爱华网《高二化学选修原电池的工作原理》教学设计
苍南中学 杨道想
[学情分析]
本节教材，不仅仅是前面必修课学习的复习，更重要的是学习的角度有了一定的变化，从能量的角度、从电流产生的本质以及最后的应用两方面进行了编排，应该说符合认知规律，既是复习旧知，又是加深学习，提升能力。
虽然学生的学习有了知识与能力的基础，但是必修课中学习经过较长的时间，学生对知识淡忘了较多，所以要进行教学还是有一定的难度，但学生对于这方面的学习兴趣还是非常浓厚的，应该利用好这一点。
为此，本节课宜采用边讲边实验的方法组织教学，要让学生通过实验来复习和巩固旧知识，并激发他们学习化学的兴趣，提升他们的实验能力、思维能力和学习能力。
[教学目标]
1.知识与技能：
（1）了解原电池的工作原理，能判断原电池的正、负电极，能写出电极反应式；
（2）通过实验与分析，初步掌握形成原电池的基本条件；
（3）学习实验研究的方法，能设计并完成一些基本的化学实验。
2.过程与方法：
（4）经历对化学物质及其变化进行探究的过程，进一步了解科学探究的意义，学习科学探究的基本方法，提高科学素养及科学探究能力；
（5）在科学探究的过程中要具有较强的问题意识，敢于质疑，勤于思索；
（6）学会运用观察、实验、交流等多种手段获取信息，并运用比较、类比等方法对信息进行加工。
3.情感态度与价值观：
（7）在化学学习的过程中体验并享受探究带来的快乐，感受化学世界的奇妙所在；
（8）增强联系生活、生产实际学习化学并将化学知识应用于生活的意识；
（9）关注与化学有关的社会热点问题和科学前沿问题，增强环境保护的意识，逐步形成可持续发展的思想。
[教学重点]
1.原电池的工作原理；
2.写出简单的电极反应式及电池反应方程式。
[教学难点]
1.原电池的形成条件及电极反应；
2.电子流向和电流方向；
3.原电池工作原理的理解。
[教学方法]
讲授式教学、启发式教学、演示实验、学生分组实验、多媒体辅助教学。
[课前准备]
教师制作课件、准备实验；学生做好适当预习准备。
[教学过程]
教师活动 | 学生活动 | 设计意图 | |||||||||||||||
[引言]同学们，自然科学规律告诉我们，各种形式的能量，在一定条件下是可以相互转变的，例如：通过电动机可以将电能转化为机械能等。 [提问]通常情况下，化学反应中能量的变化主要是化学能和什么能之间的转化？化学能和电能之间是否能相互转化呢？ [展示]生产、生活中常见的、必不可少的电池图片。 [提问]在怎样的条件下可以实现这种转变？ [讲述]这一现象早在1799年就被意大利的物理学家伏打捕捉到并加以研究，发明了世界上第一个电池：伏打电池，即原电池。 | 举出各种能量相互转变的实例。 电能 机械能 风能 电能 [思考问题]。 化学能 热能 化学能 电能：电池 观看课件首页图片，思索“电池”确实与我们的生活息息相关。 回答：设计成原电池。 了解电池发现史，以加深学习化学的情趣。 | 引导学生思考能量的特点。 激发学生学习的欲望。 直接展示本节课的中心意图：化学能与电能的转化。引导学生进入学生学习主题。 | |||||||||||||||
[提问]原电池的工作原理是什么？ [展示]西红柿（土豆、苹果）电池。 | 观看趣味实验，得到极大的震撼：原电池很简单。 | 再次激发学生学习原电池的工作原理的欲望。 | |||||||||||||||
[活动、探究] 指导学生分组设计实验，研究锌粉与CuSO4溶液反应中的能量变化。 指导学生实施实验方案。 | 根据要求，分组设计实验方案，然后小组之间进行简单交流，加以完善。 各小组完成实验。 | 通过实验认识化学反应中的能量变化。在实验中发现问题，通过实验探究科学知识。 培养动手操作能力。 | |||||||||||||||
指导学生边做实验、边讨论与交流。 [实验1]将锌粉加入CuSO4溶液中，测量溶液温度的变化，分析能量变化情况。 [提问] （1）锌粉和CuSO4直接反应的实质是什么？ （2）上述反应中化学能直接转化成了热能释放出来。能否将该反应所释放的能量转化成电能？如果可以，如何实现？ [实验2]如果锌与CuSO4溶液的反应是放热反应，请根据所学知识设计实验将该反应所释放的能量转化为电能并实施所设计实验的方案。 | 分组实验，观察并记录实验现象，并填写完成下面表格。 Zn + CuSO4 = ZnSO4 + Cu [思考、讨论]将化学转化 成电能的装置就是原电池。只要将反应： Zn + CuSO4 = ZnSO4 + Cu 设计成一个原电池即可。
| 通过一组实验使学生在原有知识的基础上又发现了新问题。 培养学生积极思考问题的能力，并能用已学过的知识去解释一定问题。 培养学生设计实验方案的能力。 培养学生记录、处理信息的能力。 | |||||||||||||||
[过渡] 指导学生根据教材中图1-9或课件上的图分析原电池的工作原理。 [课件演示]原电池的工作原理。 [教师小结] 1.原电池的负极及电极反应式； 2.原电池的正极及电极反应式； 3.总的电极反应方程式。 | 思考、分析原电池的工作原理： 负极（发生氧化反应）：Zn-2e-=Zn2+ 正极（发生还原反应）：Cu2++2e-=Cu 电池总反应方程式： Zn+ Cu2+= Zn2++ Cu [电子流向和电流方向] 电子流向： 负极（Zn）→正极（Cu） 电流方向： 正极→负极→正极 | 由物理学知识引导学生找出能形成电流的根本原因。 通过已学知识，分析原理，得出结论。 初步明白原电池的工作原理。 | |||||||||||||||
[质疑]根据前面的学习和探究，你认为构成原电池的基本条件是什么？ 提供药品：NaCl溶液。 通过实验验证，得出结论。 ①有两种活动性不同的金属(或一种是非金属导体)作电极。 ②电极材料均插入电解质溶液中。 ③两极相连形成闭合电路。 ④必须发生氧化还原反应。 | 设计并完成实验，得出结论。 如图： （1）将实验2中铜片换成锌片； （2）电解质溶液换成NaCl溶液。 | 设计实验，进行探究，得出认识，形成感性和理性知识的结合。 对原电池形成条件认识的更加深刻。 | |||||||||||||||
[交流、研讨]P13 [提问] 1.能否实现化学能向电能的转化？ 2.电流的方向如何？锌片和铜片上各发生了什么反应？ 3.与实验2中的原电池相比，该原电池有什么优点？ 4.通过这个活动，你对原电池有了哪些新的认识？ [讲解]原电池的电流是怎样产生的。 | 实验并相互交流。 通过实验获取证据，培养发现问题，提出问题的能力。 图： 聆听、理解。 | 进一步认识原电池的工作原理。 开拓学生的视野。 | |||||||||||||||
[课堂小结]原电池的工作原理及电极反应式。 | 聆听。 | 复习，加深对重点知识的印象。 | |||||||||||||||
[课后研究性学习课题] | 试利用西红柿或柑橘制成一个小电池。 | ||||||||||||||||
[板书设计]
第一节 原电池的工作原理
一、原电池——把化学能转变成电能的装置。
1.原电池的工作台原理：锌（负极）：Zn-2e-=Zn2+（锌板溶解，发生氧化反应（铜正极）：Cu2++2e-=Cu（有铜析出，发生还原反应）。
2.电子流与电流的运动方向
3.构成原电池的条件
①有两种活动性不同的金属(或一种是非金属导体)作电极。
②电极材料均插入电解质溶液中。
③两极相连形成闭合电路。
④必须发生氧化还原反应。
[教学反思]
一、把握教材内容，制定好教学策略
本节教材，不仅仅是前面必修课学习的复习，更重要的是学习的角度有了一定的变化，从能量的角度、从电流产生的本质以及最后的应用两方面进行了编排，应该说符合认知规律，既是复习，又是加深。
虽然学生的学习有了知识与能力的基础，但是必修课中学习经过较长的时间，学生对知识淡忘了很多，所以要进行教学还是有一定的难度，但对于这方面的学习兴趣还是非常浓厚的，应该利用好这一点。
具体做法如下：
1.学生学习兴趣的拓展。
（1）展示各种电池的图片：干电池、数码相机、摄像机、笔记本电脑、蓄电池，激发学生学习的兴趣。（2）展示具体的实物：干电池、手机电池，联系学生的实际生活，如计算器、手电筒、文曲星等需要电池才能正常的工作；（3）趣味实验的演示：苹果电池、西红柿电池、土豆电池展示，并让个别学生上来观察这些电池是否有电流的产生。
2.为学生创设好学习、探究的环境。
（1）以6个人为一个学习小组，合作学习，共同进步；（2）提供必要的试剂和药品供学生选择，既有课本安排实验的进行，又有自己设计实验、自我探究的过程；（3）把时间留给学生，把想象的空间留给学生，把认知过程留给学生。
3.利用现代信息技术做好课堂教学的辅助。
用课件来演示原电池的工作原理、电极反应、构成条件以及练习题。（1）电子板书突出重点；（2）电子动画突破难点；（3）迁移应用拓宽视野。
二、重难点的突破
本节课中的重点、难点为原电池的工作原理、电极反应的书写及构成条件。
对原电池的工作原理来说，主要通过实验1和试验2现象的记录及思考，有了感性认识，得出结论；然后以课件的形式予以展示、讲解复习学过的铜—锌原电池（电解质溶液为稀硫酸）的原理，从而加深对具体实验的原电池的理解；对于电极反应采用同样的方式，并予以了板书，区分电极反应、电池反应的概念；对于构成条件，主要是让学生根据提供的试剂自己设计实验，认真进行实验和思考，从而得出正确的结论，最后予以简单的讲解，并通过练习题判断是否为原电池，主要是加深对构成条件的理解和应用。
三、成功与不足之处
1.成功之处：(1)学生的表现很出色。认真完成实验内容，积极进行探究学习，得出正确的答案，也没有紧张；（2）完成了重点和难点内容的突破。表现在问题回答的很正确，同时练习题的判断很准确。
2.存在的不足：学生活动探究的时间太长，设计了练习题，但没有足够的时间去完成，感觉不是特别满意。
3.感悟：认真思考了这次公开教学，对存在的不足，很是遗憾，但是从教学战略上来说，目的已经达到。因为这节课的最大特点就是完成[活动·探究]，这是活动探究课，应充分体现新课程的理念和特点，不能以传统的一些观点去要求和约束。因为，虽然学生有进行探究活动的良好愿望、有一定的基础和优势，但整体来说，我们的学生能力不是很“强”，这样必须以时间长作为最大的牺牲。为什么说学生表现的很出色，原因是只要我们提供给他们条件，他们还是能有所发现、也能出色的完成任务（虽然时间长）。如这次，要知道能量的转化，只要知道温度变化与否，但学生们还是很详细的记录关于温度的变化，认真进行探究，认真的进行思考，问了好多的问题，这都是好的方面。另外，我们也可以发现经常进行研究性学习的班级学生的能力比没有进行过这样学习的学生要强，并且能力每次都有所提高，这也是值得欣慰的地方。所以，经过思考、听取其他老师的观点，还是没有什么可遗憾的，每节课也不可能尽善尽美。
