小組探究深度教學(xué)原電池

1、    小組探究，深度教學(xué)“原電池”    陳春蘭【摘 要】高中化學(xué)中原電池的理論是一個(gè)重點(diǎn)，也非常具有探究性。本文將原電池的探究過程進(jìn)一步深化，引入了小組探究的模式。小組探究有自主實(shí)驗(yàn)、對(duì)比實(shí)驗(yàn)和趣味實(shí)驗(yàn)三種形式，綜合運(yùn)用小組探究方法，可以深度教學(xué)原電池。【關(guān)鍵詞】高中化學(xué)；小組探究；原電池探究小組既具有合作性，又具有靈活性，可以當(dāng)作一個(gè)很好的學(xué)習(xí)單位。原電池的相關(guān)實(shí)驗(yàn)、知識(shí)具有一定的復(fù)雜性，以小組的形式探究可以取得實(shí)質(zhì)上的效果。如何通過小組合作來深入探究原電池的系列知識(shí)？以下從三個(gè)方面論述，與同行的共享。一、自主實(shí)驗(yàn)，深度體驗(yàn)原電池的原理基于氧化還原

2、反應(yīng)，這是一個(gè)重視實(shí)驗(yàn)操作的環(huán)節(jié)。原電池的真正魅力在于實(shí)驗(yàn)的操作，而難點(diǎn)也恰恰在實(shí)驗(yàn)的操作上。教師應(yīng)當(dāng)積極地為學(xué)生創(chuàng)造條件，引導(dǎo)學(xué)生自主進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，深度體驗(yàn)原電池。原電池中最顯著的現(xiàn)象就是放電，因此原電池可以作為一個(gè)電源，其實(shí)也就是和我們常說電池是一個(gè)功能。說到電池學(xué)生都不陌生，在日常生活中經(jīng)常見到，并且使用到。大多數(shù)人印象中的電池應(yīng)該是一個(gè)長(zhǎng)長(zhǎng)的粗棒，或者是厚厚的一個(gè)圓鐵片，只是將其與“電”能聯(lián)系上，卻從未與“池”聯(lián)系上，電池都是帶電的，與水都是“天生相克”，怎么會(huì)與盛水的“池”聯(lián)系到一起呢？殊不知這電池的“池”來源于發(fā)生放電反應(yīng)的原電池之中，原電池里可是有貨真價(jià)實(shí)的“電解池”，其中充滿著電解

3、液，而生活中大多都是干電池，因此與“池”無(wú)關(guān)。在原電池的模擬實(shí)驗(yàn)中，是要真正地去做電解池、放置電極的。這需要大量配置電解液，選用電極，同時(shí)要進(jìn)行各項(xiàng)調(diào)試。我將學(xué)生分成若干小組，讓小組親自動(dòng)手做實(shí)驗(yàn)，體會(huì)過程。其中有一項(xiàng)新型氫氧原電池的實(shí)驗(yàn)，在一般情況下難以成功，加之條件有限，學(xué)生也不好上手操作。成功率低加上電解液的消耗，造成實(shí)驗(yàn)用的原料大量浪費(fèi)。因此，我?guī)ьI(lǐng)學(xué)生將實(shí)驗(yàn)的難度降低，通過使用一個(gè)六孔井穴實(shí)驗(yàn)板，將實(shí)驗(yàn)的“陣地縮小”，確保實(shí)驗(yàn)安全和可操作。只需將所需的電解液放置在多用滴管中進(jìn)行精確點(diǎn)滴，放置兩個(gè)帶玻璃管的石墨電極，就可以做出微弱的放電反應(yīng)，成功達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康?。原電池的?shí)驗(yàn)固然困難，不易

4、成功，但是學(xué)習(xí)本身就是一個(gè)戰(zhàn)勝困難的過程。一個(gè)人的力量是薄弱的，但是集體的力量是強(qiáng)大的。復(fù)雜的原電池實(shí)驗(yàn)在教師的幫助改造下，在小組合作探究中就會(huì)變得可以操作。二、多元對(duì)比，明確性質(zhì)原電池反應(yīng)其實(shí)是一種氧化還原反應(yīng)，在反應(yīng)中電子轉(zhuǎn)移形成了電流，這就是原電池的本質(zhì)。因此在原電池的體系中，物質(zhì)的活動(dòng)性是一個(gè)重要的探究點(diǎn)，通過小組之間的分工討論、多元對(duì)比來明確原電池中反應(yīng)物的性質(zhì)。一個(gè)原電池中通常包括兩個(gè)電極，下面以金屬電極為例進(jìn)行說明。電極作為正極還是負(fù)極，與活動(dòng)性是密切相關(guān)的。如果一個(gè)電極的活動(dòng)性較強(qiáng)，那么會(huì)容易失去電子，化合價(jià)降低，它發(fā)生的反應(yīng)稱之為還原反應(yīng)。相對(duì)應(yīng)的，如果電極的活動(dòng)性較弱，那么

5、會(huì)容易得到電子，化合價(jià)升高，發(fā)生的反應(yīng)為氧化反應(yīng)。為了進(jìn)一步比較金屬電極的活動(dòng)性，我?guī)ьI(lǐng)學(xué)習(xí)小組進(jìn)行不同電極活動(dòng)性之間的對(duì)比，從而得出綜合性的結(jié)論。其中一個(gè)小組對(duì)比的是銅電極與鐵電極之間的活動(dòng)性順序。在同一電解液中浸入銅電極與鐵電極，連接好電路。通過觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象可知，電流在原電池外的流動(dòng)方向是從銅電極流向鐵電極。根據(jù)物理學(xué)中的定義，電流從正極流向負(fù)極，我們可以得出結(jié)論：銅電極為正極，得到電子；鐵電極為負(fù)極，失去電子。在原電池中發(fā)生的得失電子反應(yīng)如下：負(fù)極：fe-2e=fe2+（氧化反應(yīng)）正極：fe2+2e += fe（氧化反應(yīng)）通過兩個(gè)電極之間的對(duì)比，可以判斷出鐵比銅更容易失去電子，因此活動(dòng)性

6、更好。這是一組的對(duì)比，結(jié)合其他組鐵-鋅、銅-鋅、銅-鉑等其他對(duì)比，就可以把常見的金屬活動(dòng)性比較出來了。通過多元對(duì)比實(shí)驗(yàn)，學(xué)生能發(fā)現(xiàn)原電池中的細(xì)節(jié)知識(shí)，從實(shí)踐的角度認(rèn)識(shí)活動(dòng)性的概念。在原電池的分析題目中，活動(dòng)性的判斷是極其重要的，因此對(duì)比實(shí)驗(yàn)具有深化知識(shí)的作用。三、妙用水果，拓展視野電池在生活中是一種產(chǎn)品，原電池可以說是一個(gè)“原型機(jī)”。在學(xué)習(xí)的過程中，原電池的形象被確定為電解池中放置電極的“造型”，但是還有一種“新穎”的原電池，那就是水果電池。水果在生活中是很常見的，因此水果電池的實(shí)驗(yàn)材料也就非常容易找到了。水果電池的實(shí)驗(yàn)仍然是以小組為單位進(jìn)行的，但是在任務(wù)剛提出來的時(shí)候，學(xué)生的反應(yīng)都還是很驚訝

7、的：“水果還能做電池？”首先探究的興趣就被提升了起來，這個(gè)實(shí)驗(yàn)也就有了進(jìn)行下去的動(dòng)力。首先我為學(xué)生講解了操作的方法，選取一些具有酸味的水果（例如檸檬、菠蘿等）作為原電池中的電解液，選用兩個(gè)活動(dòng)性差異較大的金屬電極（例如銅幣和鍍鋅螺釘），將電極間隔一定距離插入水果中，這樣一個(gè)水果電池就基本完成了。在做好的“電池”兩端連接一個(gè)發(fā)光二極管，作為檢測(cè)電流形成的器件。在實(shí)驗(yàn)的布置中，我沒有為大家細(xì)化水果的選用、電極距離的設(shè)置、電極正負(fù)的區(qū)別，這些內(nèi)容是需要學(xué)生親自去探究的。學(xué)生的目標(biāo)也很明確，在已知“水果”可以當(dāng)作電池的前提下，去探究哪種水果的“電力”更足，探究電極如何設(shè)置才能產(chǎn)生電流，探究電極孰正孰負(fù)。在小組探究中，有負(fù)責(zé)找材料的，有負(fù)責(zé)接電線的，有負(fù)責(zé)記錄的，總之各司其職，從一個(gè)小小的水果電池實(shí)驗(yàn)上同時(shí)收獲了興趣和知識(shí)。水果電池的制作代表著超越課本的知識(shí)和方法，體現(xiàn)了探究的真正含義。雖然水果電池不是考試中的重點(diǎn)，也不是應(yīng)用性很廣的知識(shí)，卻是探究性的實(shí)驗(yàn)，對(duì)小組合作協(xié)調(diào)性、靈活性都是一種鍛煉。在高中的教學(xué)中，學(xué)生進(jìn)行探究性學(xué)習(xí)的時(shí)間不多，因此一旦有探究的機(jī)會(huì)就要牢牢地把握住。小組探究不是一種形式，而是一種符合實(shí)際的學(xué)習(xí)方法。原電池的學(xué)習(xí)適合引入小組探究，同時(shí)也考驗(yàn)著學(xué)生們的探究能力。參考文獻(xiàn)：1張麗萍.“原電池”課堂探究學(xué)習(xí)實(shí)踐研究j.中學(xué)教學(xué)參考，20