原电池原理及其应用教学设计

1、人教版高二年级原电池原理及其应用复习课教学设计长春市第一中学 张勇一、设计思想：从关注课程的“学术性”到重视课程的“社会性”，从“以学科为中心”向“以学习者为中心”转变，从“知识系统”向“多元能力”转化，鼓励学生在科学探究中提高能力，这是化学课程改革的趋势。如何既能使学生成为学习的主体，课堂的主人又能提高课堂教学的有效性和实效性？为了解决这些问题，我尝试采用“问题带考点考点串知识应用促能力”这种创新的复习课教学模式。原电池的原理及应用是中学化学教学的重点和难点之一，这部分内容理论性强，与实际联系紧密，是知识与能力、科学与人文的极佳结合点之一，也是高考的热点。在教学中应围绕知识特点进行。既要注重

2、其内在实质，从原理上搞清，又要注重实际应用，增强教学的实效性。作为专题复习课，采用上述教学模式，既增强了复习课教学中学生积极参与的热情和学习的主动性，又提高了课堂教学的有效性。在上述教学模式实施的过程中，首先要以复习目标为核心和主线，要围绕主干知识设计问题情景；其次要情境化，要与学生的实际应用相联系，让学生产生问题体验过程；第三要具有一定的开放性，让不同层次的学生都能激发思考的积极性，培养学习的情感，内化为分析问题、解决问题的能力。二、教学分析 （一）知识类型分析： 根据高中化学课程标准（实验稿），本课涉及到的知识点知识类型如下：1.体验化学能与电能的相互转化（陈述性知识）2.了解原电池的工作

3、原理（陈述性知识）3.能写出电极反应和电池反应方程式（策略性知识）4.通过查阅资料了解常见化学电源的种类及其工作原理（陈述性知识）5.认识化学能与电能相互转化的实际意义及其重要应用（策略性知识）6. 能解释金属发生电化学腐蚀的原因（程序性知识）7.认识金属腐蚀的危害（陈述性知识）8.通过实验探究防止金属腐蚀的措施（策略性知识）。本节课选自高中化学选修4第四章电化学基础第一节原电池、第二节化学电源，是一节复习课。选修4共有3个二级主题，分别是：主题1：化学反应与能量；主题2：化学反应速率和化学平衡；主题3 ：溶液中的离子平衡。电化学基础的内容属于主题1：化学反应与能量，电化学基础是对氧化还原反应

4、原理的运用和延伸。因此在教材处理上应从氧化还原反应的本质-电子转移的角度出发，引出原电池装置，进而学习原电池工作原理，探究设计原电池。本章内容与必修教学内容衔接紧密（原电池、化学电源），是对必修内容的深化和拓展，因此在复习课中可以大胆的发挥学生的主观能动性，由学生通过自主、合作、探究的学习方式完成本节教学任务。氧化还原反应电化学基础1.原电池电解池2.化学电源4.金属的电化学腐蚀与防护化学能转化为电能，自发进行电能转化为化学能，外界能量推动（二）知识结构分析对本章知识结构分析如下：由本章知识结构图可以看出，“原电池”、“化学电源”、“金属的电化学防腐与防护”属于同一知识体系，因此在教学中，本人

5、对教材内容进行了知识重组，使教材内容更加连贯和系统。“交给学生一个完整的化学知识”不光体现在新授课教学中，在复习课中显得尤为重要。（三）课程标准分析高中化学课程标准（实验稿）对本章内容做了如下要求：1.体验化学能与电能的相互转化2.了解原电池的工作原理3.能写出电极反应和电池反应方程式4.通过查阅资料了解常见化学电源的种类及其工作原理5.认识化学能与电能相互转化的实际意义及其重要应用6. 能解释金属发生电化学腐蚀的原因7.认识金属腐蚀的危害8.通过实验探究防止金属腐蚀的措施其中原电池原理及其相关计算是高考命题的重点和热点，因此本教学设计就是以原电池原理为核心展开的。（四）学情分析：学生已通过必

6、修和选修的新受课掌握了原电池的初步知识，但缺乏深度和系统，对电池的实际应用及前景了解不够。为突破这一难点，对常规教学进行拓展、延伸和补充，给学生的能力发展、个性爱好留下空间，指导学生自主的开展学习活动，向学生提供教学案，利用“全脑分析”，对学生进行科学分组，对几种常见的学习方式进行优化组合，鼓励学生网上查资料。三、教学目标的分析与设计：根据高中化学课程标准（实验稿）对本节内容的要求，结合学生的学习背景和社会背景，教学目标设计如下：1.知识与技能目标：（1）通过了解原电池的工作原理及构成原电池的基本条件，认识化学现象的本质，理解化学变化的基本规律，形成化学科学的基本观念；（2）通过认识化学能与电

7、能的相互转化的实际意义和重要应用，初步了解化学电源，能利用原电池原理解决一些相关的化学问题；（3）能写出电极反应和电池反应方程式。2.过程与方法目标：（1）经历对原电池工作原理和构成条件探究的过程，进一步理解科学探究的意义，学习科学探究的基本方法，提高科学探究能力。 （2）通过小组合作学习，培养较强的问题意识，能够发现和提出有探究价值的化学问题，敢于质疑，勤于思索，逐步形成独立思考的能力，善于与人合作，具有团队精神。 （3）通过本节课的学习，学会运用比较、分类、归纳、概括等方法对信息进行加工。 （4）能对自己的化学学习过程进行计划、反思、评价和调控，提高自主学习化学的能力。3.情感态度与价值观

8、目标：（1）通过“师生共同探究”，发展学习化学的兴趣，乐于探究物质变化的奥秘，体验科学探究的艰辛和喜悦，感受化学世界的奇妙与和谐。（2）通过对“原电池原理及其应用”的学习，赞赏化学科学对个人生活和社会发展的贡献，关注与化学有关的社会热点问题，逐步形成可持续发展的思想。（3）通过对“原电池电极判断”的探究，树立辩证唯物主义的世界观，养成务实求真、勇于创新、积极实践的科学态度。四、重点和难点教学重点：“原电池原理”是本节内容的中心内容，是知识网络的链接点，同时又是高考热点，理应作为本节课的教学重点。因此在设计教学过程时，将围绕“原电池原理”来设计教学，通过各种教学环节并运用各种教学手段，。在问题预

9、设、启发探究、演示实验、指导阅读、分析讲解、知识生成等教学过程都着眼于让学生理解、掌握重点；并将主要教学时间用于重点内容的教学，把握好调控好教学节奏；同时依托学案通过训练、小结、复习，及时了解和实现学生对重点知识的掌握和运用。教学难点：通过教学内容的安排以及学生的实际情况，本节课的教学难点应该是“制作化学电源”。为了突破难点，除了利用学案将难点分散以外，还利用了“小组合作学习”、“师生共同探究学习”等多种学习方式优化组合，同时弱化了“原电池原理”的其他三方面的应用，集中解决难点。五、教学策略及教学手段：为了突出重点、突破难点，结合学生的认知水平和实际情况，本节课采取“问题解决学习”的教学策略，

10、同时利用多种学习方式优化组合：由于本节课为一堂复习课，所以尝试采取“问题带考点考点串知识应用促能力”这一创新型复习课教学模式，尝试对新课程新授课教学内容的“问题式”呈现方式作为补充，使课堂教学更加具有有效性和实效性。由于本节课的教学内容学生已有一定的知识储备，所以采取”师生共同探究”的课堂教学组织形式，教师及时针对生成性教学资源进行知识的拓展和深化。为了更好的展示学生的思维过程和思维的呈现方式，本节课的教学媒体采用实物投影仪与PPT相结合的形式，体现“交给学生一个完整化学知识”的人文理念。六、编写教学流程图：金属是如何腐蚀的设计新的原电池装置熟悉的原电池装置情境素材证据线索什么现象利用了原理原

11、电池如何设计原电池原电池原理原电池原理的应用原电池的构成条件核心内容 线索利用原电池原理解释化学现象利用原电池原理设计原电池思考原电池原理有哪些应用小组合作，利用原电池原理设计原电池绘制熟悉的原电池装置，书写电极反应方程式学生活动线索七、课前准备：1学生的学习准备； 学生根据课前学案（公文式学案）对原电池及其应用有所了解；事先熟悉相关知识细节；准备好4色学习卡。2教师的教学准备（1）精心准备课堂，做好教学设计（2）预先做好问题的设计及突发事件的应对3教学环境的设计与布置 以“全脑分析”为依据将学生根据“组内异质、组间同质”的原则将全班64名同学分为16个学习小组4教学用具的设计和准备（1）PP

12、T教学课件一套（2）教学案一套（3）实物投影仪八、教学过程：活动环节活动方式预期结果教师支持调控时间估算设计意图【创设问题情境】画出一个你最熟悉的原电池装置，标出电极名称；电子和离子的迁移方向；写出电极反应式和反应类型；写出原电池的总反应式。【总结】由学生总结出原电池的工作原理【跟踪练习】将纯锌片和纯铜片按图示方式插入同浓度的稀H2SO4中一段时间，以下叙述正确的是（ ） （图见学案）A.两烧杯中Cu片表面均无气泡产生B.甲中Cu片是正极，乙中Cu片是负极C.两烧杯中溶液的PH均增大D.产生气泡的速度甲比乙慢【提出问题】根据原电池的原理，能否把下面四个反应设计成原电池装置？画出装置图并写出电极

13、反应式。Fe + Cu2+ = Fe2+ +CuFe + 2 Fe3+ =3 Fe2+2H2 + O2 = 2H2OCaCO3 +2HCl =CaCl2 + CO2【总结】原电池的构成条件【拓展】如何判断电极的正负性思考操作讨论总结汇报阅读思考顿悟汇报思考讨论小组合作汇报质疑辩论总结思考汇报学生实际操作时发现原来很熟悉的东西突然陌生了四个选项能实现最大程度的区分度，从学生答案中发现问题反应3出现困难是预料中的，为后续学习做铺垫，反应4是干扰项此处可能出现困难，教师应加以引导巡视、答疑、找出几个有代表性的作品，通过实物投影展示思维过程多媒体展示原电池工作原理聆听评价讲解解惑参与巡视提示提供必要帮

14、助选出代表性作品进行实物展示启发提示精讲总结评价6分钟4分钟7分钟6分钟通过绘画原电池，归纳、总结原电池的工作原理，感受收获的喜悦巩固提高通过小组合作、师生共同探究，感受知识的生成过程加深对电极反应的理解，培养严谨的科学态度活动环节活动方式预期结果教师支持调控时间估算设计意图【跟踪练习】1.用2Ag+Cu=2Ag+ Cu2+设计一个原电池，画出其装置图，并写出电极反应式。2.用KOH做电解质，利用反应：2H2 + O2 = 2H2O构成一个燃料电池，那么：负极应通入_气，正极应通入_气，电极反应为：_【变式】若把KOH改为H2SO4作电解质，则电极反应式为：_【总结】原电池原理的应用【实践体验

15、】我国作为世界上钢铁产量最多的国家（2005年全国生产钢材37117.02万吨） ，每年被腐蚀的铁占到我国钢铁年产量的十分之一，因为金属腐蚀而造成的损失占到国内生产总值的2%4%；约合人民币：3000亿元（ 2005年我国国内生产总值达15万亿元） 。 另据国外统计，金属腐蚀的年损失远远超过水灾、火灾、风灾和地震（平均值）损失的总和，在这里还不包括由于腐蚀导致的停工、减产和爆炸等造成的间接损失。 钢铁的腐蚀是日常生活中最常见的金属腐蚀，其腐蚀的原理是什么？能否设计出一个模拟钢铁腐蚀的装置？写出其可能发生的电极反应。阅读提出假设分组讨论小组合作总结汇报书写电极反应式时可能出现问题，巡视启发精讲评

16、价展示调节进程总结评价7分钟3分钟7分钟通过氢氧燃料电池的学习，为后续“钢铁腐蚀”打下基础问题带考点考点串知识应用促能力对教材内容进行重新整合，体现复习课的整体性和系统性九、板书设计：一、原电池原理二、构成原电池的基本条件三、原电池原理的应用十、作业设计： 【网络调查】：利用所学知识，结合网络调查，写一篇关于钢铁腐蚀防护的小论文。十一、问题研讨1.如何选择探究学习内容就教学内容而言，并非所有知识都应该或都适合采用探究学习，因此，哪些内容让学生探究，开展哪些探究活动，教师要心中有数，而不能盲目或随意而为。教师在确定具体的探究内容和探究活动时，要考虑学习这些内容的学生。不论是安排教学大纲所规定的内

17、容与活动，内容应该是化学学科中的核心知识，对提高学生的理解能力和创造性思维能力具有重要的价值；还是补充社会问题等内容或新颖独创的活动，它们都应适应学生的特殊兴趣、知识水平和现有技能，都应从学生以前产生的问题和形成的理念出发来设计教学。探究学习内容和活动的确定主要是靠教师对学生的了解，了解他们的认识潜能、行为动机以及他们是怎样学习的。首先，内容的难度应适合于学生所处的年龄特点和能力水平，既不能过于复杂，以致要花太长的时间进行探究；也不能过于简单，使学生很容易就可以得出结果，从而失去探究的兴趣。例如，对于水的知识，学生们是非常感兴趣的，当教师提出“关于水你们想探究哪些相关的化学问题？”时，学生们会

18、提出许多问题，特别是提出一些与生活有关的问题，这时教师要引导和帮助学生进行选择，根据他们已有的知识和能力水平确定适宜的探究主题。对于初中学生来说，只需选择“天然淡水是否会被污染？” “生活用水里是否含有许多化学物质？” “水中的化学物质是否可以除去？” 等较简单的问题进行探究，而对于如何检测和鉴别这些物质，如何检测水中重金属、氯离子、碳酸根离子、硫酸根离子、有机物等的含量，以及综合比较各种饮用水的利弊等较复杂的问题，则可放到以后（如高中阶段）另行设计学习过程进行探究。适宜的难度，要求探究问题的解决所需的能力应在学生的最近发展区之内，并且具有适度的不确定性，其问题的多少要以学生能够掌握和控制为限

19、度。其次，内容应是能够引起学生兴趣的，具有“生活化”、“故事化”、“媒体化”等特点，即通过把一些抽象的理论问题应用到生活的具体现象中，或用有趣的故事表达出来，或用信息技术进行动画设计等，来揭示其中蕴含的自然规律，这是保证探究活动得以进行下去的动力源泉。例如，在学习“分子在不停地运动”时，可引导学生探究这样一些生活现象：为什么打开酒瓶能很快闻到酒的香味？为什么湿衣服可以晾干，而且放在通风的地方或有太阳的地方比放在阴凉处晾干得更快？还可介绍科学史上有关分子发现的探索趣闻，或展示一些生动的能体现分子微观运动的课件等，以激发学生的探究动机。再次，内容应具有可操作性。由于某些内容比较抽象、概括，离学生日

20、常生活较远，难以引起学生的兴趣，而且涉及范围太广，无法着手进行探究，因此需要把问题具体化。例如，初中在探究有关“金属”的问题时，就要把范围缩小到少数几种学生熟悉的金属，如铁、铝、铜等；高中在探究“原电池是如何将化学能转变为电能？”的问题时，就要把范围限定在：原电池中的电流是如何产生的？电极应如何选择？电池中电解质溶液如何选择？等方面。通过这种具体化的过程，学生就可以集中注意力，着手收集资料，解决问题。然而，应该注意的是，在具体的教学实践中，并不是所有的学习内容都适合于、或者都需要采用探究学习的方式来获取。一般地说，探究学习比较适合于在概念理解或行为操作上具有一定的难度、并存在多种可能结果的学习内容；而对于那些人为规定的、只是增强熟练程度的简单学习内容，采用接受学习和体验学习会更加有效。 2探究活动的教学组织形式如何确定教学组织形式是根据探究学习的内容和类型来设计的，主要有以下几种形式：集体学习，分层学习，分工合作，小组合作，个别学习，课外开放式活动，展示与讨论。由此可以看出，探究学习更多地是协作性的活动，是课堂上个人和小组之间进行的相互启