小改進凸顯大思維——一則“原電池原理”引入實驗改進的啟示

房壽高

（江蘇省常州高級中學(xué) 江蘇 常州 213003）

一、問題的提出

蘇教版高中化學(xué)教材化學(xué)2 中演示原電池工作原理的實驗很難讓全班學(xué)生看到， 產(chǎn)生的氣體易攪渾溶液，后面的學(xué)生看不清氣泡產(chǎn)生情況，而且耗液量多。 有人把演示原電池原理的實驗改成投影的方式，不僅現(xiàn)象明顯，可以讓全班同學(xué)看到［1］。筆者對后者的實驗又稍作改進，改進雖小，但引發(fā)了學(xué)生的探究欲，大大激活了學(xué)生的思維。

二、改進后的實驗過程

（1） 在實物投影儀上按照圖1 的方式放兩個培養(yǎng)皿，用細長銅片（寬約1.5cm，長約15cm）折成如圖1 形狀放在兩培養(yǎng)皿中。

（2） 先在培養(yǎng)皿乙中 加 入1mol／L 的 稀 硫酸浸沒過銅片， 然后在其中放入一粒粗鋅粒，不與銅片接觸， 讓學(xué)生觀察現(xiàn)象。 學(xué)生可觀察到鋅粒表面產(chǎn)生大量氣泡，銅片上沒有氣泡（見圖2）。

（3）用塑料鑷子把剛才的粗鋅粒放在乙中的銅片上再觀察現(xiàn)象。學(xué)生可觀察到： 不僅鋅粒上有氣泡， 而且浸沒在酸中的銅片各處都有氣泡（見圖3）。學(xué)生很好奇，為什么銅片上會有氣泡產(chǎn)生？ 為什么離鋅較遠的銅片（與酸接觸）上也有氣泡？ 有部分學(xué)生甚至問：“甲中的銅片上（不與酸接觸）也會產(chǎn)生氣泡嗎？”學(xué)生的探究欲了得到激發(fā)。

圖1

圖2

（4） 在探討了原電池的原理之后， 啟發(fā)學(xué)生思考： 在甲中也倒入同物質(zhì)的量濃度的稀硫酸，預(yù)測發(fā)生的現(xiàn)象。這個問題引起了學(xué)生的極大爭論，有的同學(xué)認(rèn)為：“有氣泡，因為鋅失去電子到銅片上，銅片上各處都有剩余電子，甲中的銅片上也有剩余電子，H＋也會在此處得到電子從而產(chǎn)生氫氣。 ”而有的同學(xué)認(rèn)為：“沒有氣泡產(chǎn)生， 因為如果有氣泡產(chǎn)生，H＋變成H2逸出， 溶液中的SO42－與哪個離子結(jié)合呢？在初中學(xué)過，溶液應(yīng)該是電中性的。 ”在學(xué)生爭論不分勝負(fù)時，教師向甲中倒入稀硫酸，結(jié)果發(fā)現(xiàn)并沒有產(chǎn)生氣泡（見圖4）。接著進一步啟發(fā)學(xué)生思考為什么沒有氣泡產(chǎn)生。 在師生、 生生共同對話下，最終能得出“要構(gòu)成原電池一般必須構(gòu)成閉合回路”的結(jié)論。

三、 改進后的優(yōu)點與啟示

圖3

圖4

這次實驗改進取得了很好的課堂效果，原因有如下三點：其一，由于鋅粒的量很少，只有一個鋅粒，放出的氫氣量較小，沒有導(dǎo)致培養(yǎng)皿中溶液的“渾濁不清”，且投影效果非常好，全班學(xué)生都能看得到。 其二，實驗的改進促進了教學(xué)活動的展開。 實驗改進的目的不僅僅是為了原料省，現(xiàn)象明和綠色化，更是為課堂學(xué)習(xí)目標(biāo)的達成服務(wù)。 關(guān)于原電池原理， 原電池的3 個構(gòu)成條件是重要的學(xué)習(xí)目標(biāo)之一，步驟（2）到步驟（4）的實施順利地達成了這一目標(biāo)。 步驟（2） 讓學(xué)生感受了鋅和銅是兩種金屬活動性不同的金屬；步驟（3）讓學(xué)生產(chǎn)生了“為什么銅片上會產(chǎn)生氣泡”的困惑，促使學(xué)生積極去思考，帶著好奇心去探究原電池的形成原理；步驟（4）更加促使學(xué)生積極思考，討論熱烈，課堂氣氛達到高潮。其三，作為引入之用的實驗，不能開始一用了之，最好能貫穿課堂始終，這樣能給人以前呼后應(yīng)和整體美之感。 同時也啟示我們改進實驗應(yīng)該向裝置微型化、操作簡單化、排放綠色化、現(xiàn)象明顯化、目的目標(biāo)化和多次利用化等方向發(fā)展。

［1］ 江麗芬，李勝榮.“化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能”教學(xué)設(shè)計［J］.化學(xué)教育，2012，（12）：64