“原电池的工作原理”在过去、现在的教科书及参考书中大都采用检流计直接测定铜锌原电池线路中是否有电流及电流的方向,然后从电势差(学生难理解的概念)角度讨论电流的形成、及正负极发生的反应——电极反应(更难理解的概念)。事实上化学实验的真正作用是让我们从宏观现象入手进行深入剖析,最终得出结论。我们高一化学组通过集体备课、研讨,针对这种情况做出如下设计:
第一步将铜片插入稀硫酸中,并观察现象;再将锌片插入稀硫酸中,并观察现象;然后将铜片和锌片进行不同位置的接触,并观察现象;将铜片锌片用导线连接,并观察现象。
通过上述实验及现象提出了两个为什么。
铜片不与稀硫酸反应,锌片可以与稀硫酸反应(Zn+2H+=Zn2++H2)而当锌片与铜片相接触时,生成氢气的部位从锌片转移到铜片上(为什么?)。并且生成氢气的速度明显加快(为什么?)
对问题展开讨论。铜片上有氢气生成说明氢离子从铜片上获得了电子(2H++2e=H2),铜片自身又没有变化,这说明铜片上有多余的电子,铜片上多余的电子从哪里来的(与锌片接触才有这样的反应),很明显来自锌片(电子从锌片定向移动到铜片形成了电流),锌失去电子生成了锌离子(Zn-2e=Zn2+),锌片是负极,铜片是正极。这样在学生的心中自然而然就形成了原电池工作原理的理念。
第二步验证上述结论。将检流计接入铜锌原电池回路中,观察指针是否偏转?及偏转的方向?根据检流计显示线路中有电流,指针偏向与铜片相连的一侧,说明铜片为正极,锌片为负极。该实验充分说明,我们上述的推论是完全正确的。
第二个为什么,就是为什么能加快氧化还原反应速率,教科书中只是一个应用的结论,没有为什么,事实上我们可以做出解释。在反应过程中,由于锌片周围存在大量锌离子,阻碍氢离子靠近,而连接成原电池后,电子移向铜片,使铜片带负电荷,对氢离子有吸引作用,从而使氢离子更容易获得电子,加快了反应速度。其结论就是组成原电池后,反应更易进行,反应速率更快,这也是铁、铜在潮湿的空气中更易生锈的原因。
本节课的几大亮点:
一 、注重思维的逐步推进。吕老师利用分组实验,分别让学生逐一把铜片、锌片放入稀硫酸中,学生很清晰的看到锌与硫酸反应而铜不与硫酸反应,这部分内容对于初中知识掌握好的同学来说,较简单,但是,当把两种不同的金属片想连接后,学生发现在铜片上产生了大量的气体,这与学生已经知道的知识想矛盾,吕老师针对学生发现的这一实验现象,引发学生的思考和讨论,怎样解释这样的现象?在现象的解释基础上,得出原电池的含义,即锌失去电子,转移到铜片上,氢离子在铜片上得到电子,变成氢气。
二、引进新实验,加深对重点知识的理解。在得出原电池的工作原理后,吕老师利用学案,课上进行及时的习题反馈,给出不同的装置,判断是否组正原电池。在遇到溶液中不能够形成回路的题目上,吕老师利用制作的简单的盐桥,阐述形成闭合电路的重要性。实验,不仅仅增加了学生学习化学的热情,更把教学的难点,用直观的手段,变得容易理解。在此基础上,再得出形成原电池的四个必要条件,就有种水到渠成的感觉。
三、联系生活,明确知识来源于生活,应该为生活更好的服务。本节课,吕老师利用最简单的干电池,让学生分析电池的构成。吕老师课堂上进行干电池的解剖实验:展示中间的碳棒(正极),外面的锌皮(负极),讲解中间的化学药品以及其作用。电池的作用是提供电流,可以通过用电器展现,本节课的原电池由于产生的电量少,怎么去检验?于是,学生再一次进行试验,在闭合电路上接上电流计,直观的观测原电池所形成的电流。知识与生活相结合,有效的降低了教学的难度。
四、知识处理条理性强。本节课的教学重点处理得当,教学难点突破较好。原电池的构成,原电池的正负极的判断,原电池的应用,三个重点知识的课堂呈现非常清晰,并且在知识处理结束后,进行了及时的反馈训练,整节课的知识处理,条理性非常强,充分展现了吕老师丰富的教学经验,使整节课如行云流水。
效果好不好,看看学生的投入度就清楚了。看看本节课,学生专注的态度,认真的实验劲头,再一次验证了:这是一节成功的党员示范课。