用蜂鳴器奏響生命樂章——“創設問題情景，開展自主探究”教學案例

劉啟成

（江蘇省洪澤中學 江蘇 洪澤 223100）

用蜂鳴器奏響生命樂章
——“創設問題情景，開展自主探究”教學案例

劉啟成

（江蘇省洪澤中學 江蘇 洪澤 223100）

本文以“化學能轉化為電能”中的“創設問題情景，開展自主探究”的教學模式，對有效教學進行探討。利用蜂鳴器的一次次響起，震撼學生的心靈，奏響生命的樂章。

蜂鳴器；創設情景；自主探究

一、問題及背景

建構主義學習理論認為，促進學生認知發展的源動力是認知沖突引發的認知需要。問題情景的創設必須符合學生的最近發展區才能激發學生的求知欲，才能讓學生積極主動地探究。學習是學習者與學習材料不斷交互作用，獲得知識主動建構的過程。其特點有：

（1）情景性，即學習是在一定的問題情景中，學習者通過自身的努力——交流、合作和探究，對客觀世界作出反映。一方面，對新信息的意義進行建構，另一方面完成對原有經驗的改造和重組。

（2）經驗性，即學習者是通過已有的認知結構（包括原有的知識經驗和認知策略）對新信息進行主動加工而建構，并不是把知識直接從外界搬到記憶中去。

（3）自主性，即學習過程中學習者不是知識的被動接受者，而是知識的主動建構者。外界輸入的信息只有通過學習者的主動建構才能變成自身的知識。

因此，創設問題情景，引導學生進行自主探究，對于促進學生知識的主動建構具有重要的作用。

下面為蘇教版必修2中“化學能轉化為電能”教學實錄。

二、教學設計說明

指導思想：以學生為主體，讓學生自主地參與知識的獲得過程，并給學生充分的表達自己想法的機會。

學生初次接觸電化學知識，對原電池的工作原理有神秘感和探索欲望。要充分利用學生的好奇心和求知欲，設計層層實驗和問題情境，使學生在自主實驗、積極思考和相互討論中自己發現問題、分析問題和解決問題。

在教學內容的安排上，按照從易到難，從實踐到理論再到實踐的順序，首先通過一組實驗，引入課題；在實驗——觀察——討論——推測——驗證的過程中，學習和理解原電池的概念和原理，在此基礎上，通過實驗探索和討論組成原電池的條件；最后，讓學生自己設計一個水果電池以檢驗學生對所學知識的實際應用能力。

為了更好地實施探究教學，還需對本節教材內容作必要的處理和補充。

1.變教材中的教師演示實驗為學生動手實驗。這樣不僅使學生觀察到明顯的現象，還能使學生直接參與知識的獲得過程，獲得直接的體驗。

2.用音樂賀卡引入易將學生的興趣調動起來，激發了學生強烈的求知欲和探究欲，整個課堂中蜂鳴器的一次次響起，讓學生一次次感受到成功的喜悅。

蜂鳴器的制作：從音樂賀卡中取出蜂鳴器，去掉鈕扣電池，在線路板上引出正、負電極的導線。

也可以從市場上購買揚聲器、蜂鳴器集成塊，按照下圖裝置，制作實驗用的蜂鳴器。

3.教材中對于“組成原電池的條件”這一個討論題的提出，問題過于空泛，考慮到學生的知識遷移能力和概括能力還不是很強，單純的討論可能會無從談起。因此教學中設計了一組學生實驗習題，讓學生通過實驗獲得直接經驗，再通過對比分析，歸納出規律，最終得出組成原電池的三個條件。

4.將課本后面的家庭小實驗——水果電池，移到課堂實驗中。不僅能幫助同學理解組成原電池的其中一個必要條件——電解質溶液，而且能達到學以致用，使學生覺得化學就在我們的身邊，從而激發學生學習興趣，啟迪學生思維。

三、教學主要流程

［創設情景1］請問今天誰過生日、這個月哪些學生過生日（課前已經過調查有6位學生）？老師今天帶來了一張音樂賀卡，可是賀卡不響，沒有電池（之前已將電池取出）。沒有電池怎么辦？誰能發電呢？老師來試試，把鋅片與銅片插入稀硫酸中，并用導線與賀卡相連，賀卡發出美妙的音樂。祝幾位同學生日快樂！教室里頓時想起了雷鳴般的掌聲。那么電是如何產生的呢？原理是什么呢？

［自主探究1］學生自主探究：見蘇教版必修2第40頁之活動與探究（注：將電流計換為蜂鳴器）

［觀察與思考］隨著蜂鳴器的不斷響起，學生進行思考、交流、討論。

（1）在鋅片和銅片表面分別發生了哪些變化？

（2）電子從哪里來，到哪里去？

（3）作為電池，有正極和負極之分，你如何判定裝置中鋅片和銅片誰是負極，誰是正極？請你再設計一個實驗證明。

（4）溶液中的離子如何移動？

［小組匯報］由于Zn失去的電子經導線轉移到Cu片上，故導線上有電流通過，因此蜂鳴器響起。電子由鋅片流向銅片，利用干電池已知的正負極和靈敏電流計的指針偏轉方向對照。實驗中靈敏電流計指針偏向銅片，與干電池對照，說明銅片為正極，鋅片為負極。負極（Zn）：Zn-2e-＝Zn2+，正極（Cu）：2H++2e-＝H2↑。Zn 失去的電子成Zn2+進入溶液，溶液中的陰離子移向負極Zn，陽離子H+移向正極Cu。

［教師評價］多媒體教學軟件模擬原電池反應的原理，引導學生進一步交流與討論。小結：①靈敏電流計指針偏轉→有電流產生→產生電能→化學能轉化為電能的裝置→原電池。②原電池反應本質：

［創設情景2］科學史話——伏打與電池的發明

伏打指出，伽伐尼實驗中連接起來的是兩種不同的金屬（他稱為第一類導體或干導體）和含液體的青蛙肌肉（他稱為第二類導體或濕導體）。伏打把不同的金屬板浸入同一種電解液里，組成了第一個直流電源——伏打電池，他用幾個容器盛了鹽水，把插在鹽水里的銅板、鋅板連接起來，電流就產生了。

［自主探究2］簡單原電池的形成條件探究

儀器藥品：鐵片、銅片、鋅片、石墨棒、硫酸銅溶液、鹽酸、稀硫酸、氯化鈉溶液、酒精、導線、蜂鳴器和電流表。

探究要求：設計原電池裝置，看哪個小組所能設計出的裝置的個數最多，所用時間最短，在設計過程中所發現的問題最多。在實驗過程中注意觀察實驗現象并做好記錄。

教師提問：如何設計實驗來探究呢？經學生討論后，從三個方面進行探究：改變電極材料；改變溶液；是否有導線連接等。

［小組匯報］通過蜂鳴器的響與不響，電流表指針的偏與不偏，引導學生自主歸納出了組成原電池的條件。最后請各個小組代表把本小組所設計的原電池裝置描述出來，判斷其正負極，且說出在實驗過程中所發現的問題。

［創設情景3］伏打利用身邊的東西發明了電池，我們能不能利用生活中的常見物質進行原電池的實驗呢？ 你見過水果電池嗎？取一個熟透的番茄，在番茄里平行地插入銅片和鋅片，用導線將銅片與鋅片及賀卡中蜂鳴器相連，美妙的音樂再次響起。學生驚嘆化學世界的奇妙，激起對原電池原理強烈的探究欲望。

［自主探究3］指導學生制作“水果電池”。

實驗材料準備：水果（成熟的橙子、蕃茄、檸檬、蘋果等）、銅片、鋅片、鋁片（4cm ×4.5cm）、鎂條（6cm×0.4cm）、石墨棒（直徑1cm，長6cm）、萬用表、砂紙、導線（帶鱷魚夾）、音樂賀卡蜂鳴器、水果刀、紗布。

（1）可進行分組研究，每組研究2種水果。

（2）實驗前將橙等水果切開，并在果肉劃幾刀，以增加導電性或者用果汁做，效果更好。

（3）實驗前必須用砂紙將鎂條、鋁片、鋅片和銅片表面的氧化膜打磨干凈。

（4）通過對同一種電極

材料不同水果的比較發現：效果最好的是番茄，越成熟越好；其次是菠蘿，且都與其成熟程度關系較大。

水果發電的原理：水果電池與原電池原理相同，將活動性不同的電極材料插入水果中，用導線將電極與電流表連結，電流表指針偏轉，證明有電流通過，但必須滿足三個基本條件：（1）兩電極金屬活動性不同；（2）電極材料應處在同一水果內，或水果之間有連結；（3）電路必須為一閉合回路。

四、教學反思

本案例通過創設問題情景，學生自主探究問題。通過分析提出假設，通過實驗驗證假設，進而得出結論，從而形成新的認知結構。整個過程突出“創設問題情景，開展自主探究”的教學方法，且在學生自主探究的過程中體現學生之間相互交流合作、教師引導，師生互動的教學原則。分別改變金屬的連接方式，更換電解質溶液及電極等實驗，對原電池的構成條件進行深入探究。反復的改變條進行探索，不斷使學生認知結構得到發展，從而提高學生分析問題和解決問題的能力，同時通過學生的努力得出結果，滿足學生的成功欲望，從而提高學生在自主探究學習中的自信心，培養學生科學探究的精神，體驗科學探究的過程。

從整節課的教學過程來看，它重在探究、重在實踐。在實驗探究中，不僅能激發學生學習興趣，獲得知識，更能啟迪學生思維，培養科學精神和創新能力，為學生的進一步發展創造一個新的局面。在實踐中學會交流，學會合作，培養集體意識，更好的實現化學教學的情感目標。

［1］鄭金洲.課改新課型［M］.北京：教育科學出版社，2006

［2］崔充漷.有效教學［M］.上海：華東師范大學出版社，2010

［3］彭濤.高中化學實驗報告冊《化學反應原理》（選修4，國標江蘇版［M］.江蘇：江蘇人民出版社，2010

1008-0546（2011）08-0067-02

G633.8

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10.3969/j.issn.1008-0546.2011.08.032