高中化学原电池教学设计案例(武汉韩金山)

1、原 电 池 教学设计案例武汉市第十二中学 韩金山一、设计思想“高中化学课程应有利于学生体验科学探究的过程，学习科学研究的基本方法，加深对科学本质的认识，增强创新精神和实践能力”，新的普通高中化学课程标准要求教师必须更新原有的教育观念、教育模式和教学方法，注重高中化学教学中的“引导探究发现”教学模式的实施，培养具有独立思考能力以及强烈的创新意识等综合素质的人才。“发现法”作为一种教学方式，无论是教学过程，还是教学目标，更多关注的是学生的学，这种意义下的“发现学习”，以学生的自主探索、合作学习、科学探究为主要特征，学习过程中，学生在原有的认知基础上，其元认知、动机、行为都能得到积极有效的参与。本堂

2、课教学设计充分体现“发现式”课堂教学模式。二、教材分析本册教科书的主要任务是带领学生学习化学反应的基本原理，认识化学反应中能量转化的基本规律，了解化学反应原理在生产、生活和科学研究中的应用。而本节内容则以必修II第二章第二节化学能与电能所涉及的原电池常识为基础，通过进一步分析原电池的组成和探究其中的原理，引出半电池、盐桥、内电路、外电路等概念，恰能很好地全面体现本册教材的目标特点。同时教师还须把握好教学深度，只要求学生能写出相关的电极反应式和电池反应式，对化学的研究和应用只需有一个概貌性的认识即可。三、学情分析这一节内容是以必修II第二章第二节“化学能与电能”为基础，是对必修II基础的加深和提

3、高，在化学必修II中，学生对于原电池已经学习了相关的知识，只是很浅显，只是要求能够举例说明原电池中化学能和电能的转化关系及其应用，而在选修IV中则应使学生从微观层面对原电池和原电池的原理有个更加深刻的认识和理解。 四、三维目标l 知识与技能：1使学生进一步认识原电池，理解原电池原理，能够写出电极反应式和电池反应方程式。2会设计简单的原电池。l 过程与方法：1通过生活情境的创设，认识到电及电池对现代人类生活的不可替代作用。2通过实验探究认识盐桥的作用，进而深入理解原电池的结构和工作原理，增长实验操作的技能。3通过讨论、探究与归纳，掌握原电池的结构和工作原理，知道半电池、内电路、外电路等概念。l

4、情感态度与价值观：通过质疑、提问、假设、验证等系列的探究活动，体验其中的困惑与快乐，强化科学探究的意识和方法，培养科学严谨的态度和创新的精神，感受科学的内在美。五、教学重点和难点重点：进一步了解原电池的工作原理，能够写出电极反应式和电池反应方程式。难点：原电池的工作原理。六、教学策略与方法l 教法创设情景、虚拟现实、动画模拟、巧妙设问，引导点拨、发现规律、实验探究。l 学法自主探索、探究和合作学习相结合。七、教学过程环节内容教师活动学生活动设计意旨创设情境提出问题新课引入【课件场景】多种电池图片及一节干电池组成的闭合电路画面 （图1） （图2）【情境引入】提到电池，大家都非常熟悉，在我们的日常

5、生活中，可以说处处都要用到电池，它与我们的生活密切相关。【讲述】介绍伏特、丹尼尔两位电池创造者，介绍“伏打电池”“丹尼尔电池”的构造。简要介绍电池的发展史。【图片展示】伏特、丹尼尔照片【设问过渡】那么电池是一种怎样的装置？【板书】第一节 原电池【板书】1.概念：将化学能转变为电能的装置。【过渡】原电池我们在高一已介绍过，这节课我们将站在巨人的肩膀上继续前行。【过渡】我们在学习了化学反应原理之后，应该学会认清事物的本质，探索物质及物质变化内在的规律。例如，在化学家和我们化学学习者眼里，电池是怎样计制造出来的呢？【提出问题】展示一节干电池，结合生活实际学生提出问题：形成原电池，需要满足哪些条件呢？

6、 正负极是怎样规定的呢？ 电池内部结构是怎样的？为什么能提供电流？ 你知道电池是怎样设计的吗？（参考问题）【观看、倾听、思考】【思考交流】【回答】将化学能转变为电能的装置。【笔记】【倾听】【比较、思考】【回答】从能量转化角度看原电池是将化学能转变为电能的装置，从电学角度分析看，其作用就相当于的电源。【思考】【记录】【小组讨论、组长集中并提出自己小组的疑问】以纸条记录、留待互相解答。让学生了解电源在在生活中的应用，引入新课。信息呈现、突出主题加强理科学生的人文教育引出主题让学生理解选修IV的课程设置作用。引导学生从能量转化及电学角度分析。设计方案探究实践原电池形成条件【课件场景】图2一节干电池组

7、成的闭合电路灯泡发亮画面 图3图4 图5 图6【问题探究一】原电池形成条件图3：灯泡发光电路 要产生电能，在电路中应该有什么通过？ 什么样的反应才能转移电子、形成电流？ 电流、电子的的移动方向？图4：锌片放入稀硫酸实验 装置所示实验是否构成氧化还原反应？现象是什么？如何解释？【动画放大】离子反应本质，及得失电子过程。 是否构成原电池？是否可能有热量产生？图5：电池短路学生亲身感受电池短路后会发烫。 图中装置做怎样改进可形成原电池？【课件演示】图6：动画演示电子转移过程并写出电极反应方程式。图7：原电池判断 请大家判断下列装置是不是原电池，不是的说明理由。 （图7）【问题】构成原电池的条件有哪些

8、？【板书】2形成简单原电池的条件： 存在一个自发进行的氧化还原反应。 有活性不同的两个电极。 有电解质溶液。 形成闭合回路。【回忆、思考、对比】【分组讨论交流问题】【回答】 电子 氧化还原反应 相反 是，锌片逐渐溶解，表面有气泡冒出，有得失电子。 否，且有热量放出【体验】 如图5所示。【观看、记录】【分组讨论交流问题】【回答】D是， A无自发氧化还原反应B电极相同C 无电解质E 是开路【交流回答】 存在一个自发进行的氧化还原反应。 活性不同两个电极。 有电解质溶液。 形成闭合回路。让物理电学知识指导学生完成原电池的相关学习，降低学习难度。培养学生科学探究方法。从电路入手，知道电池的作用。理解氧

9、化还原反应的应用。对比，理解金属与酸反应放出大量热的原因之一。借用动画体会电子定向移动与电流形成关系。问题设置有利于学生理解原电池形成条件，起到加深巩固作用设计方案探究实践原电池工作原理【过渡】其实对于电源的知识，大家现在知道的比较多，以一节干电池为例，我们先知道电池的“正”“负”极，就能判断电路中电流、电子的流向，那么电源内部呢？【讲述】原电池通常可以根据电极分成“正极区”、“负极区”，“内电路”、“外电路”，每个区附近都在进行反应。【板书】副板书【问题探究二】原电池工作原理图8：我们都知道这是原电池，那么 电流是怎么产生的？ 哪一极为正极？理由是？ 电流方向如何？ 电子、离子流向怎样？ 正

10、负极区附近得失电子后发生的反应是？ （图8） （图9） （图10）【分组讨论交流问题】【板书】3原电池的工作原理：【课件动画模拟】图9：动画模拟微观粒子的运动。【倾听、记录】【笔记】【分组讨论交流问题】【回答】【分组讨论交流问题】达成如左共识。【思考、记录】【发现1】原电池的工作原理【观察、体会】从电路分析入手，充分利用学生已有能力，迁移，拓展，深入，并内化。通过电池分析、电极分析、电流方向判断、电子移动及得失情况分析，形成完整有序的电化学分析思维。原电池工作原理知识千头万绪，所以特设计如下知识框架，有利于理论体系的建立。化复杂位简单。借助多媒体，感受微观世界的奇妙。发现规律问题分析方法【讲述

11、】其实原电池就是一个电源，接入电路，电流从正极流出，流回负极，内电路中正好相反。【归纳与总结】解决原电池问题一般思路：先“池”后“极”再“液” 【问题探究三】以上述问题中D装置分析回答以下问题： 哪一极为正极？ 电流方向如何？ 电子、离子流向怎样？ 写出电极反应与总反应。【课件动画模拟】实验模拟图10，突出两极现象。【总结、记录】【分组讨论交流问题】完成副板书相关内容【发现2】解决原电池问题一般思路【观察、想象】建立完整的电化学知识体系，树立正确电化学问题分析思维方法。发现规律建构理论原电池设计思路【讲述】上述实验是很容易完成的，我们不能总是在理论指导下去推测与设想，实验是验证真理的最好办法。

12、【实验探究一】无盐桥原电池的缺点图9：分组实验，回答下列问题： 一段时间后，上面的实验的两个电极上又有何现象？与理论比较有何偏差，如有，为什么会这样呢？ 这个原电池能否持续稳定产生电流？为什么？ 如果电流不持续，不稳定，应从哪些方面加以改进？【引导】阅读教材72页相关知识。【动画演示】金属电极浸入水溶液中金属与溶液中离子的溶解与沉积过程。强调比较各离子及溶液中H+ 得电子能力及化学平衡知识的应用。【课件展示】演示带有盐桥的改进实验。（图11）【讲解并完成副板书】 该原电池的组成； 相关概念：半电池、半反应、外电路、内电路、盐桥。【课件突出】盐桥的组成，作用及原理【实验探究二】有盐桥原电池的特点

13、 图11：分组实验，讨论、并完成下列报告 现象与上述装置有何不同？ 盐桥的作用是什么？ 去掉盐桥，电流表指针是否偏转？为什么？ 这个电池的优点是什么？负极（锌片）：_ （_反应）正极（铜片）：_ （_ 反应）电池反应（总化学方程式）_电池符号： Zn ZnSO4 | CuSO4 Cu _极 盐桥 _极【归纳并板书总结】4原电池的设计思路 以自发进行的氧化还原反应为基础 把氧化还原反应分解为氧化反应和还原反应两个半反应，从而确定电极反应 以两极反应为原理，确定电极材料及电解质溶液【分组讨论交流问题】【回答】这个原电池不能持续产生稳定电流。主要原因是锌与硫酸铜溶液直接接触，铜在锌片表面不断析出构成

14、了原电池，致使向外输出的电流强度减弱。当锌片表面完全被铜覆盖后，不再构成原电池，也就没有电流产生。其次，两极周围有过剩电荷，阻碍电子的定向移动。【讨论回答】 要避免锌与硫酸铜溶液直接接触； 想办法消除两极周围的过剩电荷。【记录】【分组讨论交流问题】【回答】盐桥的作用之一为沟通内电路；另一个作用平衡电荷【填写学案】【发现3】原电池的设计思路【体会与领悟】实验引导学生以问题为中心的学习方法，学会发现问题、解决问题的方法加深理解实践认识再实践再认识的辨证唯物主义的思维方法通过分组实验培养学生观察能力与分析思维能力新课延伸知识的巩固尝试应用拓展延伸设计与应用【课内应用】你能根据所学的原电池知识将反应F

15、e + 2AgNO3 = Fe(NO3)2 + 2Ag 设计成一个能提供电流的原电池吗？根据你的方案画出草图，并完成下列填空，小组交流与比较，各方案的优缺点是什么。负极（ ）反应： 正极（ ）反应： 电池符号： 【过渡】有了盐桥的原电池供电流稳定，电量比使用导线大，但还能不能更大，满足更苛刻的需求？【问题背景】数码产品【强调】数码相机对电池的要求就很高，使用普通电池根本不行。除了盐桥对电流大小有影响外，电极材料和电解质溶液对电流都有影响。【课后探索】现在是低碳社会，汽车开始流行电动汽车，那么这对电池的设计更进一步的提出高标准要求，希望大家能成为这方面的专家，今天回家希望能完成一件作业。利用家里

16、现有条件设计一个电池让这个耳机（或贺卡小喇叭）发出声响。【独立思考】【组内交流】【交流与回答】负极：Fe 2e = Fe2+正极：2Ag+ + e = 2Ag电池符号：无盐桥：Fe | AgNO3 | Ag有盐桥：Fe | Fe(NO3)2 | Ag NO3 | Ag【思考】【体会与领悟】知识的内化理解与应用教学巩固将所学转化为所用，检查学习成果，培养学习的创新能力，同时可以培养学生的交流能力。通过一些实验和科学探究过程，使学生增强探索化学反应原理的兴趣，树立学习和研究化学的志向。交流总结评价【小结】教师小结课程【师评生】评价学生的学习状况与表现【生评师】对学生存在的疑问，逐一解释，引导学生发

17、现新的问题与不足。时间充足，可让学生考老师。【生评生】小组组内、组之间评价【布置作业】学案后练习【教师总结】对一堂课的活动从提问的质量、思维的活跃度、创新度以及学习收获等方面给予教师自评和总结。【总结与记录】【质疑与提问】【相互交流】【自评与小结】通过相互评价了解学生在课堂上讨论、交流、合作、思考等过程获得的成功，可评价课堂教学的成败。八、板书设计第一节 原电池l 主板书：一、原电池1、概念：将化学能转变为电能的装置2、实质：将氧化还原反应的普通的电子转移转变为电子的定向移动，从而产生电流，实现化学能向电能的转化。二、形成简单原电池的条件1、有活性不同的两个电极2、有电解质溶液3、形成闭合回路

18、4、存在一个自发进行的氧化还原反应三、原电池工作原理 （见副板书）四、原电池的设计思路1、以自发进行的氧化还原反应为基础2、把氧化还原反应分解为氧化反应和还原反应两个半反应，从而确定电极反应3、以两极反应为原理，确定电极材料及电解质溶液l 副板书：九、学案设计 第一节 原 电 池l 课标要求：1让体验化学能与电能相互转化的探究过程；2使学生进一步了解原电池的工作原理和构成原电池的条件；3能够写出电极反应式和电池反应方程式.l 课前热身【回顾】1原电池是_的装置。原电池反应的本质是_反应。【回顾】2如右上图所示，组成的原电池：当电解质溶液为稀H2SO4时：Zn电极是 （填“正”或“负”）极，其电极反应为_，该反应是_（填“氧化”或“还原”，下同）反应； Cu电极是_极，其电极反应为_，该反应是_反应。【提出问题】3我们在学习了化学反应原理之后，应该学会认清事物的本质，探索物质及物质变化内在的规律。右图为一节干电池，结合你的生活实