高中化学-原电池教学设计学情分析教材分析课后反思

高中化学选修四§4.1【原电池】教学设计

课题原电池课型新授课

授课人授课班级

1.课程标准：

体验化学能与电能相互转化的探究过程，了解原电池工作原理，能写出电

极反应和电池反应方程式。

2.教材内容分析：

本节内容以必修化学2第二章第二节“化学能与电能”为基础，必修1氧

教材分析

化还原反应原理为依据，进一步介绍原电池的组成和工作原理，通过对原电池

中闭合电路形成过程过程的分析，引出半电池、盐桥、内电路、外电路等概念，

要求学生能够书写出相关的电极反应式和电池反应方程式。同时，帮助学生对

电化学的研究与应用范围形成一个概貌性的认识。教材对电极电势等概念没有

介绍，在理论方面控制了知识的深度，因此在教学中需要借助氧化还原反应理

论和金属活动性顺序以及物理学中的电学知识对有关问题进行定性的介绍和分

析。采用实验探究探讨原电池持续、稳定地产生电流的必要条件，也为原电池

原理的实用性开发奠定了理论基础。

学生已经在高一必修二课程中初步学习了原电池的工作原理和基本构成条

件，同时具备分析氧化还原反应原理的知识和规律方法，有一定的守恒观念和

学生分析对比分析的学科思想。学生也具备了一定的实验操作和动手能力，经历高一学

年的学习，也具备一定的对定性实验现象的分析、描述、探讨能力和应用化学

知识解决实际问题的能力，但实验创新能力还比较欠缺，需要进一步提高学生

分析问题、解决问题的能力，培养学生的科学精神。

【知识与技能】认识能量转化基本形式，了解原电池工作原理和结构，掌握原

电池的电极和电池反应式的书写

【过程与方法】通过试验探讨、问题分析和实验探究，培养学生的实验能力，

以及分析问题和解决问题的能力

教学目标

【情感态度价值观】通过实验培养学生科学的学习态度、合作探究精神和正确

的人生价值观；培养积极探索和精益求精的科学态度，树立学以致用的科学信

念，激发学习化学的兴趣和主动性。

教学重点原电池的工作原理、构成条件及电极反应式的书写

教学难点原电池工作原理

教学媒体多媒体、实物投影

教学策略实验教学、小组合作

【教学流程图】：

模拟分析工作原理，总结实验探究影响电理论分析设计原电池，并

构成条件能的决定因素且实验验证，发现问题

环节三:原电池装置的优化改进

理论分析改进方案实验探究电池改进效果，总结原理和条件

知识总结与指导

环节四:

【教学过程】：

课题原电池

【知识与技能】认识能量转化基本形式，了解原电池工作原理和结构，掌握原电池的

电极和电池反应式的书写

【过程与方法】通过试验探讨、问题分析和实验探究，培养学生的实验能力，以及分

教学

析问题和解决问题的能力

目标

【情感态度价值观】通过实验培养学生科学的学习态度、合作探究精神和正确的人生

价值观；培养积极探索和精益求精的科学态度，树立学以致用的科学信念，激发学习

化学的兴趣和主动性。

【教学重点】原电池的工作原理及电极与电池反应的书写

教学【教学难点】原电池的工作原理

重难【措施】1、重点的解决：以实验为载体，创设问题情境，将实验探究与思考交流交

点及替进行，突出学生主体作用；

措施2、难点的解决：借助探究性试验与原有知识对原理进行分析，借助动画模拟微观过

程和理论分析突破疑难。

课堂教学

环节教师活动学生活动教学意图

【投影】形形色色的电池观看了解电池的发展

背景，体验化学技术应

、【讲解】在日常生活中我们正使用与生活之美。

课用着各式各样的电池，从电池的思考体会学习科学知

堂性能和应用来看电池的发展：(1)回答识宗旨，知识科技的合

情电池的质量和体积变化-小型化；理运用对提高人类生

景(2)电池输出电能的效率变化-活质量和促进社会发

创高能化展的重要作用，培养学

设(3)电池的使用过程和可循化生认真学习，服务人类

利用-可持续化社会，方便工作与生活

(4)材料的来源和使用对环境的人生价值观，引导学

的影响-清洁化生培养积极认真的学

【投影】电池的诞生历史习态度。

【讲解】电池的发展离不开科学

家们的不断实践和勇于探索。电观看

池的诞生起源于意大利生物学家

伽伐尼的一次科学实验发现，发聆听了解科学技术发

明于意大利物理学家伏打的反复思考展的历程，认识化学是

试验探索。那么在生活中大家有一门以实验为基础的

二、没有结合高一阶段学习过的电学自然科学，体会科学家

原知识制作过电池？们锲而不舍、勇于探索

电【演示实验】制作柠檬电池回答和追求真理的精神。建

池1、将一个铁钉和一个铜质的硬构实践出真知的学科

的币插入到柠檬上；观察实验现象：电流计思想。

工2、分别用导线连接硬币与铁钉，指针发生偏转

作再将导线接到灵敏电流计的正负

原接线柱上体会化学来源于

理学生回答：生活，以取材于生活，

与(1)产生了电流用趣味实验引入课堂，

构(2)电流是电荷的定展示化学实验的魅力，

成【提问】1、电流计指针偏转说明向移动产生的，金属靠激发学生的学习兴趣

条什么？电子，溶液中靠阴阳离和求知欲望。

件2、电流是怎样产生的？金属和溶子的定向移动。构建以问题引领

液分别是靠什么导电的？(3)铁与柠檬酸反生知识，由现象到本质，

3、发生了怎样的反应？氧化还原反应由一般到特殊，由简单

4、根据接线情况和指着偏转方向(4)铜是正极，铁是到复杂的分类思想，进

判断正负极材料是谁？负极而不断增强学生的问

小组代表分析展示：题意识，在问题探究中

【讲解】柠檬酸可以用稀硫酸来电池的电极、电子的移渗透化学学科思想，使

代替，试模拟分析电池的工作原动方向和电极反应学生对物质的变化认

理？识产生浓厚兴趣，提高

学生分析问题、解决问

【提问】1、结合资料卡片内容分阅读题的能力从而培养学

析电子的流向？学生回答：生的科学精神。

2、由于电子的定向移动，正负电1、电子从活泼的金属为学生提高展示

极区的电性有什么变化？由此，流向稳定的金属的平台，体现学生主体

受静电作用影响，阴阳离子分别2、负极区带正电，正极地位，调动学生思维和

向哪个电极移动？上带负电，阴离子向负积极性。

极移动，阳离子向正极

移动通过阅读材料挖

【动画展示】工作原理掘信息，帮助分析原电

观看池的工作原理。

【板书】1、工作原理：思考

e-

负极----->正极

阴离子TT阳离子

电解质

【讲解】在电势差的影响下，活理解原电池工作

泼的金属失去电子经过导线流向原理，掌握用正确的化

稳定的金属，构成外电路；受电学用语表示电极反应，

性影响，阴阳离子分别向两极定检查电极反应式书写体会电子守恒与电荷

向移动，形成内电路，负极和正整理原电池工作原理守恒，建立守恒思想，

极上分别发生氧化和还原反应，学会透过现象看本质，

即两个电极反应，电极反应也是用辩证的观点去看问

离子反应，电极反应式书写要遵题。构建从个别到一

循离子方程式的书写要求。整个般，由宏观到微观的学

过程保持电子守恒和电荷守恒，习思想。

由此可以看出，正负两极电极反

应式之和等于总电池反应。

—•>【提问】1、原电池反应的本质是学生思考回答：

原哪种类型的反应？1、自发的氧化还原反结合实验装置材

料和试剂，利用氧化还

电应

原反应原理分析构成

池2、结合工作原理和装置，分析构2、活泼性不同的两极、

原电池的本质和外部

的成原电池的外部条件？电解质溶液、闭合回

构成条件，建立结构与

工、在氧化还原反应中负极材料和路

3性质的关联，为原电池

作电解质分别是什么角色？3、负极是还原剂，电解理论的实际应用打好

原【板书】2、构成条件：本质质是与负极反应的氧化基础。

理【提问】影响输出电能大小的主剂。

由性质理论到数

与要因素是什么？

据分析，运用对比方

构【演示实验】

法，总结影响原电池电

成步电流计示

操作能的因素，构建由定性

条观察电流计指针示数，

骡数到定量分析、由抽象理

件组装Fe-Cu-稀并记录实验数据，论形象化的化学思想。

1

硫酸电池装置思考讨论影响电流大小了解化学定量分

析的方法，建立由定性

上述电池Fe电的因素。

2到定量的学科思想，培

极更换为A1片回答：负极越活泼，电

养学生科学严谨、精益

上述装置中的解质的氧化性越强，输

求精和认真务实的学

出电流越大

稀硫酸换成同习研究态度，增强学生

3

浓度的硫酸铜对知识和实验的学习

溶液兴趣，从而提高学生从

事科学探究的能力和

综合素质。

【讲解】影响电池输出电能的主完成并讲解学案上的

体会科学知识为

要因素是反应物的氧化还原能【跟踪训练】：自发的氧

实践提供理论指导的

力。化还原反应原理才能设

意义，建构科学的分析

计成原电池；范式，准确有效地找到

【提问】1、从理论上怎样的反应事物发展变化的原因

能够设计成原电池装置？思考讨论，学生板书设与条件，控制变化的路

计的原电池装置，讲解径与进程，把握变化的

规律与结果。

2如何根据电池反应设计原电设计依据。理论联系实际，做

池？试画出装置。到学以致用，提高学生

的分析动手能力。总结

回答预测现象：Zn逐渐

设计电池的基本方法，

3、预测大家设计的原电池的现溶解，Cu上析出红色固

构建解决问题具体化

三、象？体，溶液颜色变浅，灯

程式化的化学学科思

原变亮。想。

电【讲解】原电池设计思路是电池通过分组实验使

池反应中的还原剂做负极，正极选学生学会自我约束控

制，养成规范的行为习

的择比负极稳定的导体，氧化剂做小组实验

惯，形成合作、分享、

优电解质溶液，然后连接成闭合回观察记录

交流的团队意识。观察

化路。大家根据设计的原电池装置，对比总结

实验现象之美，体验化

按要求组装完成实验，注意分工

改学实验乐趣，发现实践

进合作，记录实验现象，然后与预与理论的差距，引发理

测现象进行对比。论与实践的矛盾冲突，

激发学习兴趣。

抓住原电池的缺

【提问】1、锌片上析出的红色物思考回答：

陷，挖掘其根源，分析

质是什么？是怎么产生的？红色物质是铜，Cu2+

改进方案。在实验探究

直接在Zn的表面发生

和问题解决活动中增

2、灯塔亮度变暗说明什么？置换反应。强问题意识和创新意

3、经过导线的电子为什么会逐电流在减小识，不满足于现有理论

渐减少？锌表面析出铜，在表和解决方法，敢于根据

事实和独立思考探索

面形成很多微小的原电

新规律、新方法，敢于

4、如何改进装置才能产生持续池，导致输出电子减少

质疑、勇于创新的科学

稳定的电流？需要将锌从硫酸铜溶

品质。

液中分离出来，放入硫

【讲解】外电路用导线连接，内酸锌溶液中。

电路用盛有电解质溶液的装置为

桥梁连接起来，此装置叫盐桥。阅读【资料卡片2】

那么，我们的改进到底能不能让

灯塔持续亮起来，需要我们用实分组实验实验验证改进措

验进行验证，请各组利用提供的记录现象施的可行性，在小组实

验过程中，使学生学会

三、药品和仪器，按照要求进行实验。分析对比

自我约束控制，养成遵

原交流讨论

规守纪、注重安全的行

电【投影】1、改进过程和优化装置小组评价

为习惯，形成合作、分

池2、实验步骤与注意事项享、交流的团队意识与

的互助共赢的科学研究

优【板书】3、改进措施：盐桥习惯，最终形成实事求

是、耐心细致、严谨务

化

实的良好品质。提高实

改【提问】实验二和实验一现象有小组代表回答：

验动手操作能力，激发

进什么不同？锌片上无物质析

学习兴趣。

出，灯塔持续亮起来，

【讲解】通过大家的汇报来看，取出盐桥灯塔会熄灭。通过实验的成败，

大多数小组都圆满取得了想要的体验通过自身努力实

效果，祝贺大家对原电池装置改践获得成功的喜悦，激

发学习动力。保持和增

进成功！个别小组失败了，也不

强对化学现象的好奇

要气馁，失败乃成功之母，我们

心和探究欲望，主动把

课后可进一步分析原因，再接再

化学学习兴趣从对物

励。质变化的好奇转移到

【提问】1、该电池的正负极分别思考回答：深入揭示内在化学原

是谁？锌是负极，铜是正极，理上来，逐步养成追求

真理、崇尚科学、自觉

2、它们的工作原理相同吗？发生的电池反应相同。

运用科学原理和客观

规律做事的求真意识

【讲解】两极之间电势差仍然存

和科学品质。

在，电子由锌流出，发生氧化反

应，电子流入铜电极，铜离子得

到电子，发生还原反应。这样通

过引入盐桥，把原电池分成了两

个半电池反应。

【提问】1、盐桥中的离子是如何思考回答：由个别到一般，总

三、移动的？氯离子向左侧（负极）结与概括原电池内电

路的导电方式和两极

原移动，钾离子向右侧（正

的反应原理，掌握方法

电【讲解】由于电子转移发生两极极）移动

规律，构建氧化还原、

反应，导致负极区溶液带正电性，

池电子守恒与电荷守恒

的正极区溶液带负电，在静电作用的思维模型。

优下盐桥中的离子如何移动？其离

化子的移动方向与改进前相同，结

改合电性总结为“正正负负”的离

利用多媒体辅助

进子移动规律。

教学，形象直观地分析

离子的移动方向，帮助

【投影】动画模拟盐桥中的离子

思考回答：理解微观粒子的移动

移动盐桥把锌和硫酸铜溶方向，深入把握原电池

液分离开了，形成闭合工作原理。

【提问】盐桥在整个装置中起了回路，没有盐桥灯熄灭，

透过实验现象看

什么作用？起导电作用。

本质，总结盐桥的作

用。建构科学的分析方

【讲解】盐桥隔离开负极与氧化思考

法，准确有效地找到事

剂溶液，避免了它们直接接触反物发展变化的原因。进

应；盐桥中的离子可以向两侧移完成学案【跟踪训练】一步认识到提出新问

动导电。但是，大家要注意，电题、想出新思路、找到

新办法、发现新规律等

池工作时，盐桥中溶液成分不能小组讨论

创新活动是提高科学

与两个半电池溶液发生反应，避

认识水平、推动科学不

免盐桥中离子向两端移动发生反小组代表投影分析展

断发展进步的不竭动

应导致失效。大家结合以上内容，示完成结果。力。

完成学案跟踪训练。为学生提够自我

（隔离整理展示的机会，培养学生

【板书】盐桥一一作用1规范表达，独立分析问

1导电题的能力。

【讲解】通过本节课学习，我们

利用氧化反应原理和实验探究，让学生回顾自己

四、探讨了原电池的工作原理和构成对当堂内容的学习情

知条件，实现了原电池由化学能到况，及时做好记录和整

识电能的质变。由此，分析探讨了理。

整原电池的优化改进措施，提高了聆听

合原电池的能量利用率，实现了电思考鼓励学生不断进

与能输出的量的提升。记录取，刻苦学习，激发学

指今天介绍的只是电池的基本习动力，提高和培养建

导原型，还有更多更好的电池等待设社会和改进人类生

我们去研究学习。我们的习近平活质量的能力与技能，

总书记在十八大报告中指出“增强社会责任感、伦理

实践是理论之源，创新是发展动道德和服务社会的意

力”，希望在今后，大家能够继识。

续保持对化学的学习兴趣，刻苦

努力，勇于探索，大胆实践，培

养良好的科学素养，在不久的将

来，为我国的科技创新贡献自己

的力量！【投影】课后作业对课堂内容进行

【讲解】结合今天所学知识，利讨论，课后实践，假期课外延伸，达成分层教

用周末时间在家选择合适的材研究性学习计划学的目的，让学生保持

料，设计原电池看能否让废旧的对化学的学习兴趣，激

贺卡或小灯泡亮起来。利用假期发学生求知的欲望和

时间，通过网络资源和查阅文献动力，鼓励学生接触社

资料，总结改进原电池的更多更会、接触自然，开阔眼

好的方法，形成研究性学习报告。界，尝试去认识现实生

活，以此逐渐培养正确

的人生价值观。

【附1】板书设计:

原电池

1、工作原理：

e-

负极----->正极

阴离子TT阳离子

电解质

2、构成条件：本质

隔离

3、改进措施：盐桥一一作用<

I导电

【附2】学生课堂评价量规（小组互评）

评价指标ABCD

主动参与，能完成

积极参与，主动合主动参与，能完成被动参与，任务

参与程度任务，能完成自己

作，完成任务好。任务，有合作精神。不尽心。

分工

能很好地针对探能较好地针对探究能针对探究目的不能针对探究目

探究技能究目的和条件进B的和条件进行科和条件设计进行的和条件设计进

行探究。学探究。科学探究。行科学探究。

合作精神很好合作、协调较好合作、协调基本能合作不能与人合作

观察能力观察认真、仔细观察较认真基本可以参与不能主动参与

较好的完成记录完整的记录和得出

基本能够完整整

分析能力书写记录详细、准实验结论，书写较无法得出结论

理和熟悉

确仔细

【附3】学案:

第四章第一节原电池

【学习目标】I.认识能量转化基本形式，了解原电池工作原理和结构，掌握原电池的电极和

电池反应

2.通过实验探究和问题讨论，培养实验能力，以及分析问题和解决问题的能力,

培养积极探索和精益求精的科学态度，树立学以致用的科学信念。

【学习重点】原电池的工作原理、构成条件及电极反应式的书写

【前置作业】标出电子转移情况:氧化还原反应原理:

—电子，化合价.，发生..反应

(1)双线桥：Fe+2H+=Fe2++H2T

还原剂+氧化剂氧化产物+还原用物

(2)单线桥：Zn+CuSO4=ZnS04+Cu

—电子，化合价.,发生.反应

学习过程规律方法总结

一、原电池的工作原理与构成条件一、原电池

【思考】1、电流是怎么产生的？

1、定义：将一—

2、金属和溶液分别是靠什么导电的？

3、什么类型的反应能设计成原电池?能转化为______一能的

【电池分析】标出电子流向，分析离子的移动方向，完成下表:

装置。

电池装置1负极正极

电极

材料Cu2、工作原理：

电极反

（外电路）

应式

反应g稀硫酸负极一正极

类型

_____电子—一电子

【资料卡片1】当金属放入溶液中时，在金属和溶液之间产生了电势

差，通常把此电势差称为金属的电极电势，金属活动性越强其电极电_____反应一正应

势越小。在外电路中，电流从高电势流向低电势，电子则方向相反。

阴离子

【实验探究】

阳离子

装置装置1材料或溶液变化电流计示数

电解质溶液

2Fe片更换为A1片

3稀硫酸换成同浓度的硫酸铜溶液(内电路)

【跟踪训练】1、在理论上可用于设计原电池的化学反应是()

、

ABaCO3+2HCl=BaCl2+H20+CO2t3、构成条件：

电解

、

B2NaCl+2H2O===2NaOH+Cl2T+H2t(1)本质条件：

C^Zn+CuSO4=ZnSO44-Cu

、

D2CaC2+2H2Ot2Ca(OH)2+C2H2T(2)外部结构：

【思考】1、如何以【跟踪训练】答案为反应原理分析设计成原电池？

①______________________

原电池氧化还原理论材料

②______________________

负极

③______________________

正极

电解质4、原电池输出电能能

溶液力的决定因素：

2、画出原电池装置，标出电子流向，写出电极反应，预测实验现象？

原电池装置预测现象探究实验现象

二、原电池的优化改进:【思考】

、在装置中标注电

【交流探讨】1、如下图实验I中Zn片上析出的红色物质是什么？为1II

什么灯塔会逐渐变暗