澳大利亚中学化学教材中原电池实验方案评析

1、澳大利亚中学化学教材中原电池实验方案评析    原电池实验是高中化学原电池原理及其应用教学内容的重要组成部分，它在帮助学生学习、理解原电池的基础理论和相关知识、提升对氧化还原反应本质的认识、切实体会化学反应的实际应用以及训练学生的科学探究技能、发展知识综合能力、应用能力，提高科学素养等方面有着十分重要的作用。澳大利亚最著名的教育出版公司PearsonEducationAustralia，2006年出版的澳大利亚中学化学教材<(ChemistryDimensions1TeacherSEdition)(化学空间l，教师版)中原电池实验方案的设计有一定的

2、特色，现介绍如下，以供参考。一、实验方案实验目的：装配和观察几组原电池并确定这些原电池中金属的活动性顺序。实验用品：饱和KN03溶液、ImolLZnSO。、1moJLCuS04、ImolLMgS04、1molLPb(N03)2、伏特计、两根导线、4个100mL烧杯、三条滤纸、Mg、Cu、Zn和Pb电极实验方法1装配第一个原电池。按照实验结果表中的图示，用两个盛有金属盐溶液的烧杯、盐桥和两个连接在伏特计上的金属电极组装成原电池。盐桥是浸泡过饱和KNO，溶液的滤纸条。在图表上标注正极和负极，记录电池的电压。2重复方法1组装实验结果表中的其他原电池。注意：每个电池都需要用新的盐桥。问题：序号问题回答

3、1电池的正极上发生的是氧化反应还是还原反应?解释你的答案2完成实验结果表中的电极反应。a写出电池1中的两个还原剂的化学式。b根据你的观察，哪一个还原剂较强?4分别指出电池2、3中的两个还原剂的相对强弱。5电池电压与电池中还原剂强弱的关系是什么?6按由强到弱的顺序排列实验中四种金属的活动性顺序。7将你的排列与课本上的相对照，结果如何?给出它们不同的原因。8预测I)b懈和M矿珊g组成的原电池的电流方向和电压。二、实验方案评析1遵循建构主义教育观念的实验目的建构主义学习理论十分重视学生已有的认知能力和知识经验在学习活动中的作用，认为学习是学习者通过新、旧经验的相互作用而实现的意义建构，而书本知识并非

4、是对实际现象绝对正确的表征。本方案的设计不同程度地遵循了这些观念，解读其实验目的就可见一斑。目的要求“装配和观察几组原电池并确定这些原电池中金属的活动性顺序”，此目的首先突出了对原电池知识的实验探究过程。把实验活动的侧重点从理解、验证书本上原电池的知识，转移到了在操作和观察活动中，让学生建构和检验自己的知识；紧接着，它强调了知识的结构化学习，以金属活动性顺序为线索，按照认知螺旋式上升的规律，将原电池知识的学习拓展到了氧化还原反应层面。这些设计一方面表明，设计者不希望学生把书本上的原电池知识当作绝对的权威，把实验活动仅看成是机械的接受和熟悉知识的过程，而是期望他们能通过真实的任务情境去主动建构属

5、于自己的知识，成为学习的主人，这体现了对书本知识非定论的认同和对学生认识能动性的肯定；另一方面它促使了学生新、旧知识之间同化和顺应的统一，让他们从氧化还原知识体系的高度，在原电池的探究情境中主动地充实和改造自己的知汉经验，实现对知识的深化理解和灵活应用，这较好地诠释了建构主义的学生观和学习观。落实本方案的实验只的不但有利于学生对原电池知识及相关技能的内化和吸收，还有助于他们形成完整、灵活的氧化还原知识体系；在培养自我监控学习活动的能力和知识迁移能力的同时，促进r自主学习能力和创新思维的发展，为具有创造性和口f持续发展的学习能力的逐步形成打下基础。2简约化的“滤纸盐桥”“简约惟原则”是中学化学实

6、验设计应遵循的原则之一州，在兼顾其他设计原则的同时，对实验进行必要的简约化设计，是实现实验简捷易行和节约的前提。本案例用滤纸条浸泡饱和的KNO，溶液制作盐桥，这样的设计既简化了盐桥的制作程序又包含教学要求的知识内容，在知识和技能之间搭建了一座简约却不简单的“滤纸盐桥”。一方面，简便、省时的制作方法，使中学生可以亲自体验盐桥的制作过程，让操作技能得到训练；另一方面，用学生熟悉的滤纸做盐桥中的载体材料，有助于学生从已有的经验出发去初步构建盐桥的概念，了解盐桥的组成，体会“盐”与“桥”的关系和不同作用。这些均从不同的角度增加了学生对盐桥的感性认识，为向理性认识过渡做了铺垫；也从不同的侧而让学牛感受了

7、实验设汁的简约之美。3注重体现科学方法的实验设计科学方法的教育是中学化学教育的重要内容，本方案从多个角度进行了科学方法的呈现和设计。例如，在“实验目的”中强调用观察的方法获取信息；在“问题”中要求用化学语言表述相关结果；在“实验结果”中用表格记录数据等，这个综合设计不但给学生的思维和探究留下了一定的空间，还较好地处理了知识学习的阶段性与连续性的关系。一方面，通过对方案中原电池反应的观察，学生可以判断出Pb和Cu的还原性强于zn，zn强于Mg，却无法比较Ph和cu的相对强弱。故而难以直接得出电池电压与还原剂的关系。这为学生的认知设置了冲突，不但利于引发他们的深侩思维活动，促使他们自己开动脑筋去解

8、决冲突，而且还间接地提示了其他方式，如增加铜铅原电池实验等，也可以达到实验目的，这些既有助于培养学生思维的深刻性和发散性，又为探寻新的探究途径提供了线索、创设了情境，从而照顾了不同层次学生的学习需求；另一方面。用电池电压指示还原剂强弱，在鲢的层而使新旧经验双向作用，不仪利于学生对金属活动性顺序和原电池原理以及它们之间关系的新的意义建构，让定性认识深入到定量水平，而且还为今后原电池电动势的学习奠定了基础，使认识进一步的螺旋式上升成为可能。本案例中这些科学方法的综合呈现，从一个侧面体现了设计者较强的科学方法教育意识，反映r知识与方法并重的实验教学观，它将用科学的方法探究与学探究的科学方法统一了起来

9、，从而使获得知识和技能的过程也成为学习科学方法、发展实验探究能力和逻辑思维能力、形成实事求是的科学态度和创新精神的过程。4由“问题”引领的实验探究活动实验活动是实现实验目的，落实实验教学目标的具体实践过程。在表述实验活动内容时，粗化实验步骤陈述，加强与活动有关的思考题设计，让学生借助思考题自己组织、完成实验活动，使实验活动成为有指导的探究活动，对达到实验目的，贯彻实验教学目标有良好的辅助作用。本方案里只有简单的实验步骤指令和说明，实验活动须由“问题”的引领才能充分地完成。“问题”1和2将学牛的注意力引向观察电极上的变化和伏特计的运行情况，以建构原电池知识，加深对氧化还原反应的认识；“问题”36

10、则循序渐进地把探究活动引向实验目的，使学牛在探究中体验获得结果的过程，发展得出结论的能力；“问题”7要求学生将自己的结论与书本上二的结论进行对照并给出出现筹异的原因，这个要求将活动引向了反思与评价，起到了督促学生重新审视自己的探究行为和实验结论的作用；“问题”8既是对实验活动效果的检验，又暗示厂新一轮的探究活动，学生可以依据自己得到的结论作进一步的假设和验征，让感性认识又回到实践。这个用“问题”增进实验步骤内容，强化探究活动过程的设计，给予了学生允分的自主活动空间，增强了他们的主体意识，调动了其学习积极性。这些既利于知识和技能的掌握，还有助于问题意识的形成和认识能力的提高，更帮助了探究方法的学习以及实验情感的培养。在“问与答”引领“动与思”的探究活动中，发展了知识综合能力、探究能力及创造能力，促进了科学素养的形成。参考文献【1】周青，朱雪莲，杨辉祥英美两种高中化学教材中原电池内容的编制特点化学教育，2008(1)【2】B