以“原電池”為例淺析從教材到教學的研究

王小傳

摘 要： 本文以高中化學課程中的“原電池”化學實驗這一教學內容為例，對“教材到教學”這一課題進行研究，通過具有代表性的教學案例的闡述和分析，總結出在這一環節中教師應當把握教學本質，繼而完成合理的教學設計，有效推進教學水平的提升，為化學教學乃至其他學科教學方案的確立提供例證。

關鍵詞： 原電池 教材研究 教學案例 教學方案

引言

高中化學教材中提及的“原電池”這一知識點為“化學能轉化為電能”的簡稱，是物理和化學兩門學科的重要交集。因而，教師對“原電池”這一知識點的合理安排和講解不但有利于學生了解氧化還原反應這一化學本質，了解電池的構造和工作原理，更能使學生將化學這一抽象學科與實際生活聯系起來。

1.原電池典型教學案例分析

對“化學能轉化為電能”這一知識點進行講解時大多采用實驗手法，即通過實際的化學實驗讓學生形成知識概念。主要教學流程如下：

首先，教師以銅鋅原電池為主線，基于教材講述伽伐尼青蛙實驗、伏打電池及丹尼爾電池的歷史由來，清楚闡明銅鋅原電池的理論概念。之后，以此為依據設計了兩個課堂實驗：第一，用舌尖感受水果電池的電流，可以讓學生更好地理解伽伐尼青蛙實驗。第二，完成原電池的設計，包括探究更換溶液、電極和閉合回路對原電池形成的影響，以及無銹貼片與酚酞食鹽水的反應等。

以實驗為基礎的原電池知識點講述意在還原歷史上科學家們的實驗過程，讓學生通過親身經歷鞏固知識，并拉近化學與學生的距離，從以往教學實際和這種教學方法的效果來看，教學方式改革是成功的。

2.基于教材知識點對原電池教學問題的分析

2.1現有的兩種教學觀點

針對“化學能轉化為電能”這一知識點，一種觀點認為電池是充分利用這一理論的典型代表，同時深入到日常生活中，但是大多數人對于電池的工作原理并不清楚，因此以教材為指導在教學中加入理論證實實驗必不可少，只有如此才能讓學生建立關于原電池的概念。第二種觀點認為教材中認為“化學能轉化為電能”這一知識點的本質在于講述氧化還原反應，因此教學重點應當放在構建學生對化學能轉化為電能這一基本概念的理解上，實驗雖必不可少，但必須讓氧化反應和還原反應分別在兩個區域進行，以便學生觀察和分析。

2.2實際教學中遇到的問題

教材在知識點的闡述上有著廣泛性和概括性特點，因此實際教學中教師必須對教材進行二次梳理才能使教學順利進行，這其中難免會遇到許多問題。

首先，教材中對原電池這一知識點進行闡述時涉及兩個概念，即氧化還原反應和電子轉移。因此，在教學中必須確定二者誰才是原電池反應的本質，找到教學重點。

其次，教學安排是有限的，實驗室實驗模式也較為固定，如何在有限的教學安排中讓學生對原電池構成這一教材內容形成更全面和深刻的理解成了現實問題。

最后，原電池實驗是建立在抽象概念基礎上的，對于電子定向移動、實驗中硫酸鋅溶液中鋅將失去電子等現象無法用肉眼證實，對于理論概念不扎實的學生而言是一個理解難點，也是教學中的一個障礙。

3.基于教材的教學方案的確立

我們對現有教材中原電池涉及的知識點、典型教學方法及教學中的問題有了充分了解和分析，基于此可以有針對性地制訂一套合理教學方案。

3.1教學重點的確認

“化學能轉化為電能”，即原電池反應試驗的重點在于闡述當氧化還原反應當中電化學鍵重組和電子處于無序運動時，化學能將轉化為熱能，而電子由無序轉為有序的定向運動時則產生電能。在教學中應當結合以往遇到的問題將重點放在氧化反應和還原反應的分解與結合、電子的傳遞證明及化學能轉化三個方面。

3.2基于教材的教學設計

教材中關于原電池實驗有以下闡述：鋅粒投入盛稀硫酸的試管中，可觀察到鋅粒表面有氣泡，感受到試管外壁發熱。在氧化還原反應中，以鋅溶液為媒介電子產生了轉移，但由于電子的無序運動，因此化學能轉化為了熱能。繼而引出使電子直接傳遞給溶液中的氫并轉移能量的問題，并提出假設：用導線連接鋅和氫量溶液，意在通過導線完成電子的轉移。

通過實驗，我們發現電子無法通過導線完成轉移，因此研究過后確定需將導線的另一端加設一導體才能使氫溶液獲得電子。由于導體的不同，其電子傳遞能力也會有所不同，因此決定選擇鋅、鐵、銅和石墨等材料分別進行試驗，并將導體浸入稀硫酸中觀察電流針的偏移情況。

實驗中，我們將原電池的反應分成氧化反應和還原反應兩種，這樣既保證了知識點闡述的全面性，又解決了以往教學中遇到的問題。通過導線的鏈接，實現了電解溶液中電子的轉移，證明了電流的存在及化學能向電能轉化的可能性，達到了教學目的。

結語

教材內容為學生的學習提供了一個框架，同時指明了現階段學生必須掌握的知識點。要讓學生真正理解和掌握其中的知識要點，僅有教材是不夠的，教師需要根據教材內容制訂合理的教學方案，詮釋教材中理論的、抽象的內容。本文以高中化學教材中“化學能轉化為電能”這一知識點為例，強調教材與教學的聯系，并提出在理解教材和掌握教學中所遇問題的基礎上構建教學方法，這種科學方法為今后各年級和學科教學模式的構建和發展做出了標桿。

參考文獻：

[1]王磊主編.普通高中課程標準實驗教科書：化學2（必修）[M].濟南山東科學技術出版社，2006.

[2]宋心琦主編.普通高中課程標準實驗教科書：化學2（必修）[M].北京人民教育出版社，2006.endprint