澳大利亞中學化學教材中原電池實驗方案評析

1、澳大利亞中學化學教材中原電池實驗方案評析    原電池實驗是高中化學原電池原理及其應(yīng)用教學內(nèi)容的重要組成部分，它在幫助學生學習、理解原電池的基礎(chǔ)理論和相關(guān)知識、提升對氧化還原反應(yīng)本質(zhì)的認識、切實體會化學反應(yīng)的實際應(yīng)用以及訓(xùn)練學生的科學探究技能、發(fā)展知識綜合能力、應(yīng)用能力，提高科學素養(yǎng)等方面有著十分重要的作用。澳大利亞最著名的教育出版公司PearsonEducationAustralia，2006年出版的澳大利亞中學化學教材<(ChemistryDimensions1TeacherSEdition)(化學空間l，教師版)中原電池實驗方案的設(shè)計有一定的

2、特色，現(xiàn)介紹如下，以供參考。一、實驗方案實驗?zāi)康模貉b配和觀察幾組原電池并確定這些原電池中金屬的活動性順序。實驗用品：飽和KN03溶液、ImolLZnSO。、1moJLCuS04、ImolLMgS04、1molLPb(N03)2、伏特計、兩根導(dǎo)線、4個100mL燒杯、三條濾紙、Mg、Cu、Zn和Pb電極實驗方法1裝配第一個原電池。按照實驗結(jié)果表中的圖示，用兩個盛有金屬鹽溶液的燒杯、鹽橋和兩個連接在伏特計上的金屬電極組裝成原電池。鹽橋是浸泡過飽和KNO，溶液的濾紙條。在圖表上標注正極和負極，記錄電池的電壓。2重復(fù)方法1組裝實驗結(jié)果表中的其他原電池。注意：每個電池都需要用新的鹽橋。問題：序號問題回答

3、1電池的正極上發(fā)生的是氧化反應(yīng)還是還原反應(yīng)?解釋你的答案2完成實驗結(jié)果表中的電極反應(yīng)。a寫出電池1中的兩個還原劑的化學式。b根據(jù)你的觀察，哪一個還原劑較強?4分別指出電池2、3中的兩個還原劑的相對強弱。5電池電壓與電池中還原劑強弱的關(guān)系是什么?6按由強到弱的順序排列實驗中四種金屬的活動性順序。7將你的排列與課本上的相對照，結(jié)果如何?給出它們不同的原因。8預(yù)測I)b懈和M礦珊g組成的原電池的電流方向和電壓。二、實驗方案評析1遵循建構(gòu)主義教育觀念的實驗?zāi)康慕?gòu)主義學習理論十分重視學生已有的認知能力和知識經(jīng)驗在學習活動中的作用，認為學習是學習者通過新、舊經(jīng)驗的相互作用而實現(xiàn)的意義建構(gòu)，而書本知識并非

4、是對實際現(xiàn)象絕對正確的表征。本方案的設(shè)計不同程度地遵循了這些觀念，解讀其實驗?zāi)康木涂梢娨话?。目的要求“裝配和觀察幾組原電池并確定這些原電池中金屬的活動性順序”，此目的首先突出了對原電池知識的實驗探究過程。把實驗活動的側(cè)重點從理解、驗證書本上原電池的知識，轉(zhuǎn)移到了在操作和觀察活動中，讓學生建構(gòu)和檢驗自己的知識；緊接著，它強調(diào)了知識的結(jié)構(gòu)化學習，以金屬活動性順序為線索，按照認知螺旋式上升的規(guī)律，將原電池知識的學習拓展到了氧化還原反應(yīng)層面。這些設(shè)計一方面表明，設(shè)計者不希望學生把書本上的原電池知識當作絕對的權(quán)威，把實驗活動僅看成是機械的接受和熟悉知識的過程，而是期望他們能通過真實的任務(wù)情境去主動建構(gòu)屬

5、于自己的知識，成為學習的主人，這體現(xiàn)了對書本知識非定論的認同和對學生認識能動性的肯定；另一方面它促使了學生新、舊知識之間同化和順應(yīng)的統(tǒng)一，讓他們從氧化還原知識體系的高度，在原電池的探究情境中主動地充實和改造自己的知漢經(jīng)驗，實現(xiàn)對知識的深化理解和靈活應(yīng)用，這較好地詮釋了建構(gòu)主義的學生觀和學習觀。落實本方案的實驗只的不但有利于學生對原電池知識及相關(guān)技能的內(nèi)化和吸收，還有助于他們形成完整、靈活的氧化還原知識體系；在培養(yǎng)自我監(jiān)控學習活動的能力和知識遷移能力的同時，促進r自主學習能力和創(chuàng)新思維的發(fā)展，為具有創(chuàng)造性和口f持續(xù)發(fā)展的學習能力的逐步形成打下基礎(chǔ)。2簡約化的“濾紙鹽橋”“簡約惟原則”是中學化學實

6、驗設(shè)計應(yīng)遵循的原則之一州，在兼顧其他設(shè)計原則的同時，對實驗進行必要的簡約化設(shè)計，是實現(xiàn)實驗簡捷易行和節(jié)約的前提。本案例用濾紙條浸泡飽和的KNO，溶液制作鹽橋，這樣的設(shè)計既簡化了鹽橋的制作程序又包含教學要求的知識內(nèi)容，在知識和技能之間搭建了一座簡約卻不簡單的“濾紙鹽橋”。一方面，簡便、省時的制作方法，使中學生可以親自體驗鹽橋的制作過程，讓操作技能得到訓(xùn)練；另一方面，用學生熟悉的濾紙做鹽橋中的載體材料，有助于學生從已有的經(jīng)驗出發(fā)去初步構(gòu)建鹽橋的概念，了解鹽橋的組成，體會“鹽”與“橋”的關(guān)系和不同作用。這些均從不同的角度增加了學生對鹽橋的感性認識，為向理性認識過渡做了鋪墊；也從不同的側(cè)而讓學牛感受了

7、實驗設(shè)汁的簡約之美。3注重體現(xiàn)科學方法的實驗設(shè)計科學方法的教育是中學化學教育的重要內(nèi)容，本方案從多個角度進行了科學方法的呈現(xiàn)和設(shè)計。例如，在“實驗?zāi)康摹敝袕娬{(diào)用觀察的方法獲取信息；在“問題”中要求用化學語言表述相關(guān)結(jié)果；在“實驗結(jié)果”中用表格記錄數(shù)據(jù)等，這個綜合設(shè)計不但給學生的思維和探究留下了一定的空間，還較好地處理了知識學習的階段性與連續(xù)性的關(guān)系。一方面，通過對方案中原電池反應(yīng)的觀察，學生可以判斷出Pb和Cu的還原性強于zn，zn強于Mg，卻無法比較Ph和cu的相對強弱。故而難以直接得出電池電壓與還原劑的關(guān)系。這為學生的認知設(shè)置了沖突，不但利于引發(fā)他們的深儈思維活動，促使他們自己開動腦筋去解

8、決沖突，而且還間接地提示了其他方式，如增加銅鉛原電池實驗等，也可以達到實驗?zāi)康?，這些既有助于培養(yǎng)學生思維的深刻性和發(fā)散性，又為探尋新的探究途徑提供了線索、創(chuàng)設(shè)了情境，從而照顧了不同層次學生的學習需求；另一方面。用電池電壓指示還原劑強弱，在鰱的層而使新舊經(jīng)驗雙向作用，不儀利于學生對金屬活動性順序和原電池原理以及它們之間關(guān)系的新的意義建構(gòu)，讓定性認識深入到定量水平，而且還為今后原電池電動勢的學習奠定了基礎(chǔ)，使認識進一步的螺旋式上升成為可能。本案例中這些科學方法的綜合呈現(xiàn)，從一個側(cè)面體現(xiàn)了設(shè)計者較強的科學方法教育意識，反映r知識與方法并重的實驗教學觀，它將用科學的方法探究與學探究的科學方法統(tǒng)一了起來

9、，從而使獲得知識和技能的過程也成為學習科學方法、發(fā)展實驗探究能力和邏輯思維能力、形成實事求是的科學態(tài)度和創(chuàng)新精神的過程。4由“問題”引領(lǐng)的實驗探究活動實驗活動是實現(xiàn)實驗?zāi)康?，落實實驗教學目標的具體實踐過程。在表述實驗活動內(nèi)容時，粗化實驗步驟陳述，加強與活動有關(guān)的思考題設(shè)計，讓學生借助思考題自己組織、完成實驗活動，使實驗活動成為有指導(dǎo)的探究活動，對達到實驗?zāi)康?，貫徹實驗教學目標有良好的輔助作用。本方案里只有簡單的實驗步驟指令和說明，實驗活動須由“問題”的引領(lǐng)才能充分地完成?！皢栴}”1和2將學牛的注意力引向觀察電極上的變化和伏特計的運行情況，以建構(gòu)原電池知識，加深對氧化還原反應(yīng)的認識；“問題”36

10、則循序漸進地把探究活動引向?qū)嶒災(zāi)康模箤W牛在探究中體驗獲得結(jié)果的過程，發(fā)展得出結(jié)論的能力；“問題”7要求學生將自己的結(jié)論與書本上二的結(jié)論進行對照并給出出現(xiàn)籌異的原因，這個要求將活動引向了反思與評價，起到了督促學生重新審視自己的探究行為和實驗結(jié)論的作用；“問題”8既是對實驗活動效果的檢驗，又暗示廠新一輪的探究活動，學生可以依據(jù)自己得到的結(jié)論作進一步的假設(shè)和驗征，讓感性認識又回到實踐。這個用“問題”增進實驗步驟內(nèi)容，強化探究活動過程的設(shè)計，給予了學生允分的自主活動空間，增強了他們的主體意識，調(diào)動了其學習積極性。這些既利于知識和技能的掌握，還有助于問題意識的形成和認識能力的提高，更幫助了探究方法的學習以及實驗情感的培養(yǎng)。在“問與答”引領(lǐng)“動與思”的探究活動中，發(fā)展了知識綜合能力、探究能力及創(chuàng)造能力，促進了科學素養(yǎng)的形成。參考文獻【1】周青，朱雪蓮，楊輝祥英美兩種高中化學教材中原電池內(nèi)容的編制特點化學教育，2008(1)【2】B