《原電池》教學(xué)設(shè)計(jì)及反思

陽(yáng)江

《原電池》教學(xué)設(shè)計(jì)及反思

陽(yáng)江

（南通市小海中學(xué)江蘇南通226015）

一、教材分析（使用教材：人教社2007年2月第3版）

學(xué)生在必修《化學(xué)2》（人教社2007年3月第3版）中學(xué)習(xí)了由鋅片、銅片和稀硫酸溶液組成的簡(jiǎn)單原電池，初步了解了原電池原理。本節(jié)內(nèi)容以必修《化學(xué)2》第二章第二節(jié)“化學(xué)能與電能”為基礎(chǔ)，通過(guò)學(xué)習(xí)帶有鹽橋的比較復(fù)雜的原電池，進(jìn)一步介紹原電池的組成和工作原理，通過(guò)對(duì)原電池中閉合電路形成過(guò)程的分析，引出半電池、鹽橋、內(nèi)電路、外電路等概念，要求學(xué)生能夠?qū)懗鱿嚓P(guān)的電極反應(yīng)式和電池反應(yīng)式。同時(shí)，課本還設(shè)計(jì)了有趣的實(shí)驗(yàn)探究和科學(xué)探究活動(dòng)，這有利于學(xué)生增強(qiáng)探索化學(xué)反應(yīng)原理的興趣，樹(shù)立學(xué)習(xí)和研究化學(xué)的志向。

鑒于課程標(biāo)準(zhǔn)要求，在教學(xué)中只需要借助氧化還原反應(yīng)理論和金屬活動(dòng)性順序規(guī)律，讓學(xué)生掌握原電池中正、負(fù)電極的判斷，了解設(shè)計(jì)原電池時(shí)選用正、負(fù)電極材料和電解質(zhì)溶液的原則，以及對(duì)電極反應(yīng)產(chǎn)物的判斷等。

二、教學(xué)過(guò)程

1.學(xué)生匯報(bào)，走進(jìn)新課

課前安排研究性學(xué)習(xí)，使學(xué)生通過(guò)復(fù)習(xí)原電池的知識(shí)，并自己設(shè)計(jì)和組裝一個(gè)原電池的方式理解原電池的工作原理，并且通過(guò)小組匯報(bào)、相互交流、共同學(xué)習(xí)。請(qǐng)各組派代表將小組最優(yōu)作品進(jìn)行全班展示，看是否設(shè)計(jì)成功，電流是否強(qiáng)勁，評(píng)出“最牛”電池。這一環(huán)節(jié)的主題是——自創(chuàng)電池大PK。這樣既可以教會(huì)學(xué)生新的學(xué)習(xí)方法，也把化學(xué)知識(shí)與生活實(shí)際相聯(lián)系，使學(xué)生帶著濃厚的學(xué)習(xí)熱情和強(qiáng)烈的求知欲望走進(jìn)新課。

2.質(zhì)疑交流，學(xué)習(xí)新課

“怎樣才能產(chǎn)生持續(xù)、穩(wěn)定的電流？鹽橋原電池的工作原理怎樣的？”是本節(jié)課的主題。在實(shí)施這一教學(xué)過(guò)程中應(yīng)體現(xiàn)出教學(xué)方式的轉(zhuǎn)變，充分發(fā)揮學(xué)生的主觀能動(dòng)性，充分體現(xiàn)新課程“教師主導(dǎo)、學(xué)生主體”的教育理念，應(yīng)該設(shè)計(jì)探究性實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生自己動(dòng)手、親身體驗(yàn)，在課堂中實(shí)驗(yàn)、探究、討論、生成。

（1）關(guān)于鋅銅原電池的實(shí)驗(yàn)探究

設(shè)計(jì)課堂小問(wèn)題，讓學(xué)生根據(jù)已有知識(shí)判斷，將鋅片和銅片通過(guò)導(dǎo)線相連，同時(shí)放入CuSO4溶液的燒杯中的裝置是否構(gòu)成原電池。再設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證結(jié)論。

實(shí)驗(yàn)探究：將鋅片和銅片分別通過(guò)導(dǎo)線與電流表相連，并使鋅片和銅片不直接接觸，再同時(shí)放入盛有CuSO4溶液的燒杯中，觀察現(xiàn)象。

現(xiàn)象1：銅片表面明顯有銅析出，電流表指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，表示有電流通過(guò)。

現(xiàn)象2：隨著上述實(shí)驗(yàn)時(shí)間的延續(xù)，電流表指針偏轉(zhuǎn)的角度逐漸減小，同時(shí)鋅片表面有銅析出。

提出質(zhì)疑：為什么電流表指針偏轉(zhuǎn)的角度會(huì)逐漸減??？為什么鋅片表面也有銅析出？

學(xué)生通過(guò)自己動(dòng)手實(shí)驗(yàn)，對(duì)原電池有了感性認(rèn)識(shí)，又在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)了新的問(wèn)題，產(chǎn)生認(rèn)知沖突、提出質(zhì)疑。這樣的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)使學(xué)生在原有的基礎(chǔ)上對(duì)原電池有了更直接的感受，同時(shí)又產(chǎn)生新的火花，把問(wèn)題向縱深引入。

（2）關(guān)于鋅銅原電池電流變小的實(shí)驗(yàn)探究

由于鋅片與CuSO4溶液直接接觸，在反應(yīng)一段時(shí)間后，難免溶液中有Cu2+在鋅片表面被直接還原，一旦有少量銅在鋅片表面析出，即在負(fù)極（鋅）表面也構(gòu)成了原電池，進(jìn)一步加速銅在負(fù)極表面析出，致使向外輸出的電流減弱。當(dāng)鋅片表面完全被銅覆蓋后，反應(yīng)終止了，也就再無(wú)電流產(chǎn)生。據(jù)此，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究電流變小的可能原因。

實(shí)驗(yàn)探究：將鋅片和銅片分別通過(guò)導(dǎo)線與電流表相連，并使鋅片和銅片直接接觸，然后浸入盛有CuSO4溶液的燒杯中，觀察現(xiàn)象。

現(xiàn)象：銅片表面明顯有銅析出，但是電流表指針不偏移，即無(wú)電流通過(guò)。

提出質(zhì)疑：實(shí)驗(yàn)裝置符合原電池形成條件，為什么卻沒(méi)有電流通過(guò)電流表？

學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證了前面質(zhì)疑所給出的理論解釋，也為接下來(lái)鹽橋原電池的學(xué)習(xí)作了必要的鋪墊，激發(fā)了學(xué)生的探究激情和求知欲望。

（3）關(guān)于鋅銅原電池改進(jìn)的實(shí)驗(yàn)探究

關(guān)于“鹽橋原電池”教學(xué)環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)。通過(guò)前面的探究實(shí)驗(yàn)，得出結(jié)論：要提供持續(xù)穩(wěn)定的電流，必須阻止Cu2+在鋅片表面被直接還原，迫使電子沿著導(dǎo)線由負(fù)極流向正極。教師可以提問(wèn)的方式引導(dǎo)學(xué)生參與教學(xué)過(guò)程。問(wèn)題1：如何不讓Cu2+在鋅片表面被直接還原？學(xué)生能夠找到答案：不讓鋅片與CuSO4溶液直接接觸，從而討論得出結(jié)論：將它們分別置于兩個(gè)燒杯里。問(wèn)題2：如何將置有鋅片的ZnSO4溶液與置有銅片的CuSO4溶液連接起來(lái)？結(jié)合電解質(zhì)的導(dǎo)電原理，設(shè)計(jì)鹽橋進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究。

實(shí)驗(yàn)探究：將鋅片置于ZnSO4溶液、銅片置于CuSO4溶液，然后將鋅片和銅片用導(dǎo)線連接，并在中間串聯(lián)一個(gè)電流表，按照課本P71實(shí)驗(yàn)4-1，用一個(gè)充滿電解質(zhì)溶液的鹽橋，將置有鋅片的ZnSO4溶液和置有銅片的CuSO4溶液連接起來(lái)，觀察有什么現(xiàn)象。取出鹽橋，又有什么現(xiàn)象。

現(xiàn)象1：有鹽橋存在時(shí)，電流表指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，即有電流通過(guò)電路。

現(xiàn)象2：取出鹽橋時(shí)，電流表指針即回到零點(diǎn)，說(shuō)明沒(méi)有電流通過(guò)。

提出質(zhì)疑：為什么氧化劑和還原劑不直接接觸也能發(fā)生反應(yīng)？

引導(dǎo)學(xué)生觀看視頻：鹽橋的作用，結(jié)合教科書(shū)文本閱讀，知道鹽橋的主要作用，了解鹽橋原電池工作原理，理解氧化劑和還原劑不直接接觸也能發(fā)生反應(yīng)，感悟化學(xué)的魅力。

（4）關(guān)于鋅銅原電池改進(jìn)應(yīng)用的實(shí)驗(yàn)探究

學(xué)生經(jīng)過(guò)課堂學(xué)習(xí)與生成，通過(guò)思考與交流，可以得出結(jié)論：相對(duì)簡(jiǎn)單原電池而言，鹽橋原電池可以提供持續(xù)穩(wěn)定的電流，提高了能量的轉(zhuǎn)換率，且電流可以控制，是可以投入實(shí)際應(yīng)用的。

實(shí)驗(yàn)探究：按照課本P71實(shí)驗(yàn)4-1，將銅片改成碳棒，觀察有什么現(xiàn)象。再將CuSO4溶液換成NH4Cl溶液，又有什么現(xiàn)象。

現(xiàn)象1：電流表指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，即有電流通過(guò)電路。

現(xiàn)象2：電流表指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，即有電流通過(guò)電路。

這樣的教學(xué)設(shè)計(jì)將化學(xué)與生活相聯(lián)系起來(lái)。學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)，為后面“化學(xué)電源”的學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。這樣在師生共同探究的過(guò)程中，不但落實(shí)了知識(shí)與技能目標(biāo)，也把課堂真正還給了學(xué)生。讓學(xué)生感受到知識(shí)的生成過(guò)程，使學(xué)生在動(dòng)腦、動(dòng)口、動(dòng)手的過(guò)程中完成了過(guò)程與方法目標(biāo)；同時(shí)也讓學(xué)生體驗(yàn)到發(fā)現(xiàn)的樂(lè)趣和成就感，達(dá)成了情感態(tài)度與價(jià)值觀目標(biāo)。實(shí)現(xiàn)了教學(xué)方式的轉(zhuǎn)變，體現(xiàn)了新課程理念，貫徹了新的教育思想。

（5）趣味實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)

在課程設(shè)計(jì)過(guò)程中安排趣味實(shí)驗(yàn)。讓學(xué)生用鐵片、銅片、碳棒、濾紙、食鹽水、導(dǎo)線和靈敏電流表等設(shè)計(jì)、制作原電池并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。這樣的教學(xué)設(shè)計(jì)將化學(xué)與生活相聯(lián)系起來(lái)，為后面“金屬的電化學(xué)腐蝕與防護(hù)”做鋪墊，也使得本節(jié)課更加生動(dòng)、鮮活。

3.感悟創(chuàng)新，構(gòu)建體系

回顧原電池的設(shè)計(jì)與制作，總結(jié)鹽橋原電池的工作原理，最后創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境：“生活中怎樣自我發(fā)電？”學(xué)生自然會(huì)梳理知識(shí)，得出結(jié)論：“兩極一液成回路，氧化還原是中心”——設(shè)計(jì)原電池的理論依據(jù)。從而幫助學(xué)生構(gòu)建完整的知識(shí)體系。

三、教學(xué)反思

波利亞說(shuō)：“在課堂教學(xué)中教學(xué)生求知是一種意志的教育，如果學(xué)生在學(xué)校里沒(méi)有機(jī)會(huì)嘗盡為成功而奮斗的喜怒哀樂(lè)，那么，他的教育就在最重要的地方失敗了?！苯逃匀藶楸?，在課堂教學(xué)中恰到好處地設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，有利于發(fā)展的學(xué)生求知欲望、交流合作意識(shí)和自主建構(gòu)的積極性。

此課時(shí)的教學(xué)設(shè)計(jì)，不是簡(jiǎn)單地告訴學(xué)生，什么是原電池，什么又是鹽橋原電池。而是從生活的經(jīng)驗(yàn)出發(fā)來(lái)感受原電池，然后不斷地設(shè)置啟發(fā)，引導(dǎo)學(xué)生用實(shí)驗(yàn)來(lái)探究、還原生活過(guò)程，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行理論分析，并指導(dǎo)現(xiàn)實(shí)生活。在整個(gè)教學(xué)中，既注重概念的自主生成過(guò)程，又注重對(duì)概念的理解討論過(guò)程。

1008-0546（2013）07-0068-02

G633.8

B

10.3969/j.issn.1008-0546.2013.07.025