2026年4月14日 每周二、四、五出版
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2026年第34期(总第4169期) 导报三版
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循科学家足迹 探索化学之用
——“原电池”项目式学习教学实践
■成都市大弯中学 冯祝 景锐剑
《教育导报》2026年第34期(总第4169期) 导报三版

“原电池”是高中化学核心知识点,其原理抽象、装置复杂,长期是教与学的重难点。传统教学多依赖口诀记忆与机械训练,学生易停留在表面认知,难以灵活运用知识解决实际问题。为破解这一难题,我们以项目式学习为载体,开展为期一个半月的原电池沉浸式教学,带领学生循着科学家探索足迹,从基础实验到生活应用、从经典复刻到创新创造、从课堂探究到产业研学,层层拆解核心逻辑,让抽象化学知识可感、可做、可用,让学生在实践中感受化学的探究乐趣与实用之美。

在本次教学中,教学设计打破固定课时限制,依据学生探究进度灵活调整节奏。教师从知识讲授者转变为引导者与协助者,将问题提出、方案设计、实验操作、数据分析的主动权交还学生,让课堂成为自主探索的实践场。

夯实基础:以实验构建认知模型

教学摒弃“先讲原理、后做实验”的传统模式,以动手实操为切入点。学生自主组装铜-锌-稀硫酸基础原电池,亲眼观察铜片产生气泡、电流表指针偏转等现象,形成“化学能转化为电能”的认知,自主归纳正负极判断方法,厘清电子与离子移动方向,搭建原电池基础认知模型,为深度探究筑牢根基。

为拉近知识与生活的距离,课堂探究延伸至“水果电池”。学生以柠檬、苹果等常见果蔬为原料,搭配电极与导线自主设计实验,探究热情高涨。部分小组成功点亮 LED灯,收获探索喜悦;部分小组历经多次失败,主动排查电极插入深度、间距等问题,优化实验参数。最终,师生共同实证:果汁酸度、电极材料、电极间距与插入深度,是影响水果电池电流大小的关键因素,实现从实践到规律的跃升。

破解难题:一步一步提升探究力

积累实操经验后,教学回溯化学发展历程,带领学生“复刻”经典实验。从伽伐尼青蛙实验到伏打电堆搭建,学生将铜片、锌片与浸盐水布片层层叠放,清晰观察到电流表指针初始偏转,数分钟后回摆、电流快速衰减。这一“异常现象”成为新的探究突破口,在教师引导下,学生结合实验现象与资料研读,发现电极极化是电流衰减的原因。

针对电极极化问题,教学进入装置优化阶段。学生动手制作带盐桥的丹尼尔电池,教师仅讲解盐桥制作方法,其余环节由学生自主完成。借助微型电流传感器定量测量,电脑端实时呈现电流-时间变化曲线,让学生直观对比伏打电堆与丹尼尔电池的差异,清晰认识到带盐桥原电池电流更稳定、衰减更缓慢,推理出盐桥“隔离电解质溶液、抑制电极极化、保障反应持续稳定”的作用,实现从定性观察到定量分析的跨越,实证探究能力显著提升。

创新实践:自制金属空气电池

装置优化为创新设计打开思路,自主制作金属空气电池成为教学亮点。教师明确“制作可为低功耗电子表供电的金属空气电池”的核心目标,不设固定模板、不提供标准答案,鼓励学生大胆探索。学生利用课后时间“扎根”实验室,反复调试电极材料、优化电解液浓度、调整装置结构,在试错与改进中突破瓶颈。最终多个小组成功制作出可驱动电子表的金属空气电池,不仅“吃透”原电池核心原理,更在实践中收获成就感与学科自豪感,真切体会化学的创造价值。

产业研学:联通课堂与工业应用

化学知识要落地生根,教学必将延伸至产业一线。课堂环节结束了,师生走进成都市青白江区欧洲产业园锂电池智能化工厂实地研学。在工程师讲解下,学生近距离观摩电极制备、电芯装配、安全检测等工业生产全流程,将实验室小型原电池与工业锂电池的结构、原理紧密关联,深刻理解课本知识是工业生产的理论根基。研学过程中,学生围绕手机电池鼓包、新能源汽车电池与自制原电池差异等问题踊跃提问,工程师结合生产实际,将原电池原理与锂电池研发、生产、回收深度融合讲解,实现课堂知识与社会生产的无缝衔接。

为期一个半月的项目式学习,让学生完整经历“基础探究—经典复刻—创新实践—产业应用”的科学探究全流程,从被动听课者转变为主动探索者,科学探究能力与化学核心素养得到切实提升。

此次实践让我们深刻认识到:化学教学应回归学科本质,摒弃“重结论、轻过程”的模式,依托实验让抽象原理具象化;教师要主动转变角色,为学生留出充足的试错与思考空间;教学要打通课堂与生活、产业的壁垒,彰显化学的实用价值;项目式学习设计需遵循认知规律,循序渐进地培育学生能力。

高中化学的魅力,在于引导学生循着科学家的探索之路,在探究中读懂化学、在实践中运用化学。让课堂成为体验科学探究、感受学科之美的舞台,激励学生爱上化学、以化学眼光观察世界,方能真正实现化学教学的育人价值。

【本文系成都市青白江区教育科研重点课题《基于 TPACK理论的初中化学差异化单元教学模式构建的实践研究》(课题批准号: QBjjK2531)研究成果】