讓化學(xué)課堂充滿活力——《原電池的工作原理》設(shè)計(jì)一例

王更飛

（江蘇省華羅庚中學(xué) 江蘇金壇 213200）

課堂教學(xué)是學(xué)生獲取知識(shí)的主要途徑，更是學(xué)生展示其獨(dú)立、獨(dú)特和創(chuàng)造性思維的主陣地。 什么樣的課堂才具有生命活力、充滿情趣和智慧的挑戰(zhàn)，什么樣的課堂才能使學(xué)生真正成為學(xué)習(xí)的主人呢？ 在減負(fù)增效的大背景下，如何在化學(xué)教學(xué)中貫徹新課標(biāo)的新理念，使學(xué)生在化學(xué)課堂教學(xué)中學(xué)的輕松愉快而有效，使課堂煥發(fā)出生命力和創(chuàng)造力，實(shí)現(xiàn)學(xué)生從“要我學(xué)”到“我要學(xué)”的轉(zhuǎn)變， 成為擺在我們廣大化學(xué)教師面前亟待解決的問(wèn)題。 為此，不久前在江蘇省常州市高級(jí)中學(xué)舉行了八所高中主題教研活動(dòng)，化學(xué)組的課題是《原電池的原理》，采用同題異構(gòu)、借班上課的形式。 筆者就以這一案例結(jié)合自己在教學(xué)中的實(shí)踐來(lái)談一些看法。

【教學(xué)過(guò)程】

1.引入：展示瓜果電池，學(xué)生接通電源使音樂(lè)賀卡工作。

設(shè)計(jì)意圖：感悟原電池現(xiàn)象的普遍存在，明確原電池的概念，激發(fā)學(xué)生興趣。

2.創(chuàng)設(shè)情景，溫故知新。 （探究原電池形成的條件）

將鋅片和銅片相連插在食鹽水中， 能否產(chǎn)生電流？用所給出的實(shí)驗(yàn)用品驗(yàn)證。 檢查實(shí)驗(yàn)用品是否齊備、分組實(shí)驗(yàn)。 （四大組中預(yù)設(shè)三組缺少實(shí)驗(yàn)用品：電極、食鹽水、導(dǎo)線中的某一種。 ）

設(shè)計(jì)意圖：在活動(dòng)中，當(dāng)同學(xué)們發(fā)現(xiàn)自己現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)用品構(gòu)成不了電池的時(shí)候，就會(huì)去想“要形成電流，還缺少什么條件”？ 這時(shí)教師再幫助學(xué)生概括出原電池的形成條件就水到渠成：首要條件是要有一個(gè)自發(fā)的氧化還原反應(yīng)；其次必須給予適當(dāng)?shù)难b置，使氧化反應(yīng)還原反應(yīng)分別在兩個(gè)不同的電極上發(fā)生；此外還有其他附屬設(shè)備，形成閉合回路。 這樣做培養(yǎng)了學(xué)生由特殊到一般的歸納能力。

缺少實(shí)驗(yàn)用品這是老師事先的預(yù)設(shè)，課堂上還生成了意想不到的情況，如：沒(méi)看清試劑標(biāo)簽，拿其他電解質(zhì)溶液當(dāng)食鹽水；沒(méi)導(dǎo)線的有一組同學(xué)讓兩電極靠在一起也完成了實(shí)驗(yàn)；用小燈泡檢驗(yàn)有無(wú)電流產(chǎn)生的同學(xué)發(fā)現(xiàn)燈泡不亮，有點(diǎn)失望的跟老師交流，老師讓他換成靈敏檢流計(jì)或者音樂(lè)賀卡試試，并設(shè)問(wèn)為什么？ 學(xué)生個(gè)個(gè)頓悟了。 所以，最佳的教學(xué)不是老師說(shuō)個(gè)不停，而是讓孩子們展開(kāi)探索的翅膀，讓他們經(jīng)歷困惑、苦惱，去收獲驚喜與領(lǐng)悟，這正是孔子提出的“不憤不啟，不悱不發(fā)”的教育思想。

3.活動(dòng)與探究二

教師演示實(shí)驗(yàn)： 向兩只燒杯中分別加入30 mL 1.0mol·L－1CuSO4溶液和30mL 1.0 mol·L－1ZnSO4溶液，將連接導(dǎo)線和電流計(jì)的鋅片和銅片分別插入ZnSO4和CuSO4溶液中，將鹽橋插入兩只燒杯內(nèi)的電解質(zhì)溶液中，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。 取出鹽橋，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。

師：觀察完實(shí)驗(yàn)，你有什么疑問(wèn)大膽提出來(lái)！ （開(kāi)始教室里一片寂靜，沒(méi)有人發(fā)言，老師飽含深情的對(duì)學(xué)生說(shuō)，好奇心是一切發(fā)明創(chuàng)造的靈魂，我們每一個(gè)省中的優(yōu)秀同學(xué)心中都有美好的夢(mèng)想，要想實(shí)現(xiàn)它，從現(xiàn)在做起，睜大你好奇的慧眼，張開(kāi)你探索的翅膀，來(lái)嘗試吧！同學(xué)們情緒是被調(diào)動(dòng)起來(lái)了，可還是問(wèn)不出問(wèn)題來(lái)。 ）

老師啟發(fā)：剛才實(shí)驗(yàn)中我們看到了電流計(jì)指針的偏轉(zhuǎn)，這個(gè)裝置構(gòu)成了原電池，必然有一個(gè)自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)，它只能是Zn＋Cu2＋＝Zn2＋＋Cu 。 現(xiàn)在大家有問(wèn)題要問(wèn)嗎？

生：鋅不與硫酸銅溶液接觸為何會(huì)發(fā)生上述反應(yīng)？

師：這個(gè)問(wèn)題問(wèn)的好！ 這涉及雙液電池的工作原理：金屬片插在相應(yīng)的鹽溶液中，存在著離子進(jìn)入溶液的過(guò)程或金屬沉積的過(guò)程，僅僅進(jìn)行到建立穩(wěn)定的電勢(shì)差為止，以后宏觀上就不再發(fā)生變化，但這兩種金屬在平衡狀態(tài)時(shí)的電勢(shì)差是不相等的，在鋅鹽和銅鹽溶液的濃度相等或相差不大時(shí)，鋅比銅更容易析出離子。 當(dāng)用導(dǎo)線把鋅片和銅片連接起來(lái)， 由于它們之間的電位差（鋅和銅之間還有接觸電勢(shì)）， 就會(huì)有大量的電子從鋅極通過(guò)導(dǎo)線流向銅極， 鋅片上電荷的減少和銅片上電荷的增多，破壞了原有的平衡，因此鋅又失電子生成鋅離子進(jìn)入溶液，同時(shí)銅離子在銅片上成為銅而析出來(lái)。 鋅片發(fā)生氧化反應(yīng)，銅片發(fā)生還原反應(yīng)。

生：怎樣通過(guò)實(shí)驗(yàn)證明電子從鋅片流向銅片？

生：看電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)的方向。

師：思路不錯(cuò)但不夠嚴(yán)密，同學(xué)們?cè)跍y(cè)定溶液的pH值時(shí)看到試紙的顏色就能讀出pH 值嗎？

生：用一個(gè)已知正負(fù)極的干電池做對(duì)照實(shí)驗(yàn)。 用兩根導(dǎo)線分別連接干電池和銅鋅原電池，讓電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)方向一致，則同一根導(dǎo)線所連的兩個(gè)電極同為正極或同為負(fù)極。

師：同學(xué)們對(duì)鹽橋有問(wèn)題問(wèn)嗎？ （無(wú)人出聲。 老師也納悶，第一次看到鹽橋總該問(wèn)點(diǎn)問(wèn)題吧？ ）教師將事先準(zhǔn)備的有關(guān)鹽橋的資料向?qū)W生作了展示。

反思：課后了解到學(xué)生在學(xué)習(xí)必修內(nèi)容時(shí)老師已簡(jiǎn)單介紹過(guò)鹽橋， 反思關(guān)于鹽橋的教學(xué)應(yīng)預(yù)設(shè)兩種情形：大家認(rèn)識(shí)鹽橋嗎？（1）不知道。你想了解鹽橋哪方面的知識(shí)呢？ ……（2）以前使用過(guò)。 那就可以拓展出去，啟發(fā)學(xué)生提出或者解決下列問(wèn)題：鹽橋中的鉀離子和氯離子怎樣移動(dòng)？ （以等速度向兩側(cè)電極溶液中擴(kuò)散）電池中的離子為何不向鹽橋中遷移而是鹽橋中離子的定向遷移？（由于鹽橋中電解質(zhì)濃度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于電池的電解質(zhì)溶液的濃度）如果電池中的電解質(zhì)是銀鹽，鹽橋中還能裝含KCl飽和溶液的瓊脂嗎？ （不能，銀鹽與KCl 溶液起反應(yīng)）這時(shí)可以采用飽和的KNO3或NH4NO3溶液代替KCl 溶液，這些電解質(zhì)中兩種離子的遷移速度相等嗎？為什么？（相等，保證溶液的電荷守恒）如果這樣師生討論、生生討論，效果會(huì)更好。 正如專家的評(píng)價(jià)意見(jiàn)中說(shuō)的：王老師如能讓學(xué)生放得更開(kāi)，給學(xué)生充分的權(quán)利，讓生成的更多，相信學(xué)生的發(fā)展會(huì)更好。

4.活動(dòng)與探究三

（1）討論與判斷：將鋅片和碳棒用導(dǎo)線相連分別插在果汁、酒精、NaOH 溶液、濃HNO3、食鹽水中，能否產(chǎn)生電流？

（2）選擇適宜的材料（各種不同的電極和溶液）組合成符合要求的電池Zn＋Cu2＋＝Zn2＋＋Cu，在電腦上用鼠標(biāo)拖動(dòng)組裝。

（3）請(qǐng)根據(jù)離子反應(yīng)Fe＋Cu2＋＝Fe2＋＋Cu 設(shè)計(jì)電池。

（4）投影圖片（見(jiàn)下圖）。

啟發(fā)學(xué)生歸納整理得出原電池正負(fù)極的判斷方法：

①由組成原電池兩極的電極材料判斷；

②由外電路中電子的流動(dòng)方向或者電解質(zhì)溶液內(nèi)離子遷移方向判斷；

③由電極反應(yīng)或者兩極發(fā)生的反應(yīng)現(xiàn)象判斷。

5. 課堂小結(jié)反饋檢測(cè)（略）

6. 拓展視野： 中國(guó)電池信息網(wǎng)http：／ ／www.batteryinfo.com

【課后評(píng)價(jià)】執(zhí)教過(guò)后，八校聽(tīng)課老師和專家進(jìn)行了一場(chǎng)切中肯綮、精彩紛呈、智慧碰撞的評(píng)課活動(dòng)，一致認(rèn)為這是一節(jié)精彩的課。 本課的主要特點(diǎn)如下：

（1）基于對(duì)傳統(tǒng)教學(xué)的積極反思，對(duì)新課教學(xué)較深入的研究，努力以教法的改變引導(dǎo)學(xué)法改變。

（2）教學(xué)設(shè)計(jì)嚴(yán)密，教學(xué)過(guò)程流暢，注重知識(shí)學(xué)習(xí)的內(nèi)化與活化，注重知識(shí)學(xué)習(xí)的意義，啟發(fā)、引導(dǎo)學(xué)生對(duì)所學(xué)的知識(shí)和獲得的體驗(yàn)有一個(gè)正確的認(rèn)識(shí)。

（3）知識(shí)傳授“實(shí)”、交流氣氛“濃”、思維訓(xùn)練“活”、課堂語(yǔ)言“美”，重視學(xué)生的主動(dòng)學(xué)習(xí)和個(gè)性發(fā)展，教學(xué)基于學(xué)生的已有知識(shí)和生活經(jīng)驗(yàn)， 重視知識(shí)的主動(dòng)建構(gòu)，重視方法的指導(dǎo)和思維能力的培養(yǎng)。

（4）重視學(xué)生的實(shí)驗(yàn)探究，實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)“巧妙”，有效激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，引發(fā)了學(xué)生的探究欲望。

（5）教師風(fēng)趣幽默，有較強(qiáng)的課堂調(diào)控和駕馭能力，師生互動(dòng)充分，教學(xué)效果好，如能讓學(xué)生放得更開(kāi)，給學(xué)生充分的權(quán)利，讓生成的更多，相信學(xué)生的發(fā)展會(huì)更好。