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1高中化学选修四§4.1【原电池】教学设计课题授课人原电池1.课程标准：课型新授课授课班级教材分析学生分析体验化学能与电能相互转化的探究过程，了解原电池工作原理，能写出电极反应和电池反应方程式。2.教材内容分析：本节内容以必修化学2�二章�二节“化学能与电能”为基础，必修1氧化还原反应原理为依据，进一步介绍原电池的组成和工作原理，通过对原电池中闭合电路形成过程过程的分析，引出半电池、盐桥、内电路、外电路等概念，要求学生能够书写出相关的电极反应式和电池反应方程式。同时，帮助学生对电化学的研究与应用范围形成一个概貌性的认识。教材对电极电势等概念没有介绍，在理论方面控制了知识的深度，因此在教学中需要借助氧化还原反应理论。和金属活动性顺序以及物理学中的电学知识对有关问题进行定性的介绍和分析采用实验探究探讨原电池持续、稳定地产生电流的必要条件，也为原电池原理的实用性开发奠定了理论基础。学生已经在高一必修二课程中初步学习了原电池的工作原理和基本构成条件，同时具备分析氧化还原反应原理的知识和规律方法，有一定的守恒观念和对比分析的学科思想。学生也具备了一定的实验操作和动手能力，经历高一学年的学习，也具备一定的对定性实验现象的分析、描述、探讨能力和应用化学知识解决实际问题的能力，但实验创新能力还比较欠缺，需要进一步提高学生分析问题、解决问题的能力，培养学生的科学精神。【知识与技能】认识能量转化基本形式，了解原电池工作原理和结构，掌握原电池的电极和电池反应式的书写【过程与方法】通过试验探讨、问题分析和实验探究，培养学生的实验能力，以及分析问题和解决问题的能力教学目标，【情感态度价值观】通过实验培养学生科学的学习态度、合作探究精神和正确的人生价值观；培养积极探索和精益求精的科学态度，树立学以致用的科学信念激发学习化学的兴趣和主动性。教学重点教学难点教学媒体教学策略原电池的工作原理、构成条件及电极反应式的书写原电池工作原理多媒体、实物投影实验教学、小组合作2课堂情景创设理论分析改进方案实验探究电池改进效果，总结原理和条件【教学流程图】:环节一：环节三：环节四：生活中的原电池电池的发明历史制作柠檬电池环节二：分析探讨原电池的工作原理与构成条件原电池装置的优化改进知识总结与指导模拟分析工作原理，总结构成条件实验探究影响电能的决定因素理论分析设计原电池，并且实验验证，发现问3【教学过程】:课题原电池教学【知识与技能】认识能量转化基本形式，了解原电池工作原理和结构，掌握原电池的目标电极和电池反应式的书写【过程与方法】通过试验探讨、问题分析和实验探究，培养学生的实验能力，以及分析问题和解决问题的能力【情感态度价值观】通过实验培养学生科学的学习态度、合作探究精神和正确的人生价值观；培养积极探索和精益求精的科学态度，树立学以致用的科学信念，激发学习化学的兴趣和主动性。教学【教学重点】原电池的工作原理及电极与电池反应的书写重难【教学难点】原电池的工作原理点及【措施】1、重点的解决：以实验为载体，创设问题情境，将实验探究与思考交流交替进措施行，突出学生主体作用；2、难点的解决：借助探究性试验与原有知识对原理进行分析，借助动画模拟微观过程和理论分析突破疑难。环节教师活动【投影】形形色色的电池课堂教学学生活动观看教学意图了解电池的发展背一、【讲解】在日常生活中我们正使用课着各式各样的电池，从电池的性思考堂能和应用来看电池的发展：回答情（1）电池的质量和体积变化-小景型化；创（2）电池输出电能的效率变化-设高能化（3）电池的使用过程和可循化利用-可持续化（4）材料的来源和使用对环境的影响-清洁化【投影】电池的诞生历史观看景，体验化学技术应用与生活之美。体会学习科学知识宗旨，知识科技的合理运用对提高人类生活质量和促进社会发展的重要作用，培养学生认真学习，服务人类社会，方便工作与生活的人生价值观，引导学生培养积极认真的学习态度。4【讲解】电池的发展离不开科学家们的不断实践和勇于探索。电池聆听的诞生起源于意大利生物学家伽思考伐尼的一次科学实验发现，发明二、于意大利物理学家伏打的反复试原验探索。那么在生活中大家有没了解科学技术发展的历程，认识化学是一门以实验为基础的自然科学，体会科学家们锲而不舍、勇于探索和追电有结合高一阶段学习过的电学知池识制作过电池？的【演示实验】制作柠檬电池工1、将一个铁钉和一个铜质的硬作币插入到柠檬上；原2、分别用导线连接硬币与铁钉回答求真理的精神。建构实践出真知的学科思想。观察实验现象：电流计指针发生偏转体会化学来源于生活，以取材于生活，用理再将导线接到灵敏电流计的正负与接线柱上构成条件，学生回答：（1）产生了电流（2）电流是电荷的定向移动产生的，金属靠电子，溶液中靠阴阳离趣味实验引入课堂，展示化学实验的魅力，激发学生的学习兴趣和求知欲望。构建以问题引领知【提问】1、电流计指针偏转说明什么？子的定向移动。（3）铁与柠檬酸反生识，由现象到本质，由一般到特殊，由简单到2、电流是怎样产生的？金属和溶氧化还原反应复杂的分类思想，进而液分别是靠什么导电的？3、发生了怎样的反应？4、根据接线情况和指着偏转方向（4）铜是正极，铁是不断增强学生的问题意负极识，在问题探究中渗透小组代表分析展示：化学学科思想，使学生判断正负极材料是谁？【讲解】柠檬酸可以用稀硫酸来代替，试模拟分析电池的工作原理？电池的电极、电子的移动方向和电极反应对物质的变化认识产生浓厚兴趣，提高学生分析问题、解决问题的能力从而培养学生的科学阅读精神。【提问】1、结合资料卡片内容分析电子的流向？学生回答：1、电子从活泼的金属为学生提高展示的52、由于电子的定向移动，正负电流向稳定的金属平台，体现学生主体地极区的电性有什么变化？由此，2、负极区带正电，正位，调动学生思维和积受静电作用影响，阴阳离子分别向哪个电极移动？极上带负电，阴离子向极性。负极移动，阳离子向正极移动通过阅读材料挖掘信息，帮助分析原电池【动画展示】工作原理观看思考的工作原理。【板书】1、工作原理：e-负极正极阴离子阳离子电解质【讲解】在电势差的影响下，活泼的金属失去电子经过导线流向稳定的金属，构成外电路；受电性影响，阴阳离子分别向两极定向移动，形成内电路，负极和正极上分别发生氧化和还原反应，即两个电极反应，电极反应也是离子反应，电极反应式书写要遵循离子方程式的书写要求。整个过程保持电子守恒和电荷守恒，由此可以看出，正负两极电极反应式之和等于总电池反应。检查电极反应式书写整理原电池工作原理理解原电池工作原理，掌握用正确的化学用语表示电极反应，体会电子守恒与电荷守恒建立守恒思想，学会透过现象看本质，用辩证的观点去看问题。构建从个别到一般，由宏观到微观的学习思想。6二、【提问】1、原电池反应的本质是哪学生思考回答：原种类型的反应？电1、自发的氧化还原反应结合实验装置材料和试剂，利用氧化还原池2、结合工作原理和装置，分析构2、活泼性不同的两极、反应原理分析构成原电池的本质和外部构成条的成原电池的外部条件？工3、在氧化还原反应中负极材料和作电解质分别是什么角色？原【板书】2、构成条件：本质电解质溶液、闭合回路3、负极是还原剂，电解质是与负极反应的氧化件，建立结构与性质的关联，为原电池理论的实际应用打好基础。理【提问】影响输出电能大小的主要与因素是什么？构【演示实验】成剂。由性质理论到数据分析，运用对比方法，总结影响原电池电能的因素，构建由定性到定观察电流计指针示数，条并记录实验数据，件思考讨论影响电流大小的因素。回答：负极越活泼，电解质的氧化性越强，输出电流越大溶液量分析、由抽象理论形象化的化学思想。了解化学定量分析的方法，建立由定性到定量的学科思想，培养学生科学严谨、精益求精和认真务实的学习研究态度，增强学生对知识和实验的学习兴趣，从而提高学生从事科学【讲解】影响电池输出电能的主要完成并讲解学案上的因素是反应物的氧化还原能力。【跟踪训练】：自发的氧化还原反应原理才能设【提问】1、从理论上怎样的反应计成原电池；能够设计成原电池装置？探究的能力和综合素质。体会科学知识为实践提供理论指导的意义建构科学的分析范式，准确有效地找到事物发展变化的原因与条件，2如何根据电池反应设计原电池试画出装置。思考讨论，学生板书设控制变化的路径与进程？。计的原电池装置，讲解把握变化的规律与结果设计依据。理论联系实际，做到学以致用，提高学生的分析动手能力。总结步骤操作电流计示数1组装Fe-Cu-稀硫酸电池装置2上述电池Fe电3极更换为Al片上述装置中的稀硫酸换成同浓度的硫酸铜73、预测大家设计的原电池的现象？三、回答预测现象：Zn逐渐溶解，Cu上析出红色固体，溶液颜色变浅，设计电池的基本方法，构建解决问题具体化程式化的化学学科思想。通过分组实验使学生学会自我约束控制，养原【讲解】原电池设计思路是电池反灯变亮。电应中的还原剂做负极，正极选择池比负极稳定的导体，氧化剂做电成规范的行为习惯，形成合作、分享、交流的团队意识。观察实验现象的解质溶液，然后连接成闭合回路优大家根据设计的原电池装置，按化要求组装完成实验，注意分工合改作，记录实验现象，然后与预测现象进行对比。进【提问】1、锌片上析出的红色物质是什么？是怎么产生的？2、灯塔亮度变暗说明什么？3、经过导线的电子为什么会逐渐减少？4、如何改进装置才能产生持续稳定的电流？【讲解】外电路用导线连接，内电路用盛有电解质溶液的装置为桥梁连接起来，此装置叫盐桥。那么，我们的改进到底能不能让灯塔持续亮起来，需要我们用实验进行验证，请各组利用提供的药品和仪器，按照要求进行实验。小组实验观察记录对比总结思考回答：红色物质是铜，Cu2+直接在Zn的表面发生置换反应。电流在减小锌表面析出铜，在表面形成很多微小的原电池，导致输出电子减少需要将锌从硫酸铜溶液中分离出来，放入硫酸锌溶液中。阅读【资料卡片2】分组实验之美，体验化学实验乐趣，发现实践与理论的差距，引发理论与实践的矛盾冲突，激发学习兴趣。，抓住原电池的缺陷挖掘其根源，分析改进方案。在实验探究和问题解决活动中增强问题意识和创新意识，不满足于现有理论和解决方法，敢于根据事实和独立思考探索新规律、新方法，敢于质疑、勇于创新的科学品质。实验验证改进措施的可行性，在小组实验过程中，使学生学会自我约束控制，养成遵规守纪、注重安全的行为8化【提问】实验二和实验一现象有什改么不同？进【讲解】通过大家的汇报来看，大小组代表回答：锌片上无物质析出习惯，形成合作、分享、交流的团队意识与互助共赢的科学研究习惯，最终形成实事求是、耐心细致、严谨务实的良好品质。提高实验动手操作能力，激发学习兴趣。通过实验的成败，体验通过自身努力实践多数小组都圆满取得了想要的效灯塔持续亮起来，取出果，祝贺大家对原电池装置改进成盐桥灯塔会熄灭。功！个别小组失败了，也不要气馁，失败乃成功之母，我们课后可进一步分析原因，再接再励。【提问】1、该电池的正负极分别是谁？2、它们的工作原理相同吗？获得成功的喜悦，激发学习动力。保持和增强对化学现象的好奇心和探究欲望，主动把化学学习兴趣从对物质变化的好奇转移到深入揭示内在化学原理上来，逐步养成追求真理、崇尚科学、自觉运用科学原【讲解】两极之间电势差仍然存在，电子由锌流出，发生氧化反应，思考回答：理和客观规律做事的求锌是负极，铜是正极，真意识和科学品质。发生的电池反应相同。电子流入铜电极，铜离子得到电子，发生还原反应。这样通过引入盐桥，把原电池分成了两个半电池反应。【提问】1、盐桥中的离子是如何移动的？三、思考回答：由个别到一般，总结与概括原电池内电路的导电方式和两极的反应原理，掌握方法规律【讲解】由于电子转移发生两极反原应，导致负极区溶液带正电性，氯离子向左侧（负构建氧化还原、电子守极）移动，钾离子向右恒与电荷守恒的思维模三、记录现象原【投影】1、改进过程和优化装置分析对比电2、实验步骤与注意事项交流讨论池小组评价的【板书】3、改进措施：盐桥优9电正极区溶液带负电，在静电作用侧（正极）移动型。池下盐桥中的离子如何移动？其离的子的移动方向与改进前相同，结优合电性总结为“正正负负”的离子化移动规