以“原电池”为例浅析从教材到教学的研究

王小传

摘 要： 本文以高中化学课程中的“原电池”化学实验这一教学内容为例，对“教材到教学”这一课题进行研究，通过具有代表性的教学案例的阐述和分析，总结出在这一环节中教师应当把握教学本质，继而完成合理的教学设计，有效推进教学水平的提升，为化学教学乃至其他学科教学方案的确立提供例证。

关键词： 原电池 教材研究 教学案例 教学方案

引言

高中化学教材中提及的“原电池”这一知识点为“化学能转化为电能”的简称，是物理和化学两门学科的重要交集。因而，教师对“原电池”这一知识点的合理安排和讲解不但有利于学生了解氧化还原反应这一化学本质，了解电池的构造和工作原理，更能使学生将化学这一抽象学科与实际生活联系起来。

1.原电池典型教学案例分析

对“化学能转化为电能”这一知识点进行讲解时大多采用实验手法，即通过实际的化学实验让学生形成知识概念。主要教学流程如下：

首先，教师以铜锌原电池为主线，基于教材讲述伽伐尼青蛙实验、伏打电池及丹尼尔电池的历史由来，清楚阐明铜锌原电池的理论概念。之后，以此为依据设计了两个课堂实验：第一，用舌尖感受水果电池的电流，可以让学生更好地理解伽伐尼青蛙实验。第二，完成原电池的设计，包括探究更换溶液、电极和闭合回路对原电池形成的影响，以及无锈贴片与酚酞食盐水的反应等。

以实验为基础的原电池知识点讲述意在还原历史上科学家们的实验过程，让学生通过亲身经历巩固知识，并拉近化学与学生的距离，从以往教学实际和这种教学方法的效果来看，教学方式改革是成功的。

2.基于教材知识点对原电池教学问题的分析

2.1现有的两种教学观点

针对“化学能转化为电能”这一知识点，一种观点认为电池是充分利用这一理论的典型代表，同时深入到日常生活中，但是大多数人对于电池的工作原理并不清楚，因此以教材为指导在教学中加入理论证实实验必不可少，只有如此才能让学生建立关于原电池的概念。第二种观点认为教材中认为“化学能转化为电能”这一知识点的本质在于讲述氧化还原反应，因此教学重点应当放在构建学生对化学能转化为电能这一基本概念的理解上，实验虽必不可少，但必须让氧化反应和还原反应分别在两个区域进行，以便学生观察和分析。

2.2实际教学中遇到的问题

教材在知识点的阐述上有着广泛性和概括性特点，因此实际教学中教师必须对教材进行二次梳理才能使教学顺利进行，这其中难免会遇到许多问题。

首先，教材中对原电池这一知识点进行阐述时涉及两个概念，即氧化还原反应和电子转移。因此，在教学中必须确定二者谁才是原电池反应的本质，找到教学重点。

其次，教学安排是有限的，实验室实验模式也较为固定，如何在有限的教学安排中让学生对原电池构成这一教材内容形成更全面和深刻的理解成了现实问题。

最后，原电池实验是建立在抽象概念基础上的，对于电子定向移动、实验中硫酸锌溶液中锌将失去电子等现象无法用肉眼证实，对于理论概念不扎实的学生而言是一个理解难点，也是教学中的一个障碍。

3.基于教材的教学方案的确立

我们对现有教材中原电池涉及的知识点、典型教学方法及教学中的问题有了充分了解和分析，基于此可以有针对性地制订一套合理教学方案。

3.1教学重点的确认

“化学能转化为电能”，即原电池反应试验的重点在于阐述当氧化还原反应当中电化学键重组和电子处于无序运动时，化学能将转化为热能，而电子由无序转为有序的定向运动时则产生电能。在教学中应当结合以往遇到的问题将重点放在氧化反应和还原反应的分解与结合、电子的传递证明及化学能转化三个方面。

3.2基于教材的教学设计

教材中关于原电池实验有以下阐述：锌粒投入盛稀硫酸的试管中，可观察到锌粒表面有气泡，感受到试管外壁发热。在氧化还原反应中，以锌溶液为媒介电子产生了转移，但由于电子的无序运动，因此化学能转化为了热能。继而引出使电子直接传递给溶液中的氢并转移能量的问题，并提出假设：用导线连接锌和氢量溶液，意在通过导线完成电子的转移。

通过实验，我们发现电子无法通过导线完成转移，因此研究过后确定需将导线的另一端加设一导体才能使氢溶液获得电子。由于导体的不同，其电子传递能力也会有所不同，因此决定选择锌、铁、铜和石墨等材料分别进行试验，并将导体浸入稀硫酸中观察电流针的偏移情况。

实验中，我们将原电池的反应分成氧化反应和还原反应两种，这样既保证了知识点阐述的全面性，又解决了以往教学中遇到的问题。通过导线的链接，实现了电解溶液中电子的转移，证明了电流的存在及化学能向电能转化的可能性，达到了教学目的。

结语

教材内容为学生的学习提供了一个框架，同时指明了现阶段学生必须掌握的知识点。要让学生真正理解和掌握其中的知识要点，仅有教材是不够的，教师需要根据教材内容制订合理的教学方案，诠释教材中理论的、抽象的内容。本文以高中化学教材中“化学能转化为电能”这一知识点为例，强调教材与教学的联系，并提出在理解教材和掌握教学中所遇问题的基础上构建教学方法，这种科学方法为今后各年级和学科教学模式的构建和发展做出了标杆。

参考文献：

[1]王磊主编.普通高中课程标准实验教科书：化学2（必修）[M].济南山东科学技术出版社，2006.

[2]宋心琦主编.普通高中课程标准实验教科书：化学2（必修）[M].北京人民教育出版社，2006.endprint