关于电化学教学中充分结合理化知识的几点思考
陈 海
（河池市电化教育站 广西·河池 547000）
摘 要 经济水平提高，促进了教育行业的发展，教育的内容与形式都越发科学。电化学属于中学化学的重要内容，教师在设计教学方案的时候应当结合当前电化学教学的先进经验，针对学生的实际情况，开展科学合理的教学活动。在电化学教学中充分结合理化知识，能够增强学生对知识的融会贯通能力。本文对电化学教学中理化知识结合的方法做了详细介绍，希望可以促进电化学教学水平的提升和教学效果的增强。
关键词 电化学 教学 理化知识 结合 研究
1 电化学结合理化知识的好处
化学是研究在原子层次上物质的组成、结构、性质、及变化规律的自然科学。而电化学则是研究两类导体形成的带电界面现象及其上所发生的变化的科学，又称“电池的科学”，顾名思义就是以电池作为专门研究对象。
常言道：数理化本一家。数学、物理、化学均属于理科知识的核心，物理、化学的知识都是以数学知识为基础，作为以实验为主体的学科，三门学科互相渗透，互相推动着技术发展。物理化学都是属于自然科学，承担了自然科学、物质科学的理论基础，它们是人类认识自然的重要工具。
随着人才强医战略的持续推进，国家已部署建立全球卫生后备人才库。作为融合性的新兴产业，健康旅游对高层次技术人才的需求日益迫切，一批人才培训基地如全国中医创客训练营、泰康亚太水疗康复培训基地等相继成立。目前，兼具医疗健康和旅游管理等专业知识的人才相对紧缺，尤其是懂外语、懂健康、懂旅游的复合型高端人才更是稀少，人才引进、培养和使用机制还不完善，成为制约我国健康旅游产业发展的瓶颈[11]。
在二十一世纪科学迅速发展的时代，正是对综合素质人才最需要的时代。教师在教授学生时，要善于将学科之间的联系综合应用。当一个知识涉及到其它学科时，通常这门学科的知识点仅限这门学科有限的范围，若学生需要详细了解这个知识点，往往在另一门学科中就会发现这个知识点的详细补充。所以教师在设计电化学教学方案时，需要将其中所涉及的物理学科的知识罗列出来，在授课中为学生补充完整电化学中的不完整之处，使学生将这个知识点学习到位。
教师补充知识点的意义不仅在于使学生能够学习到完整的知识，还在于培养学生的发散性思维。学习从来不是死板的，学生在学习的思路上灵活转换，在解电化学题目过程时便不会陷入思维的死胡同。同时，也使学生在电化学问题分析上更加全面更加流畅，不会形成僵化思维，只知其一，不知其二。
2 关于电化学教学中充分结合理化知识的几个案例
2.1 关于原电池产生电流的原因
原电池产生电流的原因属于电化学教学中的一个重点，也是学生学习化学习原电池知识的一种常见疑问。CuZn原电池的课本解析内容较少，无法解答学生的疑惑。[1]学生对于电极电势相关知识的不熟悉也会令其对原电池产生电流的问题存在疑惑。教师针对这一知识点讲解的时候，便需要充分结合理化知识进行。化学老师要从物理教师的角度出发，引导学生回忆或者参考物理上讲到电学知识。与原电池产生电流的原因相关的物理知识是电路中存在电势差这一结论。正是因为存在电势差，才会令负电荷从电势低的地方流向电势高的地方。而这里所说的物理上的负电荷，在化学中又可以被称为电子。教师在引导的时候要给学生角度和方向。
从化学和物理学的发展来看，能够发现两者的联系十分紧密，而且属于相互促进相互发展的状态。对此教师要善于挖掘电化学知识中与物理知识和化学知识相关的内容，使得他们的整体知识架构更加的完善，掌握的知识更加的丰富，从而使得他们在解题过程中能够拥有更多角度。增加化学史的内容目的是让学生们认识到能量转化关系，并对其产生兴趣，深入挖掘。在化学史中一些学者不仅仅是化学家还是物理学家，这是因为两者是相通的。比如最耳熟能详的伏特，他以作为一名物理学家最为著名，但是它发明的是伏特电池。[4]伏特电池能够产生电流，但是它却不仅仅与物理学相关，它与化学的联系也非常紧密。也正是因为如此，物理学家伏特带给了人们更大的可以享受的成果，促进了时代的发展和进步。再者，化学家戴维也是学生较为熟悉的学者，他在研究的过程中，对于伏特电池最为重视，在伏特成果的基础之上继续深入，他想到了对伏特电池以化学的方式进行处理。即学生非常容易想起的电解实验，也就是说戴维将电能转化成了化学能，而正是因为这一重要的举措，使得戴维能够顺利发现包括钠钾钙镁的其中元素，加快了化学史的发展。这些物理学家和化学家们不单单属于某一个领域的专家，他们的知识相互交融，而且善于发现和探索。教师要以这种故事刺激学生，使得他们对电化学知识产生兴趣，从而主动地学习，让自己沉浸在知识的海洋中。
电化学知识具有一定的难度，而难点和重点主要是指原电池、电解池电极电性的判断。一些学生在电极反应式的书写方面也会比较困难，为此教师需要梳理这些知识点，使其以更加清晰的方式呈现在学生的面前，使得他们看清知识的架构，引导他们思考问题并探索问题。经过研究发现学习电化学知识的学生经常犯的错误是混淆原电池与电解池的电极极性，对于电极的各种反应也常常存在模糊不清的问题。教师针对这种实际情况，便可以将物理中的电学知识与化学知识中氧化还原反应知识点联系起来。
2.2 关于氧化还原反应与电极关系的确定
建立了完善的组织协调机构。市人民政府成立天津市河道水生态环境管理领导小组 （以下简称领导小组），由分管副市长任组长，市建设交通委、市市容园林委、市农委、市财政局、市国土房管局、市环保局、市水务局和市林业局等部门主要负责同志为成员。领导小组负责研究、部署、监督实施河道水生态环境治理和管理计划，审定河道水生态环境管理标准、制度、考核办法和考核结果，协调解决河道水生态环境的重大问题。
教育的改革反映到考试中，一个最明显的表现就是考试试题中的综合应用型题型增加，尤其是理化综合型题目。电化学知识能够促进学科与学科之间的渗透，还能够让学生学会知识与知识的融会贯通，对于提高他们的综合素养具有重要意义。比如当电化学教学过程中遇到了与电极、电流以及水溶液相关的例题的时候，便可以瞬间联系物理中的电学知识以及化学中相关知识。例如石墨为电极，直流电的电流强度确定，水溶液为RCYy。用前者电解后者会得到ng金属，那么要获得阿伏伽德罗常数NA的计算式便需要从电解所得的金属摩尔质量入手。[3]这是一道具有明显综合性的题目，要解答关键是需要理解电学电量与电化学知识之间的关系，并能够将两者联系起来形成解题的工具。遇到此类题目首先需要判断题目中给出的信息和条件是否对于解决问题具有直接作用，再联系自己所学到的知识，回忆电化学知识相关概念和结论。例如阳极会失去电子，但是失去的电子其实是进入到了阴极。所以就可以知道在阳极氧化反应中失去的电子数目其实与阴还原反应中得到的电子数目是一致的，这种属于电化学中经常见到并且经常用到的电路电子守恒定律。学生如果能够在教师的充分引导下挖掘出这一知识点，那么经过不断地练习和强化，他们的电化学知识水平会提高许多，对于他们解答更具有难度的问题具有很大的帮助。
3 准确理解和把握化学反应中电子转移数目与物理知识的联系
例如这样一道题：氢镍电池属于可充电电池，这种电池逐渐取代了镉镍电池。使用镉镍电池会产生镉污染，所以逐渐被淘汰了。题目给出了氢镍电池的总反应式，要求判断电池充电和放电时的情况。学生一拿到这样的题目看到了1/2H2+NiO(OH)这一类的化学式的时候就会犯难，因为没有意识到可充电属于已知条件。[2]教师在讲解这一例题的时候需要让学生认识到氧化还原反应知识的内容，还要将他们对电学知识的印象唤醒，这样才能够确保学生在教师的引导将两者联系起来。在此基础之上学生会开始思考，题目中给出的条件包含的信息，通过思考会发现原电池其实是一种电能装置，不过它的电能是化学能转化得到的，那么便可以得到一个有力的结论，当氢镍电池充电的时候它其实就是电解池。紧接着教师便可以让学生研究氧化还原反应中电子的转移方向，并将其与电池中电子的流动方向相比较。这样一来学生就能够轻易观察出两者方向相同的结论，那么解决这一道题目就会非常容易了。
4 增加化学史内容，提高学生的理解能力
学生基于教师给出的引导，会进一步思考锌片电子之所以流向铜片的原因，借用电势差的结论便能够更好地理解。教师要趁此机会，向学生介绍不同金属在同一溶液中可能出现的情况。可以引导学生做实验，以增强他们的认识。通过结合理化知识解析原电池产生电流的原因，能够迅速让学生明白原电池的构成和原理。电化学知识与物理学的关系非常紧密，教师要善于利用这两者之间的关系，令学生的思维得到拓展。
计算生产经营比例是为了合理确定供水生产成本费用，科学地核算水利工程供水价格。水库工程生产经营分摊比例对水价水平有一定影响，其计算方法的确定要从水管单位、水资源管理、用水户承受能力等方面综合考虑。
5 结合生活实践应用，巩固电化学知识
在生活中，有许多地方会应用到电化学知识，如常见的电氧化处理污水。它的原理是：电氧化反应器里的特殊电极在脉冲电流的作用下，产生的羟基自由基和活化氧自由基。由于这两种自由基拥有超强的氧化能力，因此经常被当做废水流经电氧化器使用，将水中的有机污染物氧化降解变成无机物，比如二氧化碳和水。但这个这个方法也存在缺陷：如电耗极大，当完全氧化去除1千克的COD时平均需要耗电20度。因此在对电能紧张的地区，通常不会采用这个方案。因此，英国一家环境公司对电氧化法进行了改良，通过电极的排列、电流的密度及水力停留时间的控制，让电氧化只分解破坏有机物分子结构。[5]比如不把杂环类多环芳香族化合物完全氧化成无机物，而是开环和破链，提高它们的生化性。换句话说，电氧化只需要做预处理，把经过处理后的废水再进行生化。这样就可以经济有效的去除难降解的有机污染物了。应用电化学，就是让它运用于生活，如工业应用、医药业应用等等。因此，教师在教习学生电化学知识时，让学生了解到电化学在生活中的实际应用性，便可以避免学生的电化学知识与生活脱节，成为空壳。
6 结束语
我国的教育水平不断提高，素质教育是当前教育的方向。电化学属于中学化学的难点，需要教师结合这一知识的特点，并将其与相关理科知识联系起来，让学生以发散的思维分析问题，学习知识。通过优化电化学教学方式，促进学科与学科之间的融合，确保学生能够从课堂上学习到更多的知识。
3.罪犯教育方法人性化。要充分考虑人性发展的要求，采用引导，激励等方式，尽最大可能去调动和发挥罪犯的积极性、主动性与创造性。要给予罪犯一定的自由宣泄手段。要认真考虑给予罪犯个体适当的自由空间和时间。同时，对一些过去明令禁止的，但又有助于罪犯心理自我调整的行为要认真加以研究，给予罪犯自由的情感宣泄手段。如，建立供给罪犯释放情绪的倾诉室、拳击室、静思室等等。
参考文献
[1] 王海霞,王明德,蒲敏.大学化学习题型微课的教学设计与实践——以一道易错电化学习题的教学为例[J].化学教育(中英文),2019.40(04)：34-39.
[2] 张翠.概念转变理论指导下的高中电化学教学设计研究与实践[J].中国校外教育,2019(04)：75,81.
[3] 陈继华.基于模型认知的电化学试题解析及复习教学思考[J].教学月刊·中学版(教学参考),2019(Z1)：97-100.
[4] 刘海燕.浅谈《应用电化学》课程教学心得[J].广州化工,2019.47(02)：155-156.
[5] 赵会娣.电化学教学中理化知识的结合[J].中学化学教学参考,2002(06)：13-15.
Some Thoughtson Fully Combining Physical and Chemical Knowledgein the Teaching of Electrochemistry
CHEN Hai
(Hechi Audio-Visual Education Station,Hechi,Guangxi547000)
Abstract Theimprovementof economic level haspromoted thedevelopmentof education industry,and thecontentsand forms of education are becoming more and more scientific.Electrochemistry belongs to the important content of middle school chemistry.Teachersshould combinetheadvanced experienceof electrochemistry teaching with theactual situation of students and carry out scientific and reasonable teaching activities when designing teaching programs.Fully combining physical and chemical knowledge in electrochemistry teaching can enhance students'ability to comprehend knowledge.In this paper,the method of combining physical and chemical knowledge in electrochemistry teaching is introduced in detail.It is hoped that it can promote theimprovement of electrochemistry teaching level and theenhancement of teaching effect.
Keywords electrochemistry；teaching；physical and chemical knowledge；combination；research
中图分类号： G424
文献标识码： A
DOI： 10.16400/j.cnki.kjdks.2019.08.010