用蜂鸣器奏响生命乐章——“创设问题情景，开展自主探究”教学案例

刘启成

（江苏省洪泽中学 江苏 洪泽 223100）

用蜂鸣器奏响生命乐章
——“创设问题情景，开展自主探究”教学案例

刘启成

（江苏省洪泽中学 江苏 洪泽 223100）

本文以“化学能转化为电能”中的“创设问题情景，开展自主探究”的教学模式，对有效教学进行探讨。利用蜂鸣器的一次次响起，震撼学生的心灵，奏响生命的乐章。

蜂鸣器；创设情景；自主探究

一、问题及背景

建构主义学习理论认为，促进学生认知发展的源动力是认知冲突引发的认知需要。问题情景的创设必须符合学生的最近发展区才能激发学生的求知欲，才能让学生积极主动地探究。学习是学习者与学习材料不断交互作用，获得知识主动建构的过程。其特点有：

（1）情景性，即学习是在一定的问题情景中，学习者通过自身的努力——交流、合作和探究，对客观世界作出反映。一方面，对新信息的意义进行建构，另一方面完成对原有经验的改造和重组。

（2）经验性，即学习者是通过已有的认知结构（包括原有的知识经验和认知策略）对新信息进行主动加工而建构，并不是把知识直接从外界搬到记忆中去。

（3）自主性，即学习过程中学习者不是知识的被动接受者，而是知识的主动建构者。外界输入的信息只有通过学习者的主动建构才能变成自身的知识。

因此，创设问题情景，引导学生进行自主探究，对于促进学生知识的主动建构具有重要的作用。

下面为苏教版必修2中“化学能转化为电能”教学实录。

二、教学设计说明

指导思想：以学生为主体，让学生自主地参与知识的获得过程，并给学生充分的表达自己想法的机会。

学生初次接触电化学知识，对原电池的工作原理有神秘感和探索欲望。要充分利用学生的好奇心和求知欲，设计层层实验和问题情境，使学生在自主实验、积极思考和相互讨论中自己发现问题、分析问题和解决问题。

在教学内容的安排上，按照从易到难，从实践到理论再到实践的顺序，首先通过一组实验，引入课题；在实验——观察——讨论——推测——验证的过程中，学习和理解原电池的概念和原理，在此基础上，通过实验探索和讨论组成原电池的条件；最后，让学生自己设计一个水果电池以检验学生对所学知识的实际应用能力。

为了更好地实施探究教学，还需对本节教材内容作必要的处理和补充。

1.变教材中的教师演示实验为学生动手实验。这样不仅使学生观察到明显的现象，还能使学生直接参与知识的获得过程，获得直接的体验。

2.用音乐贺卡引入易将学生的兴趣调动起来，激发了学生强烈的求知欲和探究欲，整个课堂中蜂鸣器的一次次响起，让学生一次次感受到成功的喜悦。

蜂鸣器的制作：从音乐贺卡中取出蜂鸣器，去掉钮扣电池，在线路板上引出正、负电极的导线。

也可以从市场上购买扬声器、蜂鸣器集成块，按照下图装置，制作实验用的蜂鸣器。

3.教材中对于“组成原电池的条件”这一个讨论题的提出，问题过于空泛，考虑到学生的知识迁移能力和概括能力还不是很强，单纯的讨论可能会无从谈起。因此教学中设计了一组学生实验习题，让学生通过实验获得直接经验，再通过对比分析，归纳出规律，最终得出组成原电池的三个条件。

4.将课本后面的家庭小实验——水果电池，移到课堂实验中。不仅能帮助同学理解组成原电池的其中一个必要条件——电解质溶液，而且能达到学以致用，使学生觉得化学就在我们的身边，从而激发学生学习兴趣，启迪学生思维。

三、教学主要流程

［创设情景1］请问今天谁过生日、这个月哪些学生过生日（课前已经过调查有6位学生）？老师今天带来了一张音乐贺卡，可是贺卡不响，没有电池（之前已将电池取出）。没有电池怎么办？谁能发电呢？老师来试试，把锌片与铜片插入稀硫酸中，并用导线与贺卡相连，贺卡发出美妙的音乐。祝几位同学生日快乐！教室里顿时想起了雷鸣般的掌声。那么电是如何产生的呢？原理是什么呢？

［自主探究1］学生自主探究：见苏教版必修2第40页之活动与探究（注：将电流计换为蜂鸣器）

［观察与思考］随着蜂鸣器的不断响起，学生进行思考、交流、讨论。

（1）在锌片和铜片表面分别发生了哪些变化？

（2）电子从哪里来，到哪里去？

（3）作为电池，有正极和负极之分，你如何判定装置中锌片和铜片谁是负极，谁是正极？请你再设计一个实验证明。

（4）溶液中的离子如何移动？

［小组汇报］由于Zn失去的电子经导线转移到Cu片上，故导线上有电流通过，因此蜂鸣器响起。电子由锌片流向铜片，利用干电池已知的正负极和灵敏电流计的指针偏转方向对照。实验中灵敏电流计指针偏向铜片，与干电池对照，说明铜片为正极，锌片为负极。负极（Zn）：Zn-2e-＝Zn2+，正极（Cu）：2H++2e-＝H2↑。Zn 失去的电子成Zn2+进入溶液，溶液中的阴离子移向负极Zn，阳离子H+移向正极Cu。

［教师评价］多媒体教学软件模拟原电池反应的原理，引导学生进一步交流与讨论。小结：①灵敏电流计指针偏转→有电流产生→产生电能→化学能转化为电能的装置→原电池。②原电池反应本质：

［创设情景2］科学史话——伏打与电池的发明

伏打指出，伽伐尼实验中连接起来的是两种不同的金属（他称为第一类导体或干导体）和含液体的青蛙肌肉（他称为第二类导体或湿导体）。伏打把不同的金属板浸入同一种电解液里，组成了第一个直流电源——伏打电池，他用几个容器盛了盐水，把插在盐水里的铜板、锌板连接起来，电流就产生了。

［自主探究2］简单原电池的形成条件探究

仪器药品：铁片、铜片、锌片、石墨棒、硫酸铜溶液、盐酸、稀硫酸、氯化钠溶液、酒精、导线、蜂鸣器和电流表。

探究要求：设计原电池装置，看哪个小组所能设计出的装置的个数最多，所用时间最短，在设计过程中所发现的问题最多。在实验过程中注意观察实验现象并做好记录。

教师提问：如何设计实验来探究呢？经学生讨论后，从三个方面进行探究：改变电极材料；改变溶液；是否有导线连接等。

［小组汇报］通过蜂鸣器的响与不响，电流表指针的偏与不偏，引导学生自主归纳出了组成原电池的条件。最后请各个小组代表把本小组所设计的原电池装置描述出来，判断其正负极，且说出在实验过程中所发现的问题。

［创设情景3］伏打利用身边的东西发明了电池，我们能不能利用生活中的常见物质进行原电池的实验呢？ 你见过水果电池吗？取一个熟透的番茄，在番茄里平行地插入铜片和锌片，用导线将铜片与锌片及贺卡中蜂鸣器相连，美妙的音乐再次响起。学生惊叹化学世界的奇妙，激起对原电池原理强烈的探究欲望。

［自主探究3］指导学生制作“水果电池”。

实验材料准备：水果（成熟的橙子、蕃茄、柠檬、苹果等）、铜片、锌片、铝片（4cm ×4.5cm）、镁条（6cm×0.4cm）、石墨棒（直径1cm，长6cm）、万用表、砂纸、导线（带鳄鱼夹）、音乐贺卡蜂鸣器、水果刀、纱布。

（1）可进行分组研究，每组研究2种水果。

（2）实验前将橙等水果切开，并在果肉划几刀，以增加导电性或者用果汁做，效果更好。

（3）实验前必须用砂纸将镁条、铝片、锌片和铜片表面的氧化膜打磨干净。

（4）通过对同一种电极

材料不同水果的比较发现：效果最好的是番茄，越成熟越好；其次是菠萝，且都与其成熟程度关系较大。

水果发电的原理：水果电池与原电池原理相同，将活动性不同的电极材料插入水果中，用导线将电极与电流表连结，电流表指针偏转，证明有电流通过，但必须满足三个基本条件：（1）两电极金属活动性不同；（2）电极材料应处在同一水果内，或水果之间有连结；（3）电路必须为一闭合回路。

四、教学反思

本案例通过创设问题情景，学生自主探究问题。通过分析提出假设，通过实验验证假设，进而得出结论，从而形成新的认知结构。整个过程突出“创设问题情景，开展自主探究”的教学方法，且在学生自主探究的过程中体现学生之间相互交流合作、教师引导，师生互动的教学原则。分别改变金属的连接方式，更换电解质溶液及电极等实验，对原电池的构成条件进行深入探究。反复的改变条进行探索，不断使学生认知结构得到发展，从而提高学生分析问题和解决问题的能力，同时通过学生的努力得出结果，满足学生的成功欲望，从而提高学生在自主探究学习中的自信心，培养学生科学探究的精神，体验科学探究的过程。

从整节课的教学过程来看，它重在探究、重在实践。在实验探究中，不仅能激发学生学习兴趣，获得知识，更能启迪学生思维，培养科学精神和创新能力，为学生的进一步发展创造一个新的局面。在实践中学会交流，学会合作，培养集体意识，更好的实现化学教学的情感目标。

［1］郑金洲.课改新课型［M］.北京：教育科学出版社，2006

［2］崔充漷.有效教学［M］.上海：华东师范大学出版社，2010

［3］彭涛.高中化学实验报告册《化学反应原理》（选修4，国标江苏版［M］.江苏：江苏人民出版社，2010

1008-0546（2011）08-0067-02

G633.8

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10.3969/j.issn.1008-0546.2011.08.032