杜文靖，芳芳，許良

[摘 要] 電能是現(xiàn)代社會中應(yīng)用最廣泛、使用最方便、污染最小的一種二次能源[1]，所以在高中階段學(xué)習(xí)“電化學(xué)”相關(guān)知識和原理是十分必要的。作為新課程理念下的化學(xué)能與電能的第一節(jié)課內(nèi)容的教學(xué)設(shè)計，主要通過小組合作、實驗探究的方式學(xué)習(xí)原電池的概念、構(gòu)成條件以及基本原理，讓學(xué)生可以學(xué)以致用，理論聯(lián)系生活，增強對化學(xué)學(xué)科的興趣。同時在教學(xué)過程中充分突出學(xué)生的主體性地位，有利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和探究意識，提高學(xué)生的實踐能力。

[關(guān) 鍵 詞] 原電池；教學(xué)設(shè)計；實驗探究

[中圖分類號] G632 [文獻(xiàn)標(biāo)志碼] A [文章編號] 2096-0603（2018）10-0164-02

高中化學(xué)課程改革的主要目標(biāo)之一就是如何培養(yǎng)21世紀(jì)具有創(chuàng)新精神和實踐能力的新一代人才[2]，因此教師應(yīng)不斷修讀教育研究理論，充分貫徹新課改理念，改變傳統(tǒng)課堂的教師“滿堂灌”模式，將學(xué)生擺在課堂教學(xué)的主體地位，培養(yǎng)學(xué)生主動思考的習(xí)慣和精神。本篇教學(xué)設(shè)計建立在新課程改革理念基礎(chǔ)上，結(jié)合學(xué)生知識結(jié)構(gòu)現(xiàn)狀及課程標(biāo)準(zhǔn)要求，設(shè)計的化學(xué)能與電能第一課時“電化學(xué)”的教學(xué)過程。

一、設(shè)計理念

1.貫徹化學(xué)來源于生活并服務(wù)于社會的教學(xué)理念，增強學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

2.小組合作學(xué)習(xí)的方式，培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊合作意識。

3.使用實驗教學(xué)方法，體現(xiàn)學(xué)生本位的教學(xué)思想，突出學(xué)生課堂中主體地位。

4.使用探究式教學(xué)方法，進(jìn)一步提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)和動手操作能力，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識。

二、學(xué)前分析

（一）課程標(biāo)準(zhǔn)

課程標(biāo)準(zhǔn)對本節(jié)課的要求為：舉例說明化學(xué)能與電能的轉(zhuǎn)化關(guān)系及其應(yīng)用。

（二）教材分析

1.選自人教版高中化學(xué)必修二第二章第二節(jié)“化學(xué)能與電能”，本節(jié)課為“化學(xué)能與電能”第一節(jié)內(nèi)容，主要講解原電池的概念、構(gòu)成條件以及原理，本節(jié)課是“電化學(xué)”的基礎(chǔ)內(nèi)容，也是核心內(nèi)容。

2.對前面所學(xué)氧化還原反應(yīng)、電解質(zhì)、離子反應(yīng)等知識的擴展和應(yīng)用，同時也是對上節(jié)課內(nèi)容化學(xué)能與熱能的繼續(xù)介紹和補充，進(jìn)而讓學(xué)生進(jìn)一步了解充分利用化學(xué)能的重大作用。

3.本節(jié)課既是對前面所學(xué)內(nèi)容的拓展與提升，又能為以后學(xué)習(xí)化學(xué)選修1（化學(xué)與生活）中的金屬腐蝕與防護(hù)章節(jié)的學(xué)習(xí)，以及化學(xué)選修4（化學(xué)反應(yīng)原理）中的電解原理等知識打下基礎(chǔ)。

（三）學(xué)情分析

1.學(xué)生具有一定的化學(xué)理論基礎(chǔ)，可以運用化學(xué)思維看待問題，具備一定的科學(xué)素養(yǎng)，可以理解化學(xué)反應(yīng)的基本原理。但原電池有關(guān)原理對學(xué)生是新的知識，需要在理解的基礎(chǔ)上學(xué)會應(yīng)用，因此需學(xué)生動手操作探究，更好地學(xué)習(xí)本節(jié)課內(nèi)容。

2.初中物理學(xué)過有關(guān)電學(xué)的基本原理和構(gòu)成，本節(jié)課建立在所學(xué)電學(xué)基礎(chǔ)上，學(xué)生可通過動手制作原電池繼而深刻理解原電池的構(gòu)成條件和原理。

3.本節(jié)課的內(nèi)容符合學(xué)生的認(rèn)知發(fā)展規(guī)律，由簡入難，層層遞進(jìn)，不斷深化學(xué)生對化學(xué)學(xué)科的理解，了解化學(xué)學(xué)科在生活中的實際應(yīng)用。

三、教學(xué)目標(biāo)

本節(jié)依據(jù)課程標(biāo)準(zhǔn)要求、學(xué)生知識能力現(xiàn)狀及最近發(fā)展區(qū)原則、社會發(fā)展需要制訂三維教學(xué)目標(biāo)。

（一）知識與技能

1.解釋化學(xué)能與電能的轉(zhuǎn)化原理并舉例其在實際生活中的應(yīng)用。

2.了解原電池的概念，總結(jié)原電池的構(gòu)成條件。

3.可以設(shè)計出簡單的原電池。

（二）過程與方法

1.通過提出問題、提出假設(shè)、驗證假設(shè)、形成解釋、評價結(jié)果、表達(dá)交流的過程，練習(xí)使用科學(xué)探究的方法。

2.通過小組合作探究的過程，掌握實驗操作的基本方法。

（三）情感態(tài)度與價值觀

通過分組實驗，體驗科學(xué)探究過程，感受化學(xué)學(xué)科的魅力，體會到化學(xué)與生活息息相關(guān)，增強對化學(xué)學(xué)科的興趣。

四、教學(xué)重、難點

依據(jù)課程標(biāo)準(zhǔn)對本節(jié)課的要求，教學(xué)重點設(shè)定為“原電池的構(gòu)成條件及基本原理”；受學(xué)生的思維方式及現(xiàn)有知識水平影響，可能無法理解原電池形成閉合電路的原理，因此本節(jié)課的難點在于“從電子轉(zhuǎn)移角度理解化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的本質(zhì)”。

五、教學(xué)手段及方法

本節(jié)課主要采用多媒體及板書相結(jié)合的教學(xué)手段。多媒體教學(xué)符合直觀性教學(xué)原則有利于學(xué)生更好地理解原電池反應(yīng)本質(zhì)；板書有利于突出本節(jié)課重點，加深學(xué)生印象。

本節(jié)課選用的教學(xué)方法為：學(xué)生實驗+小組合作探究+教師指導(dǎo)?；瘜W(xué)是一門以實驗為基礎(chǔ)的學(xué)科，可將化學(xué)實驗的功能概括為以下三個方面：具有深刻的認(rèn)識論意義，對科學(xué)的世界觀和方法論的形成具有深刻意義，對培養(yǎng)各種能力和養(yǎng)成良好的學(xué)風(fēng)是一種最佳途徑[3]，因此選用實驗探究的方法。小組合作探究有助于學(xué)生形成較強的問題意識，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和求知欲，培養(yǎng)創(chuàng)新精神，更有利于發(fā)揮學(xué)生的主體性，有效轉(zhuǎn)變師生關(guān)系。教師由傳統(tǒng)的主導(dǎo)者轉(zhuǎn)變?yōu)閷W(xué)生學(xué)習(xí)的學(xué)習(xí)者、合作者和指導(dǎo)者，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性和積極性。

六、教學(xué)流程

本節(jié)課設(shè)計的教學(xué)流程為：創(chuàng)設(shè)情境，引發(fā)思考→分組實驗探究→透析原理→總結(jié)歸納→習(xí)題檢驗→課后作業(yè)。

教學(xué)流程設(shè)計的理論依據(jù)為建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論以及布魯納的發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)。建構(gòu)主義認(rèn)為，知識不是通過教師傳授得到的，而是學(xué)習(xí)者在一定的情境即社會文化背景下，借助其他人（包括教師和學(xué)習(xí)伙伴）的幫助，利用必要的學(xué)習(xí)資料，通過意義建構(gòu)的方式而獲得[4]。布魯納認(rèn)為，在教學(xué)過程中，傳授知識固然重要，但更重要的是學(xué)生獲得知識的體驗，以及學(xué)生是否進(jìn)行充分的智力活動，他特別主張培養(yǎng)學(xué)生探究問題的精神和獨立解決問題和預(yù)見未知的能力[5]。建立在兩大理論的基礎(chǔ)上我設(shè)計了以下教學(xué)流程，創(chuàng)設(shè)教學(xué)情境并讓學(xué)生自己動手探究，加深學(xué)生對本節(jié)課程的理解，并將課堂內(nèi)容與實際生活相聯(lián)系，加深學(xué)生意義學(xué)習(xí)。

七、教學(xué)過程

（一）創(chuàng)設(shè)情境，引發(fā)思考

教師多媒體展示生活中各種各樣的用電現(xiàn)象，使學(xué)生認(rèn)識電對我們生活的巨大作用，同時引發(fā)學(xué)生思考電的來源，引入今天有關(guān)電能的主題。教師引導(dǎo)學(xué)生回憶初中學(xué)習(xí)的有關(guān)電學(xué)的知識，思考電路的基本構(gòu)成，即電池、用電器及閉合回路，在此基礎(chǔ)上，教師帶領(lǐng)學(xué)生進(jìn)入今天的學(xué)習(xí)內(nèi)容：原電池，并開始本節(jié)課的實驗探究，學(xué)生探究原電池構(gòu)成的基本要素并思考原理。

（二）實驗探究過程

教師準(zhǔn)備實驗用品：兩個燒杯、蒸餾水、硫酸銅溶液、兩根鋅片、兩根銅片、若干導(dǎo)線、電流表。

1.提出問題

教師提出問題：電池構(gòu)成的基本要素并自己動手制作電池，用電流表檢驗電流的產(chǎn)生。

學(xué)生根據(jù)生活中的經(jīng)驗可知：電池由正負(fù)極和正負(fù)極之間的某種材料組成，用導(dǎo)線連接電流表形成閉合回路可檢驗電流的產(chǎn)生。

2.做出假設(shè)

學(xué)生從實驗用品中選擇正負(fù)極材料和正負(fù)極之間的某種材料，根據(jù)電解質(zhì)導(dǎo)電原理，可知正負(fù)極之間的材料應(yīng)選用硫酸銅而非蒸餾水，因此提出3種構(gòu)成電池的假設(shè)：C-CuSO4-Zn、C-CuSO4-C、Zn-CuSO4-Zn。按照電學(xué)基本原理，正負(fù)極連接導(dǎo)線形成閉合回路，同時連接電流表檢驗電流，如下圖。

3.驗證假設(shè)

學(xué)生共分為3組，依次驗證三種假設(shè)，實驗現(xiàn)象如下：

第一組（C-CuSO4-Zn）

學(xué)生描述：鋅片逐漸溶解；C棒上有紅色固體生成；溶液藍(lán)色變淺；鋅片上有少量紅色固體生成；電流表發(fā)生偏移。

教師提出問題：為什么會有這樣的現(xiàn)象？引發(fā)學(xué)生思考。

第二組（C-CuSO4-C）

學(xué)生描述：無明顯實驗現(xiàn)象，電流表無偏移。

教師提出問題：該實驗裝置下是否有化學(xué)反應(yīng)發(fā)生？

第三組（Zn-CuSO4-Zn）

學(xué)生描述：兩個鋅片上分別有紅色固體生成，溶液藍(lán)色變淺，電流表無偏移。

教師提出問題：該裝置下是否有化學(xué)反應(yīng)發(fā)生？與前組實驗的區(qū)別在哪兒？

4.表達(dá)交流

教師引導(dǎo)學(xué)生對實驗現(xiàn)象進(jìn)行解釋，并總結(jié)電流產(chǎn)生的條件。三組實驗為對照組實驗，通過不同條件的比對，可得出電流產(chǎn)生的條件為：兩極材料需不同，同時學(xué)生根據(jù)已有經(jīng)驗可總結(jié)出需閉合回路及電解質(zhì)溶液，但第一組實驗中在碳棒上產(chǎn)生紅色固定與所學(xué)氧化還原知識有沖突。

（三）教師透析原電池原理

結(jié)合實驗現(xiàn)象以及學(xué)生的疑問，教師首先引導(dǎo)學(xué)生思考電流產(chǎn)生的原理：導(dǎo)線中自由電子的定向移動。接下來教師通過播放有關(guān)模擬原電池反應(yīng)實質(zhì)的視頻，從微觀角度解釋原電池反應(yīng)的原理，并在視頻中區(qū)分原電池的正負(fù)極，根據(jù)氧化還原反應(yīng)方程式分別書寫正負(fù)極反應(yīng)方程式，并描述正負(fù)極的反應(yīng)現(xiàn)象及判斷電流方向。

（四）總結(jié)歸納

請學(xué)生自己總結(jié)原電池的概念，即化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置，歸納原電池的構(gòu)成條件，并理解原電池反應(yīng)的基本原理，在充分理解的基礎(chǔ)上自己寫出電極反應(yīng)方程式并區(qū)分正負(fù)極。

（五）課上習(xí)題檢驗及課后作業(yè)

1.下列各組材料中，不能構(gòu)成原電池的是（ ）

A、兩極材料為Zn片、石墨，溶液為H2SO4溶液

B、兩極材料為Cu片、Ag片，溶液為AgNO3溶液

C、兩極材料為Zn片、Cu片，溶液為蔗糖溶液

D、兩極材料為Fe片、Cu片，溶液為稀鹽酸溶液

2.回家后利用家里的材料來代替化學(xué)用品自制生活小電池，到學(xué)校后與同學(xué)分享制作理念及感想。

八、板書設(shè)計

九、教學(xué)反思

原電池在高中化學(xué)課程中占有重要地位，既是重點，也是難點，學(xué)生在學(xué)習(xí)理解的過程中會有一些疑惑，教師需進(jìn)行深入了解并分析糾錯，才能讓學(xué)生真正掌握本節(jié)課知識。在教學(xué)過程中所有的教學(xué)方法及手段都是為了幫助學(xué)生更好地理解和掌握本節(jié)課的重點及難點，因此應(yīng)著重進(jìn)行體驗式教學(xué)及生成性課堂，教學(xué)的重點不在于“教”，而在于“學(xué)”，應(yīng)依據(jù)課堂的實際教學(xué)現(xiàn)狀不斷作出調(diào)整。課堂教學(xué)不僅需要扎實的專業(yè)知識和豐富的教學(xué)理論知識，更需要不斷積累教學(xué)經(jīng)驗，不斷反思實際教學(xué)，才能真正做到因材施教、教書育人，徹底將新課程理念貫徹于實際教學(xué)。

參考文獻(xiàn)：

[1]宋心琦.化學(xué)2（必修）[M].北京：人民教育出版社，2012.

[2]靳劍輝.化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)研修[M].北京：高等教育出版社，2004.

[3]劉志新.化學(xué)教學(xué)論[M].北京：高等教育出版社，2004.

[4]Jonassen，David. Constructivist Learning Environments[J].教育技術(shù)通訊，1999（1）.

[5]孟慶男.對接受學(xué)習(xí)式學(xué)習(xí)和發(fā)現(xiàn)式學(xué)習(xí)的比較研究[J].中國教育學(xué)刊，2003（2）.