高中化学-【课堂实录】化学能转化为电能-电池(第1课时)教学设计学情分析教材分析课后反思

教学设计一、设计思想原电池是把电能转化为化学能的一种装置，也是化学与能源相联系的很关键的内容，这些知识不但能让学生大开眼界，而且还能为环境、能源与可持续发展提供良好的教学内涵，本课时关于原电池工作原理的内容，首先由学生熟悉的铜与硫酸锌溶液反应入手，提出如何将该反应所释放的能量转化为电能这一问题，暗含的目的是使学生认识到原电池中所进行的过程必须是一个自发过程；其次，用学生熟悉的单液原电池实现将该反应所释放能量向电能的转化，并以该简单原电池为模型分析原电池的工作原理，在上一节建立起的电极反应概念的基础上分析原电池工作过程中所发生的电极反应，让学生体会到原电池与电解本质上是相同的；然后，提出一种学生没有接触过的原电池——双液原电池，向学生展示可以通过尽可能减少副反应的方法来使反应所释放能量更加有效地向电能转化，并介绍电池的正极、负极的概念以及电池反应的概念，使学生的认识上升。这种分析逐步深入、教学循序渐进的构思分散了难点，符合学生的认知规律，降低了学生学习的难点，可以有效地提高学生的学习效率。通过学习可以使学生认识到，原电池是一种将化学能转化为电能的装置；原电池有两个电极以及连接两个电极的导体构成，电极包含电极材料和电解质溶液；在原电池中，两极上分别自发的发生氧化反应和还原反应，从而产生直流电。在上课过程中，注重与学生的沟通和交流，让课堂成为学生自主设计和自主学习、自主探究的环境。本节课主体采用“搜集相关知识—实验操作—分析讨论—得出结论”的学习方法，在实验探究中学习原电池的工作原理。让学生在“做中学”。二、【教学目标与要点分析】知识与技能目标：进一步认识原电池，牢固掌握原电池的工作原理及其构成条件；会写电极反应式、电池反应式了解简单原电池的缺点和改进方法；过程与方法目标通过实验探究活动，进一步巩固化学实验的基本操作的规范性培养科学探究过程中的问题意识，善于发现问题并提出质疑，勤于思考对实验现象提出相关问题学会运用观察、实验、网络等多种手段获取信息，运用归纳总结、比较等方法对信息进行加工处理情感态度与价值观通过实验探究，体验探究的基本过程，认识化学实验在化学研究中的作用在小组愉快的合作中体验学习的乐趣认识理论来源于实践，又指导实践，培养学生科学的世界观三、【教学重点、难点】知识与技能上的重点、难点原电池的工作原理，写出简单的电极反应及电池反应过程与方法上的重点、难点学会运用观察、实验、网络等多种手段获取信息，运用归纳总结、比较等方法对信息进行加工处理四、【教学策略】实验法、动画演示、分析归纳、交流研讨等五、【教学实施】1、对学生进行分组，进行组内分工，从而合理利用时间2、进行实验仪器、药品的准备3.学生课前准备：①预习本课观察实验操作的方法及内容②回顾必修2所学的原电池的初步知识及电能转化为化学能的相关知识③查询百度网站收集原电池的有关资料六、【课时安排】1课时七、【教学过程】教学内容教学环节活动时间（大约）教学活动设计意图教师活动学生活动投影图片展示从远古时代到蒸汽时代对火的应用1分钟讲述我们的祖先及现代对火的应用以及现代各类电器的使用观看思考加深学生对能源的认识从而引出电池投影学习目标展示学习目标，突出学习重点。0.5分钟提出本节学习重点和难点明确学习目标，知道本节课的学习任务。使学生整体把握本节学习学习目标，防止其他内容的干扰。温故知新复习回顾必修2学过的原电池1分钟引导学生复习回顾原电池的工作原理聆听思考积极回答问题从学生已经具备的知识出发，引入原电池的工作原理学习内容，有利于学生抓住本质。学生实验通过实际操作感受理论知识5分钟一、原电池的工作原理【活动·探究】①指导学生进行分组实验，对学生操作实验是否规范进行巡视指导。②将锌粉加入硫酸铜溶液中，测量溶液温度的变化，分析能量变化情况。③提出问题：如果锌与硫酸铜溶液的反应是放热反应，请设计实验将该反应所释放的能量转化为电能并实施你所设计的实验。①根据各组分析情况发现能量的转化②观察讨论：怎样设计实验实现热能与电能的转化？①让学生尝试对实验的设计研究②培养学生实验观察与对比能力③培养学生动手操作能力动画演示形象的描述原电池工作原理4分钟【动画演示】铜锌原电池的工作原理【引导】结合动画，引导学生对在必修2学习的原电池的时所作的实验及原电池的定义、工作原理和构成条件进行复习回顾【复习回顾】在动画演示的帮助及教师的引导下，对在必修2中所学的原电池相关知识进行复习回顾，并进一步巩固掌握已有知识带领学生较为全面地进行复习回顾。同时，从学生已有知识入手，让学生做到温故知新，为本节课新知识学习打下基础。实验引入盐桥10分钟【实验探究一】随上述实验时间的延续，音乐卡的声音逐渐减小至最后消失，即没有电流通过，同时锌片表面逐渐被铜覆盖，为什么？学生通过动手操作实验并观察实验现象，进行归纳总结学生跟据观察思考回答问题，对锌片上产生铜的其他原因进行思考和讨论，并给出猜想：锌和硫酸铜直接接触反应培养学生分析解决问题的能力【讲授】对学生的猜想从理论上进行肯定：整套实验装置中提供了锌与硫酸铜直接接触的环境。【提问】这样一种产生铜的方式对原电池是否有利？【聆听】听老师讲解思考老师问题，结合化学能与热能转化的知识得出这种方式会放热，不利于化学能到电能的转化培养学生严谨的学习态度，通过实验发现问题解决问题。教师与学生携手实验分析盐桥10分钟【实验探究二】引导学生对如何改进原电池装置，提高化学能到电能的转化效率。并在学生得出相关结论后，引出盐桥的概念。ZnSO4CuSO4【实验】由同学担任老师助手，对盐桥是否能实现所提出的想法进行验证1、在盐桥插入之前，检流计指针是否发生偏转？2、在盐桥插入之后，检流计指针是否发生偏转？3、左右烧杯中各发生了什么反应？4、该装置与普通锌铜原电池相比，有什么不同的地方？【思考】对教师提出的问题进行讨论研究，得出相关想法：不直接接触，分开装溶液通过观察实验思考回答问题通过探究，让学生体会获取知识的快乐，启发学生思考，使学生乐于接受，激发学生的学习兴趣【讲授】在学生讨论的基础上，讲述盐桥的作用：【讲授】介绍盐桥的构成：在U型管中装满用饱和KCl溶液和琼胶作成的冻胶盐桥的工作原理：1、使Cl-向锌盐方向移动，K+向铜盐方向移动，使Zn盐和Cu盐溶液一直保持电中性，从而使电子顺利地不断从Zn极流向Cu极。2、可避免负极与电解质溶液直接发生反应，使导线上的电子转移数目与实际反应失电子的数目一致。【聆听、思考】通过听老师讲解，分析得出含盐桥原电池的构成：1、①半电池中：②另半电池中：③外电路：④内电路：。2、盐桥制法：3、盐桥的作用：①.勾通内电路②平衡电荷，使溶液呈电中性①通过讲解及实验演示帮助学生分析本节重点和难点，学生在不断的思考和探究中，通过与老师的互动自己分析得出部分结论，从而加深学习的印象和效果②培养学生善于观察，善于总结的能力知识小结对盐桥的原电池进行小结2分钟提出问题：1.盐桥的作用：2.加入盐桥后由两个半电池组成的原电池工作原理：讨论思考回答问题培养总结知识的能力投影单液电池和双液电池总结双液电池优点2分钟【总结】双液电池的优点：1.有效避免了电极材料与电解质溶液的直接反应，增加了原电池的使用寿命2.离子在盐桥中作定向移动，减少了离子的混乱，使离子移动更加有序，电流持续稳定，提高了原电池的使用效率聆听整理通过总结，使学生对原电池的工作原理有了更深的理解总结原电池的构成条件2分钟提问：构成原电池的条件：思考总结引导学生对所讲知识进行回顾，加深理解。投影练习题测试对原电池的掌握程度7分钟请根据离子反应：Cu+2Ag+＝Cu2++2Ag设计一个带盐桥的原电池思考、讨论得出答案通过此题了解学生对原电池的掌握程度。【练习】教师给出适量的练习题【引导】引导学生对本节课所学知识进行小结完成练习题，对所学知识的掌握情况进行检测【讨论、总结】学生通过交流讨论，对本节课知识进行整理归纳①通过对知识的回顾，从而加深对相关知识点的理解②培养学生归纳总结能力总结本节收获课后作业本节收获：1、你知道单液原电池和双液原电池的有什么不同吗？2、你学会设计原电池吗？课后思考：1、对比电解池，它们在工作原理上有什么异同？2、根据所学知识课后自己利用身边的物品设计几个原电池。记录，思考巩固本节重点和难点八、【板书设计】1.3原电池的工作原理1、盐桥的作用：①.勾通内电路②平衡电荷，使溶液呈电中性2、盐桥原电池的工作原理：①半电池中：还原性强的材料作负极，失电子被氧化②另半电池中：电解质溶液中氧化性强的离子在正极得电子被还原③外电路：电子由负极经导线流向正极④内电路：两极之间通过盐桥构成闭合回路。3、构成原电池的条件（极、电、路、自发）（1）有二种活泼性不同的金属（或金属与非金属）做电极；（2）两电极在电解质溶液中；（3）形成闭合回路;（4）有自发的氧化还原反应九、【巩固练习】1.一个电池反应的离子方程式是Zn+Cu2+=Zn2++Cu,该反应的的原电池正确组合是

ABCD正极ZnCuCuFe负极CuZnZnZn电解质溶液CuCl2H2SO4CuSO4HCl2、X、Y、Z、W四种金属片进入稀盐酸中,用导线连接,可以组成原电池,实验结果如图所示:则四种金属的活泼性由强到弱的顺序为_________________3.如图所示，在铁圈和银圈的焊接处，用一根棉线将其悬在盛水的烧杯中，使之平衡；小心的向烧杯中央滴入CuSO4溶液，片刻后可观察到的现象是A.铁圈和银圈左右摇摆不定B.保持平衡状态C.铁圈向下倾斜D.银圈向下倾斜4.(高考真题）依据氧化还原反应：2Ag+(aq)+Cu(s)==Cu2+(aq)+2Ag(s)设计的原电池如图所示，请回答下列问题：（1）电极X的材料是

；电解质溶液Y是

；（2）银电极为电池的

极，发生的电极反应为

X电极上发生的电极反应为（3）外电路中的电子是从

电极流向

电极。“原电池实验探究”评价量规评价指标好[0，0.8]较好[0.8，0.6]需改进[0.6，0]自评互评教师研究和搜集信息（10分）收集大量的信息，所有的都跟课题相关收集一些基本的信息，大部分和课题相关没有收集和该实验课题相关的任何信息实验方案（20分）基本上是一个全新的设计，并有根有据有较大改进，并引入了新想法，但依据上尚存不足原版照搬课本方案与步骤，没有任何改进实验操作（20分）规范、熟练较熟练地操作基本仪器，偶尔有不规范之处会操作基本仪器，但有较多错误或有不规范之处合作交流（20分）经常合作，整个实验基本上在协作中完成。时而合作，相互沟通研究状况很少合作实验效果（15分）明显，持续、无安全问题、讲做结合恰到好处有较为明显的现象，成功，但持续欠足，讲做衔接基本恰当有现象出现，但有安全问题，或基本成功，但尚有明显失误或错误，没有配合讲解实验报告（15分）几乎没有文字错误，结构严谨规范，解释简洁、科学，并对可能性能作出预测出现的文字表达错误不影响理解，结构基本合理，但没有对可能性进行探讨错误较多，或结构不完整、不规范，给理解造成一定困难总评学生学习效果评价设计评价方式评价内容评价项目评价等级ABCD自评对本节知识的兴趣浓厚较浓厚一般弱本节课独立思考的习惯强较强中弱自信心体验到学习成功的愉悦多较多一般少理解别人的思路，与同伴交流的意识好较好一般弱在知识、方法等方面获得收获的程度高较高一般低同伴互评本节课发言的次数多较多一般少质量好较好一般差课堂练习的重要性高较高一般低学生课堂表现评价量表项目A级B级C级个人评价小组评价教师评价

听课情况听课认真没有走神、讲闲话现象听课较认真偶尔有走神、讲闲话现象听课不认真严重有走神、讲闲话现象

发言情况积极举手发言，有自己的见解能较少举手发言，有自己的见解很少发言，不表达自己的见解

合作学习情况善于与人合作，虚心听取别人的意见能与人合作，接受别人的意见缺乏与人合作，难以听取别人的意见

课堂作业情况认真迅速的完成作业，作业质量高能完成作业，速度比较慢或质量一般不能完成作业

我这样评价自己

同伴眼里的我

老师的话

学情分析高中选修阶段的化学学习，是在必修的相关知识的基础上加以进一步的提高深化。电化学属化学能的转化知识范畴，之所以将化学能与电能的转化列在化学能与热能的转化之后，一方面是由于从学习内容的难易程度上来看，化学能与热能的转化相对简单，学生在初中和高中必修阶段都有了较多的涉及且有比较丰富的生活经验，而电化学部分相对显得抽象，学生理解起来存在困难，比较难以掌握。选修阶段的电化学部分的内容为学生提供了一个较为完整和系统的电化学原理相关知识，也为学生理解和运用电化学的知识奠定了基础。另一方面课本将实验探究充分融入到理论知的学习过程当中，让学生经历科学探究的过程，为学生进一步提高科学探究能力创设了平台。同时，也充分联系原理在实际生产生活中的运用，让学生体会到化学的有用性，体验科学、技术、社会与环境的密切关系，达到提高学生科学素养的目标。学生此前通过必修阶段的电化学部分知识的学习，已经初步掌握了原电池的定义、工作原理和构成条件。同时，对于原电池的实验操作的相关技能和规范也有了了解，可以说对原电池的学习已经有了一定的基础。同时，作为高二理科班的同学也有相对较强的实验观察能力、科学研究能力和问题分析能力，对化学的学习也有较为浓厚的兴趣，尤其是对于“电”，这一日常生活中最常见元素之一的知识的学习，更容易激发学生探究思考，并进一步学习理论知识的热情。但目前的高中学生往往容易固守原有的知识，在打破对原有原电池的认识，发现简单原电池存在的缺点，从而引入盐桥的概念，构建新的原电池装置上可能存在一些学习的困难。效果分析在授课内容上，包括了课堂导入，情节梳理，探究实验，现象分析，解决问题，课堂小结，课后作业等部分，内容较多，对学生来说，要全部掌握较难，这也造成了重点不够突出，以及忽视了学优生和学差生的层次差别。在授课方式上，采用了小组实验，分组讨论，实验探究，多媒体辅助，PPT展示等方式，技术手段与授课内容虽有一定程度的融合，但是有一些内容呈现的还是过于简单，由于实验室的局限性，导致盐桥的实验只能通过看视频来了解，感觉效果不如教师实验要好。课堂教学的预设过于注重授课形式和环节，注重授课内容的完整，所以提出的问题力求面面俱到，在引导学生学习的过程中，思路不够灵活，虽然给了学生一定的思考空间，但过于追求答案的标准化，对于学生的思路有一定的妨碍。在今后的教学过程中，应该立足于学生的思路，想学生之所想，然后进行有效引导，还应该给学生更多的思考空间，更多的方法指导，让学生逐步学会独立思考，能够进行个性化解读。通过评测练习第1、3题是原电池的构成条件，通过学生的回答情况，对此知识点掌握很好。第2题是设计带盐桥的原电池，这是本节课提到的新知识，个别同学设计有点困难，如电解液的寻找有困难。第4、5、6题是利用原电池的原理进行金属性的判断、原电池的判断及的判断，进行知识的迁移应用，大多数学生掌握很好。本堂课从整体效果上看，学生在掌握原电池的工作原理上有一定收获。本节课授课环节完整，思路清晰，逻辑严密，但是重点不够突出，没有大胆进行取舍，对于学生能够自学掌握和不需要重点讲解的知识没有放弃。自己在课堂节奏的掌控上还需要提高，本节课的节奏过快。在备课理念和新技术运用等方面仍要努力改进。教材分析本节课的教学内容“原电池”，是鲁科版《普通高中课程标准实验教科书化学选修4化学反应原理》中第一章化学反应与能量转化的第3节化学能转化为电能—电池的第1课时。教材在必修2原电池的基础上，以课程标准为依据，在学生已经建立起电极反应的概念并能正确地判断阴极和阳极的基础上，精心设计、构建了一个内容体系，以一个学生熟悉的自发氧化还原反应为研究对象，通过将其拆分在两个电极上分别进行氧化反应和还原反应并采用逐步深入的研究手段，来介绍原电池的工作原理，以及阴极和阳极、正极和负极、电池反应的概念。本课时关于原电池工作原理的内容，首先由学生熟悉的铜与硫酸锌溶液反应入手，提出如何将该反应所释放的能量转化为电能这一问题，暗含的目的是使学生认识到原电池中所进行的过程必须是一个自发过程；其次，用学生熟悉的单液原电池实现将该反应所释放能量向电能的转化，并以该简单原电池为模型分析原电池的工作原理，在上一节建立起的电极反应概念的基础上分析原电池工作过程中所发生的电极反应，让学生体会到原电池与电解本质上是相同的；然后，提出一种学生没有接触过的原电池——双液原电池，向学生展示可以通过尽可能减少副反应的方法来使反应所释放能量更加有效地向电能转化，并介绍电池的正极、负极的概念以及电池反应的概念，使学生的认识上升。这种分析逐步深入、教学循序渐进的构思分散了难点，符合学生的认知规律，降低了学生学习的难点，可以有效地提高学生的学习效率。通过学习可以使学生认识到，原电池是一种将化学能转化为电能的装置；原电池有两个电极以及连接两个电极的导体构成，电极包含电极材料和电解质溶液；在原电池中，两极上分别自发的发生氧化反应和还原反应，从而产生直流电。需要指出的是，本节设计时安排了一个重要的潜线索，即原电池中所进行的过程必须是一个自发过程。虽然原电池与电解本质上是相同的，但是二者存在一个重要区别：原电池中所发生过程与电解所发生过程方向相反。因此，前者产生电能，后者需要电能维持。这个暗线索为学习第2章第1节“化学反应的方向”和第3章第4节“离子反应”，以及这两部分内容的贯通埋下了伏笔。【教学目标与要点分析】知识与技能目标：进一步认识原电池，牢固掌握原电池的工作原理及其构成条件；会写电极反应式、电池反应式了解简单原电池的缺点和改进方法；过程与方法目标通过实验探究活动，进一步巩固化学实验的基本操作的规范性培养科学探究过程中的问题意识，善于发现问题并提出质疑，勤于思考对实验现象提出相关问题学会运用观察、实验、网络等多种手段获取信息，运用归纳总结、比较等方法对信息进行加工处理情感态度与价值观通过实验探究，体验探究的基本过程，认识化学实验在化学研究中的作用在小组愉快的合作中体验学习的乐趣认识理论来源于实践，又指导实践，培养学生科学的世界观【教学重点、难点】知识与技能上的重点、难点原电池的工作原理，写出简单的电极反应及电池反应过程与方法上的重点、难点学会运用观察、实验、网络等多种手段获取信息，运用归纳总结、比较等方法对信息进行加工处理本节包含三部分内容：原电池的工作原理、化学电源和金属腐蚀课时：3课时第1课时：原电池的工作原理第2课时：化学电源第3课时：金属腐蚀评测练习1、判断下列装置是否能形成原电池？（原电池的工作原理）FEDBAC2、请根据离子反应：Cu+2Ag+＝Cu2++2FEDBAC原电池的工作原理：3.一个电池反应的离子方程式是Zn+Cu2+=Zn2++Cu,该反应的的原电池正确组合是

ABCD正极ZnCuCuFe负极CuZnZnZn电解质溶液CuCl2H2SO4CuSO4HCl利用原电池电极判断金属性强弱：4、X、Y、Z、W四种金属片进入稀盐酸中,用导线连接,可以组成原电池,实验结果如图所示:则四种金属的活泼性由强到弱的顺序为_________________原电池原理的应用：5.如图所示，在铁圈和银圈的焊接处，用一根棉线将其悬在盛水的烧杯中，使之平衡；小心的向烧杯中央滴入CuSO4溶液，片刻后可观察到的现象是A.铁圈和银圈左右摇摆不定B.保持平衡状态C.铁圈向下倾斜D.银圈向下倾斜6.(高考真题）依据氧化还原反应：2Ag+(aq)+Cu(s)==Cu2+(aq)+2Ag(s)设计的原电池如图所示，请回答下列问题：（1）电极X的材料是

；电解质溶液Y是

；（2）银电极为电池的

极，发生的电极反应为

X电极上发生的电极反应为（3）外电路中的电子是从

电极流向

电极。课后思考、讨论1、对比电解池，它们在工作原理上有什么异同？2、根据所学知识课后自己利用身边的物品设计几个原电池。课后反思在备课时，以“我要教什么”为切入点，根据原电池的教学目标，结合本节的特点，以复习巩固必修2的知识拉开帷幕，确定化学能转化为电能作为主要授课内容，兼顾兼顾实验课的特点——从实验现象中找问题，本节实验本来用电流表来发现化学能转化为电能，学生的兴趣不是很高，后来从实际生活入手——音乐卡学生做实验的积极性很高。通过分析实验现象解决问题从而引出对盐桥的学习。在一开始的备课中，以教师为课堂主体的备课思路往往容易忽视学生的学习需求，造成授课时的平均用力，而对于学生最为迫切需要解决的问题没有重点照顾，后来在不断的改进中，由“教师要教什么”转为“学生要学什么”，使授课内容更具有针对性，满足了和谐高效课堂的要求。

在学情分析上，虽然对现阶段学生的学习情况进行了必要的了解，但仍然不够充分。作为一节以实验为主的课时，其中学生对实验现象的描述有时不是很完整，准确，语言表达不是很规范，所以有必要锻炼学生平时对实验现象的描述。由于在学案的设计中有了对基础知识的检测，学生基础知识掌握较好。另外，学生在必修2的基础上对原电池有了一定程度掌握，在回答问题方面比较好，在实验中，实验现象较明显，有利于学生对问题的进一步探究，从而引出双液原电池，并且对一部分能力较好的同学能很好地分析出单液原电池和双液原电池的优缺点，学生的筛选整合、归纳概括能力和语言的组织运用能力也需要提高。

在授课内容上，包括了课堂导入，情节梳理，探究实验，现象分析，解决问题，课堂小结，课后作业等部分，内容较多，对学生来说，要全部掌握较难，这也造成了重点不够突