高中化學-原電池的原理教學設計學情分析教材分析課后反思

《化學能與電能——原電池原理》教學設計課題名稱《原電池是怎樣工作的？——原電池原理》設計意圖原電池原理是學生學習的重點也是難點，如果能夠充分理解原電池的工作原理，那么對原電池的形成條件的理解、電極反應式的書寫，以及原電池的設計等知識點也就迎刃而解了原電池的工作原理既然是學習的難點，那么僅靠教師在課堂上的講解是無法讓大多數(shù)學生能夠在短時間內(nèi)很好的理解，需要課下反復琢磨，方可真正理解和掌握，所以本節(jié)課以自己精心錄制的微課為輔助，利用課前的微課自學，為本節(jié)課做了最有力的知識準備，課堂上針對微課自我學習產(chǎn)生的問題進行針對性講解，課下也可以反復觀看進行復習，保證了老師的幫助隨時都在。內(nèi)容來源來自人教版《高中化學》必修二第二章第二節(jié)《化學能與電能》適用對象高一化學教學目標1、知識與技能①通過對實驗現(xiàn)象的分析，能夠說出原電池的工作原理，初步形成原電池概念②能夠說出原電池的構成條件。=3\*GB3③能夠?qū)懗鲭姌O反應式和電池反應方程式。=4\*GB3④能自行設計簡單的原電池2、過程與方法觀看微課——動手實驗——觀察實驗——分析原理——運用原理解決問題能夠通過對比實驗的分析得出原電池原理，利用原電池原理，解決實際問題：原電池的構成條件、電極反應式書寫、電池總反應書寫。利用理論，解決實際問題，體驗科學探究的過程，理解科學探究的意義、基本過程和方法，初步養(yǎng)成科學探究的能力3、情感態(tài)度與價值觀將化學與生活緊密聯(lián)系在一起，提高學習化學的興趣和熱情，體驗科學探究的艱辛與喜悅，感受化學世界的奇妙。教學思路因為原電池原理是重點也是難點，所以本知識點的教學采取如下安排：1、課前一周將預先錄制好的微課《原電池是怎樣工作的》提供給學生，讓其觀看、根據(jù)學案（任務單）完成能夠獨立完成的任務；2、課上根據(jù)學生完成學案（任務單）時出現(xiàn)的問題，進一步分析原電池原理，并在此基礎上利用三個問題，對原電池原理知識進行鞏固和升華3、課上仍然無法理解的學生，通過課下反復觀看微課《原電池是怎樣工作的》，利用小組互助或qq群、微信、飛信等網(wǎng)絡手段，與學生交流答疑教學過程設計意圖，總結概括課前預習反復觀看微課視頻《原電池是怎樣工作的》，完成學案中的課前預習和課前檢測導入新課通過對微課的自我學習，哪位同學能夠幫得到百度上求助的那位女士呢？以一則百度提問導入，將學習與生活密切聯(lián)系，激發(fā)學生的學習興趣目標能夠說出原電池的構成條件能夠正確判斷原電池的兩個電極能夠?qū)懗鲭姌O反應式和電池反應方程式讓學生對所學內(nèi)容把握清楚，知道學什么。課前預習結果反饋1、根據(jù)微課中45秒～1分44秒的實驗內(nèi)容填寫：（1）把互不接觸的鋅片、銅片放到盛有稀硫酸的燒杯里，觀察到銅片；鋅片，寫出有關反應的化學方程式。（2）用導線將銅片和鋅片連接起來，再放入盛有稀硫酸的燒杯里，觀察到現(xiàn)象：銅片：，鋅片：（3）在導線中間串聯(lián)一電流表，可觀察到，說明導線里面有通過。在此過程中能轉化為能2、根據(jù)微課中3分49秒～5分31秒的內(nèi)容填寫：原電池的構成條件：3、原電池中：負極片：電子的一極，電子，發(fā)生反應，電極反應式正極片：電子的一極，電子，發(fā)生反應，電極反應式電極反應總式：。檢測課前預習的效果，如果有問題，就帶著問題聽課。原理分析請同學分析原電池原理知識準備：1、離子只能在溶液中自由移動；電子在金屬導體中自由移動口訣離子不上岸電子不下水2、3、初中所學電池正負極的判斷和電子、電流的流動方向動畫模擬原理分析類比于生活中堵車的現(xiàn)象：鋅上的電子：就像是正準備驅(qū)車去接遠方來客（H+）需要得電子的H+：是著急見到主人（ｅ－）的來客解決的辦法：繞道走（接入銅片和導線，新的電子的通路也就形成了），雖然遠了點，但是相比較而言，H+得電子比較容易，反應速度加快，同時由于電子流經(jīng)導線形成了電流，原電池也就形成了。由于形成了原電池，反應也加快了。動畫模擬分析原理用堵車作類比，讓學生能夠切實體會到氫離子得電子時遇到的阻力，這樣電子轉移到銅片，在銅片上產(chǎn)生氫氣也就順理成章，輕松的將難點化解。問題導入【問題1】以下裝置不能形成原電池的是__________1.利用問題測試學生對微課學習的效果2.總結形成原電池的條件分組實驗、構成原電池條件號電極1電極2電解質(zhì)溶液現(xiàn)象1ZnFe稀硫酸2ZnC稀硫酸3FeC稀硫酸4ZnZn稀硫酸5ZnCu硫酸銅6ZnCu酒精7CCu稀硫酸8ZnCu稀硫酸(斷路)學生實驗驗證(微課視頻中的實驗、題目中的8個實驗、生活中用品替代原電池的某一組成部分做4個實驗)1、構成原電池的條件：(1)自發(fā)發(fā)生的氧化還原反應(2)兩個活潑性不同的電極。(3)有電解質(zhì)溶液。(4)形成閉合回路。2、兩極判斷負極：電子流出一極，作用是失電子，發(fā)生氧化反應，自身損失（變小、溶解），相對活潑的金屬正極：電子流入一極，作用是導電。溶液中陽離子在正極得電子，發(fā)生還原反應，會有新物質(zhì)生成（例如氣泡、電極變粗等等）相對不活潑的金屬【問題2】a、b、c、d金屬片用導線兩兩相連浸入稀硫酸組成原電池:=1\*GB3①a、b相連時，a為負極；=2\*GB3②c、d相連時，外電路的電流由d到c；=3\*GB3③a、c相連時，c極上產(chǎn)生大量氣泡；=4\*GB3④b、d相連時，d極逐漸溶解，則四種金屬的活動性由強到弱的順序為__________【應用2】下圖是Zn和Cu形成的原電池，某實驗興趣小組做完實驗后，在讀書卡片上記錄如下，其中正確的是()①Zn為正極，Cu為負極②H＋向負極移動③電子是由Zn經(jīng)外電路流向Cu④Cu極上有H2產(chǎn)生⑤SO42-向Zn極移動⑥正極的電極反應式為Zn－2e－===Zn2＋A．①②③B．③④⑤C．④⑤⑥D．②③④2、正負極判斷3、電極反應式的書寫【問題3】指出下列電池的正負極，并寫出其電極反應式和總反應離子方程式____做負極：反應式________________________做正極：反應式____________________總反應：_______________________________【應用3】下列不能組成原電池的是（）ABCD兩極材料Zn，石墨Cu，AgZn，CuFe，Cu電解質(zhì)H2SO4溶液AgNO3溶液蔗糖溶液稀鹽酸從能形成原電池三個選項中任選一個填寫：選項________負極材料_______，電極反應式____________；負極材料________，電極反應式___________電極反應總式_____________________3、電極反應書寫：=1\*GB3①找負極寫反應：活潑金屬并能與電解質(zhì)自發(fā)的發(fā)生氧化還原反應注意：書寫時要考慮電解質(zhì)溶液能否與負極反應的產(chǎn)物能繼續(xù)發(fā)生反應=2\*GB3②寫總反應：自發(fā)的氧化還原反應方程式（負極+電解質(zhì)）=3\*GB3③寫正極反應：可直接寫，也可以用：負極反應+正極反應=總反應綜合應用通過本節(jié)課的學習，你能幫到這位求助的女士嗎？既對所學知識進行了鞏固，又解決了實際問題，培養(yǎng)學生運用所學知識助人的優(yōu)秀品質(zhì)小結知識點總結方法總結學生自我總結總結形成體系為后續(xù)學習提供模型作業(yè)1、整理知識點2、根據(jù)自己的情況完成學案上分級自測！3、3、制作32開迷你手抄報主題為：《原電池原理在生活中的應用》（美術班要求畫工細膩、色彩精美）教學反思：1、化學與生活的緊密聯(lián)系：選取百度上的一個求助問題，將化學學習與生活緊密相連，提高學生學習興趣的同時，讓學生體會化學學習的重要性，生活處處有化學2、利用對比實驗激疑，讓學生提出為什么，在迫切希望知道答案的情況下學習，提高學習效率3、學習任務中有學習任務、分梯度檢測、自我小結《化學能與電能相互轉化——原電池原理》學情分析1、學生已有知識：氧化還原反應、電解質(zhì)、電離等概念及相關的物理學知識。2、學生認知特點：從已有經(jīng)驗出發(fā)，學生容易接受；將理論應用于實際，學生能夠加深理解。3、班學生特點：美術、書法、攝影專業(yè)的學生，基礎知識相對薄弱，但初步具備了理論分析和探究能力，在教師引導下，可以自主分析問題。4、學生所面臨的問題：學生之前沒有電化學的基礎，理解原電池原理有一定的難度。第一課時的主要內(nèi)容有：原電池的概念、原理、組成原電池的條件。原電池原理和組成條件是本節(jié)課的重點，原電池原理是本節(jié)課的難點。5、應對的措施：初次接觸電化學知識，對原電池的工作原理有神秘感和探索欲望。所以要充分利用學生已有的經(jīng)驗，以及電學、化學反應中能量變化和氧化還原反應等知識，利用學生的好奇心和求知欲，設計層層實驗和問題情境，使學生在自主實驗、積極思考和相互討論中自己發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題。通過實驗探究，引導學生從電子轉移的角度把學生帶進“化學能與電能之間相互轉化”的研究之中，認識化學能轉化為電能的本質(zhì)及這種轉化的實際應用價值。讓學生成為學習的主體，自主地參與知識的獲得過程，并給學生充分的表達自己想法的機會。當學生了解了化學反應中能量轉化的原因，并感受了探究化學能與熱能的相互轉化過程之后，就會對化學能與電能之間的轉化問題產(chǎn)生濃厚的興趣?；趯W生的這種心理特征，可以鼓勵根據(jù)所學知識，嘗試將電解質(zhì)溶液進行更換，或者是用生活中常見的金屬導體或非金屬導體替換電極，進行研究。讓學生制作主題為《原電池原理在生活中的應用》的手抄報，學生查閱資料的過程也是對原電池原理加深理解的過程?！痘瘜W能與電能相互轉化——原電池原理》效果分析本節(jié)課在學生自學微課視頻和完成任務單之后，課堂任務是整理知識線索，解決疑難問題，將學生對原電池知識的理解從簡單的明白上升到深刻的理解，并能夠運用。通過制作的手抄報可以看出：通過實驗，學生對原電池充滿了興趣，身邊的東西都想拿來驗證一下，并積極從網(wǎng)上找原因，學習氣氛高漲，學生對原電池的理解已經(jīng)比較透徹。在制作手抄報時，他們更多的關注了原理的使用，并嘗試自學生活中的化學電源，從而將課內(nèi)的學習延伸到課外，在展示自己所學專業(yè)（美術、書法、攝影專業(yè)）的同時，體會知識給生活帶來的便捷，學習興趣濃厚。在接下來的期中考試中，原電池原理部分知識相對于別的班級來說失分要少很多。《化學能與電能——原電池原理》教材分析在高中教材中的地位與作用：本節(jié)是新課標人教版高中化學必修2第二章第二節(jié)《化學能與電能》第一課時的教學內(nèi)容，是電化學知識中的基礎內(nèi)容。本節(jié)既是在必修1《氧化還原反應》知識的鞏固和提升，又是必修2《化學能與熱能》中“一種能量可以轉化為其他形式的能量，如熱能和電能等”論述的補充和完善。原電池原理從形成條件的電子轉移角度來說，研究的是氧化還原反應，這也是原電池形成的最本質(zhì)因素；而從能量的角度，能夠設計成原電池的反應必須是釋放能量的反應，也就是說反應物能量要高于生成物的，而對于反應物能量低于生成物能量的反應，則需借助電源提供能量，也就是電解，所以學好這一節(jié)，其實更是對選修4（化學反應原理）中電解知識的學習做好了準備工作，也為后續(xù)更好的學習選修1（化學與生活）中金屬的腐蝕與防護知識打下基礎。本節(jié)內(nèi)容對發(fā)展學生邏輯推理能力，提高學生科學素養(yǎng)，培養(yǎng)科學實驗、探究能力,將理論應用于實踐，豐富生活常識以及知識系統(tǒng)化及結構化的形成都起著重要作用。課題名稱：《原電池是怎樣工作的？——原電池原理》學習目標能夠說出原電池的工作原理，初步形成原電池概念能夠說出原電池的構成條件、找出原電池的兩級，并順利書寫簡單電極反應式和電池反應方程式學習過程總結概括課前預習1、根據(jù)微課中45秒～1分44秒的實驗內(nèi)容填寫：2、根據(jù)微課中3分49秒～5分31秒的內(nèi)容填寫：原電池的構成條件：3、在Cu、Zn、稀硫酸形成的原電池中：負極片：電子的一極，電子，發(fā)生反應，電極反應式正極片：電子的一極，電子，發(fā)生反應，電極反應式總反應方程式：。知識準備1、離子只能在_____中移動電子只能在_____中移動離子不上岸，電子不下水2雙線橋標出電子轉移的數(shù)目和方向Zn+2H+=Zn2++H2↑3、初中所學電池正負極的判斷和電子、電流的流動方向原電池原理課前檢測嘗試找出此電池的正負極推測現(xiàn)象，并書寫電極反應和電池總反應負極：______________________正極：_____________________總反應：___________________1、形成原電池條件【問題1】以下裝置不能形成原電池的是______________________[實驗驗證]將上述題目的8個電池進行驗證，除了要驗證題目所給的電池外，可以將電解質(zhì)溶液和電極材料進行更換，進行實驗，并做好記錄號電極1電極2電解質(zhì)溶液現(xiàn)象1ZnFe稀硫酸2ZnC稀硫酸3FeC稀硫酸4ZnZn稀硫酸5ZnCu硫酸銅6ZnCu酒精7CCu稀硫酸8ZnCu稀硫酸(斷路)1、構成原電池的條件：(1)________________(2)_____________(3)____________(4)____________2、電極反應式的書寫【問題2】指出下列電池的正負極，并寫出其電極反應式和總反應離子方程式____做負極：反應式_______________做正極：反應式________總反應：_______________________________【綜合應用】下列不能組成原電池的是（）從能形成原電池三個選項中任選一個填寫：選項________ABCD兩極材料Zn，石墨Cu，AgZn，CuFe，Cu電解質(zhì)H2SO4溶液AgNO3溶液蔗糖溶液稀鹽酸負極材料_______，電極反應式_________________；負極材料________，電極反應式_________________電極反應總式______________________________總結規(guī)律2、電極反應書寫：=1\*GB3①__________________=2\*GB3②_______________________________________________________=3\*GB3③________________________________________________________=4\*GB3④________________________________________________________2、兩極判斷【問題2】下圖是Zn和Cu形成的原電池，某實驗興趣小組做完實驗后，在讀書卡片上記錄如下，其中正確的是()①Zn為正極，Cu為負極②H＋向負極移動③電子是由Zn經(jīng)外電路流向Cu④Cu極上有H2產(chǎn)生⑤SO42-向Zn極移動⑥正極的電極反應式為Zn－2e－===Zn2＋A．①②③B．③④⑤C．④⑤⑥D．②③④知識點總結[自我檢測——初級目標]1關于原電池的敘述中正確的是()A.任何化學反應,均可以設計成原電池B.原電池是把化學能直接轉化成電能的裝置C.原電池的兩極必須都是金屬D.原電池都可以提供持續(xù)穩(wěn)定的電流,應用十分廣泛2.在用Zn片、Cu片和稀硫酸組成的原電池裝置中，經(jīng)過一段時間工作后，下列說法正確的是（）A.鋅片是正極，銅片上有氣泡產(chǎn)生B.電流方向是從鋅片流向銅片C.溶液中硫酸的物質(zhì)的量濃度減小D.電解質(zhì)溶液的pH保持不變3.下列裝置的電流表中有電流產(chǎn)生的是（）4.實驗室中欲制氫氣,最好的方法是A.純鋅與稀硫酸反應B.純鋅與濃硫酸反應C.純鋅與稀鹽酸反應D.粗鋅(含鉛、銅雜質(zhì))與稀硫酸反應5.a、b、c、d金屬片用導線兩兩相連浸入稀硫酸組成原電池:判斷四種金屬的活動性強弱______________=1\*GB3①a、b相連時，a為負極；=2\*GB3②c、d相連時，外電路的電流由d到c；=3\*GB3③a、c相連時，c極上產(chǎn)生大量氣泡；=4\*GB3④b、d相連時，d極逐漸溶解，[自我檢測——中級目標]1.下列裝置中,能構成原電池的是()A.只有甲 B.只有乙C.只有丙D.除乙均可以2、一個原電池的總反應的離子方程式是Zn+Cu2+=Zn2++Cu，該反應的原電池的組成正確的是（）ABCD正極ZnAg石墨棒Cu負極CuCuZnZn電解質(zhì)溶液CuCl2H2SO4CuSO4FeCl23、如圖所示,電流計指針發(fā)生偏轉,同時A極質(zhì)量減少,B極上有氣泡產(chǎn)生,C為電解質(zhì)溶液,下列說法錯誤的是()A.B極為原電池的正極B.A、B、C可能分別為Zn、Cu、稀鹽酸C.C中陽離子向A極移動D.A極發(fā)生氧化反應4.如圖右下圖所示，電流表G發(fā)生偏轉，同時A極逐漸變粗，B極逐漸變細，C為電解質(zhì)溶液。則A、B、C分別為（）A.A是Zn，B是Cu，C是稀硫酸B.A是Cu，B是Zn，C是稀硫酸C.A是Fe，B是Ag，C是稀AgNO3溶液D.A是Ag，B是Fe，C是稀AgNO3溶液5.各燒杯中盛有海水，能夠形成原電池且鐵為正極的是（）[自我檢測——高級目標]1．右圖裝置，在盛有水的燒杯中，鐵圈和銀圈的連接處，吊著一根絕緣的細絲，使之平衡。小心地從燒杯中央滴入CuSO4溶液。片刻后觀察到的現(xiàn)象是（指金屬圈）（）。A．鐵圈和銀圈左右搖擺不定B．保持平衡狀態(tài)不變C．鐵圈向下傾斜D．銀圈向下傾斜裝置(Ⅰ)(Ⅱ)(Ⅲ)現(xiàn)象二價金屬A不斷溶解C的質(zhì)量增加A上有氣體產(chǎn)生2.由A、B、C、D四種金屬按下表中裝置進行實驗。根據(jù)實驗現(xiàn)象回答下列問題:(1)裝置甲中負極的電極反應式是。

(2)裝置乙中正極的電極反應式是。

(3)四種金屬活動性由強到弱的順序是。

3、鐵及鐵的化合物應用廣泛，如FeCl3可用作催化劑、印刷電路銅板腐蝕劑和外傷止血劑等。(1)寫出FeCl3溶液腐蝕印刷電路銅板的離子方程式：_______________。(2)若將(1)中的反應設計成原電池，請在方框內(nèi)畫出原電池的裝置圖，標出正、負極，并寫出電極反應式。正極反應____________________；負極反應________________________。思考：理論上哪些反應可以設計成原電池？________________________【應用實踐】請登錄百度知道，網(wǎng)址：/link?url=K3-6YN3sI17IXLcKkuu3EacSM540OLQ1Qqmm7CrXcFXUKREYFg6IDWe4PJ3rbgnmZ5sRO9Gol6Y64ZorK30hNq回答問題，并提出可行性意見后續(xù)學習預告：準備《生活中的化學電源》《金屬的腐蝕》兩個知識點的學習學習困惑：請寫出你在學習中遇到的問題或?qū)τ诶蠋煹氖谡n提出意見《化學能與電能的相互轉化》課后反思本節(jié)課是建立在本校藝術類學生理解的基礎上設計的，自我感覺更適合將來選擇藝術理的學生，他們對知識的要求高于學業(yè)水平考試低于普通理科生高考的水平。我本著從尊重學生自身發(fā)展的角度和適應學生所學專業(yè)的原則，進行了教學設計，在教學過程中我的反思與收獲。1、課前準備工作：由于本節(jié)內(nèi)容在整個必修化學的學習中難度僅次于物質(zhì)的量的有關計算，所以在課前設計了微課《原電池是怎樣工作的——原電池原理》，提前一周用我們建立的化學qq群發(fā)給學生，并下發(fā)了《評測練習》明確學習任務。讓學生利用周末時間反復觀看視頻，并查詢網(wǎng)絡上的知識，完成課前預習和自我檢測。從課堂提問中可以看出，學生自學的能力還是很強的。2、課內(nèi)任務：本節(jié)課上我的任務是通過實驗、問題和討論，將學生在自學中所學習的模糊理解的知識讓其系統(tǒng)化、條理化、清晰化。本節(jié)的目標是三個：原電池的形成條件、兩電極的判斷、簡單電極反應式的書寫。而課上我著重講解的是前兩個目標。我的思考：我并不是因為時間原因沒去在課堂講解電極反應式和電池反應方程式的書寫，而是我覺得這個問題在很好的把握前兩點之后，學生自己是可以去完成的，尤其是這種可以參照書寫的東西，不需要占用課上時間，畢竟一個周只有90分鐘課上學習化學的時間，如果我們一味的講求面面俱到，反而會剝奪學生自我學習、自我反思的機會。課上留有疑問，并不是件壞事，因為我會將本節(jié)課的課件、學案的答案傳到群中，讓孩子們通過閱讀課件、觀看微課視頻、自主完成學案，這樣才是完整的一節(jié)課。我認為完美的一節(jié)課并不是老師講了多少東西，學生回答了多少看似很簡單的問題，如果能真正利用短短的45分鐘讓學生對化學學習感興趣，讓學生學會尋求知識解答的方法，讓學生眼、腦、手、口都調(diào)動起來，那么這節(jié)課才是堪稱完美的，因為畢竟我們老師不能時時刻刻跟在學生身邊，尤其是我們的藝術生，他們要拿出1/3甚至1/2的時間來學習專業(yè)，如果他們具備了強大的自我學習能力，那么他們隨時隨地都可以學習，而不是只有老師引領他們的學習才可以進行。從第二天收上來的學案來看，學生們在嘗試著書寫簡單的電極反應式，確實有部分問題，下節(jié)課我開始就先訂正了學生的錯誤，效果比第一課時我講了，學生只是一味的跟我學，照搬我的規(guī)律和方法要好的多，這個我是在四個班級中進行了對照的。3、課下的任務：自我復習，進行知識點自我完善；完成分級測試，讓每個學生都挑一挑摘桃子。學生們那種不服輸?shù)木窬统浞煮w現(xiàn)出來，他們在完成了初級目標之后，都踴躍的完成中級目標，甚至有1/2的孩子嘗試完成高級目標。4、周末任務：做一份32開的“迷你手抄報”，主題為《原電池原理在生活中的應用》。之所以有此設計，是因為本次授課的班級是美術班，所以“迷你手抄報”的要求是：第一要畫工細膩、色彩精美（讓剛剛學美術的孩子在文化課老師面前有展示自己的機會），第二讓學生在廣泛查閱資料的同時，了解原電池原理在生活中的應用，讓學生切實體會到化學學習的重要性，不僅僅是為了考學，更是為了自己更科學的生活。當學習的用途被放大時，學習的興趣和積極性也就有了激發(fā)點。其實也為下節(jié)課生活中的化學電源做了充分的知識和生活經(jīng)驗的準備，使本節(jié)課從一個枯燥難懂的化學知識點，變?yōu)榻鉀Q許多實際問題的幫手。美中不足：課前預習時學生們想在課上利用我給的實驗儀器改裝電池，將電解質(zhì)溶液換為多汁的水果或者是食醋，將電極換為鐵絲、刀片、鉛筆芯等等，但由于有聽課的老師在，又由于我對試驗時間有限制，所以孩子們課堂上沒敢拿出來，原本預計的大家積極踴躍實驗的場面沒看到，總體感覺課堂有些沉悶。學生們等課下才來我辦公室把他們想