“原电池原理及其应用”教学过程的设计与探析，本文主要内容关键词为：探析论文,教学过程论文,及其应用论文,原理论文,原电池论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
“原电池原理及其应用”一课曾获得江苏省高中化学评优课一等奖。这节课的备课经历了多次打破砂锅问到底的细究，更经历了多位专家的悉心指导和精彩点拨，体现了新课程的理念，供大家共享。
一、课堂设计
这是一堂以合作探究为主的课，分两个阶段进行，先做培养皿系列实验，探究原电池的工作原理，再做苹果和盐水瓶系列实验，探究原电池的形成条件。整堂课，围绕牙医在给牙病患者治病的情景。
［创设情境］动画展示“病例档案”：同学们，面向我们的并不是一位快乐的美眉！自从先后装了两颗假牙（分别是不锈钢和黄金假牙），“笑笑”女士心情一直不爽——头痛、失眠、心情烦躁。
［问题导入］今天，我想请大家当一次医生，给她诊断一下，开个处方，让“笑笑”女士笑起来。
［初步假设］想一想，病因估计出在哪里？（假牙）
［设计方案］是不是这样呢？让我们模拟口腔中的环境，把培养皿想象成口腔，把稀硫酸想象成口腔溶液——唾液，用Zn和Cu分别代表两颗不同的假牙——不锈钢和黄金……通过下列实验来查找病因！
［实验探索一］学生分组实验（两个同桌一组）
(1)在盛有稀硫酸的培养皿中同时加入锌粒和铜片，两者不接触，观察实验现象。
(2)用V型铜丝将锌粒与铜片连接起来，观察实验现象。
(3)本实验使用的电流计指针的偏向与干电池的正、负极有何关系？
(4)用接有电流计的两根铜线分别接触锌粒和铜片，观察实验现象。
(5)若锌粒和铜片直接接触，有何现象？
［问题讨论一］采用竞赛抢答形式，讨论结果以动画展示：在模拟实验中你看到了哪些现象？为什么产生这些现象？我们将全班分成6个小组（距离相近的8至10人一组），指定2位同学作评委，评委将对6个小组的表现打分，最后评出名次，给予奖励。问题探究如下：
(1)在盛有稀硫酸的培养皿中同时加入zn粒和Cu片，两者不接触，有何现象？写出有关的离子方程式。
(2)用V型铜丝将Zn粒与Cu片连接起来，又有何现象？写出Cu片和Zn粒上发生的电极反应式以及两式相加所得的总反应式。
(3)本实验使用的电流计，指针偏向哪边？那边所连接的就是＿＿极。
(4)用接有电流计的两根铜线分别接触Zn粒和Cu片，指针偏向与——相连的一边。说明＿＿是负极，＿＿是正极。想一想：电子流向与两个电极的活动性大小之间有什么关系？
(5)什么叫原电池？请看课本第98页有关内容（老人教版第二册第四章第四节）。原电池中的反应有何特点？（从热效应、反应类型和在几处进行三个方面考虑）
(6)Zn与Cu用导线连接后，可在稀硫酸中构成原电池。若锌粒和铜片直接接触，有何现象？电子由＿＿流向＿＿。
［归纳总结］板书：§4-4原电池原理及其应用（第一课时）
1.原电池
(1)定义：可以把化学能转化成电能的装置。
(2)原理：可以自发的反应，在两电极上分别发生氧化还原反应。
［解决问题］通过模拟实验，你认为“笑笑”女士的病因是什么？（两颗假牙在口腔溶液中构成了原电池，产生的电流刺激了脑神经，使该女士头痛、失眠、心情烦躁）
［问题导入］动画展示“请你开处方”：作为一个医生，病因找到了，下面的任务就是开处方！想一想，怎样解除“笑笑”女士的痛苦？
［提出假设］解除痛苦的根本方法就是让两颗假牙不构成原电池，不产生刺激脑神经的电流。
［设计方案］假设上面一排牙齿（包括两颗假牙）可以随意移动，假设口腔溶液可以随意改变……请大家试着开处方（这些处方可能很离谱，但可以让学生尽情放飞想象的翅膀）。处方到底正确与否，还是实验说了算！
让我们再次模拟口腔中的环境，把苹果想象成口腔，把苹果汁想象成口腔溶液，小刀、铅笔、牙签、铜钉等任选其中的两种代表两颗假牙……通过下列实验来研究原电池的形成条件，从而开出最佳处方。
［实验探索二］学生分组实验（两个同桌一组）
(1)苹果汁呈酸性。在苹果上插小刀、铅笔、牙签、2个铜钉，任选其中的两种作电极，能构成多少个原电池？
(2)把苹果上的上述五样物品拔下，用小刀对半切开苹果，一个插上小刀，一个插上铅笔，能否构成原电池？
［演示实验］让两位学生上讲台演示盐水瓶系列实验：Pe棒与Cu棒分别在硫酸铜溶液或苯中，能否构成原电池？
［问题讨论二］采用竞赛抢答形式，讨论结果以动画展示：在模拟实验的各种情况中，哪些能构成原电池？哪些不能构成原电池？为什么？问题探究如下：
(1)在苹果上插小刀、铅笔、牙签、2个铜钉，任选其中的两种作电极，哪些能构成原电池？指出电池的正负极，说明原因。
(2)一半插上小刀，另一半插上铅笔，连接电流计，判断能否构成原电池？说明原因。
(3)Fe棒与Cu棒在
溶液中、Fe棒与Cu棒在苯中能否构成原电池？说明原因。
(4)通过自己的探索实验，你从中发现构成原电池的条件是什么？
［归纳总结］板书：2.构成条件
(1)两个不同电极（活动性大的作负极）；
(2)电解质溶液；(3)发生氧化还原反应。
[解决问题]根据原电池构成条件的实验探索，结合实际（如经济条件、美观要求、口腔实际环境等），你现在开的处方是什么？
(1)拔掉不锈钢假牙，换成金牙或瓷质假牙（呵呵，换成金牙，不差钱）；(2)拔掉金牙，换成不锈钢假牙或瓷质假牙（把金牙兑成钱，付完治疗费后还能小发一笔耶）；(3)拔除两颗假牙，全换成瓷质假牙（满嘴白牙，分不清真假，贼好看）……
[学生质疑]你从前面的探索实验中还发现了哪些新问题？提出来大家共同研究！提出一个疑问或发现一个有价值的问题，加5分，不要说没有发现哟！
[拓展应用]动画展示“生病的自由女神”：女神像外壳是铜，内部支架是铁，中间用油毛毡隔开。时间长了，那层油毛毡失去了隔离作用，大西洋海面夹带盐分的潮湿空气向女神不断吹来……是什么原因使美丽的女神像日渐锈蚀？……把你的建议上网发给美国纽约市长吧！
[学法指导]注意物理知识的渗透。原电池的电流强度与哪些因素有关？根据E=I(R+r)，两个电极活泼性相差愈大，电动势越大；电解质溶液的离子浓度越大，内电阻越大。另外，电源符号“
”能帮助理解原电池正负极的反应特点——长的为正极，短的为负极。
[反思评价]本节课的学习过程：提出问题→猜想假设→设计方案→实验探究→问题讨论→归纳总结→解决问题→拓展应用。这不仅是学习化学的基本方法，也是科学发现的基本途径。
[结分和奖励](1)请两位评委亮分，给出各小组的平均总分。(2)总分获第一名的小组是第3小组，祝贺你们！该组每人一张音乐贺卡，请打开贺卡，听，原电池给我们的生活带来了多么美妙的享受。
[布置作业](1)课本第103页第一题；(2)请你在家中拆一节干电池，并观察其结构。
二、课堂探析
开过“原电池”一课的人数不胜数，成功者也不乏其人。选择“原电池”一课参赛具有很大的挑战性，让我有“高处不胜寒”之感。要想不落俗套，就要大胆创新！于是，我上网搜索，钻进实验室，请教行家，查阅理论书籍，构思教学过程，制作flash课件……经过多次打磨，终于拨开笼罩的迷雾，三招齐发，新课程理念在课堂的上空大放异彩。
第一招：巧用“病例”情景，让学生见习“牙医”，在牙病治疗中获取化学知识
任何一堂课开头很重要，引人入胜的开头能一下子抓住学生的心。起初用“笑笑女士的病例档案”（图1）开头，觉得这个情景不仅切中学习目标，而且联系生活实际，心里很是得意。
图1
没想到荆峰老师觉得存在遗憾，他认为“病例”情景选得好是肯定的，但只在开头用一下，后面便“兔死弓藏”，其使用价值挖掘得不够；另外，也曾有人用该情景开头，所以只借鉴不出新不行。被泼了冷水，心里特郁闷——情景一用了之确实可惜，但要一用到底，我不曾思量，一时也难以做到。荆老师又多次建议整堂课最好围绕“病例”情景展开，并把新课程理念体现出来，在解决实际问题（治疗牙病）的过程中学习化学知识。我渐生怨言，站着说话不腰痛，你上给我看看？于是，好长一段时间，我懒得思考这些问题……有一次躺在床上，苦思冥想，唉，灵感突然来临，如前所述“关节”打通了，荆老师也露出了满意的微笑。
高质量的“病例”情景成了实际课堂一条让人迷恋的小溪。它不是一用了之，而是一用到底，前呼后应，贯穿课堂始终。一个医生给病人看病，总是先问问病人哪里不舒服，以前生过什么病（该女士曾有蛀牙史、出过车祸并先后装了两颗假牙），然后估计一下病因可能是什么，接着对身体有关部位进行检查，查出真正的病因后再开处方，吃药、打针、开刀，直到把病看好。这节课“一波两折”，跟“医生给病人看病”何其相似：先做培养皿系列实验，查出病因，再做苹果和盐水瓶系列实验，开出处方，把“笑笑”女士的病看好了，化学知识和方法的获得也就水到渠成。南京师大陆真教授在江苏省中学化学骨干教师培训活动中，以此课为案例，对“病例”情景的妙用赞不绝口。
第二招：巧设三组实验，让学生亲自动手，在探究中体验科学发现过程
实验是探究的主要形式。这节课的实验比较多，有三组实验，应尽可能让学生动手做，即使是演示实验，也要尽量让学生到讲台上做。实验探究需要时间，一节课只有45分钟，实验时间应尽可能缩短，否则会挤掉问题讨论的时间。课堂实验多，又要节省时间，还要微型、环保……这些矛盾的解决成了课堂成功与否的关键！网上或书上找不到一个很流畅的整体实验方案，我只有一头扎进实验室里了。
怎样设计实验探究原电池的构成条件，很让人头痛。这些实验必须满足以下条件：第一，考虑问题要周全，所有的结论都应让事实说话，同时让实验为后面的问题探究铺平道路。第二，实验操作要简单、流畅，两个实验之间切换时间不能长。第三，实验设计要绿色化，最好取材于生活，采用微型实验，将污染降到最低。
用苹果替代盛酸的表面皿，能做7个微型实验，省时省料。除电流计外，苹果、小刀、两头削好的铅笔、牙签、铜钉等五样东西都是生活中常见的物质，课前可让学生自备。实验时只要用接有电流计的两根铜线接触任意两样，就能看到有无电流产生。
不过，这7个实验仅考虑到电极的两种情况：(1)电极均为导体（两种不同金属、两种相同金属、金属和石墨、石墨和石墨）；(2)电极不全是导体（金属和绝缘体、石墨和绝缘体）。
其实，电极还存在一种情况：两个不同的电极插在两个相互独立的溶液中。在准备实验中，我找来两只盛稀硫酸的表面皿，各放一根铁钉和碳棒，用电流计一测，因断路不产生电流。这个实验好做，但从一只鲜活的苹果切换到两只盛酸的表面皿，既不连贯又浪费药品。这时，荆老师正巧来到我身边，看到苹果上插满物件，问明用意后，他说“用小刀把苹果切成两半，分别插上小刀和铅笔，不就一气呵成了吗？”真是旁观者清啊，这一根筋的家伙又在揪住一样东西不放啦！
上述8个实验涉及的溶液都是酸溶液——苹果汁，还没考虑到溶液的其他情况，如除酸外的电解质溶液等。
再在苹果上动脑筋，已不可能。我曾想过往苹果中注射溶液或苯（难溶性非电解质），但苹果中同时含有果酸，果酸对实验有干扰作用。用酒精（可溶性非电解质）实验时，不能用它的水溶液，因为作为溶剂的水也是一种电解质，这样所得结论不可靠。我曾在表面皿中放上刚买回的无水酒精，一段时间后无水酒精全部消失；我曾想过在表面皿中放上苯或
（不能选汽油，它是混合物，不属于非电解质），但它们易挥发，会污染环境……绿色化学思想是实验改进的不竭动力，终于盐水瓶系列实验诞生了！如图2所示，介质为非电解质，不产生电流，将装置倒转过来，介质变为盐溶液（如图3所示），因发生电池反应
而产生电流。这个创新实验可以反复操作，永久使用，耗时短又实现了零污染（不用时按图1存放）。南京师大马宏佳教授在“江苏省获奖优秀课暨课程改革研讨会”上对这个创新实验给予了高度评价。
别致的学生实验成了实际课堂一道让人惊叹的美景。两个同桌一起动手实验，既兴奋又投入，大学教授或中教专家几百人听课，有的在课堂上来回走动，有的就坐在旁边看着你操作，但学生探究时的钻劲竟没有受到半点影响，大家边实验边思考，为后续的问题讨论抢得先机。
新课标强调要把科学探究作为获取知识和认识世界的一种方法，通过实验来探究已摆在了首要位置。本节课为学生提供亲身体验“做科学”的机会很多，让学生真正成为学习的主人，从“听和背”中解脱出来，实现“做中学”，学会科学探究的方法，感受知识产生的过程。
第三招：巧立抢答规则，让学生畅所欲言，在小组竞赛中共享集体智慧
从小学到高中，学生在课堂上主动回答问题的积极性越来越低：小学生踊跃举手，初中生很少举手，高中生没有把握不举手、有把握也不举手。高中生不愿主动提问发言，是因为他们遇到的问题更多、更复杂，更怕解决不好丢面子，招致老师指责和同学挖苦，从而变得谨小慎微。
本节课需要讨论的问题很多，由于时间有限，没有学生的主动参与肯定不行，而且我也不能唱独角戏。怎样提高学生的参与度呢？想起电视上知识竞赛节目的惯用做法——团队合作、举牌抢答，我决定借用到课堂上。为了防止小组合作流于形式、表面热闹，前期工作必须精心策划、细致入微：
(1)设置问题。来自探究实验的问题群要由浅入深，前后有梯度，而且不能太易或太难，要落在学生的“最近发展区”，跳一跳够得着。
(2)编排小组。指定两位学生评委，剩余同学分成6个小组并编号，每个小组指定一个小组长。实验时两人一组，组数多，力争人人动手，但讨论时组数不能多，否则评委打分无法做到从容不迫。
(3)明确职责
①小组长：负责上课前后牌子的收发，仪器、药品的领取和清理，带领大家学习抢答规则，做好鼓动工作。
②学生评委：a.两个评委一主一副，尽量往后坐，两人在一块做实验，不参与6个小组的讨论，但可以发表对问题的看法法；b.认真对照标准，力争做到打分公正、合理；c.离下课5分钟时各自算出小组总分，主评委再算出小组平均总分，并据此宣布小组竞答名次。
(4)制作牌子。用硬纸板或泡沫塑料板做6个牌子（如图4所示），牌子正反两面均标上小组序号，正面鲜红色，让前面的老师看清组号，反面草绿色，让后排的评委看清组号。这里的牌子相当于“抢答器”。
图4
(5)制定规则
①采用抢答形式：问题一出，先举牌者先回答。各小组要集思广益，每次答题只能指定一个成员举牌发言。如果回答不对，其他小组可以接着举牌抢答，直到答对后再进行下一个问题的抢答。
②答对问题有分：答对给2分，答错不给分，回答不全酌情给分。答题时可以口头表达，也可以上黑板板演。
③鼓励人人参与：整堂课总是同一个人举牌发言的小组不给奖励分，均发过言的小组给奖励分5分。
④鼓励阳光答题：抢答时声音洪亮、充满自信、大胆发表独到见解者，不管对否，给奖励分1分。
⑤鼓励发现问题：发现或提出有价值的问题，给该小组奖励分5分。
⑥执法透明：课前人手一张“评委课堂记分表”，该表也可作为各小组自评表（图5）。
图5
激烈的互动场面成了实际课堂一支令人振奋的鼓乐。学生抢着发言，教师倒很难插嘴，让人怀疑“这是高中课堂吗？”学生回答问题异常精彩，并提出了很有问题，如铜钉与铅笔芯在苹果汁中为何产生电流、铅笔芯的主要成分是铅吗等，让人怀疑“这是平时的高中生吗？”学生的潜能在抢答规则的激励和教师的鼓励下，如火山爆发。几百名老师在场听课，丝毫没有影响到学生的专注和热情，他们反而是更来劲了，我想这就是新理念的魅力吧！
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