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

        2011-12-28 04:43:52王更飛
        化學(xué)教與學(xué) 2011年6期
        關(guān)鍵詞:鋅片銅片原電池

        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題。 為此,不久前在江蘇省常州市高級中學(xué)舉行了八所高中主題教研活動,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)踐來談一些看法。

        【教學(xué)過程】

        1.引入:展示瓜果電池,學(xué)生接通電源使音樂賀卡工作。

        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(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:沒看清試劑標(biāo)簽,拿其他電解質(zhì)溶液當(dāng)食鹽水;沒導(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)或者音樂賀卡試試,并設(shè)問為什么? 學(xué)生個個頓悟了。 所以,最佳的教學(xué)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(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),你有什么疑問大膽提出來! (開始教室里一片寂靜,沒有人發(fā)言,老師飽含深情的對學(xué)生說,好奇心是一切發(fā)明創(chuàng)造的靈魂,我們每一個省中的優(yōu)秀同學(xué)心中都有美好的夢想,要想實(shí)現(xiàn)它,從現(xiàn)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(xué)們情緒是被調(diào)動起來了,可還是問不出問題來。 )

        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),這個裝置構(gòu)成了原電池,必然有一個自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng),它只能是Zn+Cu2+=Zn2++Cu 。 現(xiàn)在大家有問題要問嗎?

        生:鋅不與硫酸銅溶液接觸為何會發(fā)生上述反應(yīng)?

        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(yīng)的鹽溶液中,存在著離子進(jìn)入溶液的過程或金屬沉積的過程,僅僅進(jìn)行到建立穩(wěn)定的電勢差為止,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(dāng)用導(dǎo)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(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,同時銅離子在銅片上成為銅而析出來。 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:思路不錯但不夠嚴(yán)密,同學(xué)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(fù)極的干電池做對照實(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)線所連的兩個電極同為正極或同為負(fù)極。

        師:同學(xué)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(diǎn)問題吧? )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)容時老師已簡單介紹過鹽橋, 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(fā)學(xué)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(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,效果會更好。 正如專家的評價意見中說的:王老師如能讓學(xué)生放得更開,給學(xué)生充分的權(quán)利,讓生成的更多,相信學(xué)生的發(fā)展會更好。

        4.活動與探究三

        (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)拖動組裝。

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

        (4)投影圖片(見下圖)。

        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(略)

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

        【課后評價】執(zhí)教過后,八校聽課老師和專家進(jìn)行了一場切中肯綮、精彩紛呈、智慧碰撞的評課活動,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)基于對傳統(tǒng)教學(xué)的積極反思,對新課教學(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)過程流暢,注重知識學(xué)習(xí)的內(nèi)化與活化,注重知識學(xué)習(xí)的意義,啟發(fā)、引導(dǎo)學(xué)生對所學(xué)的知識和獲得的體驗(yàn)有一個正確的認(rèn)識。

        (3)知識傳授“實(shí)”、交流氣氛“濃”、思維訓(xùn)練“活”、課堂語言“美”,重視學(xué)生的主動學(xué)習(xí)和個性發(fā)展,教學(xué)基于學(xué)生的已有知識和生活經(jīng)驗(yàn), 重視知識的主動建構(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,師生互動充分,教學(xué)效果好,如能讓學(xué)生放得更開,給學(xué)生充分的權(quán)利,讓生成的更多,相信學(xué)生的發(fā)展會更好。

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