对新教材《原电池》新课引入的一点思考

汤新玉

摘 要:由于新教材中原电池的编排位置与老教材不同,引课方式也不同,通过分析新教材内容,高效利用教材,自然过度,达到异曲同工的效果。

关键词:新教材 新课引入 原电池 氧化还原反应

在新教材《化学必修2》第二章化学反应与能量第二节化学能与电能中有两个重点难点:一、从电子转移角度,引导学生理解化学能向电能转化是原电池的本质。二、原电池的构成及应用。其中,重点难点二是新老教材都有的内容,而难点一是新教材新增要求。由于教材的不同,所以,新课引入的方法也不同。

老教材的引入比较简单。原因是:原电池编排在《高二化学(必修加选修)》第四章第四节,第四章中前几节分别介绍了铁和铜的性质。将铁和铜分别放入稀硫酸中,会发生什么现象呢?若用导线把铁和铜连接起来,又会发生什么现象呢?老教材以此试验为引子,引出原电池这一课题。由于老教材没有强调指出要从“电子转移角度理解”,因此,一些基本功较差的学生会认为“酸碱中和反应也能设计成原电池”。

然而,新教材将原电池放在《化学必修2》第二章第二节中,这样编排既是对第一节“能量的转化与守恒”这一理论的丰富和完善;从反应物之间电子转移角度看,原电池概念的形成又是对氧化还原反应本质的拓展和应用。这也体现了新教材的一大特点,即在对基本概念和原理的学习方面,具有层次性,螺旋发展逐步上升的特点。

在新教材第二章第二节中,教材首先向学生展示了日常生活中人们常用的计算机、照相机等电器,又通过几个设问使学生对化学能与电能之间的转化问题产生兴趣。然后教材又分别给我们展示了2001年我国发电总量构成图(新教材书40页图2-7)和火电站工作原理示意图(图2-8),最后再进入本节重点:原电池的探究。由于《教师用书》规定第二节只有2个课时,因此,火力发电原理和原电池要在1个课时内全部上完,时间紧,内容多,既要求重点难点突出,又要求面面俱到,便于学生理解和掌握。因此,如何高效地利用教材,以火电站工作原理为引子,自然过度,引导学生“从电子转移角度理解”成为第一课时前6分钟的重要内容。这6分钟的新课引入,无论对于后面的教学,还是对实验的探究,都起着重要的引导和铺垫作用。

笔者在教学中做了以下两点尝试:

1.在提前预习中,笔者创设了这样一个情境:假设你是一名火电站的工程师,要给参观者讲清楚火电站的工作原理。通过运用图2-8,你该怎样介绍呢?通过自习课5分钟的讨论和交流,弄清图中每一个环节如何工作?能量如何转化?哪一步是关键的步骤?火力发电有什么不足?然后,针对以上问题要求每名学生写一篇小论文。笔者将优秀的论文在全班巡展。通过以上提前预习,在进入新课时,笔者就能用3分钟时间和学生一起分析清楚火力发电的原理。再用3分钟时间,从火力发电的不足过渡到原电池。

2.笔者是这样过渡的:火力发电过程中,从化学能转化到电能,需要几次转化,能耗大,且污染环境。我们能不能提高化学能的利用率,将化学能一步转化为电能呢?即:一边发生化学反应,一边向外产生电流。电流,从微观角度看是电子的定向移动,且电子的方向和电流相反。举例:从A→B有电流流过,即电子从B流向A。B端失电子,发生氧化反应;A端得电子,发生还原反应。在AB间发生氧化还原反应的同时,又有电子的定向移动,形成电流,即化学能转化为电能。因此,我们要设计一个装置,把一个完整的氧化还原反应分成两半个反应:氧化反应和还原反应,让这两半个反应在同一装置的不同区域进行,同时电子在这两个区域间发生定向移动,形成电流:即,一边发生化学反应,一边产生电流,原电池就是这样的装置。至此,新课引入结束,下面进入原电池实验的探究。

通过以上两个环节的引入和过渡,学生自然会明白两点:①原电池中的反应是氧化还原反应(酸碱中和反应不能设计成原电池);②氧化还原反应只在一处进行,无电子的定向移动,不能构成原电池(锌片和铜片分别放入稀硫酸中没有构成原电池)。至于后面的实验探究中,学生就非常容易理解,为什么要在锌和铜之间加一根导线(把电子导过去)?为什么加了一根导线就构成了原电池(一个氧化还原反应在两处进行,有电子的定向移动)?为什么铜处产生氢气?到此,老师不用讲,学生自然会写出正负两极的电极反应,正极是什么?负极是什么?整节课的重点难点完全突破,得出结论也是水到渠成的。

因此,在新教材新理念教学中,通过积极创设情境,引发思考,自然过渡,这对学生深入理解基本概念和基本原理大有益处,也是培养学生创新思维和创新能力的有效途径。

参考文献:

1.普通高中课程标准实验教科书化学必修2.人民教育出版社,2006.4

2.全日制普通高级中学(必修加选修)化学第二册教师教学用书.人民教育出版社,2003.5

3.普通高中化学课程标准(实验)中华人民共和国教育部制定.人民教育出版社,2008.5

作者单位:新疆乌鲁木齐市第101中学(米泉一中)