文章編號:1005-6629(2010)03-0039-05 中圖分類號:G633.8 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:B

“原電池原理及其應(yīng)用”一課曾獲得江蘇省高中化學(xué)評優(yōu)課一等獎。這節(jié)課的備課經(jīng)歷了多次打破砂鍋問到底的細(xì)究，更經(jīng)歷了多位專家的悉心指導(dǎo)和精彩點撥，體現(xiàn)了新課程的理念，供大家共享。

1 課堂設(shè)計

這是一堂以合作探究為主的課，分兩個階段進(jìn)行，先做培養(yǎng)皿系列實驗，探究原電池的工作原理，再做蘋果和鹽水瓶系列實驗，探究原電池的形成條件。整堂課，圍繞牙醫(yī)在給牙病患者治病的情景。

[創(chuàng)設(shè)情境]動畫展示“病例檔案”:同學(xué)們，面向我們的并不是一位快樂的美眉!自從先后裝了兩顆假牙(分別是不銹鋼和黃金假牙)，“笑笑”女士心情一直不爽——頭痛、失眠、心情煩躁。

[問題導(dǎo)入]今天，我想請大家當(dāng)一次醫(yī)生，給她診斷一下，開個處方，讓“笑笑”女士笑起來。

[初步假設(shè)]想一想，病因估計出在哪里?(假牙)

[設(shè)計方案]是不是這樣呢?讓我們模擬口腔中的環(huán)境，把培養(yǎng)皿想象成口腔，把稀硫酸想象成口腔溶液——唾液，用Zn和Cu分別代表兩顆不同的假牙——不銹鋼和黃金……通過下列實驗來查找病因!

[實驗探索一]學(xué)生分組實驗(兩個同桌一組)

(1)在盛有稀硫酸的培養(yǎng)皿中同時加入鋅粒和銅片，兩者不接觸，觀察實驗現(xiàn)象。

(2)用V型銅絲將鋅粒與銅片連接起來，觀察實驗現(xiàn)象。

(3)本實驗使用的電流計指針的偏向與干電池的正、負(fù)極有何關(guān)系?

(4)用接有電流計的兩根銅線分別接觸鋅粒和銅片，觀察實驗現(xiàn)象。

(5)若鋅粒和銅片直接接觸，有何現(xiàn)象?

[問題討論一]采用競賽搶答形式，討論結(jié)果以動畫展示:在模擬實驗中你看到了哪些現(xiàn)象?為什么產(chǎn)生這些現(xiàn)象?我們將全班分成6個小組(距離相近的8至10人一組)，指定2位同學(xué)作評委，評委將對6個小組的表現(xiàn)打分，最后評出名次，給予獎勵。問題探究如下:

(1)在盛有稀硫酸的培養(yǎng)皿中同時加入Zn粒和Cu片，兩者不接觸，有何現(xiàn)象?寫出有關(guān)的離子方程式。

(2)用V型銅絲將Zn粒與Cu片連接起來，又有何現(xiàn)象?寫出Cu片和Zn粒上發(fā)生的電極反應(yīng)式以及兩式相加所得的總反應(yīng)式。

(3)本實驗使用的電流計，指針偏向哪邊?那邊所連接的就是____極。

(4)用接有電流計的兩根銅線分別接觸Zn粒和Cu片，指針偏向與____相連的一邊。說明是負(fù)極，____是正極。想一想:電子流向與兩個電極的活動性大小之間有什么關(guān)系?

(5)什么叫原電池?請看課本第98頁有關(guān)內(nèi)容(老人教版第二冊第四章第四節(jié))。原電池中的反應(yīng)有何特點?(從熱效應(yīng)、反應(yīng)類型和在幾處進(jìn)行三個方面考慮)

(6)Zn與Cu用導(dǎo)線連接后，可在稀硫酸中構(gòu)成原電池。若鋅粒和銅片直接接觸，有何現(xiàn)象?電子由____流向____。

[歸納總結(jié)]板書:§4-4原電池原理及其應(yīng)用(第一課時)

1.1原電池

(1)定義:可以把化學(xué)能轉(zhuǎn)化成電能的裝置。

(2)原理:可以自發(fā)的反應(yīng)，在兩電極上分別發(fā)生氧化還原反應(yīng)。

[解決問題]通過模擬實驗，你認(rèn)為“笑笑”女士的病因是什么?(兩顆假牙在口腔溶液中構(gòu)成了原電池，產(chǎn)生的電流刺激了腦神經(jīng)，使該女士頭痛、失眠、心情煩躁)

[問題導(dǎo)入]動畫展示“請你開處方”:作為一個醫(yī)生，病因找到了，下面的任務(wù)就是開處方!想一想，怎樣解除“笑笑”女士的痛苦?

[提出假設(shè)]解除痛苦的根本方法就是讓兩顆假牙不構(gòu)成原電池，不產(chǎn)生刺激腦神經(jīng)的電流。

[設(shè)計方案]假設(shè)上面一排牙齒(包括兩顆假牙)可以隨意移動，假設(shè)口腔溶液可以隨意改變……請大家試著開處方(這些處方可能很離譜，但可以讓學(xué)生盡情放飛想象的翅膀)。處方到底正確與否，還是實驗說了算!

讓我們再次模擬口腔中的環(huán)境，把蘋果想象成口腔，把蘋果汁想象成口腔溶液，小刀、鉛筆、牙簽、銅釘?shù)热芜x其中的兩種代表兩顆假牙……通過下列實驗來研究原電池的形成條件，從而開出最佳處方。

[實驗探索二]學(xué)生分組實驗(兩個同桌一組)

(1)蘋果汁呈酸性。在蘋果上插小刀、鉛筆、牙簽、2個銅釘，任選其中的兩種作電極，能構(gòu)成多少個原電池?

(2)把蘋果上的上述五樣物品拔下，用小刀對半切開蘋果，一個插上小刀，一個插上鉛筆，能否構(gòu)成原電池?

[演示實驗]讓兩位學(xué)生上講臺演示鹽水瓶系列實驗:Fe棒與Cu棒分別在硫酸銅溶液或苯中，能否構(gòu)成原電池?

[問題討論二]采用競賽搶答形式，討論結(jié)果以動畫展示:在模擬實驗的各種情況中，哪些能構(gòu)成原電池?哪些不能構(gòu)成原電池?為什么?問題探究如下:

(1)在蘋果上插小刀、鉛筆、牙簽、2個銅釘，任選其中的兩種作電極，哪些能構(gòu)成原電池?指出電池的正負(fù)極，說明原因。

(2)一半插上小刀，另一半插上鉛筆，連接電流計，判斷能否構(gòu)成原電池?說明原因。

(3)Fe棒與Cu棒在CuSO4溶液中、Fe棒與Cu棒在苯中能否構(gòu)成原電池?說明原因。

(4)通過自己的探索實驗，你從中發(fā)現(xiàn)構(gòu)成原電池的條件是什么?

[歸納總結(jié)]板書:3、構(gòu)成條件

(1)兩個不同電極(活動性大的作負(fù)極);(2)電解質(zhì)溶液;(3)發(fā)生氧化還原反應(yīng)。

[解決問題]根據(jù)原電池構(gòu)成條件的實驗探索，結(jié)合實際(如經(jīng)濟(jì)條件、美觀要求、口腔實際環(huán)境等)，你現(xiàn)在開的處方是什么?

(1)拔掉不銹鋼假牙，換成金牙或瓷質(zhì)假牙(呵呵，換成金牙，不差錢);(2)拔掉金牙，換成不銹鋼假牙或瓷質(zhì)假牙(把金牙兌成錢，付完治療費后還能小發(fā)一筆耶);(3)拔除兩顆假牙，全換成瓷質(zhì)假牙(滿嘴白牙，分不清真假，賊好看)……

[學(xué)生質(zhì)疑]你從前面的探索實驗中還發(fā)現(xiàn)了哪些新問題?提出來大家共同研究!提出一個疑問或發(fā)現(xiàn)一個有價值的問題，加5分，不要說沒有發(fā)現(xiàn)喲!

[拓展應(yīng)用]動畫展示“生病的自由女神”:女神像外殼是銅，內(nèi)部支架是鐵，中間用油毛氈隔開。時間長了，那層油毛氈失去了隔離作用，大西洋海面夾帶鹽分的潮濕空氣向女神不斷吹來……是什么原因使美麗的女神像日漸銹蝕?……把你的建議上網(wǎng)發(fā)給美國紐約市長吧!

[學(xué)法指導(dǎo)]注意物理知識的滲透。原電池的電流強(qiáng)度與哪些因素有關(guān)?根據(jù)E=I(R+r)， 兩個電極活潑性相差愈大，電動勢越大;電解質(zhì)溶液的離子濃度越大， 內(nèi)電阻越大。另外，電源符號“”能幫助理解原電池正負(fù)極的反應(yīng)特點——長的為正極，短的為負(fù)極。

[反思評價]本節(jié)課的學(xué)習(xí)過程:提出問題→猜想假設(shè)→設(shè)計方案→實驗探究→問題討論→歸納總結(jié)→解決問題→拓展應(yīng)用。這不僅是學(xué)習(xí)化學(xué)的基本方法，也是科學(xué)發(fā)現(xiàn)的基本途徑。

[結(jié)分和獎勵](1)請兩位評委亮分，給出各小組的平均總分。 (2)總分獲第一名的小組是第3小組，祝賀你們!該組每人一張音樂賀卡，請打開賀卡，聽，原電池給我們的生活帶來了多么美妙的享受。

[布置作業(yè)](1)課本第103頁第一題;(2)請你在家中拆一節(jié)干電池，并觀察其結(jié)構(gòu)。

2 課堂探析

開過“原電池”一課的人數(shù)不勝舉，成功者也不乏其人。選擇“原電池”一課參賽具有很大的挑戰(zhàn)性，讓我有“高處不勝寒”之感。要想不落俗套，就要大膽創(chuàng)新!于是，我上網(wǎng)搜索，鉆進(jìn)實驗室，請教行家，查閱理論書籍，構(gòu)思教學(xué)過程，制作flash課件……經(jīng)過多次打磨，終于撥開籠罩的迷霧，三招齊發(fā)，新課程理念在課堂的上空大放異彩。

第一招:巧用“病例”情景，讓學(xué)生見習(xí)“牙醫(yī)”，在牙病治療中獲取化學(xué)知識

任何一堂課開頭很重要，引人入勝的開頭能一下子抓住學(xué)生的心。起初用“笑笑女士的病例檔案”(圖1)開頭，覺得這個情景不僅切中學(xué)習(xí)目標(biāo)，而且聯(lián)系生活實際，心里很是得意。

沒想到荊峰老師覺得存在遺憾，他認(rèn)為“病例”情景選得好是肯定的，但只在開頭用一下，后面便“兔死弓藏”，其使用價值挖掘得不夠;另外，也曾有人用該情景開頭，所以只借鑒不出新不行。被潑了冷水，心里特郁悶——情景一用了之確實可惜，但要一用到底，我不曾思量，一時也難以做到。荊老師又多次建議整堂課最好圍繞“病例”情景展開，并把新課程理念體現(xiàn)出來，在解決實際問題(治療牙病)的過程中學(xué)習(xí)化學(xué)知識。我漸生怨言，站著說話不腰痛，你上給我看看?于是，好長一段時間，我懶得思考這些問題……有一次躺在床上，苦思冥想，唉，靈感突然來臨，如前所述“關(guān)節(jié)”打通了，荊老師也露出了滿意的微笑。

高質(zhì)量的“病例”情景成了實際課堂一條讓人迷戀的小溪。它不是一用了之，而是一用到底，前呼后應(yīng)，貫穿課堂始終。一個醫(yī)生給病人看病，總是先問問病人哪里不舒服，以前生過什么病(該女士曾有蛀牙史、出過車禍并先后裝了兩顆假牙)，然后估計一下病因可能是什么，接著對身體有關(guān)部位進(jìn)行檢查，查出真正的病因后再開處方，吃藥、打針、開刀，直到把病看好。這節(jié)課“一波兩折”，跟“醫(yī)生給病人看病”何其相似:先做培養(yǎng)皿系列實驗，查出病因，再做蘋果和鹽水瓶系列實驗，開出處方，把“笑笑”女士的病看好了，化學(xué)知識和方法的獲得也就水到渠成。南京師大陸真教授在江蘇省中學(xué)化學(xué)骨干教師培訓(xùn)活動中，以此課為案例，對“病例”情景的妙用贊不絕口。

第二招:巧設(shè)三組實驗，讓學(xué)生親自動手，在探究中體驗科學(xué)發(fā)現(xiàn)過程

實驗是探究的主要形式。這節(jié)課的實驗比較多，有三組實驗，應(yīng)盡可能讓學(xué)生動手做，即使是演示實驗，也要盡量讓學(xué)生到講臺上做。實驗探究需要時間，一節(jié)課只有45分鐘，實驗時間應(yīng)盡可能縮短，否則會擠掉問題討論的時間。課堂實驗多，又要節(jié)省時間，還要微型、環(huán)保……這些矛盾的解決成了課堂成功與否的關(guān)鍵!網(wǎng)上或書上找不到一個很流暢的整體實驗方案，我只有一頭扎進(jìn)實驗室里了。

怎樣設(shè)計實驗探究原電池的構(gòu)成條件，很讓人頭痛。這些實驗必須滿足以下條件:第一，考慮問題要周全，所有的結(jié)論都應(yīng)讓事實說話，同時讓實驗為后面的問題探究鋪平道路。第二，實驗操作要簡單、流暢，兩個實驗之間切換時間不能長。第三，實驗設(shè)計要綠色化，最好取材于生活，采用微型實驗，將污染降到最低。

用蘋果替代盛酸的表面皿，能做7個微型實驗，省時省料。除電流計外，蘋果、小刀、兩頭削好的鉛筆、牙簽、銅釘?shù)任鍢訓(xùn)|西都是生活中常見的物質(zhì)，課前可讓學(xué)生自備。實驗時只要用接有電流計的兩根銅線接觸任意兩樣，就能看到有無電流產(chǎn)生。

不過，這7個實驗僅考慮到電極的兩種情況:(1)電極均為導(dǎo)體(兩種不同金屬、兩種相同金屬、金屬和石墨、石墨和石墨);(2)電極不全是導(dǎo)體(金屬和絕緣體、石墨和絕緣體)。

其實，電極還存在一種情況:兩個不同的電極插在兩個相互獨立的溶液中。在準(zhǔn)備實驗中，我找來兩只盛稀硫酸的表面皿，各放一根鐵釘和碳棒，用電流計一測，因斷路不產(chǎn)生電流。這個實驗好做，但從一只鮮活的蘋果切換到兩只盛酸的表面皿，既不連貫又浪費藥品。這時，荊老師正巧來到我身邊，看到蘋果上插滿物件，問明用意后，他說“用小刀把蘋果切成兩半，分別插上小刀和鉛筆，不就一氣呵成了嗎?”真是旁觀者清啊，這一根筋的家伙又在揪住一樣?xùn)|西不放啦!

上述8個實驗涉及到的溶液都是酸溶液——蘋果汁，還沒考慮到溶液的其他情況，如除酸外的電解質(zhì)溶液等。

再在蘋果上動腦筋，已不可能。我曾想過往蘋果中注射CuSO4溶液或苯(難溶性非電解質(zhì))，但蘋果中同時含有果酸，果酸對實驗有干擾作用。用酒精(可溶性非電解質(zhì))實驗時，不能用它的水溶液，因為作為溶劑的水也是一種電解質(zhì)，這樣所得結(jié)論不可靠。我曾在表面皿中放上剛買回的無水酒精，一段時間后無水酒精全部消失;我曾想過在表面皿中放上苯或CCl4(不能選汽油，它是混合物，不屬于非電解質(zhì))，但它們易揮發(fā)，會污染環(huán)境……綠色化學(xué)思想是實驗改進(jìn)的不竭動力，終于鹽水瓶系列實驗誕生了!如圖1所示，介質(zhì)為非電解質(zhì)，不產(chǎn)生電流，將裝置倒轉(zhuǎn)過來，介質(zhì)變?yōu)辂}溶液(如圖2所示)，因發(fā)生電池反應(yīng)Fe+Cu2+=Fe2++Cu而產(chǎn)生電流。這個創(chuàng)新實驗可以反復(fù)操作，永久使用，耗時短又實現(xiàn)了零污染(不用時按圖1存放)。南京師大馬宏佳教授在“江蘇省獲獎優(yōu)秀課暨課程改革研討會”上對這個創(chuàng)新實驗給予了高度評價。

別致的學(xué)生實驗成了實際課堂一道讓人驚嘆的美景。兩個同桌一起動手實驗，既興奮又投入，大學(xué)教授或中教專家?guī)装偃寺犝n，有的在課堂上來回走動，有的就坐在旁邊看著你操作，但學(xué)生探究時的鉆勁竟沒有受到半點影響，大家邊實驗邊思考，為后續(xù)的問題討論搶得先機(jī)。

新課標(biāo)強(qiáng)調(diào)要把科學(xué)探究作為獲取知識和認(rèn)識世界的一種方法，通過實驗來探究已擺在了首要位置。本節(jié)課為學(xué)生提供親身體驗“做科學(xué)”的機(jī)會很多，讓學(xué)生真正成為學(xué)習(xí)的主人，從“聽和背”中解脫出來，實現(xiàn)“做中學(xué)”，學(xué)會科學(xué)探究的方法，感受知識產(chǎn)生的過程。

第三招:巧立搶答規(guī)則，讓學(xué)生暢所欲言，在小組競賽中共享集體智慧

從小學(xué)到高中，學(xué)生在課堂上主動回答問題的積極性越來越低:小學(xué)生踴躍舉手，初中生很少舉手，高中生沒有把握不舉手、有把握也不舉手。高中生不愿主動提問發(fā)言，是因為他們遇到的問題更多、更復(fù)雜，更怕解決不好丟面子，招致老師指責(zé)和同學(xué)挖苦，從而變得謹(jǐn)小慎微。

本節(jié)課需要討論的問題很多，由于時間有限，沒有學(xué)生的主動參與肯定不行，而且我也不能唱獨角戲。怎樣提高學(xué)生的參與度呢?想起電視上知識競賽節(jié)目的貫用做法——團(tuán)隊合作、舉牌搶答，我決定借用到課堂上。為了防止小組合作流于形式、表面熱鬧，前期工作必須精心策劃、細(xì)致入微:

(1)設(shè)置問題。來自探究實驗的問題群要由淺入深，前后有梯度，而且不能太易或太難，要落在學(xué)生的“最近發(fā)展區(qū)”，跳一跳夠得著。

(2)編排小組。指定兩位學(xué)生評委，剩余同學(xué)分成6個小組并編號，每個小組指定一個小組長。實驗時兩人一組，組數(shù)多，力爭人人動手，但討論時組數(shù)不能多，否則評委打分無法做到從容不迫。

(3)明確職責(zé)

①小組長:負(fù)責(zé)上課前后牌子的收發(fā)，儀器、藥品的領(lǐng)取和清理，帶領(lǐng)大家學(xué)習(xí)搶答規(guī)則，做好鼓動工作。

②學(xué)生評委:①兩個評委一主一副，盡量往后坐，兩人在一塊做實驗，不參與6個小組的討論，但可以發(fā)表對問題的看法;②認(rèn)真對照標(biāo)準(zhǔn)，力爭做到打分公正、合理;③離下課5分鐘時各自算出小組總分，主評委再算出小組平均總分，并據(jù)此宣布小組競答名次。

(4)制作牌子。用硬紙板或泡沫塑料板做6個牌子(如圖3所示)，牌子正反兩面均標(biāo)上小組序號，正面鮮紅色，讓前面的老師看清組號，反面草綠色，讓后排的評委看清組號。這里的牌子相當(dāng)于“搶答器”。

(5)制定規(guī)則

①采用搶答形式:問題一出，先舉牌者先回答。各小組要集思廣益，每次答題只能指定一個成員舉牌發(fā)言。如果回答不對，其他小組可以接著舉牌搶答，直到答對后再進(jìn)行下一個問題的搶答。

②答對問題有分:答對給2分，答錯不給分，回答不全酌情給分。答題時可以口頭表達(dá)，也可以上黑板板演。

③鼓勵人人參與:整堂課總是同一個人舉牌發(fā)言的小組不給獎勵分，均發(fā)過言的小組給獎勵分5分。

④鼓勵陽光答題:搶答時聲音洪亮、充滿自信、大膽發(fā)表獨到見解者，不管對否，給獎勵分1分。

⑤鼓勵發(fā)現(xiàn)問題:發(fā)現(xiàn)或提出有價值的問題，給該小組獎勵分5分。

⑥執(zhí)法透明:課前人手一張“評委課堂記分表”，該表也可作為各小組自評表(圖4)。

激烈的互動場面成了實際課堂一支令人振奮的鼓樂。學(xué)生搶著發(fā)言，教師倒很難插嘴，讓人懷疑“這是高中課堂嗎?”;學(xué)生回答問題異常精彩，并提出了很有問題，如銅釘與鉛筆芯在蘋果汁中為何產(chǎn)生電流、鉛筆芯的主要成分是鉛嗎等，讓人懷疑“這是平時的高中生嗎?”。學(xué)生的潛能在搶答規(guī)則的激勵和教師的鼓勵下，如火山爆發(fā)。幾百名老師在場聽課，絲毫沒有影響到學(xué)生的專注和熱情，他們反而是更來勁了，我想這就是新理念的魅力吧!

參考文獻(xiàn):

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