《原电池的工作原理》教学设计与反思

教学设计名称 原电池的工作原理执教者 侯树敏 课时 第一课时基本信息所属教材目录 高中化学（苏教版）选修 4 的专题 1第二单元第一节教材分析本节课以“教师巧妙引导，学生自主探究”的学习方式学习，大致分为：回顾原电池，改良原电池，设计原电池，书写电极反应等几个基本环节。学情分析 该内容学生在高一必修化学 2 已有一定的了解，本节是该内容的加深拓展，主要是增加了盐桥的内容。知识与能力目标（1）在化学 2 的基础上，进一步学习原电池工作原理，探究单液原电池的不足和改进； （2）学习实验研究的方法，能设计原电池，形成完备的原电池概念，理解构成原电池的条件，掌握电极反应式的书写。过程与方法目标（1）通过实验探究原电池原理，学会观察、学会提问、学会思考； （2）通过对单液原电池与双液原电池的设计对比，学会比较、评价设计方案。教学目标情感态度与价值观目标通过自主探究根据现象设疑，根据疑问求解的模式，进行自主学习，激发学习兴趣，培养科学探究态度和科学创新精神。重点 能设计原电池，理解构成原电池的条件，掌握电极反应式的书写。教学重难点 难点通过对单液原电池与双液原电池的设计对比，学习实验研究的方法，理解构成原电池的条件，掌握电极反应式的书写教学策略与 设计说明以“教师巧妙引导，学生自主探究”的学习方式学习。分为：回顾原电池，改良原电池，设计原电池，书写电极反应等几个基本环节“硫酸发电图”引入复习原电池工作原理学生设计简单原电池通过实验现象，学生发现单液原电池缺陷教师启发学生，引出“盐桥” ，找到改良方法师生归纳、总结学以致用教学过程教学环节（注明每个环节预设的时间）教师活动 学生活动 设计意图新课导入1min展示寻秦记中的“硫酸发电图” 学生思考讨论 引发学生兴趣板书一、原电池工作原理2min教师板书，并要学生展示讨论结果学生展示：负极：Zn-2e-=Zn2+ 正极：2H+ 2e-=H2 总反应：Zn+2H+ = Zn2+ H2学生积极参与构成条件5min通过刚才对原电池原理的复习，请同学们来归纳构成原电池的条件。教师总结：内因：自发进行的氧化还原反应； 外因：（1）两个电极（导体，可同，可不同） 负极：失电子，氧化反应 正极：得电子，还原反应 （2）电解质（提供自由离子溶液，熔融或固体均可）（3）闭合回路（“电子岸上走，离子水中游” ）学生回答：（1）两个活泼性不同的电极，较活泼的为负极；（2）电解质溶液；（3）构成闭合回路；（4）存在自发进行的氧化还原反应。拓展已有知识，加深学生对构成原电池条件的认识练习3min教师要求学生完成练习。将反应“Zn+Cu 2+=Zn2+Cu”设计成简单原电池,请画出装置图，写出电极反应。电极反应： 负极：Zn-2e-=Zn2+ 正极：Cu 2+ 2e- = Cu 总反应：Zn+Cu2+=Zn2+Cu 学生独立设计电池。在设计完成后，小组之间交流讨论。锻炼独立思考能力，增进团队交流意识，加强学习积极性演示实验2min根据黑板上的装置图搭建实验装置，观察现象。请学生汇报实验现象。学生观察实验，并说出实验现象。Zn 棒和 Cu 棒表面均有红色物质析出，电流表示数不稳定，逐渐减小锻炼实验观察能力。分析实验的能力现象分析2min教师提出问题：Zn 棒表面为什么会有铜析出？学生思考后回答。Zn 与 CuSO4溶液直接接触，故会发生置换反应，所以 Zn 棒表面有红色物质析出。Zn 片不纯，Zn 与自身的杂质构成原电池，所以 Zn 棒表面会有红色物质析出。能量角度1min从能量转化的角度来看，锌片上有铜生成，对原电池电能的提供有没有影响？该原电池装置中化学能并未全部转化为电能，能量转化率低。学生讨论思考改进2min如何改进原电池，使化学能尽可能转化为电能？ 学生思考实验1min用盐桥将置有锌片的 ZnSO4溶液和置有铜片的 CuSO4溶液的烧杯连接起来，然后将锌片和铜片分别用导线与电流表相连，观察现象。进行演示实验，请学生说出实验现象。学生说出实验现象。通过探究实验来考察学生对原电池基础知识的理解，通过对实验过程中相关问题的探讨，帮助学生更好地理解双液原电池，有助于学生分析问题，解决问题能力的提高盐桥1min盐桥中一般装有含 KCl 饱和溶液的琼脂，K+和 Cl-能在 学生记忆内容琼脂内自由移动。当将盐桥拿开，电流表指针不偏转，故盐桥起着形成闭合回路的作用板书二、盐桥原电池3min判断导线中电子的流向及盐桥中离子的移动方向，写出电极反应及总反应。学生回答，并完成电子从锌棒流向铜棒，盐桥中阳离子（K+）向正极区溶液移动，阴离子（Cl-）向负极区溶液移动。电极反应为： 负极：Zn-2e-=Zn2+ 正极：Cu2+ 2e- = Cu 总反应：Zn+Cu2+=Zn2+Cu学生的能力的提高工作原理9min负极区 Zn-2e-=Zn2+，锌离子进入溶液，使负极区溶液带正电荷，阻止 Zn 继续失电子进入溶液，从而使原电池反应不能顺利进行，故盐桥中的阴离子（Cl-）将向负极区溶液移动，中和正电荷，使溶液呈电中性，这样原电池反应才能持续进行。同理，盐桥中的阳离子（K+）将向正极区溶液移动。正极区和负极区的电解质溶液要不与电极材料反应，一般我们选择与电极材料对应的盐溶液，故实验中我们选择 Zn/ZnSO4 溶液、Cu/CuSO4溶液。学生记笔记，认真听讲，有疑问的地方做出记号，向老师提问解惑。盐桥原电池的优点3min学生回答：避免了电极材料与电解质溶液的直接反应，提高了电池效率，增加了电池寿命板书三、设计原电实例练习：MgAl稀 H2SO4 原电池 学生练习通过设计原电池，进一步强化对原池思路6minCu+ 2 Fe3+ = Cu2+ + 2Fe2+1. 写出总反应的离子方程式，并标出电子转移方向和数目。2. 写出正负极反应式。 3. 确定电极材料和电解质溶液。电池原理的理解，强化电极方程式的书写。课堂小结2 分钟1、根据氧化还原反应电子转移判断电极反应。2、根据电极反应确定合适的电极材料和电解质溶液3、利用氧化还原反应来设计原电池，写出电极反应式。并画出装置图布置作业1 分钟AlMgNaOH 原电池原电池的设计，并画出装置图，写出相关的电极反应式。结合课本知识，进行本节课的总结。板书设计设计原电池思路 1. 写出总反应的离子方程式，并标出电子转移方向和数目。 2. 写出正负极反应式。 3. 确定电极材料和电解质溶液教学反思本节课以“硫酸图”引入，比较新颖，吸引了学生，激发了学生的学习兴趣。通过观看图片，引导学生回顾了原电池的工作原理，然后再以实验情景再现为题材，让学生自己动脑设计简单原电池，通过实验现象，学生发现了单液原电池的缺陷，激发学生探究改进的方法。盐桥使双液原电池形成闭合回路，不仅出乎学生的意料，还又一次激发了学生的兴趣，引发了学生的思考。盐桥的引入不仅是一种技术进步，更是思维模式的改变，也提供了一个思想教育的机会“只有解放思想才能推动社会的进步”。本节课采用实验探究式教学，既符合化学的学科特点，也符合学生的心理和思维的发展特点。在探究活动中引导学生逐步由认识、形成新认识，这样得出的结论学生才能真正理解和牢固掌握。实验探究是让学生在具体实验事实的基础上分析问题得出结论，符合学生的思维特点，有利于在形象思维的基础上发展学生的抽象思维。整个过程的设计主要以学生的自主探究和合作学习为主要教学方法，体现了学生为主的课堂教学模式，在教学中，学生体验到了合作学习的好处，尝到了成功的喜悦。通过精心设计问题，不断激发学生的学习动机，给学生提供学习的目标、思维和空间，学生自主学习才能真正成为可能。