應化德
國家教育部課程標準制訂委員會,已基本完成對原《課堂標準》的修改,確立了以學生核心素養(yǎng)發(fā)展為導向上的課程目標,優(yōu)化課程結構,提高課程的適應性和靈活性,使知識向能力和素養(yǎng)的轉化,整合三維目標,提出化學學科核心素養(yǎng),化學核心素養(yǎng)為宏觀辨識與微觀探析,變化觀念與平衡思想,證據推理與模型認知,實驗探究與創(chuàng)新意思,科學精神與社會責任,稱五大核心素養(yǎng)。
原電池的學習內容是培養(yǎng)學生學科核心素養(yǎng)的好素材,根據本人的教學經驗,知道不同的教師教學這個課題時效果相差很大,有的教師做完銅鋅原電池的實驗得出原電池的形成條件,然后用該條件去判斷是否形成原電池,沒有微觀探析原電池的本質,也沒有讓學生自主討論得出結論,從而抑制學生的思維,沒有將知識轉化成能力和素養(yǎng)。下面介紹本人對原電池的教學設計和核心素養(yǎng)的形成過程。
一、原電池教學設計思想
二、教學過程
1.回顧知識、提出問題
水電解會分解H2和O2,而H2與O2點燃會生成水,那么H2和O2在常溫常壓下會發(fā)生反應嗎?
做演示實驗,在U形管中先電解水,去掉外加電流,把兩個石墨電極連接生日賀卡,唱起了生日歌(學生驚訝),為什么?
設計目的:引起學生的好奇心,求知欲
2.已學知識,分析思考
根據已有經驗比較下列反應,從反應速率、能量變化、反應類型、化合價變化、電子轉移等方面比較。
NaOH+HCl=NaCl+H2O Zn+H2SO4=ZnSO4+H2
氧化還原反應由氧化反應和還原反應組成,兩者之間有電子轉移。
設計目的:充分利用已學知識,體現學科特色
3.實驗設計、學生動手
① Zn、Cu分別插入稀硫酸溶液中
Zn、Cu同時插入稀硫酸溶液中
③ Zn、Cu用連有電流計的導線連接,并插入稀硫酸溶液中
④ Cu、C用連有電流計的導線連接,并插入稀硫酸溶液中
第④個實驗是對比實驗,幫助學生對原電池的本質的理解,記錄實驗現象。
4.推理分析,自主討論
通過宏觀辨識和微觀的探析,理解原電池本質這是學習本節(jié)內容最關鍵的一步。必須做好三點:一是設計有效的問題;二是通過自主學習,討論與交流,讓學生自主得出結論,達到自主發(fā)展;三是歸納、總結、提高。
問題設計:
(1) 實驗①Zn與稀硫酸反應的電子是如何交換的?
(2) 實驗③有電流的產生,判斷電子的流向,并說明H+能在銅片上得電子的原因。
(3) 實驗①、③的電子交換有什么不同?
(4) 兩個電極的作用是什么?說說如何形成閉合回路?
(5) 實驗④為什么沒有電流產生(或微小的電流)?那么形成電流的前提條件是什么?
(6) 什么是原電池?形成原電池的一般條件是什么?
(7) 對電極材料有什么要求?
討論歸納:
(1) 原電池的概念
利用合適的材料作電極,將氧化還原反應的氧化反應和還原反應分開,使電子通過外電路,形成電流的裝置?;蛘?,將化學能轉變?yōu)殡娔艿难b置。
(2) 形成原電池的一般條件
a.存在一個自發(fā)的放熱的氧化還原反應
b.選擇合適的材料作電極
c.與電解質(或電解質溶液)形成閉合回路
(3) 電極材料的選擇
由反應物的性質決定
(4) 原電池的正負極
失去電子(流出電子)發(fā)生氧化反應的電極為負極
得到電子(接納電子)發(fā)生還原反應的電極為正極
5.原電池的設計,實驗論證
(1) Cu+2FeCl3=2FeCl2+CuCl2
(2) 2FeCl3+2KI=2FeCl2+I2+KCl
畫出實驗裝置,電極反應,實驗驗證
學生獲得成功感、快樂感、價值得到體現。
6.歸納與總結
微觀探析,必須到位,如本節(jié)教學關鍵是:
(1) 形成原電池,必須存在一個自發(fā)的氧化還原反應,能把兩個半反應分開,有時必需用鹽橋。
(2) 在Cu、Zn、稀硫酸原電池中,H+為什么移動Cu極,而不移向Zn極
(3) 形成閉合回路,必須在電極上有電子的得失
(4) 分子極、離子極混合,為什么必須用鹽橋
(5) 原電池的電板材料由氧化還原反應決定,也不一定是活性不同。
通過上述教學過程,充分體現了宏觀辨析與微觀探析變化觀(閉合回路),平衡思想(FeCl3與KI原電池),實驗探究,創(chuàng)新意識,了解原電池的設計與應用,認識化學學科在社會發(fā)展的作用,體現價值觀等化學學科的核心素養(yǎng)。