信息化技术在“原电池”教学中的应用

郭静 薛亮 任程 李俊杰

摘 要：随着社会迈入信息化时代，信息技术在科学研究和日常生活中的应用越来越广，信息化时代的到来对教育教学提出了更加严峻的挑战，同时也是一种机遇。本文以信息化为指导思想、以“原电池”为载体探究信息技术在化学教学中的应用，以期为化学教学实现信息化提供切实可行的建议。

关键词：原电池；教学设计；信息化

一、指导思想

新课程所倡导的教学是建构主义的教学，可以概括为：以学生为中心，利用情景、协作、对话等学习环境要素，充分发挥学生的主动性、积极性和创新精神，最终达到使学生有效地实现对当前所学知识的意义建构的目的，在整个教学中教师起组织者、指挥者、帮助者和促进者的作用。教师作为学生学习的引导者和促进者，越来越多的应用信息化技术手段协助教学，除了使用信息技术手段进行备课、讲课之外，还能够利用视频、动画演示、图片和音频等启发学生发现问题、解构问题并解决问题。

现代社会中，随着科技的高度发展，信息技术越来越成为我们生活、学习、工作中必不可少的工具。众所周知，国际上对于信息技术的重视程度越来越广，信息技术也逐渐成为国防安全的屏障和外交的筹码。作为教育者也越来越重视信息技术的重要性，国外较早地将信息技术应用到教学中并且发展趋于成熟，教师能够较为熟练的在教学中应用信息化技术作为重要的教学辅助手段。相较于国外，国内将信息化技术应用于教学起步较晚并且发展缓慢，这对于教育的信息化十分不利。作为21世纪的主人，学生应当从小树立使用信息技术的概念，这有利于学生在日益激烈的国际竞争中把握主动权。本次教学设计通过多媒体、视频、动画的使用，激发学生学习兴趣，引导学生进行科学探究，提升化学学习能力，培养学生良好的科学素养，提高学生学习效率，促进学生全面发展。

二、教学内容分析

笔者在该部分通过分析课标要求、考试要求把握教学的重点和教学深度。

（一）课标要求

1.体验化学能与电能相互转化的探究过程，了解原电池的工作原理，能写出电极反应和电池反应方程式。

2.通过查阅资料了解常见化学电源的种类及其工作原理，认识化学能与电能相互转化的实际意义及其重要应用。

3.能解释金属发生电化学腐蚀的原因，认识金属腐蚀的危害，通过实验探究防止金属腐蚀的措施。

（二）考试说明

1.了解原电池的工作原理，了解常见化学电源的种类及其工作原理。

2.理解金属发生电化学腐蚀的原因、金属腐蚀的危害、防止金属腐蚀的措施。

三、学习对象分析

（一）化学学习需求分析

1.学生知识完整性的需要

通过初三的学习，学生掌握了金属活动性顺序。高一学生通过必修一的学习已掌握氧化还原知识和基本的电学知识，具有学习化学能转化为电能的知识基础。在前一节“化学能和热能的相互转化”中了解到化学反应可以把储存在物质内部的能量以热能、电能、光能等形式释放出来，化学能可以和热能之间相互转化，同时也了解到化学能可以和电能之间相互转化，但他们不知道怎样才能实现这种轉化关系。

2.学生观念和思维转变的需要

在教学过程中努力实现“化学能→热能→机械能→电能”思维模式向“将化学能直接转化为电能”新思维模式的转换，并且帮助学生形成高效利用燃料、不浪费能源、积极开发高能清洁燃料的意识。现代化学强调“绿色化学”和“高效化学”，而原电池通过能量转化能够将化学能直接转化为热能正符合这样的思想。

（二）学生的能力起点分析

1.具备的知识与技能

学生通过“化学能与热能”学生了解了化学能可以和热能之间相互转化，为化学能和电能的转化的学习埋下伏笔，并且高一学生已掌握氧化还原知识、金属活动性顺序和基本的电学知识，掌握了氧化还原的本质与反应式的书写，具有学习化学能转化为电能的知识基础。在技能方面，通过初中和高一上学期对学生实验基本技能的培养，学生能够在教师的指导下完成化学实验并进行探究，现已具备独立完成实验的动手能力。

2.具备的方法

通过实验方案的设定选择实验仪器的方法，设计简单探究实验的方法。

3.具备的情感态度与价值观

结合生活中的电池感受化学能可以转化为电能，对原电池的工作原理充满了好奇，乐于探究化学世界的奥秘。

4.具备的媒体操作能力

学生已经具备一定的媒体操作能力，会使用多媒体播放功能以及上网浏览搜索所需要的信息。

四、学习目标分析

（一）知识与技能

1.了解并掌握原电池形成的原理及原电池的定义。

2.能利用实验进行探究原电池形成的条件。

3.能利用所学知识进行知识的运用。

（二）过程与方法

1.学会利用化学实验进行探究原电池原理和形成条件的能力。

2.学生通过观察宏观现象，分析微观本质，体会从“宏观到微观”的化学思维方法。

（三）情感态度与价值观

1.通过对铜锌原电池的工作原理和构成条件的学习，体验原电池的奇妙与科学价值，感受“电子转移”过程中物质变化与能量变化的辩证统一。

2.学生通过化学实验进行问题探究，提高其动手能力和相互合作精神及科学探究问题的能力。

五、教学重难点分析

（一）教学重点

原电池的概念、工作原理、构成条件。

（二）教学难点

从电子转移角度理解化学能向电能转化的本质，以及这种转化的综合利用价值。

六、学习资源与环境

（一）教师通过网络下载图片、视频，自制flash动画等教学资源，激发学生学习兴趣。

（二）学生上网查询原电池相关资料，加深理解。

七、教学多媒体设计

八、教学过程设计

【新课导入】

【视频播放】太空大战时宇宙飞船上的太阳能电池

【引入】电池与我们的生活息息相关，在生活中哪些地方会用到电池？

【多媒体展示】西红柿电池。

【學生活动】学生观看聆听，踊跃回答

【设计意图】观看趣味实验激发探究原电池工作原理的欲望，引出新课方向。

实验探究1：

【flash动画】实验1：把一块锌片插入盛有稀硫酸的烧杯里。测量溶液的温度，分析能量变化情况

实验2：把一块铜片插入盛有稀硫酸的烧杯里。

实验3：把铜片和锌片用导线连起来插入稀硫酸的烧杯里。

要求同学认真观察现象，并思考原因。

【设疑】铜不与稀硫酸反应，铜片上的气体是哪里来的？

【学生回答】 1、锌片上有气泡，因为锌能和稀硫酸反应放出氢气化学能转化为热能

2、铜片上没有气泡，因为铜不能和稀硫酸反应

3、铜片上有气泡

【引导】怎样通过实验来证明锌片上的电子是否通过导线转移到了铜片上？

【学生讨论】学生激烈讨论的焦点问题有：

1、铜片上的气体是什么？

2、氢离子转变为氢气所需的电子从何而来？

3、锌片有什么变化？溶液中氢离子浓度发生了什么变化？

讨论结果：锌失去的电子通过导线转移到铜片上，氢离子在铜片上得电子转变为氢气。

【追问】能量是如何转化的？

【学生回答】电流计指针偏转说明导线中有电子流过，证明氢离子得到的电子确实是锌片失去，通过导线传递到铜片上的。

【师生总结】

【板书】原电池

1、定义：把化学能转化为电能的装置叫做原电池；

2、工作原理：

负极：电子流出，较活泼，锌片：Zn-2e-=Zn2+

（氧化反应）

正极：电子流入，较不活泼，铜片：2H++2e-=H2↑

（还原反应）

【设计意图】通过实验探究，借助已有的物理知识理解化学反应中化学能转化为了电能，揭示原电池的反应本质，培养学生分析问题的能力，培养学生的思维迁移能力以及将各学科知识融会贯通与应用能力。有利于培养学生的科学素养。

实验探究2：

【提问】通过以上实验探究，你认为构成原电池应满足什么条件呢？

学生积极思考，作出判断。

【学生总结】构成原电池的条件：

首先，有自发的氧化还原反应

其次，满足下列条件：

（1）有两种活动性不同的金属（或一种是非金属导体）作电极

（2）电极材料均插入电解质溶液中

（3）两极相连形成闭合回路

【多媒体展示】给出不同的装置，让学生判断哪些是原电池，哪些不是原电池并解释原因。

【板书】

3、构成原电池的条件：

（1）自发的氧化还原反应

（2）有两种活动性不同的电极

（3）电极材料均插入电解质溶液中

（4）两极相连形成闭合回路

【强调】构成原电池的条件：两极一液成回路

【设计意图】通过问题的设计与解决，层层递进，自主探索，得出形成原电池的条件，锻炼了学生分析推理能力。利用化学史料培养学生发现问题，归纳抽象其本质的能力。完成化学源于生活，探究其本质，应用于生活的学习目的。

【课堂小结】小结本节课重难点

【课堂检测】布置任务，给出5个针对性训练题（幻灯片展示）。

【评价阶段】引导学生组内互相评价、自我评价。

【设计意图】及时发现问题及时解决

【作业布置】任务：对应课时作业

本节教学设计将“原电池”的教学内容和信息化技术融会贯通，利用多媒体视频、动画、图片等手段向学生动态地展示原电池形成的条件，一方面使得学生形成原电池的基本概念，为选修四电化学的学习奠定基础，同时在学生头脑中建立起信息化的观念，有助于促进信息化教学的不断完善和发展。