澳大利亞中學化學教材中原電池實驗方案評析

1、澳大利亞中學化學教材中原電池實驗方案評析    原電池實驗是高中化學原電池原理及其應用教學內容的重要組成部分，它在幫助學生學習、理解原電池的基礎理論和相關知識、提升對氧化還原反應本質的認識、切實體會化學反應的實際應用以及訓練學生的科學探究技能、發(fā)展知識綜合能力、應用能力，提高科學素養(yǎng)等方面有著十分重要的作用。澳大利亞最著名的教育出版公司PearsonEducationAustralia，2006年出版的澳大利亞中學化學教材<(ChemistryDimensions1TeacherSEdition)(化學空間l，教師版)中原電池實驗方案的設計有一定的

2、特色，現介紹如下，以供參考。一、實驗方案實驗目的：裝配和觀察幾組原電池并確定這些原電池中金屬的活動性順序。實驗用品：飽和KN03溶液、ImolLZnSO。、1moJLCuS04、ImolLMgS04、1molLPb(N03)2、伏特計、兩根導線、4個100mL燒杯、三條濾紙、Mg、Cu、Zn和Pb電極實驗方法1裝配第一個原電池。按照實驗結果表中的圖示，用兩個盛有金屬鹽溶液的燒杯、鹽橋和兩個連接在伏特計上的金屬電極組裝成原電池。鹽橋是浸泡過飽和KNO，溶液的濾紙條。在圖表上標注正極和負極，記錄電池的電壓。2重復方法1組裝實驗結果表中的其他原電池。注意：每個電池都需要用新的鹽橋。問題：序號問題回答

3、1電池的正極上發(fā)生的是氧化反應還是還原反應?解釋你的答案2完成實驗結果表中的電極反應。a寫出電池1中的兩個還原劑的化學式。b根據你的觀察，哪一個還原劑較強?4分別指出電池2、3中的兩個還原劑的相對強弱。5電池電壓與電池中還原劑強弱的關系是什么?6按由強到弱的順序排列實驗中四種金屬的活動性順序。7將你的排列與課本上的相對照，結果如何?給出它們不同的原因。8預測I)b懈和M礦珊g組成的原電池的電流方向和電壓。二、實驗方案評析1遵循建構主義教育觀念的實驗目的建構主義學習理論十分重視學生已有的認知能力和知識經驗在學習活動中的作用，認為學習是學習者通過新、舊經驗的相互作用而實現的意義建構，而書本知識并非

4、是對實際現象絕對正確的表征。本方案的設計不同程度地遵循了這些觀念，解讀其實驗目的就可見一斑。目的要求“裝配和觀察幾組原電池并確定這些原電池中金屬的活動性順序”，此目的首先突出了對原電池知識的實驗探究過程。把實驗活動的側重點從理解、驗證書本上原電池的知識，轉移到了在操作和觀察活動中，讓學生建構和檢驗自己的知識；緊接著，它強調了知識的結構化學習，以金屬活動性順序為線索，按照認知螺旋式上升的規(guī)律，將原電池知識的學習拓展到了氧化還原反應層面。這些設計一方面表明，設計者不希望學生把書本上的原電池知識當作絕對的權威，把實驗活動僅看成是機械的接受和熟悉知識的過程，而是期望他們能通過真實的任務情境去主動建構屬

5、于自己的知識，成為學習的主人，這體現了對書本知識非定論的認同和對學生認識能動性的肯定；另一方面它促使了學生新、舊知識之間同化和順應的統(tǒng)一，讓他們從氧化還原知識體系的高度，在原電池的探究情境中主動地充實和改造自己的知漢經驗，實現對知識的深化理解和靈活應用，這較好地詮釋了建構主義的學生觀和學習觀。落實本方案的實驗只的不但有利于學生對原電池知識及相關技能的內化和吸收，還有助于他們形成完整、靈活的氧化還原知識體系；在培養(yǎng)自我監(jiān)控學習活動的能力和知識遷移能力的同時，促進r自主學習能力和創(chuàng)新思維的發(fā)展，為具有創(chuàng)造性和口f持續(xù)發(fā)展的學習能力的逐步形成打下基礎。2簡約化的“濾紙鹽橋”“簡約惟原則”是中學化學實

6、驗設計應遵循的原則之一州，在兼顧其他設計原則的同時，對實驗進行必要的簡約化設計，是實現實驗簡捷易行和節(jié)約的前提。本案例用濾紙條浸泡飽和的KNO，溶液制作鹽橋，這樣的設計既簡化了鹽橋的制作程序又包含教學要求的知識內容，在知識和技能之間搭建了一座簡約卻不簡單的“濾紙鹽橋”。一方面，簡便、省時的制作方法，使中學生可以親自體驗鹽橋的制作過程，讓操作技能得到訓練；另一方面，用學生熟悉的濾紙做鹽橋中的載體材料，有助于學生從已有的經驗出發(fā)去初步構建鹽橋的概念，了解鹽橋的組成，體會“鹽”與“橋”的關系和不同作用。這些均從不同的角度增加了學生對鹽橋的感性認識，為向理性認識過渡做了鋪墊；也從不同的側而讓學牛感受了

7、實驗設汁的簡約之美。3注重體現科學方法的實驗設計科學方法的教育是中學化學教育的重要內容，本方案從多個角度進行了科學方法的呈現和設計。例如，在“實驗目的”中強調用觀察的方法獲取信息；在“問題”中要求用化學語言表述相關結果；在“實驗結果”中用表格記錄數據等，這個綜合設計不但給學生的思維和探究留下了一定的空間，還較好地處理了知識學習的階段性與連續(xù)性的關系。一方面，通過對方案中原電池反應的觀察，學生可以判斷出Pb和Cu的還原性強于zn，zn強于Mg，卻無法比較Ph和cu的相對強弱。故而難以直接得出電池電壓與還原劑的關系。這為學生的認知設置了沖突，不但利于引發(fā)他們的深儈思維活動，促使他們自己開動腦筋去解

8、決沖突，而且還間接地提示了其他方式，如增加銅鉛原電池實驗等，也可以達到實驗目的，這些既有助于培養(yǎng)學生思維的深刻性和發(fā)散性，又為探尋新的探究途徑提供了線索、創(chuàng)設了情境，從而照顧了不同層次學生的學習需求；另一方面。用電池電壓指示還原劑強弱，在鰱的層而使新舊經驗雙向作用，不儀利于學生對金屬活動性順序和原電池原理以及它們之間關系的新的意義建構，讓定性認識深入到定量水平，而且還為今后原電池電動勢的學習奠定了基礎，使認識進一步的螺旋式上升成為可能。本案例中這些科學方法的綜合呈現，從一個側面體現了設計者較強的科學方法教育意識，反映r知識與方法并重的實驗教學觀，它將用科學的方法探究與學探究的科學方法統(tǒng)一了起來

9、，從而使獲得知識和技能的過程也成為學習科學方法、發(fā)展實驗探究能力和邏輯思維能力、形成實事求是的科學態(tài)度和創(chuàng)新精神的過程。4由“問題”引領的實驗探究活動實驗活動是實現實驗目的，落實實驗教學目標的具體實踐過程。在表述實驗活動內容時，粗化實驗步驟陳述，加強與活動有關的思考題設計，讓學生借助思考題自己組織、完成實驗活動，使實驗活動成為有指導的探究活動，對達到實驗目的，貫徹實驗教學目標有良好的輔助作用。本方案里只有簡單的實驗步驟指令和說明，實驗活動須由“問題”的引領才能充分地完成?！皢栴}”1和2將學牛的注意力引向觀察電極上的變化和伏特計的運行情況，以建構原電池知識，加深對氧化還原反應的認識；“問題”36

10、則循序漸進地把探究活動引向實驗目的，使學牛在探究中體驗獲得結果的過程，發(fā)展得出結論的能力；“問題”7要求學生將自己的結論與書本上二的結論進行對照并給出出現籌異的原因，這個要求將活動引向了反思與評價，起到了督促學生重新審視自己的探究行為和實驗結論的作用；“問題”8既是對實驗活動效果的檢驗，又暗示廠新一輪的探究活動，學生可以依據自己得到的結論作進一步的假設和驗征，讓感性認識又回到實踐。這個用“問題”增進實驗步驟內容，強化探究活動過程的設計，給予了學生允分的自主活動空間，增強了他們的主體意識，調動了其學習積極性。這些既利于知識和技能的掌握，還有助于問題意識的形成和認識能力的提高，更幫助了探究方法的學習以及實驗情感的培養(yǎng)。在“問與答”引領“動與思”的探究活動中，發(fā)展了知識綜合能力、探究能力及創(chuàng)造能力，促進了科學素養(yǎng)的形成。參考文獻【1】周青，朱雪蓮，楊輝祥英美兩種高中化學教材中原電池內容的編制特點化學教育，2008(1)【2】B