新课程理念下的“原电池”教学设计

杜文靖，芳芳，许良

[摘 要] 电能是现代社会中应用最广泛、使用最方便、污染最小的一种二次能源[1]，所以在高中阶段学习“电化学”相关知识和原理是十分必要的。作为新课程理念下的化学能与电能的第一节课内容的教学设计，主要通过小组合作、实验探究的方式学习原电池的概念、构成条件以及基本原理，让学生可以学以致用，理论联系生活，增强对化学学科的兴趣。同时在教学过程中充分突出学生的主体性地位，有利于培养学生的创新精神和探究意识，提高学生的实践能力。

[关 键 词] 原电池；教学设计；实验探究

[中图分类号] G632 [文献标志码] A [文章编号] 2096-0603（2018）10-0164-02

高中化学课程改革的主要目标之一就是如何培养21世纪具有创新精神和实践能力的新一代人才[2]，因此教师应不断修读教育研究理论，充分贯彻新课改理念，改变传统课堂的教师“满堂灌”模式，将学生摆在课堂教学的主体地位，培养学生主动思考的习惯和精神。本篇教学设计建立在新课程改革理念基础上，结合学生知识结构现状及课程标准要求，设计的化学能与电能第一课时“电化学”的教学过程。

一、设计理念

1.贯彻化学来源于生活并服务于社会的教学理念，增强学生的学习兴趣。

2.小组合作学习的方式，培养学生的团队合作意识。

3.使用实验教学方法，体现学生本位的教学思想，突出学生课堂中主体地位。

4.使用探究式教学方法，进一步提高学生的科学素养和动手操作能力，培养学生的创新意识。

二、学前分析

（一）课程标准

课程标准对本节课的要求为：举例说明化学能与电能的转化关系及其应用。

（二）教材分析

1.选自人教版高中化学必修二第二章第二节“化学能与电能”，本节课为“化学能与电能”第一节内容，主要讲解原电池的概念、构成条件以及原理，本节课是“电化学”的基础内容，也是核心内容。

2.对前面所学氧化还原反应、电解质、离子反应等知识的扩展和应用，同时也是对上节课内容化学能与热能的继续介绍和补充，进而让学生进一步了解充分利用化学能的重大作用。

3.本節课既是对前面所学内容的拓展与提升，又能为以后学习化学选修1（化学与生活）中的金属腐蚀与防护章节的学习，以及化学选修4（化学反应原理）中的电解原理等知识打下基础。

（三）学情分析

1.学生具有一定的化学理论基础，可以运用化学思维看待问题，具备一定的科学素养，可以理解化学反应的基本原理。但原电池有关原理对学生是新的知识，需要在理解的基础上学会应用，因此需学生动手操作探究，更好地学习本节课内容。

2.初中物理学过有关电学的基本原理和构成，本节课建立在所学电学基础上，学生可通过动手制作原电池继而深刻理解原电池的构成条件和原理。

3.本节课的内容符合学生的认知发展规律，由简入难，层层递进，不断深化学生对化学学科的理解，了解化学学科在生活中的实际应用。

三、教学目标

本节依据课程标准要求、学生知识能力现状及最近发展区原则、社会发展需要制订三维教学目标。

（一）知识与技能

1.解释化学能与电能的转化原理并举例其在实际生活中的应用。

2.了解原电池的概念，总结原电池的构成条件。

3.可以设计出简单的原电池。

（二）过程与方法

1.通过提出问题、提出假设、验证假设、形成解释、评价结果、表达交流的过程，练习使用科学探究的方法。

2.通过小组合作探究的过程，掌握实验操作的基本方法。

（三）情感态度与价值观

通过分组实验，体验科学探究过程，感受化学学科的魅力，体会到化学与生活息息相关，增强对化学学科的兴趣。

四、教学重、难点

依据课程标准对本节课的要求，教学重点设定为“原电池的构成条件及基本原理”；受学生的思维方式及现有知识水平影响，可能无法理解原电池形成闭合电路的原理，因此本节课的难点在于“从电子转移角度理解化学能转化为电能的本质”。

五、教学手段及方法

本节课主要采用多媒体及板书相结合的教学手段。多媒体教学符合直观性教学原则有利于学生更好地理解原电池反应本质；板书有利于突出本节课重点，加深学生印象。

本节课选用的教学方法为：学生实验+小组合作探究+教师指导。化学是一门以实验为基础的学科，可将化学实验的功能概括为以下三个方面：具有深刻的认识论意义，对科学的世界观和方法论的形成具有深刻意义，对培养各种能力和养成良好的学风是一种最佳途径[3]，因此选用实验探究的方法。小组合作探究有助于学生形成较强的问题意识，激发学生的学习兴趣和求知欲，培养创新精神，更有利于发挥学生的主体性，有效转变师生关系。教师由传统的主导者转变为学生学习的学习者、合作者和指导者，激发学生学习的主动性和积极性。

六、教学流程

本节课设计的教学流程为：创设情境，引发思考→分组实验探究→透析原理→总结归纳→习题检验→课后作业。

教学流程设计的理论依据为建构主义学习理论以及布鲁纳的发现学习。建构主义认为，知识不是通过教师传授得到的，而是学习者在一定的情境即社会文化背景下，借助其他人（包括教师和学习伙伴）的帮助，利用必要的学习资料，通过意义建构的方式而获得[4]。布鲁纳认为，在教学过程中，传授知识固然重要，但更重要的是学生获得知识的体验，以及学生是否进行充分的智力活动，他特别主张培养学生探究问题的精神和独立解决问题和预见未知的能力[5]。建立在两大理论的基础上我设计了以下教学流程，创设教学情境并让学生自己动手探究，加深学生对本节课程的理解，并将课堂内容与实际生活相联系，加深学生意义学习。

七、教学过程

（一）创设情境，引发思考

教师多媒体展示生活中各种各样的用电现象，使学生认识电对我们生活的巨大作用，同时引发学生思考电的来源，引入今天有关电能的主题。教师引导学生回忆初中学习的有关电学的知识，思考电路的基本构成，即电池、用电器及闭合回路，在此基础上，教师带领学生进入今天的学习内容：原电池，并开始本节课的实验探究，学生探究原电池构成的基本要素并思考原理。

（二）实验探究过程

教师准备实验用品：两个烧杯、蒸馏水、硫酸铜溶液、两根锌片、两根铜片、若干导线、电流表。

1.提出问题

教师提出问题：电池构成的基本要素并自己动手制作电池，用电流表检验电流的产生。

学生根据生活中的经验可知：电池由正负极和正负极之间的某种材料组成，用导线连接电流表形成闭合回路可检验电流的产生。

2.做出假设

学生从实验用品中选择正负极材料和正负极之间的某种材料，根据电解质导电原理，可知正负极之间的材料应选用硫酸铜而非蒸馏水，因此提出3种构成电池的假设：C-CuSO4-Zn、C-CuSO4-C、Zn-CuSO4-Zn。按照电学基本原理，正负极连接导线形成闭合回路，同时连接电流表检验电流，如下图。

3.验证假设

学生共分为3组，依次验证三种假设，实验现象如下：

第一组（C-CuSO4-Zn）

学生描述：锌片逐渐溶解；C棒上有红色固体生成；溶液蓝色变浅；锌片上有少量红色固体生成；电流表发生偏移。

教师提出问题：为什么会有这样的现象？引发学生思考。

第二组（C-CuSO4-C）

学生描述：无明显实验现象，电流表无偏移。

教师提出问题：该实验装置下是否有化学反应发生？

第三组（Zn-CuSO4-Zn）

学生描述：两个锌片上分别有红色固体生成，溶液蓝色变浅，电流表无偏移。

教师提出问题：该装置下是否有化学反应发生？与前组实验的区别在哪儿？

4.表达交流

教师引导学生对实验现象进行解释，并总结电流产生的条件。三组实验为对照组实验，通过不同条件的比对，可得出电流产生的条件为：两极材料需不同，同时学生根据已有经验可总结出需闭合回路及电解质溶液，但第一组实验中在碳棒上产生红色固定与所学氧化还原知识有冲突。

（三）教师透析原电池原理

结合实验现象以及学生的疑问，教师首先引导学生思考电流产生的原理：导线中自由电子的定向移动。接下来教师通过播放有关模拟原电池反应实质的视频，从微观角度解释原电池反应的原理，并在视频中区分原电池的正负极，根据氧化还原反应方程式分别书写正负极反应方程式，并描述正负极的反应现象及判断电流方向。

（四）总结归纳

请学生自己总结原电池的概念，即化学能转变为电能的装置，归纳原电池的构成条件，并理解原电池反应的基本原理，在充分理解的基础上自己写出电极反应方程式并区分正负极。

（五）课上习题检验及课后作业

1.下列各组材料中，不能构成原电池的是（ ）

A、两极材料為Zn片、石墨，溶液为H2SO4溶液

B、两极材料为Cu片、Ag片，溶液为AgNO3溶液

C、两极材料为Zn片、Cu片，溶液为蔗糖溶液

D、两极材料为Fe片、Cu片，溶液为稀盐酸溶液

2.回家后利用家里的材料来代替化学用品自制生活小电池，到学校后与同学分享制作理念及感想。

八、板书设计

九、教学反思

原电池在高中化学课程中占有重要地位，既是重点，也是难点，学生在学习理解的过程中会有一些疑惑，教师需进行深入了解并分析纠错，才能让学生真正掌握本节课知识。在教学过程中所有的教学方法及手段都是为了帮助学生更好地理解和掌握本节课的重点及难点，因此应着重进行体验式教学及生成性课堂，教学的重点不在于“教”，而在于“学”，应依据课堂的实际教学现状不断作出调整。课堂教学不仅需要扎实的专业知识和丰富的教学理论知识，更需要不断积累教学经验，不断反思实际教学，才能真正做到因材施教、教书育人，彻底将新课程理念贯彻于实际教学。

参考文献：

[1]宋心琦.化学2（必修）[M].北京：人民教育出版社，2012.

[2]靳剑辉.化学课程标准研修[M].北京：高等教育出版社，2004.

[3]刘志新.化学教学论[M].北京：高等教育出版社，2004.

[4]Jonassen，David. Constructivist Learning Environments[J].教育技术通讯，1999（1）.

[5]孟庆男.对接受学习式学习和发现式学习的比较研究[J].中国教育学刊，2003（2）.