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摘要:原电池中宏观上发生的电极反应及生成的电极产物,微观上是外电路中电子和内电路中离子的定向移动通过电子的得失实现了化学能与电能的相互转化,利用多媒体动画使看不见摸不着的微观粒子可见化,使抽象问题形象化,提高了学生的宏观辨识和微观探析能力。
关键词:多媒体 宏观辨识 微观探析 原电池
中图分类号:G423.07
一 化学学科素养宏观辨识和微观探与多媒体辅助教学的再认识
1 宏观辨识和微观探:世界上任何物质都是由一百多种元素组成,化学就是研究这些物质的性质和变化。物质发生化学变化的过程就是分子分裂为原子,原子重新组合,或原子得失电子变为阴阳离子,再结合为新的物质。在这些变化中处处体现着宏观辨识与微观探析的化学素养。基于学生的认知特点,对于肉眼可见和可感知的宏观现象和宏观物质,学生易于理解、掌握和接受,而对于从粒子的观点分析物质变化的本质学生较难于理解和掌握。
2 多媒体辅助教学:教学用多媒体包括图像、视频、音频和动画等,特别是用flash制作的动画模拟构成物质的分子、原子的运动和变化,模拟核外电子的运动和转移,从而揭示化学变化的本质。
二 原电池教学中的宏观辨识和微观探析
原电池原理是高中阶段很重要的基础知识,新课程用单液和双液原电池来说明原电池的工作原理。
1单液原电池中的宏观辨识和微观探析
1.1单液原电池中的宏观辨识。播放Zn\CuSO4\Cu的原电池视频,起初学生观察到:电流计指针偏转,负极金属锌逐渐溶解变薄且有紫红色铜析出,正极铜逐渐变厚。随着附在锌上的铜增多,电流计指针偏转变弱,最后指针恢复零位,不再产生电流,结论:单液原电池的电流效率低,不能产生持续电能。
1.2用flash课件说明单液原电池不能产生持续电流的微观探析。课件的制作思路: 1:锌与铜离子直接接触,金属锌直接把电子转移给铜离子,Cu2+得到电子变为金属铜附着在锌上,结果化学能只能转化为热能而不是电能。2:锌与附在其上的铜又构成原电池,结果是锌把电子又交给了这部分铜,使得这些电子没有经过外电路中的电线和电流计,也就没有产生电流。根据以上内容用flash软件设计制作课件,模拟电子分成三部分转移给铜的过程。
2双液原电池中的宏观辨识和微观探析
2.1双液原电池中的宏观辨识:播放双液原电池视频,观察到:①锌(负极)逐渐溶解变薄,但其上没有铜析出,②铜(正极)片逐渐变厚,有铜析出,③电流计指针偏转到一恒定角度,说明有持续的电流产生。
2.2.flash动画再现模拟双液原电池中的微观探析:制作思路:锌失去电子变为锌离子,电子都是沿导线流进铜电极,铜离子定向移动到铜上得到这些电子变为铜析出。播放发布的swf格式的课件电子由锌失去再沿着导线流进铜的动画,看到电子都是由导线经过电流计,提高了电流产生的效率。
3盐桥作用的宏观辨识和微观探析
3.1盐桥作用的宏观辨识:视频1:把盐桥插入两种溶液中,电流计指针偏转,两电极发生变化,说明有电流产生。视频2:取负极区溶液除去SO42-离子后,加入用硝酸酸化的硝酸银出现白色沉淀,说明流进了盐桥中的氯离子;取正极区的溶液进行焰色反应,透过蓝色钴玻璃火焰呈紫色,说明流进了盐桥中的钾离子。
3.2盐桥作用的微观探析:用flash制作并发布为swf格式的课件,模拟盐桥插入时,电流计指针偏转,钾离子和氯离子的定向流动进入两溶液;盐桥取出时,指针复零位,钾离子和氯离子停止流动。该过程清晰演示了盐桥接通电路,中和多余电荷的作用。
三 对多媒体辅助培养学生宏观辨识与微观探析能力的再认识
1多媒体放大宏观辨识效果:化学虽然是以实验为基础,但许多实验现象不明显,有些实验所需反应物或生成物是污染物,对环境和学生身心造成伤害。通过多媒体课件可弥补化学实验之不足。包括Flash在内的很多软件都可制作失量图,任意放大也不会影响图形的清晰度,制作之前要根据课程内容进行详细设计,所制作的课件要能充分体现授课者的教学风格和教学意图。
2多媒体课件宏观显现对微观粒子的微观探析能力:在高中电化学中微观探析是从粒子的观点揭示原电池的工作原理,揭示内电路中阴阳离子的流动方向、外电路中电子的流向和电流的方向、粒子在电极上得失电子变为新粒子的过程。而这些微观过程学生看不见,摸不着,动画可充分模拟微观粒子的运动和变化,使微观过程宏观化,在使用课件时要注意课件的播放时机,教学中要在学生充分感知的基础上先要培养学生的宏观辨识能力,在学生微观探析受阻,学生思维处于”愤悱“状态时,再播放课件动画,才有助于学生对化学概念和化学原理的深层次理解。
通过形象逼真的动画方式,有效提高对学生宏观辨识和微观探析化学素养。不仅体现在電化学教学中,也可体现在其它化学知识的教学和学习之中。
参考文献:
[1]王永泽.浅析初中数学学生探究能力的培养[J].赤子(上中旬),2015(02):298.
作者简介:赵世宏,男,出生1966年3月,高级教师,硕士,就职于甘肃省天水市天水长城中学。
关键词:多媒体 宏观辨识 微观探析 原电池
中图分类号:G423.07
一 化学学科素养宏观辨识和微观探与多媒体辅助教学的再认识
1 宏观辨识和微观探:世界上任何物质都是由一百多种元素组成,化学就是研究这些物质的性质和变化。物质发生化学变化的过程就是分子分裂为原子,原子重新组合,或原子得失电子变为阴阳离子,再结合为新的物质。在这些变化中处处体现着宏观辨识与微观探析的化学素养。基于学生的认知特点,对于肉眼可见和可感知的宏观现象和宏观物质,学生易于理解、掌握和接受,而对于从粒子的观点分析物质变化的本质学生较难于理解和掌握。
2 多媒体辅助教学:教学用多媒体包括图像、视频、音频和动画等,特别是用flash制作的动画模拟构成物质的分子、原子的运动和变化,模拟核外电子的运动和转移,从而揭示化学变化的本质。
二 原电池教学中的宏观辨识和微观探析
原电池原理是高中阶段很重要的基础知识,新课程用单液和双液原电池来说明原电池的工作原理。
1单液原电池中的宏观辨识和微观探析
1.1单液原电池中的宏观辨识。播放Zn\CuSO4\Cu的原电池视频,起初学生观察到:电流计指针偏转,负极金属锌逐渐溶解变薄且有紫红色铜析出,正极铜逐渐变厚。随着附在锌上的铜增多,电流计指针偏转变弱,最后指针恢复零位,不再产生电流,结论:单液原电池的电流效率低,不能产生持续电能。
1.2用flash课件说明单液原电池不能产生持续电流的微观探析。课件的制作思路: 1:锌与铜离子直接接触,金属锌直接把电子转移给铜离子,Cu2+得到电子变为金属铜附着在锌上,结果化学能只能转化为热能而不是电能。2:锌与附在其上的铜又构成原电池,结果是锌把电子又交给了这部分铜,使得这些电子没有经过外电路中的电线和电流计,也就没有产生电流。根据以上内容用flash软件设计制作课件,模拟电子分成三部分转移给铜的过程。
2双液原电池中的宏观辨识和微观探析
2.1双液原电池中的宏观辨识:播放双液原电池视频,观察到:①锌(负极)逐渐溶解变薄,但其上没有铜析出,②铜(正极)片逐渐变厚,有铜析出,③电流计指针偏转到一恒定角度,说明有持续的电流产生。
2.2.flash动画再现模拟双液原电池中的微观探析:制作思路:锌失去电子变为锌离子,电子都是沿导线流进铜电极,铜离子定向移动到铜上得到这些电子变为铜析出。播放发布的swf格式的课件电子由锌失去再沿着导线流进铜的动画,看到电子都是由导线经过电流计,提高了电流产生的效率。
3盐桥作用的宏观辨识和微观探析
3.1盐桥作用的宏观辨识:视频1:把盐桥插入两种溶液中,电流计指针偏转,两电极发生变化,说明有电流产生。视频2:取负极区溶液除去SO42-离子后,加入用硝酸酸化的硝酸银出现白色沉淀,说明流进了盐桥中的氯离子;取正极区的溶液进行焰色反应,透过蓝色钴玻璃火焰呈紫色,说明流进了盐桥中的钾离子。
3.2盐桥作用的微观探析:用flash制作并发布为swf格式的课件,模拟盐桥插入时,电流计指针偏转,钾离子和氯离子的定向流动进入两溶液;盐桥取出时,指针复零位,钾离子和氯离子停止流动。该过程清晰演示了盐桥接通电路,中和多余电荷的作用。
三 对多媒体辅助培养学生宏观辨识与微观探析能力的再认识
1多媒体放大宏观辨识效果:化学虽然是以实验为基础,但许多实验现象不明显,有些实验所需反应物或生成物是污染物,对环境和学生身心造成伤害。通过多媒体课件可弥补化学实验之不足。包括Flash在内的很多软件都可制作失量图,任意放大也不会影响图形的清晰度,制作之前要根据课程内容进行详细设计,所制作的课件要能充分体现授课者的教学风格和教学意图。
2多媒体课件宏观显现对微观粒子的微观探析能力:在高中电化学中微观探析是从粒子的观点揭示原电池的工作原理,揭示内电路中阴阳离子的流动方向、外电路中电子的流向和电流的方向、粒子在电极上得失电子变为新粒子的过程。而这些微观过程学生看不见,摸不着,动画可充分模拟微观粒子的运动和变化,使微观过程宏观化,在使用课件时要注意课件的播放时机,教学中要在学生充分感知的基础上先要培养学生的宏观辨识能力,在学生微观探析受阻,学生思维处于”愤悱“状态时,再播放课件动画,才有助于学生对化学概念和化学原理的深层次理解。
通过形象逼真的动画方式,有效提高对学生宏观辨识和微观探析化学素养。不仅体现在電化学教学中,也可体现在其它化学知识的教学和学习之中。
参考文献:
[1]王永泽.浅析初中数学学生探究能力的培养[J].赤子(上中旬),2015(02):298.
作者简介:赵世宏,男,出生1966年3月,高级教师,硕士,就职于甘肃省天水市天水长城中学。