利用cu-zn原电池给手机充电的探究

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1、2016/1/21zhangzhecheng@163.comV16062“V杯赛参赛作品”利用Cu-Zn原电池给手机充电的实验探究浙江省杭州二中　　史宗翔内容摘要：高中化学选修4《化学反应原理》中对原电池盐桥部分的实验和介绍枯燥无味，理论味道过浓，造成学生很难理解，笔者基于新课程的理念，结合具体的“能否利用Cu-Zn原电池给手机充电”的课例阐释了如何利用数字化实验传感器，创设探究情景进行教学。关键词：数字化实验情境创新一、背景分析高中化学选修4《化学反应原理》中对原电池盐桥部分的实验和介绍枯燥无味，理论味道过浓，造成学生很难理解，因此很多电化学的知识学生只能靠记忆去掌握，学生对

2、化学的兴趣在这种学习方式中慢慢变弱和消失，如果能注重学生感兴趣的材料进行情景设计，充分挖掘实验现象进行教学设计，借助数字化实验设备感性的展示，让教学难点在学生探究的过程中加以分散和化解，不仅可以让知识变得有趣实用，也慢慢地增强了学生对学科的兴趣感同时也培养了思维的创新性和发散性。二、探索与尝试实验教学是化学课程最显著的特征之一，盐桥电池的大多实验角度方式陈旧老套新颖度不够，使用的电流计也仅仅从偏转的现象加以利用和解释，在教学实施过程中略显深广度不足，对此，笔者敏锐地对一些现象再处理，挖掘数字化实验实验设备的功能，通过一定的情景设计教学，收到了不错的效果。1.创设探究情景——为手

3、机充电普通高中化学新课程强调，要从学生已有的经验和将要经历的社会生活实际出发，积极创设化学情境，帮助学生认识化学与人类生活的关系，关注人类面临的与化学相关的社会问题，培养学生的社会责任感和参与意识，促进学习方式的多样化，发展高中学生自主获取知识的愿望和能力。创设一个合适的教学情境，是探究的关键。铜锌原电池在《化学2》中就已提出，学生通过《化学2》中的学生对铜锌硫酸作为电解质的原电池模型有了一定的了解和认识，知道了构成原电池的条件，也看过比如该原电池能使电流表指针发生偏转，能使发光二极管亮起来，但具体到能产生多大的电流，多大的电压，能不能稳定的发电等没有感性认识，如果仅仅是让知识

4、停留在定性分析的层面会使知识停留在低位少了实用性的活力，而这些问题的本身就是学生感兴趣的点，如能找到载体加以利用就能激发起学生探究的兴趣。笔者就抓住这点，创设情境——“此原电池能为手机充电吗？要不一起尝试一下！”给手机充电不是有电就行的，需要一定的电压，稳定的电流，手机又是人人都有的，这个情景的创设这一下就引起了学生的共鸣，激发了学生探究的兴趣。当然事前先做好准备工作，如先把的手机充电用的USB接线进行改进（分出两根正负极导线），使这个情景不停留在想法和口号，而是可以实实在在可以动手操作体验的一个实验小课题。2.充分利用数字化实验现象有了探究的课题如何展开探究的过程又是探究教学

5、中的难点，如果仅仅是为了引题而创设情境，那么探究教学就失去了其本身的意义。探究的过程就如同电影大片中一个个扣人心弦的环节，要紧张激烈跌宕起伏，对于化学课来说能起到这样效果的唯有实验，当然实验的切入点对学生来说应该是全新的，充满了很多“神奇”或“迷惑”，知识的认知上离学生已有能力相差不远，教学中就应该细心地寻找这些实验，通过一连串环环相扣的数字化52016/1/21zhangzhecheng@163.comV16062实验展开探究的过程，不停地刺激学生的大脑，去寻找解决问题的方法和体会探究的乐趣。Cu-Zn原电池中就有很多可以挖掘的数字化实验，笔者结合课例简单地谈谈如何利用数字化

6、实验为教学架起探究的桥梁。2.1利用电流传感器体会单液原电池Zn∣H2SO4∣Cu电流迅速减弱[实验1]：将锌片与铜片用导线连接起来，导线中间连接数字化实验设备的电流传感器，再将锌片与铜片插入稀硫酸（1mol/L）的烧杯中，观察实验现象。实验中我们发现传感器的读数从280mA迅速减小10秒钟左右减到40mA左右，并还在持续减小。设计实验意图：单液原电池Zn∣H2SO4∣Cu在《化学2》中已进行了学习，学生对其构成，正负极分析，电子运动情况和溶液中离子运动情况都有了一定的了解，并能简单的分析两极可能出现的实验现象。用此电池给手机充电对于学生来说是有可能的，但此实验中电流会迅速减弱

7、即会引起极化现象对学生又是未知的，如能分析清楚主要成因那就会为课题的再进行指明了方向和提供可能。教学过程设计：【师】为什么会这样？电子从负极流出经导线流入正极，在正极表面交给H+，电流迅速的减弱了，也就是说电子在流动过程中迅速地受阻了，谁阻碍了电子的流动?【生】铜片表面吸附的氢气。【师】原来没有气泡之前H+得电子很方便，一旦氢气小气泡吸附在Cu片表面，就阻碍了铜片上的电子与溶液中的H+接触，原电池的放电效果变差了，我们把这种现象称之为极化现象。【师】使电流强度迅速变弱的主要原因就是使用硫酸这