电化学教学中负迁移现象及策略

电化学教学中负迁移现象及策略
奉化二中蒋贤琼
内容提要：知识迁移是将所学知识应用到新的情境，用已掌握的方法和技能解决新问题所体现的素质和能力,但是如果生搬硬套，一贯的思维定势去处理问题，则容易产生“负迁移”。

“原电池”与“电解池”的教学中，经常发现一些学生学习原电池时思路清晰，学习效果较好；但是自从学习了“电解池”后，就往往会把两者混淆。

这是在化学教学中存在的一种负迁移现象。

本文针对此种现象，阐述在电化学教学中的应对策略。

关键词：负迁移原电池电解池
1 电化学中的“负迁移”
“迁移”在心理学中指的是一种学习对另一种学习的影响，指在一种情境中获得的技能、知识或态度对另一种情境中技能、知识的获得或态度的形成的影响。

这种影响可能是积极的，也可能是消及的；一种学习对另一种学习起到积极的促进作用的称为正迁移；反之，则成为负迁移或者干扰。

[1]在化学教学中负迁移现象普遍存在。

在对学生的错题进行分析时发现，因负迁移现象造成的错误占比很高，[2]特别是在“原电池”与“电解池”的教学中，经常发现一些学生学习原电池时思路清晰，学习效果较好；但是自从学习了“电解池”后，就往往会把两者混淆。

比如无法正确区分正负极和阴阳极；原电池的正负极电极反应与电解池的阴阳极电极反应的书写无从下手；学了电解池后就搞不清楚电解质溶液中离子移动的方向。

究其原因，部分学生学习过程中靠简单记忆、生搬硬套、不求甚解，长此以往对新知识的学习与理解会产生干扰。

那么，如何消除在电化学知识学习过程中的负迁移现象呢？
2 应对策略
2.1抓住反应本质、构建知识结构
苏教版《必修2》专题2中的第三单元与《化学反应原理》专题1中的第二单元主要内容着重研究化学能与电能的相互转化关系，其本质都是发生氧化还原反应，即：原电池及其应用（化学电源、金属的腐蚀与防护）利用自发进行的氧化还原反应；电解原理及其应用（氯碱工业、电镀等）利用非自发进行的氧化还原反应。

[3]原电池中的氧化还原反应发生时，电子的转移引起定向移动，进而产生电流，将化学能转化成电能；而电解池中的氧化还原反应需在强烈的直流电源的作用下才能发生，将电能转化成化学能。

因此，在研究分析原电池和电解池问题时必须紧紧抓住氧化还原反应这一主要线索。

电解池：
↓
2.2利用分类对比，建构知识体系
2.2.1原电池与电解池装置的对比
学生往往会把原电池和电解池混淆，两种池外观最大不同可通过对比来说明。

组成原电池的装置必须满足：两种活泼性不同的金属（或金属盒非金属）做电极；电极插入电解质溶液中；形成闭合回路。

组成电解池的装置必须满足：直流电源；阴、阳电极；电极插入电解质溶液或熔融电解质中形成闭合回路。

有学生提出两种装置还有不同的地方是电极材料：原电池的两电极材料活泼性不同，而电解池的电极材料活泼性相同。

但是事实燃料电池等也可有多孔碳棒作为电极材料，若是用电极材料作为判断两装置的依据不够准确。

通过装置对比发现两种池最大的区别是是否有外接电源。

2.2.2原电池与电解池电极名称判断与电极方程式书写的比较
原电池的正负极判断首先观察电极材料和电解质溶液的组成，电极材料中是否有某一电极和电解质溶液发生氧化还原反应，若有反应，那么失去电子发生氧化反应的那一极为负极，据此书写电极反应。

有部分学生认为有两种活泼性不同的金属材料做电极，那么较活泼的那种一定做负极，这样的定势思维在遇到如镁和铝做电极、氢氧化钠为电解质溶液的原电池时就会发生错误，故而应视具体的氧化还原反应来定。

若是氢氧燃料电池，两电极材料都为多孔碳棒，则也是通过
氧化还原反应H
2+O
2
=H
2
O发现H
2
失去电子，通入H
2
的那极为负极，通入O
2
的那极
为正极；根据电子得失情况和电解质溶液书写电极反应式,若电解质溶液呈酸性，
负极：H
2-2e=2H+正极：O
2
+4e+4 H+=2H
2
O。

电解池阴阳极不论何种情况，也不论电极材料由什么组成或电解液是什么，与外接电源负极相连的一定是阴极，阴极一定发生还原反应，原因是外接电源负极中有大量的电子到达阴极，电解液中的阳离子必在阴极得到电子，生成相应的还原产物。

要注意的是若电解液中有几种阳离子同时存在，可按金属活动性顺序表，越不活泼的金属形成的阳离子越容易在阴极得到电子。

阳离子放电顺序：Ag+、Cu2+、H+（酸）、Fe2+、Zn2+、 H+（水）、 Al3+、Mg2+、 Na
电解池中与电源正极相连的一定是阳极，发生氧化反应。

（1）阳极材料为较活泼金属，一般情况下较活泼金属发生先失去电子发生氧化反应。

（2）电极材料为铂、碳棒等惰性电极，惰性电极不参与反应，此时需考虑溶液中的阴离子。

如
果电解液中有几种阴离子同时存在可按、S2—、I—、Br—、Cl—、OH—、NO
3—、SO
4
2—、
F—顺序在阳极失去电子。

2.3 通过实验探究，减少“负迁移”
通过分组实验和设计简单的实验，可以提高学生的观察能力、分析能力、思维判断能力，防止静止孤立地思考问题带来的负迁移。

学习了典型原电池：Cu-Zn 原电池的工作原理，探讨原电池构成条件时，可让学生围绕电极材料和溶液种类选择两大问题，通过学生仿照Cu-Zn原电池的构造，设计不同的方案，分组去实验探究。

学生选择不同的器材、不同的方案，记录实验现象，小组交流、归纳、总结、师生点评，得出原电池构成的条件。

学生兴趣浓厚，思维积极，教师因势利导，加深理解了原电池的工作原理和构成条件，也能有效跨跃“负迁移”。

学生学习电解池后，围绕电解的本质是非自发进行的氧化还原反应这一根本，给学生某一不常见反应，如：2Ag+2HCl=2AgCl+ H
2
，让学生分析此反应是能形成原电池还是电解池，设计实验并且进行验证达到减少“负迁移”的目的。

在教学中，充分发挥学生自主学习积极性，充分留给学生思维的空间，引导学生“发散式”地思考问题，训练知识迁移的正确方法，掌握迁移的条件、范围，克服思维定势的干扰，防止知识的“负迁移”。

参考文献：
[1].洪秀满、祝敏芝.中学数学教学中负迁移现象研究. 数学教学.2009(06)
[2].王世存.王后雄.中学化学学习中负迁移成因及教学对策.课程.教材:教
法.2012(01):101-105
[3].吴殿更.以核心概念为本的“电解池”教学设计.化学教育2013, 34(12):41-43。