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        《銅鋅原電池的原理》

        2021-03-07 00:12:50唐松林
        紅豆教育 2021年33期
        關(guān)鍵詞:實(shí)驗(yàn)活動(dòng)課堂

        唐松林

        背景資料:筆者所在學(xué)校申報(bào)的《完全中學(xué)提升學(xué)生核心素養(yǎng)的混合學(xué)習(xí)路徑拓展與優(yōu)化研究》,被確定為全國(guó)教育科學(xué)“十三五”規(guī)劃教育部重點(diǎn)課題《深化教育個(gè)性化:發(fā)達(dá)城區(qū)提升學(xué)生核心素養(yǎng)的實(shí)踐性循證研究》第一批子課題。

        混合學(xué)習(xí)(Blended Learning)是伴著人們對(duì)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)(ElectronicLearning)效果進(jìn)行爭(zhēng)辯、反思而出現(xiàn)并流行的一種教學(xué)方式,其主要思想是把傳統(tǒng)課堂面對(duì)面學(xué)習(xí)和網(wǎng)上在線學(xué)習(xí)兩種學(xué)習(xí)優(yōu)勢(shì)結(jié)合起來(lái),以達(dá)到降低成本、提高效益?;旌蠈W(xué)習(xí)之所以成為一種可預(yù)見(jiàn)的教育變革趨勢(shì),并非在于“面對(duì)面學(xué)習(xí)和在線學(xué)習(xí)結(jié)合”本身,而是隨之而來(lái)的多種教學(xué)元素的結(jié)合,促使學(xué)習(xí)者更深層次地參與到教學(xué)系統(tǒng)當(dāng)中。

        設(shè)計(jì)理念主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:

        1.基于網(wǎng)絡(luò)和移動(dòng)的特色

        《原電池的原理》一課分四個(gè)環(huán)節(jié):課前預(yù)習(xí)、課上在線反饋預(yù)習(xí)效果、開(kāi)展實(shí)驗(yàn)活動(dòng)、歸納總結(jié)完成在線檢查作業(yè)。除了實(shí)驗(yàn)活動(dòng),其他三個(gè)環(huán)節(jié)都充分利用網(wǎng)絡(luò)教學(xué)云平臺(tái)和移動(dòng)設(shè)備,預(yù)習(xí)環(huán)節(jié)利用了云平臺(tái)的程序教學(xué)設(shè)計(jì)理念,融入了微視頻、電池發(fā)明小故事閱讀和小練習(xí),可以利用手機(jī)、iPad或電腦在互聯(lián)網(wǎng)完成;預(yù)習(xí)反饋練習(xí)和在線檢查作業(yè)則通過(guò)云平臺(tái)的測(cè)驗(yàn)功能達(dá)成,學(xué)生在線完成,立即反饋結(jié)果。反饋練習(xí)和作業(yè)題型豐富,富有互動(dòng)色彩,有填空、單項(xiàng)選擇、多項(xiàng)選擇、超級(jí)配對(duì)(在圖片上拖拽知識(shí)點(diǎn)匹配填空)等等。學(xué)生完成提交即批改結(jié)束,學(xué)生可回顧作業(yè)查看得分和答案,老師可直接看統(tǒng)計(jì)結(jié)果,統(tǒng)計(jì)結(jié)果清楚詳細(xì),小到選項(xiàng)的百分率,大到圖表呈現(xiàn)逐題正確率。

        2.課堂活動(dòng)的豐富多樣和交互特色

        課上學(xué)生動(dòng)手實(shí)驗(yàn)活動(dòng)和動(dòng)口表達(dá)機(jī)會(huì)多。實(shí)驗(yàn)活動(dòng)有土豆電池,使學(xué)生感悟電流的產(chǎn)生,分析討論得出原電池的構(gòu)成條件;99.99%純鋅粒加入稀硫酸再插入銅絲,通過(guò)觀察清晰的現(xiàn)象,激發(fā)學(xué)生的好奇心,為什么銅絲上會(huì)有氣泡?引導(dǎo)學(xué)生分析回答現(xiàn)象背后的本質(zhì);銅鋅原電池的實(shí)驗(yàn)活動(dòng),進(jìn)一步激發(fā)學(xué)生思考電流產(chǎn)生的原因,引導(dǎo)學(xué)生分析回答原電池的原理,揭示原電池的奧秘。

        3.教學(xué)技術(shù)數(shù)字化特色

        無(wú)線投影技術(shù)的絕佳體驗(yàn)。我使用微軟surface Pro無(wú)線投影教學(xué),利用無(wú)線投影網(wǎng)關(guān)和軟件,即時(shí)傳送實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)活動(dòng)畫面,學(xué)生書面練習(xí)靜態(tài)畫面。使用西沃白板演示文稿,增加演示過(guò)程中課堂的交互活動(dòng)設(shè)計(jì),如由學(xué)生歸納原電池的原理時(shí)采用超級(jí)分類活動(dòng),由學(xué)生參與完成,非常有趣。

        附:銅鋅原電池的原理教學(xué)設(shè)計(jì)

        一、教學(xué)目標(biāo)

        1.讓學(xué)生了解原電池的工作原理及構(gòu)成條件,并教會(huì)學(xué)生如何正確書寫電極反應(yīng)式和電池總反應(yīng)方程式;

        2.通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究活動(dòng),進(jìn)一步鞏固化學(xué)實(shí)驗(yàn)的基本操作及規(guī)范;通過(guò)對(duì)原電池裝置的優(yōu)化過(guò)程,進(jìn)一步理解科學(xué)探究的意義;

        3.培養(yǎng)學(xué)生勇于創(chuàng)新,積極實(shí)踐的科學(xué)精神和科學(xué)態(tài)度,同時(shí)讓他們學(xué)會(huì)與他人合作,主動(dòng)交流。

        二、教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)

        1.重點(diǎn)。原電池的構(gòu)成條件及銅鋅原電池的工作原理。

        2.難點(diǎn)。銅鋅原電池的工作原理。

        三、教學(xué)用品

        銅絲、高純度鋅粒、試管、稀硫酸、銅鋅原電池學(xué)生實(shí)驗(yàn)裝置(套裝)、靈敏電流表。希沃白板課件、ipad、AirServer、希沃授課助手、互聯(lián)網(wǎng)。

        四、教學(xué)流程

        教學(xué)流程 教學(xué)內(nèi)容 評(píng)價(jià)反饋 備注

        課前預(yù)習(xí) 基于民立中學(xué)教學(xué)云平臺(tái)制作的原電池程序教學(xué)預(yù)習(xí)課件:

        1、發(fā)明電池的故事;2、趣味實(shí)驗(yàn)視頻:土豆電池

        觀看后體會(huì):要構(gòu)成一個(gè)簡(jiǎn)單的電池(原電池)要素有哪些?(多選)

        ?用電器?電解質(zhì)溶液?不同的金屬電極?導(dǎo)線

        3、銅鋅原電池的實(shí)驗(yàn)視頻

        提示觀看時(shí)注意:(1)氫氣在什么金屬電極上產(chǎn)生?

        銅片 鋅片

        (2)原電池的正極是什么金屬?

        銅片 鋅片

        4、銅鋅原電池原理動(dòng)畫

        在斷路時(shí),沒(méi)有構(gòu)成原電池。閉合開(kāi)關(guān)后,構(gòu)成了原電池,仔細(xì)觀察可以發(fā)現(xiàn),電子從鋅片流到了銅片。

        原理:

        鋅片(負(fù)極)電極反應(yīng):Zn-2e→Zn2+

        銅片(正極)電極反應(yīng):2H++2e→H2↑

        總反應(yīng)化學(xué)方程式:Zn+H2SO4→ZnSO4+H2↑

        離子方程式:

        Zn+2H+→Zn2++H2↑

        電子從什么電極流出?

        ?正極?鋅片?負(fù)極?銅片

        銅鋅原電池的鋅片發(fā)生_____反應(yīng)

        氧化 還原 學(xué)生閱讀后,發(fā)表自己的感受,“電池的發(fā)明給你的啟示是什么?”云平臺(tái)服務(wù)器留存數(shù)據(jù),教師可登錄查看和評(píng)分。

        服務(wù)器自動(dòng)反饋學(xué)生作答的正誤結(jié)果,給予更多的嘗試機(jī)會(huì)。通過(guò)教師本人制作土豆電池,點(diǎn)亮彩色的二極管燈泡,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。

        服務(wù)器自動(dòng)反饋結(jié)果。

        通過(guò)實(shí)驗(yàn)錄像,觀看清晰的現(xiàn)象,增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)的直觀性和學(xué)生的好奇心。

        為深入學(xué)習(xí)設(shè)置懸疑“不是說(shuō),活潑的鋅片能置換出氫氣的嗎?,不活潑的銅片上怎么會(huì)產(chǎn)生氣泡呢?”

        重難點(diǎn)的理解有困難,為課堂的探究討論留下空間。

        通過(guò)網(wǎng)絡(luò)資源動(dòng)畫模擬原電池的工作原理,揭示抽象的內(nèi)在本質(zhì),幫助學(xué)生化解難點(diǎn)。

        根據(jù)學(xué)生回答問(wèn)題的反饋統(tǒng)計(jì),課堂針對(duì)性教學(xué)設(shè)計(jì),突破重難點(diǎn)更有策略。 電池的發(fā)明給我們的啟示:

        質(zhì)疑是萌發(fā)創(chuàng)新思想的前提,是創(chuàng)造的起點(diǎn)。

        創(chuàng)造發(fā)明的真諦在于求異,不求異就不能標(biāo)新。

        知識(shí)是有限的,想象力是無(wú)限的?!?/p>

        實(shí)驗(yàn)視頻由本人設(shè)計(jì)、拍攝和后期制作。

        實(shí)驗(yàn)視頻由本人設(shè)計(jì)、拍攝和后期制作。

        課堂活動(dòng) 1、學(xué)生交流電池發(fā)明帶給自己的啟示。

        2、討論原電池的構(gòu)成要素(構(gòu)成條件)

        教師引導(dǎo)學(xué)生歸納

        板書

        3、學(xué)生活動(dòng):組裝銅鋅原電池(實(shí)驗(yàn)套裝)完成實(shí)驗(yàn)和記錄,交流心得,提出質(zhì)疑或問(wèn)題。

        猜想(可能鋅粒不純,自身也構(gòu)成了無(wú)數(shù)個(gè)小的原電池)

        驗(yàn)證(用老師提供的高純鋅粒設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn))

        得出結(jié)論:(純鋅和稀硫酸反應(yīng)很慢,含有雜質(zhì)的鋅,能構(gòu)成原電池,加快反應(yīng)速率)

        板書結(jié)論

        4、白板動(dòng)畫揭示銅鋅原電池的工作原理

        利用希沃白板放大鏡和黑板擦等工具,揭示電子流向和正負(fù)極的反應(yīng)原理。

        由學(xué)生組織語(yǔ)言表述,歸納正負(fù)極的反應(yīng)原理。

        板書原電池的工作原理 鼓勵(lì)學(xué)生善于觀察,敢于質(zhì)疑。

        鋅片也有氣泡,和老師的實(shí)驗(yàn)錄像現(xiàn)象不同。這是什么原因?

        學(xué)生的猜想可能性不確定,因此要注意適當(dāng)引導(dǎo)和解釋。

        及時(shí)鼓勵(lì)、表?yè)P(yáng)和啟發(fā)。

        感謝學(xué)生的積極參與。 土豆汁液中溶有無(wú)機(jī)鹽,即為電解質(zhì)溶液。

        準(zhǔn)備驗(yàn)證活動(dòng)材料:

        高純鋅粒,銅絲,試管,稀硫酸。

        白板動(dòng)畫的制作能清楚呈現(xiàn)原電池的原理。動(dòng)態(tài)呈現(xiàn)正負(fù)極的得失電子情形,以及離子的定向遷移。

        課堂在線練習(xí) 1、發(fā)明原電池的科學(xué)家是

        A.伽伐尼B.愛(ài)因斯坦

        C.伏打D.阿伏伽德羅

        2、原電池是把轉(zhuǎn)化為的裝置。

        電能化學(xué)能

        3、

        圖一裝置實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象:鋅片____(有/無(wú)),銅片____(有/無(wú)),是否構(gòu)成了原電池_____(是/否)。

        圖二裝置實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象:鋅片____(有/無(wú)),銅片____(有/無(wú)),是否構(gòu)成了原電池_____(是/否)。

        4、【多選】構(gòu)成原電池的必要條件是

        ?A.導(dǎo)線(形成閉合回路)?B.電解質(zhì)溶液?C.不同的金屬電極?D.氧化還原反應(yīng)?E.蛙腿?F.電流計(jì)?G.手術(shù)刀

        5、銅鋅原電池的原理

        (選詞填空)

        圍繞教學(xué)目標(biāo)設(shè)計(jì)5道預(yù)習(xí)檢測(cè),檢測(cè)學(xué)生預(yù)習(xí)的掌握情況。為課堂的教學(xué)的問(wèn)題談?wù)撝黝}收集材料和證據(jù)。 通過(guò)云平臺(tái)在線檢測(cè)完成,自動(dòng)批改和統(tǒng)計(jì)。

        利用靈活的答題方式改變學(xué)生的訓(xùn)練方式,簡(jiǎn)單高效鞏固所學(xué)知識(shí)。

        實(shí)時(shí)統(tǒng)計(jì)練習(xí)結(jié)果,分析回顧學(xué)生典型練習(xí)。

        分組競(jìng)爭(zhēng)(白板知識(shí)競(jìng)賽游戲活動(dòng)) 5、課堂分組競(jìng)爭(zhēng):銅鋅原電池的工作原理游戲活動(dòng)。

        兩位同學(xué)代表,學(xué)生分組可以幫助本組代表,但是要在規(guī)定時(shí)間內(nèi)點(diǎn)擊正確的答案,時(shí)間終止統(tǒng)計(jì)得分,得分高的一方獲勝,可以重復(fù)游戲,隨機(jī)次序出現(xiàn)。 激勵(lì)同學(xué)參與競(jìng)爭(zhēng)。

        評(píng)價(jià)表現(xiàn)出色的學(xué)生

        能力拓展 6、判斷原電池正負(fù)極的依據(jù)。

        學(xué)生猜想

        設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單原電池和解釋驗(yàn)證的方法原理。

        板書簡(jiǎn)單電池的設(shè)計(jì)與原理 評(píng)價(jià)學(xué)生的猜想和設(shè)計(jì)方法和原理 根據(jù)實(shí)際時(shí)間安排取舍。

        結(jié)束語(yǔ) 7、展望電池的未來(lái)

        說(shuō)說(shuō)自己的心愿 感受科技帶給人們的便捷和人們對(duì)于科技進(jìn)步的期盼。

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