4.1.1原電池教學(xué)設(shè)計高二上學(xué)期化學(xué)人教版選擇性必修1

第四章電化學(xué)基礎(chǔ)第一節(jié)原電池第1課時工作原理【指導(dǎo)思想與理論依據(jù)】（2021其次依據(jù)北京師范大學(xué)王磊教授提出的電化學(xué)認(rèn)識模型來設(shè)計，本教學(xué)設(shè)計中【教材分析】本節(jié)選自選擇性必修1第四章第一節(jié)第一課時，課本上介紹了雙液電池，以雙液電池例子，講解原電池原理，故重點是原電池原理。為講清楚、講透徹原電池的原理，教師可以自己加工教材，更利于學(xué)生學(xué)習(xí)?！緦W(xué)情分析】1.經(jīng)過必修課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生已經(jīng)具備一定的氧化還原觀、微粒觀，學(xué)生知道氧化還原反應(yīng)的本質(zhì)是有電子的轉(zhuǎn)移，能夠判斷氧化劑、還原劑、氧化產(chǎn)物、還原產(chǎn)物，在給定的電解質(zhì)溶液中能夠分析出有哪些微粒；對原電池知識也已經(jīng)有了一定的認(rèn)識，但這些知識是零散的、孤立的，尚未達到系統(tǒng)化。在學(xué)生已有的認(rèn)識中，學(xué)生知道形成原電池需要有自發(fā)的氧化還原反應(yīng)，認(rèn)為構(gòu)成原電池的裝置需要兩個活潑性不同的電極、電解質(zhì)溶液、構(gòu)成閉合回路，對原電池要素的認(rèn)識是不全面的。此外，學(xué)生對電極反應(yīng)物和電極材料有混淆，電極反應(yīng)物和離子導(dǎo)體未區(qū)分，并且存在著一些偏差認(rèn)析問題時思維不夠系統(tǒng)化。3.學(xué)生的認(rèn)識發(fā)展分析基于學(xué)生的已有認(rèn)識和學(xué)習(xí)障礙點，本節(jié)課先從熟悉的鋅銅單液原電池入手，通過分析鋅銅單液原電池的裝置構(gòu)成和工作原理，初步建立原電池認(rèn)識模型的裝置維度和原理維度，然后通過應(yīng)用初步建立的原電池認(rèn)識模型分析鋅銅雙液原電池，完善原電池認(rèn)識模型?！驹O(shè)計思路】從單液原電池（伏打電池）雙液原電池（丹尼爾電池）隔膜型電池，逐一學(xué)習(xí)并設(shè)計實驗找出優(yōu)缺點，最后總結(jié)出原電池的工作原理?！窘虒W(xué)目標(biāo)】【教學(xué)重難點】重點：構(gòu)建原電池認(rèn)識模型難點：應(yīng)用原電池模型解決實際問題【教學(xué)用具】鐵粉、碳粉、稀鹽酸、電流表、鐵釘、碳棒、U型管、酚酞、鐵氰化鉀、三頸瓶、溶解氧傳感器、壓強傳感器等【教學(xué)方法】講授法、實驗法、討論法、訪談法、歸納法、歷史情境法、比較法【教學(xué)過程】教學(xué)環(huán)節(jié)教師活動學(xué)生活動設(shè)計意圖［教師］必修二我們已經(jīng)學(xué)習(xí)過原電池，距離現(xiàn)在電池、氫氧燃料電新課導(dǎo)入，環(huán)節(jié)一：引入伏打電池，現(xiàn)在談起原電池你還能想到什么？池、充電寶、鉛蓄電池、電瓶車等探查學(xué)生現(xiàn)有的知識水平，想想原電池本體知識，你還能想到什么？歷史上的第一個原電池伏打電池提高學(xué)習(xí)興趣為電化學(xué)認(rèn)［教師］同學(xué)們現(xiàn)在只剩下了零碎的知識片段，今天我們來系統(tǒng)地學(xué)習(xí)原電池內(nèi)容傾聽，表示同意識模型的建立做準(zhǔn)備環(huán)節(jié)二：［提問］說了半天原電池，它能做什么？功能是什么？將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能［教師］很好，它不能直接將反應(yīng)中的電子拿出來轉(zhuǎn)化為電能，而是通過了一個特殊的裝置，我們先復(fù)習(xí)最基礎(chǔ)的原電池［板書］原電池1、Zn－Cu原電池［］Zn－2e－＝Zn2+復(fù)習(xí)舊知明確認(rèn)識原電池的合理思路單液銅鋅銅原電池（CuSO4溶液）［練習(xí)］寫出原電池反應(yīng)方程式［提問］觀察該原電池，從裝置角度看，都有哪些要素構(gòu)成？［板書］根據(jù)學(xué)生回答：［提問］此原電池工作時，電流是如何產(chǎn)生的？［教師］是銅得電子嗎？還有人愿意嘗試嗎？能詳［板書］根據(jù)學(xué)生所答原理［強調(diào)］原電池的實質(zhì)：把一個自發(fā)氧化還原反應(yīng)分成兩個半反應(yīng)，失電子過程和得電子過程分別在兩極發(fā)生，有電子、離子的定向移動，形成電流，使化學(xué)能轉(zhuǎn)變成電能。[播放實驗]單液原電池音樂片實驗正極反應(yīng)：鋅原電Cu2++2e－＝Cu池原理總反應(yīng)：分析，初Zn＋Cu2+＝Zn2+＋Cu步建構(gòu)模型[回答]正極、負(fù)極、電解質(zhì)溶液、導(dǎo)線模型初步建立［學(xué)生一］鋅失電子，銅得電子，燈泡亮［學(xué)生二］電解質(zhì)溶液中離子定向轉(zhuǎn)變原電池移動，構(gòu)成閉合回路，持相關(guān)前概念續(xù)產(chǎn)生電流結(jié)合鋅銅原電池理解原電池的本質(zhì)［質(zhì)疑］［回答］引起沖突，引導(dǎo)學(xué)生將鋅與硫酸銅分開剛才的單液鋅銅原電池不能夠持久放電，很快就衰變了，而且鋅表面析出了許多銅，為什么？可能有接觸反應(yīng)，但具體原因不清楚［教師］在單液鋅銅原電池中，鋅和硫酸銅直接接觸，其中環(huán)節(jié)三：引入丹尼爾電池雙液鋅銅原電池原理分析，完善模型跑到銅電極上，然后得電子成為銅，這樣就會導(dǎo)致電池的效率下降［提問］既然這樣，應(yīng)該如何解決呢？[歷史上的第二個電池]丹尼爾電池［教師］對，分開便成了雙液鋅銅原電池［課件展示］CuSO4溶液［課件展示］鹽橋［提問］兩個燒杯中分別盛放什么試劑？［教師］雖然鋅和稀硫酸被分開，但只要該氧化還原反應(yīng)能夠自發(fā)進行，就能夠產(chǎn)生電流［提問］按照剛才的分析框架，分析此原電池工作時電流是如何產(chǎn)生的？［教師］很好，對比單、雙液電池來看原電池各部分功能［提問］鋅棒的作用是什么？［追問］還有嗎？［講述］鋅有兩個作用，從失電子角度看，它充當(dāng)負(fù)極反應(yīng)物，從“負(fù)極”看，它充當(dāng)負(fù)極材料（失（［板書］［強調(diào)］要構(gòu)成原電池，裝置必須包含這幾個要素[回答]把鋅和硫酸銅分開[回答]通過預(yù)習(xí)，可以答出硫酸銅和硫酸鋅[回答]合回路[回答]提供電子作負(fù)極材料（所）傾聽回答：正極材料（得電子場所）轉(zhuǎn)變前概念電子導(dǎo)體和離子導(dǎo)體明確電解質(zhì)和鹽橋中電流是離子的定向移動形成的，突破難點轉(zhuǎn)變學(xué)生電極反應(yīng)物和電極材料混淆的前概念完善模型理[播放實驗]雙液原電池音樂片實驗清各部分功能[教師引導(dǎo)］分析雙液原電池的優(yōu)缺點，引出簡易隔通過設(shè)計型任務(wù)，明確認(rèn)識電化學(xué)的合理思路應(yīng)該是結(jié)合裝置和原理兩部分學(xué)會順利拆開一個氧化還原反應(yīng)，寫出兩極反應(yīng)感受動手實驗的樂趣，音樂片響起，增加實進一步轉(zhuǎn)變前概念電極材料和電極反應(yīng)物膜型原電池［實驗活動］設(shè)計一個微型雙液原電池帶動音樂片實驗儀器藥品：Zn片、Cu片、碳棒、ZnSO4溶液、CuSO4KCl小組討論：裝置：正極材音樂片等［小結(jié)］從裝置角度分析，根據(jù)學(xué)生回答：正極材離子導(dǎo)體料（（導(dǎo)體、離子導(dǎo)體環(huán)節(jié)四：隔膜型電池[生活中的膜電池]鞏固模型［教師原理：鋅置換銅的反應(yīng)簡單應(yīng)用發(fā)生什么反應(yīng)？分成兩個電極反應(yīng)模型［小結(jié)］根據(jù)學(xué)生所答原理：電極反應(yīng)物、過程、電極產(chǎn)物、現(xiàn)象等[討論回答]負(fù)極可以直接［提問］兩極分別選什么電極材料？選擇金屬Zn，正極呢，［強調(diào)］很好，這里的負(fù)極反應(yīng)物是金屬鋅，剛好不能選太活潑的，不然就比Zn先反應(yīng)了，選碳棒銅或碳棒都是可以的或銅[活動]下面請同學(xué)們畫出自己的裝置圖，評價裝置圖[學(xué)生反饋]多數(shù)學(xué)生畫出[]單液原電池，少數(shù)學(xué)生畫使音樂片響起來出雙液原電池[模型建構(gòu)］小組合作，完成實驗，綜合模型各要素，可輕松設(shè)計原電池，我們來細(xì)化要有這樣的物質(zhì)：失電其中的原理維度要素，對于負(fù)極反應(yīng)物，它必須滿子，化合價升高；足什么條件？正極反應(yīng)物呢？得電子，化合價降低環(huán)節(jié)五：總結(jié)［總結(jié)］如果再次遇到原電池問題，你會從哪些方面分析？從裝置維度和原理維度兩方面去看，各要素就是依據(jù)探查學(xué)生對模型的理解情況【板書設(shè)計】4.1原電池工作原理【教學(xué)反思】：1.學(xué)生認(rèn)識方式的轉(zhuǎn)變學(xué)生從孤立地分析原電池相關(guān)問題，發(fā)展到通過原電池認(rèn)識模型系統(tǒng)地分析原電池相關(guān)問題，促進學(xué)生的認(rèn)識方式從孤立轉(zhuǎn)變?yōu)橄到y(tǒng)。2.創(chuàng)設(shè)問題情境，在解決問題中學(xué)習(xí)知識，提升能力創(chuàng)設(shè)真實情境，充分利用素材，組織學(xué)生開展分析解釋、推論預(yù)測、設(shè)計評價等學(xué)習(xí)活動，發(fā)展學(xué)生對原電池