李大明

課前自主學(xué)習(xí)任務(wù)單

一、學(xué)習(xí)指南

● 1.課題名稱：

魯科版高一年級化學(xué)必修2《銅鋅原電池原理》

● 2.達成目標：

通過觀看教學(xué)視頻和完成自主學(xué)習(xí)任務(wù)單規(guī)定的任務(wù)，能理解原電池的工作原理，能判斷電池的正負極，能判斷外電路中電子的流向、電流的流向以及內(nèi)電路中離子定向移動的方向，學(xué)會分析和書寫電極反應(yīng)式。

● 3.學(xué)習(xí)方法建議：

根據(jù)視頻要求完成自主學(xué)習(xí)單上相應(yīng)的任務(wù)。如果學(xué)習(xí)中遇到困難，可以暫停或回放，直到完成為止。如果還有疑惑或建議，請記錄在學(xué)習(xí)任務(wù)單的“困惑與建議”一欄，并在課堂上集中探討。

● 4.課堂學(xué)習(xí)形式預(yù)告：

展示自主學(xué)習(xí)成果—學(xué)生分組實驗—協(xié)作探究—完成自我檢測—教師巡視，進行個性化輔導(dǎo)。

二、學(xué)習(xí)任務(wù)

通過觀看教學(xué)錄像自學(xué)，完成下列學(xué)習(xí)任務(wù)：

（1）觀看實驗視頻一，將銅片、鋅片平行插入稀硫酸中，觀察產(chǎn)生的現(xiàn)象并做解釋。

（2）請用離子方程式表示鋅片上產(chǎn)生大量氣泡的原因，并用單線橋法表示出反應(yīng)中電子轉(zhuǎn)移的方向和數(shù)目。在這個反應(yīng)中能量轉(zhuǎn)化的主要形式是什么？

（3）觀看實驗視頻二， 請思考并解釋： 當(dāng)插在稀硫酸中的銅片和鋅片用導(dǎo)線連接起來時，銅片上有什么現(xiàn)象？電流計指針偏轉(zhuǎn)說明了什么？在這個反應(yīng)中能量轉(zhuǎn)化的形式發(fā)生了什么變化？

（4）根據(jù)實驗現(xiàn)象并結(jié)合動畫模擬來填空：

①負極（片），正極（片）：

②外電路電子流向：

外電路電流流向：

內(nèi)電路離子移向：

③電池反應(yīng)（總化學(xué)方程式）：

④動腦思考：對比電池反應(yīng)與鋅和稀硫酸反應(yīng)的離子方程式，你能發(fā)現(xiàn)什么？

三、困惑與建議

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《銅鋅原電池原理》解析

上海師范大學(xué)黎加厚教授提出了微課程設(shè)計的ADDIE模型，即分析、設(shè)計、制作、應(yīng)用、評價。我在進行微課程設(shè)計時以此模型為指導(dǎo)，為微課程的教學(xué)性、科學(xué)性和系統(tǒng)性提供了保證。

● 分析

微課程的選題一般選擇教材的重點、難點和易錯點等，我選擇的課題是魯科版高中化學(xué)必修2《銅鋅原電池原理》。原電池原理是中學(xué)化學(xué)重要的基礎(chǔ)理論之一，也是電化學(xué)部分的核心內(nèi)容。但是這一知識點很抽象，理論性很強，學(xué)生理解起來難度較大，很多學(xué)生難以在頭腦中建立起電子在電池的正、負兩極間轉(zhuǎn)移的微觀模式，所以有必要將其制作成微課程讓學(xué)生在課前進行自主學(xué)習(xí)。

依據(jù)教材的要求并且結(jié)合學(xué)生的實際認知發(fā)展情況，我明確了本節(jié)微課程要達成的目標是掌握和理解銅鋅原電池的工作原理，其中包括：能夠判斷銅鋅原電池的正、負極;能夠判斷外電路中電子的流向、電流的方向以及內(nèi)電路中離子定向移動的方向;學(xué)會書寫銅鋅原電池的電極反應(yīng)式。

● 設(shè)計

要使學(xué)生達成所設(shè)定的目標，需要設(shè)計好學(xué)生課前自主學(xué)習(xí)任務(wù)單（以下簡稱“任務(wù)單”）。任務(wù)單由學(xué)習(xí)指南、學(xué)習(xí)任務(wù)、困惑與建議三個組成部分。

學(xué)習(xí)指南包括課題名稱、達成目標、學(xué)習(xí)方法建議和課堂學(xué)習(xí)形式預(yù)告等四個子項。通過學(xué)習(xí)指南設(shè)計，使學(xué)生明確自主學(xué)習(xí)的主題和達成目標的要求，對學(xué)生通過什么樣的方式進行學(xué)習(xí)就可以達成學(xué)習(xí)目標提供了建議，了解了教師關(guān)于課堂學(xué)習(xí)形式的設(shè)計，學(xué)生可以明確自己在課堂上將要進行和參與哪些活動，明確課前自主學(xué)習(xí)微課程與將要進行的課堂學(xué)習(xí)之間有著密不可分的關(guān)系，從而能更加積極主動地投入到自主學(xué)習(xí)中去。

學(xué)習(xí)任務(wù)是任務(wù)單的主體部分，是學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能否達成目標的重要保證，學(xué)習(xí)任務(wù)的要求必須具體，可操作性要強，讓學(xué)生只要完成學(xué)習(xí)任務(wù)就能達成設(shè)定的目標。根據(jù)本節(jié)微課程需要達成的學(xué)習(xí)目標，我制定了四項學(xué)習(xí)任務(wù)。

困惑與建議部分是學(xué)生在進行自主學(xué)習(xí)之后，將自己在自主學(xué)習(xí)過程中遇到的問題以及對微課程的一些建議進行記錄，留待課堂學(xué)習(xí)時與教師和同學(xué)交流。

● 制作

我制作了相應(yīng)的微視頻以幫助學(xué)生順利完成任務(wù)單相關(guān)學(xué)習(xí)任務(wù)。本節(jié)微視頻時長6分51秒，使用Camtasia 8.0進行錄制和后期加工處理。整個微視頻的講解對學(xué)生都使用第二人稱“你”，這樣可以讓學(xué)生在觀看微視頻時感覺教師好像直接面對自己一樣，增加了親切感，無形中拉近了師生之間的距離。

微視頻首先展示日常生活中常見的各種各樣的電池圖片，簡要介紹化學(xué)史——伏打電池的起源，以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，同時讓學(xué)生明確本節(jié)微課程的學(xué)習(xí)任務(wù)就是研究銅鋅原電池的工作原理。

播放實驗一視頻：將鋅片和銅片平行插入到稀硫酸中，引導(dǎo)學(xué)生觀察實驗現(xiàn)象。學(xué)生可以觀察到在鋅片上產(chǎn)生了大量的氣泡，而銅片上沒有氣泡產(chǎn)生（為了使學(xué)生更加清晰地觀察到實驗現(xiàn)象，在微視頻的后期制作時，我對產(chǎn)生相關(guān)實驗現(xiàn)象的局部都進行了放大處理）。實驗一視頻播放完后，字幕顯示“請暫停播放，完成學(xué)習(xí)任務(wù)單中的兩項學(xué)習(xí)任務(wù)”。此時，學(xué)生需要暫停視頻播放，并完成任務(wù)單上相應(yīng)學(xué)習(xí)任務(wù)，根據(jù)學(xué)生已學(xué)過的知識，會比較容易完成任務(wù)中的問題和練習(xí)。

在此基礎(chǔ)上我提出問題：如何將反應(yīng)釋放的能量轉(zhuǎn)化為電能呢？為了讓學(xué)生明確思考的方向，降低思考的難度，同時給予學(xué)生啟發(fā)：如果能讓鋅失去的電子不是直接傳給H+，而是通過外加導(dǎo)體間接傳遞，就可以發(fā)生電子的有序流動，外加導(dǎo)體上就能形成電流，使化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能（對“不直接”、“間接傳遞”、“有序流動”等重點詞進行了顏色強調(diào)和符號標注）。

繼續(xù)播放實驗二視頻：將實驗一中的銅片和鋅片分別用導(dǎo)線連接在電流表的正、負兩極，引導(dǎo)學(xué)生觀察銅片上有什么現(xiàn)象，電流計的指針發(fā)生了怎樣的變化？學(xué)生會觀察到銅片上竟然會有氣泡產(chǎn)生，同時電流計的指針發(fā)生了偏轉(zhuǎn)，這個實驗結(jié)果出乎意料，自然而然會引發(fā)其思考。同樣，實驗二視頻播放完后，學(xué)生需要暫停視頻，完成任務(wù)單學(xué)習(xí)任務(wù)3。

為進一步解釋銅片上產(chǎn)生氣泡的原因，我將銅鋅原電池原理的微觀過程制作成Flash動畫：電子持續(xù)從鋅片沿導(dǎo)線轉(zhuǎn)移到銅片上，與此同時鋅片上不斷有鋅離子進入稀硫酸溶液并移向銅片，溶液中的氫離子也不斷向銅片定向移動并在銅片上得到電子產(chǎn)生氫氣氣泡。模擬動畫的使用讓銅鋅原電池中電子的移動、兩極發(fā)生的變化以及在溶液中離子的移動這些抽象的微觀過程變得直觀、生動。學(xué)生通過觀看動畫并聯(lián)系物理學(xué)科的相關(guān)知識，很容易判斷出銅鋅原電池的正負極、外電路中電子的流向、電流的流向以及溶液中離子定向移動的方向，同時學(xué)會將作為負極的鋅片發(fā)生的氧化反應(yīng)和在作為正極的銅片上氫離子發(fā)生的還原反應(yīng)表示為電極反應(yīng)的書寫方法，明確如果將二者相加并把電子約去就可得到銅鋅原電池的電池反應(yīng)式，學(xué)會了以上知識學(xué)生自然就可以順利完成任務(wù)單上有關(guān)銅鋅原電池原理的學(xué)習(xí)任務(wù)4。

自此，學(xué)生從電子轉(zhuǎn)移的角度理解了化學(xué)能向電能轉(zhuǎn)化的本質(zhì)，完成了思維上由抽象到具體、由現(xiàn)象到本質(zhì)的飛躍，突破了本節(jié)微課程的重點和難點。

微視頻最后對所學(xué)內(nèi)容進行了簡單小結(jié)，指出原電池是利用自發(fā)進行的氧化還原反應(yīng)將化學(xué)能轉(zhuǎn)化成電能的裝置，在構(gòu)成原電池前后反應(yīng)的實質(zhì)并沒有發(fā)生改變，只是能量的轉(zhuǎn)化方式發(fā)生了變化。同時提出對所學(xué)知識的延伸思考：如果改變銅鋅原電池的電極材料，或者更換電解質(zhì)溶液，是否能形成原電池？通過問題激發(fā)學(xué)生在課堂上進行科學(xué)探究的渴望。

在完成學(xué)習(xí)任務(wù)的基礎(chǔ)上，我提供了幾道與學(xué)習(xí)任務(wù)難度相當(dāng)?shù)念}目讓學(xué)生練手，使其有機會印證自主學(xué)習(xí)成效，獲取學(xué)習(xí)成就感。另外，我還設(shè)計了根據(jù)銅鋅原電池的工作原理，讓學(xué)生自己在家制作一個水果電池的實踐作業(yè)，培養(yǎng)學(xué)生學(xué)以致用、發(fā)揮自己的想象力和創(chuàng)造力進行動手實踐的能力。

● 應(yīng)用

我制作的微課程在課前發(fā)給學(xué)生供學(xué)生在家自主學(xué)習(xí)時使用。在課堂上，首先進行自主學(xué)習(xí)成果展示的環(huán)節(jié)，學(xué)生在此環(huán)節(jié)中展示自己自主學(xué)習(xí)微課程的收獲，提出學(xué)習(xí)中遇到的困惑和對微課程的建議，然后進行小組內(nèi)的合作討論。學(xué)生在回答形成原電池的一般條件時遇到了障礙，于是自然需要分組來進行合作探究。我為每個小組準備了多種不同的電極材料和電解質(zhì)溶液，要求學(xué)生自己設(shè)計實驗方案，通過審核的學(xué)生可以自己動手進行實驗、觀察并記錄實驗現(xiàn)象，進而展開討論分析，最終總結(jié)出形成原電池的一般條件。在做實驗的過程中，有的學(xué)生可能會發(fā)現(xiàn)預(yù)料之外的現(xiàn)象，他會把疑問提出來，同學(xué)們一起來討論，當(dāng)學(xué)生用自己已有的知識難以解釋問題的時候，教師應(yīng)給予學(xué)生幫助。最后，學(xué)生完成課堂檢測，教師在學(xué)生中巡視并進行個性化輔導(dǎo)。

● 評價

在“翻轉(zhuǎn)課堂”的教學(xué)實踐中，課前學(xué)生在任務(wù)單的指導(dǎo)下觀看微視頻順利達成設(shè)定的學(xué)習(xí)目標，掌握了銅鋅原電池的工作原理，完成了“知識傳授”過程;在課堂上我指導(dǎo)學(xué)生通過討論、交流完成了“知識內(nèi)化”，同時在此基礎(chǔ)上通過分組實驗實現(xiàn)了對形成原電池的一般條件的“知識探究”。學(xué)生通過這種“實踐─認識─再實踐”的親身體驗的學(xué)習(xí)過程，加深了對知識的理解，激活了學(xué)習(xí)內(nèi)驅(qū)力，啟迪了思維，培養(yǎng)了科學(xué)精神和創(chuàng)新能力，真正體現(xiàn)了自身的主體地位。