原電池原理及其應(yīng)用案例高二上學(xué)期化學(xué)人教版選擇性必修1

《原電池原理及其應(yīng)用》教學(xué)案例與反思案例部分：一、教材分析《原電池原理及其應(yīng)用》這節(jié)教材以學(xué)生熟悉的實(shí)驗(yàn)（金屬與酸反應(yīng)）為基礎(chǔ)，從能量轉(zhuǎn)化角度來引出這種實(shí)現(xiàn)化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置——原電池裝置。根據(jù)此原電池原理制成的各種電池在現(xiàn)代工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、科學(xué)實(shí)驗(yàn)、日常生活中存在廣泛的應(yīng)用，進(jìn)一步挖掘原電池原理和組成條件，來解決金屬的腐蝕和防護(hù)的重要意義。教材緊密聯(lián)系生活實(shí)際，以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)興趣，更重要的是啟發(fā)學(xué)生運(yùn)用已學(xué)化學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問題，從而培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神。二、教學(xué)目標(biāo)1.知識(shí)目標(biāo)：使學(xué)生理解原電池原理，掌握構(gòu)成原電池條件，能正確判斷電池的正負(fù)極以及書寫半電極反應(yīng)式。2.能力目標(biāo)：培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作能力、觀察能力、科學(xué)的學(xué)習(xí)方法和培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)造性思維與探究能力，以及提出問題、分析問題、解決問題的能力。3.情感目標(biāo)：通過學(xué)生小組探究實(shí)驗(yàn)活動(dòng)，培養(yǎng)學(xué)生自主探索創(chuàng)新精神和同學(xué)間的交流合作學(xué)習(xí)的協(xié)作精神。三、設(shè)計(jì)思路實(shí)驗(yàn)引入：兩種金屬靠在一起放到酸中的異?，F(xiàn)象，引導(dǎo)學(xué)生開展第一個(gè)探究性實(shí)驗(yàn)：銅線上氣泡是如何形成的？設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)實(shí)現(xiàn)化學(xué)能到電能的轉(zhuǎn)化？學(xué)生通過閱讀課本得到啟發(fā)，設(shè)計(jì)、動(dòng)手實(shí)驗(yàn)探討原電池原理。然后開展第二個(gè)探究性實(shí)驗(yàn)：通過提供材料，讓學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，分組討論、得出最佳方案，實(shí)驗(yàn)探討構(gòu)成原電池的條件。最后開展第三個(gè)探究性實(shí)驗(yàn)：利用所學(xué)知識(shí)，根據(jù)現(xiàn)有材料，制作水果電池，讓學(xué)生體驗(yàn)學(xué)習(xí)化學(xué)樂趣。具體流程如下：總結(jié)布置新問題歸納要點(diǎn)板書呈現(xiàn)指導(dǎo)實(shí)驗(yàn)總結(jié)布置新問題歸納要點(diǎn)板書呈現(xiàn)指導(dǎo)實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)引題設(shè)置懸念教師應(yīng)用評(píng)價(jià)小組討論得出結(jié)論自主思維應(yīng)用評(píng)價(jià)小組討論得出結(jié)論自主思維設(shè)計(jì)方案自己動(dòng)手開展實(shí)驗(yàn)學(xué)生四、教學(xué)準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備：電流計(jì)，銅片、鐵片、鋅片、碳棒、干電池、稀硫酸、硫酸銅溶液、無水乙醇、蒸餾水、導(dǎo)線、燒杯、塑料棒、葡萄（或小西紅柿等水果）。教具準(zhǔn)備：投影儀、幻燈片、制作銅鋅原電池工作原理的模擬動(dòng)畫（多媒體放映設(shè)備）實(shí)驗(yàn)室的布置：將桌椅妥善安排，以便各個(gè)小組的四位成員開展小組討論和合作實(shí)驗(yàn)。五、教學(xué)過程教學(xué)步驟教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)教學(xué)意圖及教學(xué)反饋(一)引入【講述】我們的生活中離不開各種電池。大到宇宙火箭、人造衛(wèi)星，小到照相機(jī)、，都要用到各種各樣的電池。【展示】干電池、蓄電池、紐扣電池、充電電池、高能電池、鋰電池等。其實(shí)，這些電池都是應(yīng)用原電池的原理制成的。它的工作原理怎樣？今天我們就想通過一些實(shí)驗(yàn)一起來研究一下原電池的原理觀察、聆聽，認(rèn)識(shí)學(xué)習(xí)本節(jié)知識(shí)的重要性。聯(lián)系實(shí)際，讓學(xué)生體會(huì)化學(xué)與日常生活的緊密聯(lián)系，激發(fā)學(xué)習(xí)需要?！就队皩?shí)驗(yàn)】1、兩種金屬鋅、銅單獨(dú)與稀硫酸反應(yīng)，觀察現(xiàn)象。寫出反應(yīng)方程式，標(biāo)出電子轉(zhuǎn)移的數(shù)目和方向。2、金屬鋅、銅靠在一起與稀硫酸反應(yīng)，觀察現(xiàn)象。銅表面無氣泡產(chǎn)生，鋅表面有氣泡。Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑鋅失去電子傳遞給溶液里的氫離子。反應(yīng)中電子轉(zhuǎn)移的能量變成熱能，有放熱現(xiàn)象。銅表面有氣泡產(chǎn)生，鋅表面無氣泡。復(fù)習(xí)已學(xué)知識(shí)，為下面的學(xué)習(xí)作好鋪墊。形成認(rèn)知沖突，激起學(xué)生解決問題的強(qiáng)烈欲望。(二)提出問題與假設(shè)【設(shè)疑】銅線上氣泡成分是什么，它是如何形成的？為什么會(huì)出現(xiàn)這種奇怪的現(xiàn)象？問：通過鋅和稀硫酸反應(yīng)的分析，我們知道反應(yīng)過程中有電子轉(zhuǎn)移，那么我們能不能使轉(zhuǎn)移的電子在導(dǎo)線中做定向移動(dòng)，產(chǎn)生可以利用的電能？如果可能，請(qǐng)同學(xué)們自己動(dòng)手設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)。設(shè)計(jì)時(shí)要注意如何證明化學(xué)能已經(jīng)轉(zhuǎn)變成了電能。（閱讀課本上的相關(guān)內(nèi)容）出現(xiàn)疑問，試著解決?？赡苁菤錃?，H+得到電子產(chǎn)生H2，該電子哪里來？（Zn轉(zhuǎn)到Cu上）積極閱讀課本，討論思考，提出設(shè)計(jì)方案。一種代表性方案如下：激發(fā)學(xué)生積極思維，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)的學(xué)習(xí)方法以及提出問題、分析問題、解決問題的能力。(三)實(shí)驗(yàn)探究根據(jù)提供材料，要求學(xué)生根據(jù)自己設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)開始操作，仔細(xì)觀察現(xiàn)象提出問題，試解決問題（教師整理步驟如下）【投影實(shí)驗(yàn)步驟】①用電流計(jì)連接在Zn、Cu片兩導(dǎo)線間（不插入稀H2SO4中）②Zn、Cu片間導(dǎo)線斷開時(shí)，插入稀H2SO4中③Zn、Cu片間導(dǎo)線連接后，插入稀H2SO4中④用電流計(jì)連接在Zn、Cu片兩導(dǎo)線間，插入稀H2SO4中。根據(jù)自己設(shè)計(jì)的進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，觀察并記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，思考。Zn、Cu片間導(dǎo)線連接后，插入稀H2SO4中銅表面有氣泡產(chǎn)生，鋅表面無氣泡。（出現(xiàn)演示實(shí)驗(yàn)相同現(xiàn)象）用電流計(jì)連接在Zn、Cu片兩導(dǎo)線間，插入稀H2SO4中，電流計(jì)指針會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn)。培養(yǎng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作能力、觀察能力、(四)交流分析解決問題自主探究引導(dǎo)學(xué)生交流實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象及提出問題，總結(jié)分析原因，教師講解：通過剛才的實(shí)驗(yàn)證明：可以實(shí)現(xiàn)通過電子的轉(zhuǎn)移來把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能。我們把這樣的裝置就稱為原電池【板書】原電池1、定義：把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置問題：1、Zn、Cu片間導(dǎo)線連接后，插入稀H2SO4中，電流計(jì)指針會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn)，說明了什么問題？Cu片上有氣泡，該氣泡是怎樣在Cu片表面形成的，這時(shí)H+在Cu片表面發(fā)生怎樣的變化？2、Zn片質(zhì)量如何變化，c(H+)如何變化？并寫出Zn、Cu片上變化發(fā)生的離子方程式與總反應(yīng)式。【板書】2、原理鋅（負(fù)極）：Zn2e=Zn2+氧化反應(yīng)銅（正極）：2H++2e=H2↑還原反應(yīng)Zn+2H+=Zn2++H2↑問題：4、原電池正負(fù)極如何確定？5、電子流向與電流方向？匯報(bào)實(shí)驗(yàn)情況，總結(jié)結(jié)論，提出問題：Cu片上有氣泡，該氣泡是怎樣在Cu片表面形成的？電流計(jì)指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)的原因？等在銅表面附近的Ｈ＋得到電子而被還原成H2,該電子是鋅失去的通過導(dǎo)線傳過來的電子，鋅失去的電子通過導(dǎo)線轉(zhuǎn)移到銅上，從而形成電流。書寫：鋅：Zn2e=Zn2+銅：2H++2e=H2↑Zn+2H+=Zn2++H2↑通過交流得出結(jié)論，培養(yǎng)學(xué)生分析問題，解決問題的能力。【板書】【模擬動(dòng)畫】結(jié)合物理知識(shí)和化學(xué)知識(shí)，思考、回答問題。觀看、理解。加強(qiáng)直觀教學(xué)，加深對(duì)知識(shí)的印象與理解?！局v述】由以上分析，原電池是通過使氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)分別在兩極進(jìn)行，來實(shí)現(xiàn)化學(xué)能到電能的轉(zhuǎn)化。問：形成原電池需要什么條件呢？指導(dǎo)學(xué)生利用提供的材料，設(shè)計(jì)各種裝置，得出最佳設(shè)計(jì)方案。并自己動(dòng)手組裝各種裝置，探討組成原電池的條件，并寫出相應(yīng)的原電池的電極反應(yīng)方程式【投影】小組討論，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，再分析討論總結(jié)、得出最佳方案。分組實(shí)驗(yàn)，記錄現(xiàn)象，總結(jié)實(shí)驗(yàn)結(jié)果、匯報(bào)成果。在全班范圍內(nèi)展開討論，得出結(jié)論。通過小組討論和設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，實(shí)驗(yàn)探討，培養(yǎng)學(xué)生分析判斷和總結(jié)歸納的能力?！景鍟吭姵匦纬傻臈l件前提條件：能自發(fā)的發(fā)生氧化還原反應(yīng)①有兩種活潑性不同的金屬（或一種為非金屬導(dǎo)體）做電極②電極材料均插入電解質(zhì)溶液③兩極相連形成閉合電路認(rèn)真聽講，作好筆記。(五)應(yīng)用及檢測(cè)評(píng)價(jià)【動(dòng)手制作】水果電池利用提供的材料：鋅、銅、鋁、碳棒、橙汁、導(dǎo)線等，盡可能多地設(shè)計(jì)出能使電流計(jì)發(fā)生偏轉(zhuǎn)的裝置，并自己動(dòng)手組裝。講解：正確的原電池組合有：ZnCu橙汁ZnAl橙汁ZnC橙汁AlCu橙汁AlC橙汁強(qiáng)調(diào)組成原電池的條件，橙汁是電解質(zhì)溶液。【課堂練習(xí)】1、下列能形成原電池的裝置是（）并寫出電極反應(yīng)，指出正負(fù)極。2、如圖所示，B棒變細(xì)，A棒變粗，則A、B、C的組成是（）A棒B棒C溶液A、ZnCuH2SO4B、CuFeHClC、AgZnAgNO3D、ZnCuCuSO4【小結(jié)】按板書的內(nèi)容，歸納本書的內(nèi)容和要點(diǎn)積極思考，動(dòng)手設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)與開展實(shí)驗(yàn)。認(rèn)真思考，積極討論解決問題加深對(duì)原電池原理的理解和組成條件的應(yīng)用，在實(shí)驗(yàn)中體會(huì)學(xué)習(xí)化學(xué)的樂