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人教版教材中有一句话,给了一位教师很大的启发:“装置设计的合理性,对于能量转换的效率至关重要(不同牌号的电池质量差别很大就是一例)。”
依据这句话的关键词“效率”
,教师的教学设计有了新的亮点,下面是师生在实验探究过程中的部分实录:
师请同学们回忆高一所学内容,利用实验台上的仪器和药品,安装Zn-Cu原电池,并连接灵敏电流计,观察实验现象并相互交流。
问你们发现什么了?
生电流计指针开始偏转很大,然后偏转逐渐减小。
师怎样解释这一现象?请同学们说出自己的观点。
生1金属锌中有杂质,构成了无数原电池,使Cu2+在锌片放电析出铜,铜原子的增加形成更多的Zn-Cu原电池,导致锌片表面析出更多的铜,当锌片内部的锌原子无法与电解质接触,电流计就检测不到电流的产生。
师非常好!
难道就这一个原因吗?
生2锌失去电子,铜离子得到电子析出铜,同时,锌片周围存在大量的Zn2+,使电阻增大了。
师不错,这也是一个原因。
这样的电池效率高吗?怎样改进电池放电效率?既然我们已经找到原因,是Cu2+直接在锌片上得电子造成的结果,我们能否让反应分池进行?
生学生实验,尝试分池。
师为什么不行?还应该如何改进?导电的关键是让离子能自由移动。
大家再想想办法。
生学生尝试两池之间连接导线,浸入有盐水的滤纸条。
指针持续偏转,实验成功。
师这个装置就是我们有“盐桥”
的原电池。
请同学们阅读教材中的图4-1并思考,分析该装置的工作原理。
装置如何改进,对学生来说是一个难点。
路在何方不知道,由学生自己讨论,很难突破。
教师把正、负极分开,似拙实巧。
学生在此基础上改进,开始探究,体现教师的引导,又不越俎代庖。
整个过程体现了一个相对完整的探究历程:发现问题—搜集证据—提出假设—验证假设—改进装置寻求突破—分析问题,再改进—解决问题,这是学生能动性的很好体现,是更高水平的思维活动和探究活动。
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