证据推理与模型认知
中图分类号： G633.8 文献标识码：A
一、教学分析
本节内容是鲁科版选择性必修1化学反应原理第1章化学反应与能量变化第3节电能转化为化学能——电解。电解原理是氧化还原反应、电离理论知识的深层应用，与元素化合物知识密切联系在一起，同时与电学、能量转换相关。在日常生活、工业生产、科技领域中用途广泛。在学生已有知识（金属活动顺序、氧化还原理论、电解质的电离、电池原理等）储备的基础上进行电解原理的学习，遵循学生的认知规律，体现知识的合理梯度[1]。
二、教学目标 通过实验探究电解水的两极产生的现象，运用氧化还原反应、电离原理分析出现该现象的原因，初步了解电解原理。通过动画模拟电解中微粒流动的过程，认识电解的实质，建立电解池模型。发展学生宏观宏观辨识与微观探析、证据推理与模型认知的核心素养。 通过电解食盐水的过程分析，应用电解原理知识，感受多离子体系在电解时的放电顺序，进一步提炼电解模型。发展变化观念、证据推理与模型认知的核心素养。 通过黑铅笔写红、蓝字的趣味实验，自制消毒液的装置分析及变化电极制备氢氧化亚铁，深度理解电解原理，升华电解模型。发展学生科学探究与创新意识的核心素养。 三、教学思路
四、教学过程
1.新课导入
展示电化学发展历史材料：
1799年，意大利物理学家伏打发明了将化学能转化为电能的电池，使人类第一次获得了可供使用的持续电流。
1800年，英国科学家尼科尔逊和卡里斯尔采用伏打电池电解水获得成功。
1807年,在电解水获得成功使人们认识到电可以用于化学研究后。戴维用电解法获得金属钾、钠。
任务1：写出电解水的化学反应方程式及电解法获得钠的化学反应方程式。
设计意图：通过电化学发展的关键历史材料，由前一节书的原电池原理自然过渡到电解原理的学习，实验重现历史事件——电解水，电解熔融氯化钠引出正课，承前启后。
2.电解原理探析及概念解读
任务2：观察电解水的实验现象完成问题
①通电前，水中有哪些离子，如何运动？
写出与电源正极相连电极反应：____________________
②通电后，导线和水中带电粒子如何运动？
写出与电源负极相连电极反应：____________________
③从氧化还原反应的角度分析电解水的时候H2是怎么产生的？o2是如何产生的？
任务3：观察工业冶炼金属钠装置分析反应原理
①接通直流电源后，熔融氯化钠中Na+和Cl-各向哪个方向移动？
②移动到两个电极表面的Na+和Cl-将分别发生什么变化？写出电极反应。
【板书相关概念】
(1)电解：将直流电通过熔融电解质或电解质溶液，在两个电极上分别发生氧化反应和还原反应的过程。
(2)电解池
定义：将 电能转化为化学能的装置。
构成条件：直流电源、固体电极材料、 电解质溶液或熔融电解质、构成闭合回路。
(3)电极
阳极——发生氧化反应的电极(与电源正极相连)。
阴极——发生还原反应的电极(与电源负极相连)。
设计意图：通过宏观现象探寻微观本质，让学生在利用氧化还原反应原理分析电极反应的过程中感知电解原理，归纳总结出相关概念，让学生对概念的理解更透彻。
3.电解池工作原理模型构建及应用
任务4：画出电解池模型总结分析电解池工作原理的基本步骤
任务5：请根据电解原理的模型分析用石墨做电极电解NaCl的水溶液
①画出电解NaCl溶液的装置图；
②预测两极反应现象；
③写出电极反应式及电池总反应方程式。
设计意图：在理解概念的基础上自己画出电解池工作原理模型及分析电解池的基本步骤，在应用模型分析电解混合体系电解质时发现问题，进一步寻找解决问题的突破口是两极附近微粒发生氧化还原反应的先后顺序，最后得出放电顺序的知识Tips。本环节让学生在解决问题中不断发现新问题，激发学生的思维冲突，进而优化认知。
4.模型迁移及应用
任务6: 动手实验
①利用电解饱和食盐水的原理在滤纸上用铅笔作画。（实验用品：电池、铅笔、培养皿、滤纸、饱和氯化钠溶液、酚酞试液、淀粉碘化钾试液）
②观察并记录实验现象。
阳极附近：_______________________________________
阴极附近：_______________________________________
③分析产生该实验现象的原因。
设计意图：学生应用自己所学知识做趣味实验，既能激发学生的学习兴趣，又让学生获得成就感。
任务7: 思考并分析如图电解装置
①接通直流电源，一段时间后装置中可获得什么新物质？
②一开始若将直流电源的两极对调，接通直流电源，一段时间后装置中可获得什么新物质？
设计意图：变化电极模型提升学生解决实际问题的能力，体会化学的社会价值和学科价值，落实科学态度与社会责任素养。
5.模型对比总结
任务8：自制表格对比原电池和电解池
设计意图：设置开放性的课堂小结，同学间的成果互相借鉴后优化自己的成果，再次让学生从不同角度理解相关概念，实现知识和能力的升华。
五、教学反思
本节课主要应用了“证据推理与模型认知”的建模策略，先从学生熟悉的两个电解单一电解质的实例（电解水、工业冶钠）入手研究电解原理，从氧化还原的角度出发分析电解池反应及原理，初步建立起电解模型。通过趣味实验实践再次强化模型，最后以再次应用模型解决生活中的实际问题收尾，还设置开放性的课堂小结进行模型对比。整节课用任务驱动学生层层深入，将模型构建后一步步的应用升华，任务设置合理有梯度，符合学生的认知，让学生在不断尝试中突破新知，在问题的引导中获得能力，很好地契合了核心素养水平划分中与建模相关的描述，水平1中“能将化学事实和理论模型之间进行关联和合理匹配”；水平2中“能描述和表述化学中常见的理论模型，指出模型表示的具体含义”；水平3中“能说明模型的使用条件和使用范围”；水平4中“能对复杂的化学问题情境中的关系要素进行分析以构建相应的模型”能指出模型的局限，探寻模型优化需要的证据”。
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