讓化學課堂充滿活力——《原電池的工作原理》設計一例

王更飛

（江蘇省華羅庚中學 江蘇金壇 213200）

課堂教學是學生獲取知識的主要途徑，更是學生展示其獨立、獨特和創造性思維的主陣地。 什么樣的課堂才具有生命活力、充滿情趣和智慧的挑戰，什么樣的課堂才能使學生真正成為學習的主人呢？ 在減負增效的大背景下，如何在化學教學中貫徹新課標的新理念，使學生在化學課堂教學中學的輕松愉快而有效，使課堂煥發出生命力和創造力，實現學生從“要我學”到“我要學”的轉變， 成為擺在我們廣大化學教師面前亟待解決的問題。 為此，不久前在江蘇省常州市高級中學舉行了八所高中主題教研活動，化學組的課題是《原電池的原理》，采用同題異構、借班上課的形式。 筆者就以這一案例結合自己在教學中的實踐來談一些看法。

【教學過程】

1.引入：展示瓜果電池，學生接通電源使音樂賀卡工作。

設計意圖：感悟原電池現象的普遍存在，明確原電池的概念，激發學生興趣。

2.創設情景，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， 能否產生電流？用所給出的實驗用品驗證。 檢查實驗用品是否齊備、分組實驗。 （四大組中預設三組缺少實驗用品：電極、食鹽水、導線中的某一種。 ）

設計意圖：在活動中，當同學們發現自己現有的實驗用品構成不了電池的時候，就會去想“要形成電流，還缺少什么條件”？ 這時教師再幫助學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自發的氧化還原反應；其次必須給予適當的裝置，使氧化反應還原反應分別在兩個不同的電極上發生；此外還有其他附屬設備，形成閉合回路。 這樣做培養了學生由特殊到一般的歸納能力。

缺少實驗用品這是老師事先的預設，課堂上還生成了意想不到的情況，如：沒看清試劑標簽，拿其他電解質溶液當食鹽水；沒導線的有一組同學讓兩電極靠在一起也完成了實驗；用小燈泡檢驗有無電流產生的同學發現燈泡不亮，有點失望的跟老師交流，老師讓他換成靈敏檢流計或者音樂賀卡試試，并設問為什么？ 學生個個頓悟了。 所以，最佳的教學不是老師說個不停，而是讓孩子們展開探索的翅膀，讓他們經歷困惑、苦惱，去收獲驚喜與領悟，這正是孔子提出的“不憤不啟，不悱不發”的教育思想。

3.活動與探究二

教師演示實驗： 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，將連接導線和電流計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的電解質溶液中，觀察實驗現象。 取出鹽橋，觀察實驗現象。

師：觀察完實驗，你有什么疑問大膽提出來！ （開始教室里一片寂靜，沒有人發言，老師飽含深情的對學生說，好奇心是一切發明創造的靈魂，我們每一個省中的優秀同學心中都有美好的夢想，要想實現它，從現在做起，睜大你好奇的慧眼，張開你探索的翅膀，來嘗試吧！同學們情緒是被調動起來了，可還是問不出問題來。 ）

老師啟發：剛才實驗中我們看到了電流計指針的偏轉，這個裝置構成了原電池，必然有一個自發進行的氧化還原反應，它只能是Zn＋Cu2＋＝Zn2＋＋Cu 。 現在大家有問題要問嗎？

生：鋅不與硫酸銅溶液接觸為何會發生上述反應？

師：這個問題問的好！ 這涉及雙液電池的工作原理：金屬片插在相應的鹽溶液中，存在著離子進入溶液的過程或金屬沉積的過程，僅僅進行到建立穩定的電勢差為止，以后宏觀上就不再發生變化，但這兩種金屬在平衡狀態時的電勢差是不相等的，在鋅鹽和銅鹽溶液的濃度相等或相差不大時，鋅比銅更容易析出離子。 當用導線把鋅片和銅片連接起來， 由于它們之間的電位差（鋅和銅之間還有接觸電勢）， 就會有大量的電子從鋅極通過導線流向銅極， 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入溶液，同時銅離子在銅片上成為銅而析出來。 鋅片發生氧化反應，銅片發生還原反應。

生：怎樣通過實驗證明電子從鋅片流向銅片？

生：看電流計指針偏轉的方向。

師：思路不錯但不夠嚴密，同學們在測定溶液的pH值時看到試紙的顏色就能讀出pH 值嗎？

生：用一個已知正負極的干電池做對照實驗。 用兩根導線分別連接干電池和銅鋅原電池，讓電流計指針偏轉方向一致，則同一根導線所連的兩個電極同為正極或同為負極。

師：同學們對鹽橋有問題問嗎？ （無人出聲。 老師也納悶，第一次看到鹽橋總該問點問題吧？ ）教師將事先準備的有關鹽橋的資料向學生作了展示。

反思：課后了解到學生在學習必修內容時老師已簡單介紹過鹽橋， 反思關于鹽橋的教學應預設兩種情形：大家認識鹽橋嗎？（1）不知道。你想了解鹽橋哪方面的知識呢？ ……（2）以前使用過。 那就可以拓展出去，啟發學生提出或者解決下列問題：鹽橋中的鉀離子和氯離子怎樣移動？ （以等速度向兩側電極溶液中擴散）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？（由于鹽橋中電解質濃度遠遠大于電池的電解質溶液的濃度）如果電池中的電解質是銀鹽，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）這時可以采用飽和的KNO3或NH4NO3溶液代替KCl 溶液，這些電解質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，效果會更好。 正如專家的評價意見中說的：王老師如能讓學生放得更開，給學生充分的權利，讓生成的更多，相信學生的發展會更好。

4.活動與探究三

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

（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，在電腦上用鼠標拖動組裝。

（3）請根據離子反應Fe＋Cu2＋＝Fe2＋＋Cu 設計電池。

（4）投影圖片（見下圖）。

啟發學生歸納整理得出原電池正負極的判斷方法：

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方向或者電解質溶液內離子遷移方向判斷；

③由電極反應或者兩極發生的反應現象判斷。

5. 課堂小結反饋檢測（略）

6. 拓展視野： 中國電池信息網http：／ ／www.batteryinfo.com

【課后評價】執教過后，八校聽課老師和專家進行了一場切中肯綮、精彩紛呈、智慧碰撞的評課活動，一致認為這是一節精彩的課。 本課的主要特點如下：

（1）基于對傳統教學的積極反思，對新課教學較深入的研究，努力以教法的改變引導學法改變。

（2）教學設計嚴密，教學過程流暢，注重知識學習的內化與活化，注重知識學習的意義，啟發、引導學生對所學的知識和獲得的體驗有一個正確的認識。

（3）知識傳授“實”、交流氣氛“濃”、思維訓練“活”、課堂語言“美”，重視學生的主動學習和個性發展，教學基于學生的已有知識和生活經驗， 重視知識的主動建構，重視方法的指導和思維能力的培養。

（4）重視學生的實驗探究，實驗設計“巧妙”，有效激發了學生的學習興趣，引發了學生的探究欲望。

（5）教師風趣幽默，有較強的課堂調控和駕馭能力，師生互動充分，教學效果好，如能讓學生放得更開，給學生充分的權利，讓生成的更多，相信學生的發展會更好。