人民教育出版社出版的普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書《化學(xué)》必修2，第二章化學(xué)反應(yīng)和能量第二節(jié)化學(xué)能與電能教材安排實(shí)驗(yàn)2-4演示原電池的工作原理。教學(xué)實(shí)踐證明：成品演示，事出突兀，學(xué)生難以接受；兩極同時(shí)產(chǎn)生氣泡，干擾現(xiàn)象影響知識科學(xué)性。

　　摘要：人民教育出版社出版的普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書《化學(xué)》必修2，第二章化學(xué)反應(yīng)和能量第二節(jié)化學(xué)能與電能的教學(xué)中，設(shè)計(jì)學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)探究原電池的工作原理，充分調(diào)動和利用學(xué)生的好奇心和求知欲，設(shè)計(jì)層層試驗(yàn)和問題情境，使學(xué)生在自主實(shí)驗(yàn)、積極思考和討論交流中自己發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題。

　　關(guān)鍵詞：物理教學(xué)論文發(fā)表,原電池,實(shí)驗(yàn)探究,氧化劑,還原劑,氧化還原反應(yīng)

　　提出問題：

　　根據(jù)新課標(biāo)的要求，實(shí)施以探究為核心的多樣化教學(xué)方式，先剖析“火力發(fā)電”原理及其能量轉(zhuǎn)換過程，提出如何將化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能，引出實(shí)驗(yàn)探究任務(wù)；接下來學(xué)生根據(jù)供選材料，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)裝置圖并進(jìn)行分組實(shí)驗(yàn)、小組討論。指導(dǎo)學(xué)生，通過實(shí)驗(yàn)探究和理解化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的原理，抽象出其氧化還原反應(yīng)的實(shí)質(zhì)，最終概括總結(jié)出原電池構(gòu)成條件。

　　實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)：

　　1、創(chuàng)設(shè)問題情境，引入課題

　　【講述】

　　隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和社會的進(jìn)步，各種各樣的電器不斷進(jìn)入現(xiàn)代社會，大大豐富和方便了我們的生活、學(xué)習(xí)、工作。大到宇宙飛船、人造衛(wèi)星、空間電視轉(zhuǎn)播站、飛機(jī)、輪船，小至電腦、收音機(jī)、照相機(jī)、電話、手機(jī)、助聽器、電子手表、計(jì)算器、心臟起搏器，每一樣電器無不需要電能。所需要的電能是如何轉(zhuǎn)化釋放出來的呢？

　　【投影】

　　多媒體呈現(xiàn)火電廠火力發(fā)電工作原理示意圖和經(jīng)過的能量轉(zhuǎn)換程式。

　　【講述】

　　燃燒反應(yīng)就是還原劑燃料與氧化劑氧氣之間的氧化還原反應(yīng)。氧化還原反應(yīng)實(shí)質(zhì)在于氧化劑和還原劑之間發(fā)生了電子轉(zhuǎn)移，引起舊化學(xué)鍵的斷裂與新化學(xué)鍵的形成，同時(shí)伴隨著發(fā)生了物質(zhì)能量的變化。

　　【設(shè)問】

　　根據(jù)氧化還原反應(yīng)的實(shí)質(zhì)，若是將氧化劑和還原劑分別連接在導(dǎo)線的兩端，導(dǎo)線上是否會有電子流過呢？

　　2、學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)探究

　　【實(shí)驗(yàn)用品】

　　藥品試劑：1摩爾/升的稀硫酸、1摩爾/升的氯化鐵溶液、35%的氯化鈉溶液、銅片、鋁片（砂紙打磨過）、銅導(dǎo)線、碳棒

　　儀器：靈敏電流計(jì)、50毫升小燒杯、U形管（帶膠塞）

　　【裝置設(shè)計(jì)圖示】

　　各小組結(jié)合實(shí)驗(yàn)選材紛紛畫出裝置連接圖，主要有以下幾種類型：

　　【按圖操作】

　　每個(gè)小組按自己設(shè)計(jì)的裝置圖連接好儀器，加上藥品。

　　記錄觀察到的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：無反應(yīng)現(xiàn)象，電流計(jì)指針不偏轉(zhuǎn)。

　　【設(shè)問】

　　上圖裝置中所選試劑之間都能發(fā)生氧化還原反應(yīng)，為什么沒有電子轉(zhuǎn)移形成電流呢？

　　【小組討論】

　　總結(jié)概括學(xué)生的討論結(jié)果，主要表現(xiàn)為以下兩種觀點(diǎn)：

　　觀點(diǎn)一：氧化劑不跟還原劑接觸就不可能發(fā)生反應(yīng)。

　　觀點(diǎn)二：以上裝置都沒有構(gòu)成閉合回路就不可能產(chǎn)生電流。

　　【實(shí)驗(yàn)改進(jìn)】（如下圖）

　　依據(jù)上述學(xué)生討論結(jié)果，各實(shí)驗(yàn)小組對各自原來的裝置進(jìn)行改進(jìn)。

　　小組1～10依據(jù)觀點(diǎn)一，把原來裝置改變?yōu)樯蠄D（甲）或（乙）所示，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

　　記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象如下：裝置（甲）電流計(jì)指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，鋁片和銅片上都有氣泡生成；裝置（乙）電流計(jì)指針也發(fā)生偏轉(zhuǎn)。

　　小組11～20依據(jù)觀點(diǎn)二，把原來裝置改變?yōu)樯蠄D（丙）或（�。┧�示，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

　　記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象如下：（丙）裝置電流計(jì)指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)；（�。�

　　裝置電流計(jì)指針不偏轉(zhuǎn)，也沒有氣泡生成。

　　【歸納并板書】

　　原電池：把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置叫原電池。

　　2、設(shè)置階梯式問題，引導(dǎo)學(xué)生探究思路。

　　【設(shè)問】

　�。�1）、裝置（甲）、（乙）、（丙）都產(chǎn)生電流，它們的外電路和內(nèi)電路各有什么組成？

　�。�2）、裝置（甲）、（乙）、（丙）的內(nèi)、外電路上的電流是怎樣形成的？

　�。�3）、指出裝置（甲）、（乙）、（丙）各自的電源，并說出各有那些物質(zhì)組成。

　�。�4）、認(rèn)真分析裝置（�。┯袩o電源？為什么鋁片與稀硫酸之間不發(fā)生電子轉(zhuǎn)移？

　　【討論交流】

　　【總結(jié)歸納】

　�。�1）、外電路都有導(dǎo)線（包括部分導(dǎo)體）、用電器如電流計(jì)等組成，由電子的定向移動形成電流；內(nèi)電路都由兩種導(dǎo)體僅在一種電解質(zhì)溶液中構(gòu)成，內(nèi)電路上由溶液中的離子定向移動形成電流。

　�。�2）、三裝置都是由還原劑原子失去的電子沿導(dǎo)線傳遞到另一端，接觸到溶液中遠(yuǎn)離還原劑的氧化劑離子發(fā)生還原反應(yīng)，在導(dǎo)線上形成電流；同時(shí)，還原劑發(fā)生氧化反應(yīng)生成陽離子溶解在溶液里，并發(fā)生定向移動在溶液里形成電流。

　�。�3）、電源的組成

　　裝置（甲）：銅、鋁兩種金屬片和稀硫酸共同組成，其中包括能夠反應(yīng)的氧化劑和還原劑。

　　流出電子的一端鋁片是負(fù)極，電子流入的一端銅片是正極。

　　裝置（乙）：碳棒、鋁片和氯化鐵溶液共同組成，其中包括能夠反應(yīng)的氧化劑和還原劑。流出電子的一端鋁片是負(fù)極，電子流入的一端碳棒是正極。

　　裝置（丙）：碳棒、銅導(dǎo)線和氯化鐵溶液共同組成，其中包括能夠反應(yīng)的氧化劑和還原劑。流出電子的一端銅片是負(fù)極，電子流入的一端碳棒是正極。

　�。�4）、裝置（丁）雖然構(gòu)成回路，但是銅導(dǎo)線、碳棒和稀硫酸組合在一起不能發(fā)生氧化還原，不能構(gòu)成電源；而鋁片沒有浸在溶液中，不能游離出鋁離子向溶液里移動，因而也不能向?qū)Ь�另端的氧化劑提供電子。【板書】

　　組成原電池的條件

　�、賰呻姌O：兩種導(dǎo)體材料

　�、陔娊赓|(zhì)溶液：兩電極同時(shí)浸入溶液中

　�、坶]合回路：導(dǎo)線及用電器構(gòu)成外電路，電解質(zhì)溶液及電極構(gòu)成內(nèi)電路，二者形成回路

　�、苎趸�還原反應(yīng)：內(nèi)電路上必須包括能夠發(fā)生反應(yīng)的氧化劑和還原劑。

　　【概括激疑】

　　以上表明，導(dǎo)線和電解質(zhì)溶液構(gòu)成的閉合回路只是產(chǎn)生電流的物質(zhì)載體，分置在導(dǎo)線兩端的氧化劑和還原劑才是驅(qū)動電荷定向移動的力量源泉。怎樣防止外電路斷開時(shí)電源內(nèi)發(fā)生反應(yīng)呢？

　　【學(xué)生發(fā)言】

　　把還原劑浸入其他溶液里。

　　【發(fā)問】

　　怎么把兩溶液聯(lián)通起來？

　　【學(xué)生發(fā)言】

　　用連通器。

　　【學(xué)生實(shí)驗(yàn)】

　　【裝置設(shè)計(jì)】

　　【按圖操作】

　　學(xué)生結(jié)合供選儀器，依照圖（1）裝置組裝儀器。

　　指導(dǎo)學(xué)生將U形管中裝滿食鹽水，在兩端塞進(jìn)膠塞，如圖（1）把U形管倒置，一端浸入氯化鐵溶液，一端浸入食鹽水中。這時(shí)，電流計(jì)指針仍在零刻度線靜止。讓學(xué)生用鑷子撥掉浸在溶液里的U形管兩端的膠塞。學(xué)生驚奇地發(fā)現(xiàn)電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)了。繼而指導(dǎo)學(xué)生仔細(xì)觀察，然后回答問題：

　�。�1）電流計(jì)顯示電流沿什么方向流動？

　�。�2）溶液的顏色發(fā)生什么變化？

　　（3）氧化劑與還原劑之間電子轉(zhuǎn)移是如何實(shí)現(xiàn)的？

　　（4）指明原電池的正負(fù)極，并寫出相應(yīng)的電極反應(yīng)式。

　　【歸納板書】

　　1、由2FeCL3+Cu=2FeCl2+CuCl2設(shè)計(jì)成的原電池：

　　正極：2Fe3++2e-=2Fe2+

　　負(fù)極：Cu—2e-=Cu2+

　　2、發(fā)生原電池反應(yīng)時(shí)，還原劑在負(fù)極失電子，負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)；氧化劑在正極得電子，正極發(fā)生還原反應(yīng)。

　　【課堂小結(jié)】

　　【布置作業(yè)】

　　剖析身邊的廢舊電池，認(rèn)識干電池、鉛蓄電池等常用化學(xué)電源的構(gòu)成，了解它們的氧化還原反應(yīng)原理，鞏固課堂學(xué)習(xí)探究的知識。

　　效果評價(jià)：

　　整個(gè)教學(xué)過程如此設(shè)計(jì)：

　　1、剖析“火力發(fā)電”提出如何將化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能，引入探究課題。

　　2、學(xué)生根據(jù)提供的材料，設(shè)計(jì)裝置示意圖，分組實(shí)驗(yàn)、討論，最終得出構(gòu)成原電池的條件。

　　3、通過實(shí)驗(yàn)探究深入理解化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的原理。

　　4、以課外實(shí)踐性作業(yè)實(shí)現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容的應(yīng)用與延伸，讓學(xué)生體驗(yàn)科學(xué)探究的艱辛和喜悅，感受化學(xué)世界的奇妙與和諧。

　　把教材演示實(shí)驗(yàn)改為學(xué)生探究實(shí)驗(yàn)，經(jīng)過原電池形成條件的實(shí)驗(yàn)探究和原電池產(chǎn)生電流原因的實(shí)驗(yàn)探究，培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力、思維能力、實(shí)驗(yàn)?zāi)芰�。主要體現(xiàn)實(shí)驗(yàn)探究法、問題探討法、分析推理和比較歸納法等教學(xué)方法的使用，更好地突出了學(xué)習(xí)重點(diǎn)，成功地突破難點(diǎn)，較理想地完成教學(xué)目標(biāo)要求。

　　參考文獻(xiàn)：

　　[1]人民教育出版社出版的普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書《化學(xué)》必修2。

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