《化学能转化为电能—电池》教学设计

化学能转化为电能电池教学设计 学科_化学 _ 姓名_沈沧渺_ 学段（初/高中）高中 课题 化学能转化为电能原电池 概述 本课时内容是鲁教版选修教材化学反应原理第一章第 3 节，本节课融合了氧化还原反 应、金属的性质、电解质溶液等知识，体现了学科内、学科间的综合；为学生了解各类化学 电源及金属的腐蚀和防护奠定了理论基础，。培养了学生的思维品质和知识的应用能力。 通 过对原电池原理的学习，学生会形成一个将氧化还原反应、能量转化、元素化合物知识、电 解质溶液，金属腐蚀和防护、电解原理和有关计算等知识联系起来的知识结构。对学生认识 从实践到理论，又从理论到实践的认知规律有重要意义。并且，原电池在实际生活、工农业 生产、科学研究中应用十分广泛，学好本节知识，具有十分重要现实意义。本设计为第一课 时。 教学 目标 分析 1.通过实验探究，认识化学能可以转化为电能，初步认识原电池反应的原理。 2.了解常见的化学电源及其应用。 学习 者 特征 分析 以教为主导，学为主体，注重体验，自主探究的教学思想为指导。采取启发、讨论、实验 探究等教学方法。让学生积极参与知识的获得过程，并给学生充分展示的机会。 充分利用学 生的好奇心和求知欲，设计层层实验和问题情境，使学生在自主实验、积极思考和相互讨论 中自己发现问题、分析问题和解决问题。 教学顺序照从易到难，从实践到理论到实践的过程 事实。首先通过一组实验，引入课题。在实验、 观察 、讨论、推测、验证的过程中，学习 和理解原电池的概念和原理。并在此基础上，通过实验探索和讨论得出原电池的构成条件。 最后，让学生自己设计一个原电池以检验学生对所学知识的掌握和实际应用能力。 2 教学 策略 选择 与 设计 在课的引入时，我用“水果电池”的方式来完成第一个环节。通过用灵敏电流表来测试水 果电池的电流，来激发学生的学习兴趣和热情和提高参与度，同时也为学生提出问题如何解 释电流产生的原因提供了铺垫。为了更好的解释电流产生的原因给学生提供铜锌原电池的材 料让学生按照发给学案内容完成书上的实验内容，并记录现象。做完实验交流结果，引出原 电池的概念原理和氧化还原反应之间的关系及书写铜锌原电池的电极反应。通过投影生活中 常见的案例练习来巩固原电池的概念理解通过习题讲述原电池的应用。实验探究分析课前硬 币发电实验中如何利用电流表确定正负极，及哪种材料更为活泼，让学生知道化学就在身边 和在生活中的应用。 教学 资源 与 工具 设计 一、采用动画演示铜锌原电池“铜片上产生气泡”这一反常的实验现象，形象地表示出 无法直接观察的微观现象，.实现由抽象向具体的转化。 二、交流讨论法：通过实验让学生自己讨论原电池工作原理和组成条件，培养学生自主 学习、探究学习的能力和积极性。 三、实验分析法：对于原电池正负极的判断， ，利用一节干电池让学生自己设计实验得出 结论，有利于启发学生思维，提高学生实验设计的能力。 教学过程设计 课时 节数 环 节 与时间 教 师 活 动 学 生 活 动 设计意 图 资源出 处 评价 反思 事实引 入 3 分 钟 原 理 讲 解 15 分 1、格林太太是位漂亮、开朗、乐观的妇女。当她开怀大 笑的时候，人们可以发现她一口整齐洁白的牙齿中镶有两 颗假牙：其中一颗是黄金的这是她财富的标志；另一 颗是不锈钢的这是一次车祸后留下的痕迹。 另人百思不得其解的是，自从车祸以后，格林太太经常头 疼，夜间失眠，心情烦燥，医生搅尽了脑汁，病情仍 未见好转 认真观看，仔细思考， 小声议论 观看 观察装置 分析反应 创设问题情 景激起求知 欲 揭示课题 培养学生推 理能力 通过分析得 7 第 1 课 时 钟 思考与 练习 17 分 钟 小 结 5 分钟 一位年轻的化学家来看望格林太太，并为格林太太揭开了 病因。 化学家发现了什么？他为格林太太开了一个什么样的药方？ 由学生回答：因为“形成原电池”和医治方法为“都换成 金牙或都换成不锈钢牙”很自然的引出形成原电池的三个 条件：组成原电池的条件： 有两种活动性不同的金属（或一种是非金属导体）作电 极 电极均插入电解质溶液中 两极相连形成闭合回路 2. 设问：根据我国发电总量构成图及火电站工作原理示 意图分析火力发电体系中的各要素及其利弊。 板书一、化学能与电能的相互转化 （一）火力发电工作原理 （二）燃烧的氧化还原反应本质 创设问题情境 1. 如果你是科学工作者，你会怎样做来排除这些弊 端？ 2展示苹果、铁钉、铜片、电流计、导线等。这些物品 能否“发电”？ 演示实验：水果电池提示学生注意观察实验现象 提问：大家观察到了什么现象？ 提问：在刚才的实验中产生了什么？ 过渡：今天我们就来探究一下实验中为什么会有电的产生 二 . 对铜锌原电池的探究 得出电极名称 书写电极反应式 分析两极 PH 变化 观察实验 小组讨论 分析原因 比较得失 电子能力 设计实验 验证猜想 回忆、归纳、总结 惊奇，跃跃欲试 察实验现象 出结论的能 力 培养合作意 识 分析质疑精 神 体会获得成 功的快乐 对比增强记 忆 创造一种和 谐的师生环 境。引入趣 味实验。 培养学生的 观察能力 为原电池埋 8 大家按照学案上的步骤两个人一组来完成相关实验，注 意记录实验现象。 总结实验，找一个范例进行点评。 投影：实验 1 中，锌片插入稀 H2SO4 后，锌片表面有气泡 产生，生成无色无味的气体。铜片插入稀 H2SO4 后，无明 显反应现象。 实验 2 中，锌片和铜片同时插入稀 H2SO4 后，锌片表面有 气泡产生，而铜片表面仍然无明显反应现象。 实验 3 中，用导线连接两块金属片后，锌片表面仍有气泡 但比较少，同时铜片表面有大量气泡冒出。电流表指针有 偏转。 三 原电池原理分析 我们知道气泡应该是氢气，那么为什么上述实验 3 中铜上 也有气泡呢？ 结论：H+在铜上得到了电子从而生成了氢气。 那么电子从哪里来呢？又怎么跑到铜上了呢？ 总结：锌失去电子由导线将电子转移到了铜上也就在导线 上产生了电流。通过动画演示加深感性理解。 四. 原电池概念 讲述：在上述装置中通过氧化还原反应在导线上产生了电 流，也就是把化学能转化成了电能，我们把这样的装置称 为原电池。把失去电子的电极称为负极，得电子的电极称 为正极。电子流从原电池的负极经导线流向正极（而电流 从原电池的正极经导线流向负极） 板书：(三)原电池 1概念：把化学能转化成电能装置。 2原理：(1)负极：失电子(氧化反应) (2)正极：得电子(还原反应) 设疑：通过刚才的实验我们可以得到，化学能在原电池装 置中可以直接转化为电能，那么，符合什么条件的装置才 能构成原电池呢？ 板书归纳总结 原电池的构成条件： 1.两种活泼性不同的金属（或一种金属和另一种非金属导 体）构成电极。 2.电解质溶液。 电流表的指针有偏转 电流 学生回答 学生讨论、交流，回 答 交流讨论 下伏笔 帮学生构建 出物质与电 的初步认识。 用学生已有 知识分析现 象，并在分 析现象中出 现和学生原 有知识的冲 突，引出新 概念的学习 由现象到理 论的过渡， 由感性到理 性的认识过 程。 原电池的原 理难点突破 培养学生概 括分析问题 的能力，突 破原电池构 成条件这一 重点。 培养学生思 9 3.构成闭合回路。 4.能发生自发的氧化还原反应。 投影练习：构成原电池条件 过渡：那么在两极发生的反应如何表示呢？指导学生书写 投影、点评学生书写的电极反应方程式提出注意事项 五课后作业 1、判断下列哪些装置构成了原电池？若不是，请说明理 由；若是，请指出正负极名称，并写出电极反应式。强 化重点、突破难点 学生回答后互评 考问题的严 密性 2、下列哪些反应在理论上可以设计为原电池？强化对 原电池原理化学反应本质的理解 2FeCl3 + Zn = 2FeCl2 + ZnCl2 NaOH + HCl = NaCl+H2O Fe + 2HCl = FeCl2 + H2 2H2 + O2 = 2H2O 1 教 学 流 程 图 引人： 任务 1：布置学生实验。 任务 2：安排学生实验。 倾听，体会化学技术对社会发 展的重要作用 汇报现象、分析过程、得出结 论。 预测现象、分析检验产物的方 法、写出电极反应式及总方程 式 帮助和总结 本节课学生有强烈的参与意识，有浓厚的学习兴趣，特别是引课的环节学生都跃跃欲试， 给整节课奠定了一个良好的开端。在实验探究原电池理论时，学生在自主探究铜锌原电池 实验中，通过观察和分析实验现象，学会了原电池原理。通过水果电池实验的探究