大学无机化学中“原电池”的启发探究式教学实践*

介绍了大学无机化学课堂中“原电池”部分的教学实践。通过启发-探究式教学模式,启发学生把常见的氧化还原反应,经过不断的设问和探究,最终设计成原电池,实现了通过原电池装置来证实氧化还原反应发生了电子传递的教学目的。学生在教师的启发下探究、分析、推导、创新和修正,使学生清晰地认识到知识的前后逻辑关系,对氧化还原反应概念、原电池装置有更深刻的理解,培养了学生的科学辩证思维能力。     

电化学反应及其腐蚀

氧化―还原反应是普遍存在的一类重要的反应。冶金、锈蚀及许多化工生产都涉及到氧化―还原反应。氧化―还原反应的本质是电子得失或偏移,如何通过化学能转变为电能,使氧化―还原反应获得或失去电子等,是化学教学中的重点和难点。文章介绍了氧化―还原反应中电化学的概念和原电池的原理,利用电化学的知识来解释一些电化学腐蚀现象。     

原电池负极上的副反应探析

在原电池中 ,理论上 ,是在负极上发生氧化反应 ,在正极上发生还原反应 ,电子由负极通过外电路流向正极。但是 ,实际进行原电池的实验时 ,往往有副反应发生 ,即负极上也发生还原反应。以Cu -Zn原电池为例 ,如图 1装置 ,理论上的反应是 :负极 (Zn) :Zn%D 2e%D Zn2 +　 (氧化反应 )　　正极 (Cu) :2H++ 2e-H2 ↑　 (还原反应 )其现象应该是 ,在正极上有气泡产生 ,而负极逐渐消耗 ,没有气泡出现。但是 ,实际上 ,正极和负极上通常都有气泡产生 ,即负极上也有氢离子得电子的副反应发生。由于副反应的存在 ,原电池的效率就大大降低了。图 1对于…     

“化学能转化为电能”教学设计

1教学目标 (1)知识与技能:理解原电池原理,初步学会书写电极反应方程式,探究原电池的形成条件. (2)过程与方法:通过对锌与稀硫酸反应中的化学能能否转化为电能的实验探究,让学生理解原电池的概念和工作原理;通过对原电池形成条件的实验探究、问题讨论,培养学生观察、分析问题的能力,特别是创新思维能力.     

中学化学教学中的有关电化学问题：谈原电池,电化学腐蚀

本文讨论了中学电化学教学中的两方面问题：一是电化学中的三大类电极如何构成各种原电池,并正确写出电极反应和电池反应,由反应正确设计出电池提出了规律性建议并示例;二是将原电池理论应用于电化学腐蚀,讨论了析氢腐蚀和吸氧腐蚀的可能性及规律,并解释了中学常见的疑难问题。     

金属电化学腐蚀的实验探究

金属的电化学腐蚀是高二化学新教材(人教版)“原电池原理及其应用”一节的教学难点,教师按照传统的教学方法向学生讲清楚钢铁在潮湿空气里形成原电池时正、负极发生的反应并不容易。笔者在教学实践中采用实验探究式教学,把课堂教学与研究性学习结合起来,引导学生通过自主活动来探究金属电化学腐蚀的一些规律,既有助于理解、巩固化学知识,又能培养学生的实践能力和探究精神。     

原电池示意图教学中的电子转移标注策略

对于某些学生而言,高中化学中的“原电池”内容是一道难以逾越的鸿沟。这些困难,部分是由于教师在教学中一些策略不当,部分则是因为学生在日常生活中形成的相异概念的干扰。在原电池示意图中标注电子转移这一策略,能够有效地帮助学生更科学地理解原电池的本质。现代认知心理学对表象表征的研究为此策略的使用提供了理论支持。     

“原电池的工作原理”教学设计及课堂实录

对“原电池的工作原理”进行了教材分析、学情分析,在必修2学习的基础上,结合生活实际设计了4个教学环节：通过生活中的原电池和必修知识的复习,引出原电池原理;通过铜锌原电池的设计、分析,掌握单液原电池原理;从原电池的能量转化效率出发,学习双液原电池原理;利用原电池的形成条件,设计原电池。     

氧化还原反应平衡与移动的实验研究——以硫酸铁与碘化钾反应为例

以Fe3+与I-的反应为例,将具象的原电池与抽象的化学平衡概念相结合,将氧化还原反应、化学平衡及其移动、原电池等多个知识点同时呈现,有助于学生建构系统化、结构化的综合知识网络。改进了实验装置和试剂用量,确定了该实验课堂演示的最佳条件,为教师教学提供了教学建议。     

大学无机化学“原电池”翻转课堂教学研究

通过翻转课堂与传统课堂在学习目标与教学流程上的对比,详细阐述了"原电池"翻转课堂的教学设计特点与实践研究过程,即课前利用微视频和学习单自主学习形成基本概念,课堂上通过解决问题实现重要概念内化,课后通过开放性问题体验原电池的价值。实践结果显示,"原电池"翻转课堂教学设计与实践能够更好地促进学生的发展,并在一定程度上优于传统课堂教学。     

促进学生学科能力发展的高一原电池教学关键策略

通过梳理电化学的有关研究，在已有的电化学认识模型研究的基础之上，结合高一原电池的具体知识和活动经验，构建了高一原电池的教学模型和表现指标，并开发前、后测试工具。以单液原电池、氢氧燃料电池、双液原电池等3种典型的教学原型为例，从情境素材的选取、教学活动的设计和教学对话的调整等3个维度来分析不同教学设计的异同点，并概括出高一原电池认识模型建立的有效教学策略。     

电极材料的相对活泼性的判断要参照组成原电池的电解质溶液

我们发现 :不少教师授课时 ,对原电池正负极的确定 ,常作“电极名称由电极材料本身的性质决定 ,正极 :材料还原性较弱的极 ,…… ;负极 :材料还原性较强的极 ,……”这种不太确切的论断。许多教学参考书对此也有类似的提法。这对学生学习原电池的知识无疑会造成某些误导和误解。为了便于认识 ,我们先来做两组探究性对比实验 ,利用安培表来检验电流的方向 ,从而判断电子的流动方向 ,确定原电池的正负极。我们知道 :原电池中电子由负极经导线流入正极 ,即电流由正极流向负极 ,而物理电学知识告诉我们 :电流表的指针总是偏向正极 (电流流入的极…     

化学能转化成电能的实验设计

以常见的铜锌原电池反应为例,设计了一组对比实验装置,即化学反应装置与原电池装置。以化学反应装置中的能量变化为依据,展示了化学反应中释放出的能量具体形式为“热”与“功”;通过与原电池装置的比较,证明原电池实验装置中的“热”转化为了电能。     

镁、铝与碳酸钠溶液反应的差异性研究

“镁|NaOH （aq）|铝”所形成的原电池，反应开始镁电极为负极，几秒钟后铝电极为负极，其原因是什么？从原电池形成理论以及通过对Mg和Al分别与饱和Na2CO3溶液反应的热力学和动力学分析角度，详细阐述上述原电池电极性质发生反转的理论基础，体验原电池反应与氧化还原反应在微观层面无实质性差异的事实。     

利用数字化手持技术探究原电池电流和温度的变化

对学生原电池学习的认知难点——铜锌原电池为何能产生电流进行了深入分析。利用数字化手持技术定量测定单液和双液铜锌原电池的反应电流、溶液的温度变化曲线,进而比较2种电池的效率,从宏观、微观、符号、曲线表征4个方面深入分析,得出结论:与单液铜锌原电池相比,双液铜锌原电池的电流稳定性较好,能量转化效率较高,因此电池效率也更高。手持技术实验结合"四重表征"模式进行教学,以期为原电池的探究式教学提供案例参考和教学建议。     

促进能量观功能化的教学策略研究——以高中必修“原电池”教学为例

分析了必修阶段原电池教学内容对促进学生能量观发展的价值,提出理解原电池原理和建构原电池装置的一般思路和方法是实现能量观功能化的前提条件。阐述了在原电池新授课阶段,通过优选原电池教学模型,采取学生探究设计原电池,建构原电池认识模型等教学策略,促进学生观念的建构与功能化。     

高中“化学反应与电能”跨学科项目式教学*——探究原电池电动势的影响因素

以“探究原电池电动势的影响因素”为项目学习主题,以探讨化学电源的应用、探究原电池的工作原理、测量原电池的电动势、搭建高电动势原电池等4个任务为关键项目任务,呈现高中“化学反应与电能”跨学科项目式教学设计思路和教学实践过程。     

怎样把非氧化还原反应组装成原电池

非氧化还原反应既包括氧化数不变的化学变化过程,也包括变化前后无新物质生成的物理变化过程。把非氧化还原反应组装成原电池的关键是寻找一种合适的具有不同氧化数的中间产物,从而把非氧化还原反应分解为有电子得失的两个半反应。     

对原电池工作原理的探讨

针对原电池教学中对电子定向移动的解释, 外电路中电子移动的问题, 内电路中离子移动的问题, 能量转化问题等出现的一些偏差认识进行了探讨。     

促进学生认识发展的学科教学认识的构建——以“原电池”为例

阐释了学科教学认识和促进学生认识发展教学的基本内涵,在此基础上结合化学学科和“原电池”的内容特点,从有关“原电池”的学科知识、课程知识、学生理解的知识、教学策略及表征的知识等4个方面,论述了“原电池”主题的学科教学认识的构建。