《銅－鋅原電池及其原理》教學(xué)設(shè)計(部級優(yōu)課)-高一化學(xué)教案

《Cu—Zn原電池》教學(xué)設(shè)計一、設(shè)計思路本節(jié)課是滬科課標版高一上冊第四章第二節(jié)《》的教學(xué)內(nèi)容，是電化學(xué)中的重要知識。初中化學(xué)已經(jīng)從燃料的角度初步學(xué)習(xí)了“化學(xué)與能源”的一些知識，在選修模塊“化學(xué)反應(yīng)原理”中，將從科學(xué)概念的層面和定量的角度比較系統(tǒng)深入地學(xué)習(xí)化學(xué)反應(yīng)與能量。該節(jié)內(nèi)容既是對初中化學(xué)相關(guān)內(nèi)容的提升與拓展，又為選修“化學(xué)反應(yīng)原理”奠定必要的基礎(chǔ)。該節(jié)分為兩課時教學(xué)，本課為第一課時。通過本課的學(xué)習(xí)，能使學(xué)生清楚地認識原電池的工作原理和構(gòu)成條件，初步形成原電池的概念，并能夠?qū)懗鲭姌O反應(yīng)式和電池反應(yīng)方程式。由于學(xué)生之前沒有電化學(xué)的基礎(chǔ)，理解原電池原理有一定的難度，但學(xué)生初次接觸電化學(xué)知識，對原電池的工作原理有神秘感和探索欲望，要充分利用學(xué)生的好奇心和求知欲，設(shè)計層層實驗和問題情境，使學(xué)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。基于以上認識，我將5個實驗貫穿于整節(jié)課中，思路如下：1.首先以西紅柿實現(xiàn)了自己成為電池的“夢想”來引入，充分地調(diào)動學(xué)生的好奇心和求知欲。2.從西紅柿電池中抽象出銅鋅原電池的“無導(dǎo)線”實驗室模型，通過演示實驗1，形成學(xué)生對金屬與非氧化性酸認知上的沖突，找到學(xué)生的最近發(fā)展區(qū)讓學(xué)生完成對原電池原理的第一次分析。3.結(jié)合實驗1提出問題“如何能夠明顯的看到有電子叢鋅流進了銅？”引發(fā)學(xué)生實驗2，完成學(xué)生對原電池的初次實踐認識。4.通過實驗2提出問題“銅鋅原電池的正負極如何判斷？”引發(fā)學(xué)生對原電池原理的第二次分析，書寫電池反應(yīng)式。5.進而提出問題“構(gòu)成原電池應(yīng)具備哪些條件？”引發(fā)學(xué)生探究實驗3、4，完成學(xué)生對原電池的第二次實踐認識。6.歸納原電池形成條件，練習(xí)辨析原電池裝置。完成設(shè)計實驗5，最終實現(xiàn)對原電池的第三次認識。二、教學(xué)目標1.知識與技：（1）初步掌握原電池的概念和形成條件，理解原電池的原理。（2）訓(xùn)練學(xué)生的實驗操作技能。2.過程與方法：（1）通過教師創(chuàng)設(shè)問題情境、學(xué)生進行實驗探究，幫助學(xué)生自主建構(gòu)原電池的概念，理解和掌握原電池的原理。（2）通過層層深入的問題，引導(dǎo)學(xué)生以問題為中心發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的學(xué)習(xí)方法。3.情感態(tài)度與價值觀：（1）通過對原電池工作原理及條件的探究，培養(yǎng)濃厚的學(xué)習(xí)興趣，養(yǎng)成嚴謹求實的科學(xué)態(tài)度。（2）利用微型實驗進行探究，樹立綠色化學(xué)理念，培養(yǎng)科學(xué)發(fā)展觀，增強為人類的文明進步學(xué)習(xí)化學(xué)的責任感和使命感。（3）通過分組實驗，體驗團結(jié)協(xié)作的團隊精神。三、教學(xué)重點與難點教學(xué)重點：原電池的工作原理和構(gòu)成條件。教學(xué)難點：通過對原電池實驗的探究，引導(dǎo)學(xué)生從電子轉(zhuǎn)移角度理解化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的本質(zhì)。四、教學(xué)準備1.實驗用品準備：教師演示實驗：西紅柿、銅片、鋅片、導(dǎo)線；銅片、鋅片、小燒杯、稀硫酸、大電流計；學(xué)生實驗：（各1,12套）銅片、鋅片、碳棒、牙簽、稀硫酸、原電池反應(yīng)器；鋅片、銅片、稀硫酸、硫酸銅溶液、酒精溶液、食鹽水、原電池反應(yīng)器。學(xué)生在分組實驗中，需要用控制變量的思想設(shè)計實驗方案并實施：用品分類→實驗組裝→預(yù)測現(xiàn)象→實驗驗證→確定原電池的形成條件。這一環(huán)節(jié)具有開放性的特點，有較大的難度。需要教師適時引導(dǎo)，讓學(xué)生有較為明確的實驗方向，以求在有限的課堂上實現(xiàn)最大化的實驗教學(xué)效果。2.多媒體準備：實物投影儀、電腦模擬銅鋅原電池反應(yīng)原理動畫、學(xué)生探究實驗記錄表格等。利用實物投影演示實驗，展示學(xué)生學(xué)習(xí)過程。利用動畫模擬電子轉(zhuǎn)移的微觀過程，能夠加深學(xué)生對原電池原理的微觀認識。實驗表格的設(shè)計有效地歸納了實驗現(xiàn)象，使實驗結(jié)果一目了教師活動學(xué)生活動設(shè)計意圖激趣引入同學(xué)們今天來了特殊的客人，大家看是誰呀？這可不是一般的西紅柿，他們是有夢想的西紅柿。他們的夢想就是成為電池！將西紅柿中插入銅片和鋅片連接音樂賀卡，賀卡響起音樂。西紅柿懷疑

驚訝

激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。理論分析原電池原理西紅柿將化學(xué)能轉(zhuǎn)換為了電能，可能發(fā)生了什么反應(yīng)？將鋅片包裹在銅片的外面，推測會有什么現(xiàn)象？

演示實驗1：銅片、鋅片上都有氣泡，為什么？芯片和銅片是不是都與硫酸反映了？

寫出化學(xué)方程式，寫出離子方程式，提示學(xué)生可以從化合價角度分析問題。

激勵學(xué)生大膽進行實驗驗證，證實自己的猜想。并協(xié)助發(fā)言同學(xué)用安培表來驗證猜想。

通過實驗證實了大家的猜想，同時也制得了原電池，大家想不想也來組裝一個原電池？

金屬與酸的反應(yīng)鋅片上有氣泡，銅片上無氣泡

觀察實驗，感到疑惑，表達觀點分析實驗現(xiàn)象得出有電子叢鋅片轉(zhuǎn)移到了銅片上的猜想學(xué)生提出用導(dǎo)線連接銅片和鋅片，導(dǎo)線間會有電流，并用實驗驗證想，完成學(xué)生分組實驗2

形成認知沖突，顯現(xiàn)最近發(fā)展區(qū)。

興趣濃厚，積極思考，第一次理論分析

體驗成功

激發(fā)實驗興趣，完成第一次實踐認識實驗探究原電池形成條件通過實驗2大家有沒有觀察到電流計指針的偏轉(zhuǎn)?偏向哪邊？銅片是原電池的正極還是負極？為什么？利用動畫幫助學(xué)生理解，電子和電流的流向。

有，偏向銅片

提出自己的觀點認識并理解電子和電流的流向，確定銅片為正極鋅片為負極引發(fā)對原電池的進一步認識

展開對原電池原理的第二次理論分析

構(gòu)成原電池應(yīng)該具備什么條件？

只有銅片和鋅片才能夠做電極嗎？把稀硫酸換成別的溶液是否還是原電池？提出探究實驗3：兩極應(yīng)該滿足的條件。提出探究實驗4:電解質(zhì)溶液的作用是什么？請同學(xué)們匯報實驗結(jié)果，并得出結(jié)論，總結(jié)構(gòu)成原電池的條件。學(xué)生提出應(yīng)該有兩極，有電解質(zhì)溶液，有導(dǎo)線連接學(xué)生提出自己的觀點1、2組實驗

3、4組實驗學(xué)生代表發(fā)言總結(jié)初步認識構(gòu)成原電池的條件引發(fā)學(xué)生對原電池形成條件的思考完成對原電池原理的第二次實踐認識，學(xué)會合作學(xué)習(xí)

原電池原理應(yīng)用大家已經(jīng)掌握了原電池的構(gòu)成條件，能否根據(jù)Zn+Cu2+=Zn2++Cu來設(shè)計一個原電池？并畫出裝置簡圖？展示學(xué)生的實驗設(shè)計，共同完成對原電池的認識。學(xué)生動手設(shè)計實驗

觀察，思考應(yīng)用原電池原理，完成對原電池的第三次認識課堂小結(jié)今天同學(xué)們都有哪些收獲？評價本節(jié)課中學(xué)生的表現(xiàn)，提出存在的問題。學(xué)生發(fā)言聆聽，思考回顧，總結(jié)

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