原電池教學(xué)設(shè)計(jì)培訓(xùn)作業(yè)

化學(xué)能與電能的教學(xué)設(shè)計(jì)

一、教材分析

本節(jié)內(nèi)容位于《普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書》化學(xué)必修2第二章第二節(jié)《化學(xué)能與電

能》第一部分。其教學(xué)內(nèi)容分成四部分：（1）能源的簡單分類（2）化學(xué)能轉(zhuǎn)化成電能方式

（3）原電池的概念及其構(gòu)成要件。（4）原電池原理的實(shí)驗(yàn)探究。本節(jié)課內(nèi)容是學(xué)生在初中

了解了化學(xué)與能源、高一上期學(xué)習(xí)了化學(xué)必修1《氧化還原反應(yīng)》與本期學(xué)習(xí)了必修2的《化

學(xué)能與熱能》等內(nèi)容之后而學(xué)習(xí)的，學(xué)好本節(jié)內(nèi)容是對以往所學(xué)知識的鞏固落實(shí)與升華，也

能為以后學(xué)好化學(xué)選修1《化學(xué)與生活》中金屬腐蝕與防護(hù)，以及學(xué)好化學(xué)選修4《化學(xué)反

應(yīng)原理》中的電解原理等知識打下基礎(chǔ)。

二、學(xué)情分析

教學(xué)對象為我校學(xué)生，他們基礎(chǔ)參差不齊，但求知欲望強(qiáng)，樂于展現(xiàn)自我，可塑性強(qiáng)。

知識層面：前面所提化學(xué)教材體系安排內(nèi)容、物理課上所學(xué)電學(xué)知識和生活常識等都為

學(xué)生在本節(jié)課的學(xué)習(xí)做好了充分的知識準(zhǔn)備。

情感層面：在日常生活中有許多電池扮演著重要的角色，使得學(xué)生對電池充滿著好奇和

探知欲望。

能力層面：己經(jīng)了解新教材的學(xué)習(xí)思路和學(xué)習(xí)方法，已具備一定的化學(xué)思維基礎(chǔ)和基礎(chǔ)

實(shí)驗(yàn)技能。

這些都將提高學(xué)生學(xué)習(xí)本課的積極性，也為提高學(xué)生的課堂解決問題能力和實(shí)踐動(dòng)手能

力創(chuàng)造了條件。從反應(yīng)物之間電子轉(zhuǎn)移角度看，原電池概念的形成是氧化還原反應(yīng)本質(zhì)的拓

展和應(yīng)用；從思維角度看，“將化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能”的思想，是對“化學(xué)能一熱能一機(jī)械

能f電能”思維方式的反思和突破。

三、教學(xué)目標(biāo)分析

（1）知識與技能

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提高實(shí)驗(yàn)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(jìn)行實(shí)驗(yàn)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通過實(shí)驗(yàn)探究引導(dǎo)學(xué)生掌握以問題為中心發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的學(xué)習(xí)方法。

(3)情感態(tài)度

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(yán)謹(jǐn)求實(shí)的科學(xué)態(tài)

度并感受到化學(xué)的變化美、規(guī)律美。

②利用實(shí)驗(yàn)進(jìn)行探究，樹立綠色化學(xué)理念，培養(yǎng)科學(xué)發(fā)展觀，增強(qiáng)為人類的文明進(jìn)步學(xué)

習(xí)化學(xué)的責(zé)任感和使命感。

③通過剖析“火力發(fā)電"，讓學(xué)生感受到能源危機(jī)，具備低碳環(huán)保意識。

四、教學(xué)策略選擇與設(shè)計(jì)

根據(jù)課標(biāo)的要求，在課堂教學(xué)中實(shí)施以探究為核心的多樣化教學(xué)方式，本課根據(jù)學(xué)生已

掌握的有關(guān)知識入手，通過小組合作學(xué)習(xí)，實(shí)驗(yàn)探究來組織課堂教學(xué)。

1、從對“火力發(fā)電”進(jìn)行完整透徹的剖析入手，提出如何將化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能，引

入新課學(xué)習(xí)。

2、通過的化學(xué)實(shí)驗(yàn)，幫助學(xué)生探究和理解化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的原理，并認(rèn)識其本質(zhì)是

氧化還原反應(yīng)。

3、學(xué)生根據(jù)提供的材料，設(shè)計(jì)裝置示意圖，并根據(jù)示意圖進(jìn)行分組實(shí)驗(yàn)、小組討論，

判斷哪些裝置可以形成原電池，最終得出構(gòu)成原電池的條件的結(jié)論。在此過程中學(xué)會控制變

量法研究物質(zhì)。

4、通過課本上的實(shí)踐活動(dòng)——水果電池的制作，實(shí)現(xiàn)本課教學(xué)內(nèi)容的應(yīng)用和延伸，讓

學(xué)生體驗(yàn)科學(xué)探究的艱辛與喜悅，感受化學(xué)世界的奇妙與和諧。

五、教學(xué)資源與工具設(shè)計(jì)

教師的資源：課程標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)提供的資源，從網(wǎng)上查到的有關(guān)圖片，電池的歷史，相關(guān)的

flash動(dòng)畫輔助學(xué)生從微觀角度了解電池原理。

學(xué)習(xí)環(huán)境：帶有多媒體的標(biāo)準(zhǔn)化實(shí)驗(yàn)室，實(shí)驗(yàn)的必要儀器

六、教學(xué)過程

1、創(chuàng)設(shè)問題情境，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)入新思維

火電81.2%

(1)創(chuàng)設(shè)問題情境，引入課題|水電176%]

①指導(dǎo)學(xué)生閱讀課本關(guān)于電力在當(dāng)今社會的應(yīng)用和作用，提

其他1.2%

出問題：物質(zhì)中的化學(xué)能在什么條件下能轉(zhuǎn)化為電能呢？又是如

何轉(zhuǎn)化的呢？

②多媒體呈現(xiàn)2001年我國發(fā)電總量構(gòu)成圖和火力發(fā)電的相關(guān)圖片、影響和圖表，引導(dǎo)

學(xué)生分析燃燒的氧化還原本質(zhì)及其能量的變化。

（2）建立新思維，提出新的研究任務(wù)

①什么是火力發(fā)電，火力發(fā)電的原理是什么？

②指出火電站中從開始到結(jié)束能量是怎樣轉(zhuǎn)化的？

③火力發(fā)電的利與弊是什么？

學(xué)生回答：（教師回答完后，用ppt進(jìn)一步歸納）

利：1、我國煤炭資源豐富廉價(jià)方便；

2、電能清潔安全，又快捷方便，節(jié)省時(shí)間。

弊：1、排出大量溫室效應(yīng)氣體（C02）和廢氣（so2）,能導(dǎo)致酸雨；

2、產(chǎn)生廢渣（有毒金屬和致癌化合物）、廢液；

3、能量轉(zhuǎn)化效率低。

4、與低碳經(jīng)濟(jì)相悖

思考與交流：

假設(shè)你是電力工程師，面對這些利與弊，你會如何應(yīng)對呢？

學(xué)生回答：

a、改進(jìn)火力發(fā)電

b、研究新的發(fā)電方式

教師總結(jié)：用多媒體呈現(xiàn)，方式之一就是嘗試將化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能。就像電池。其好處

就是減少中間環(huán)節(jié)能損，高效、清潔利用燃料，不浪費(fèi)能源，更方便。

風(fēng)云-3衛(wèi)星上的電池?cái)z像機(jī)專用電神舟六號燃料電池發(fā)電系統(tǒng)

2,師生互動(dòng)，傳授新知

（1）原電池的原理教學(xué)：問題引導(dǎo)、實(shí)驗(yàn)探究、動(dòng)畫模擬、討論交流、歸納總結(jié)。

①設(shè)置階梯式問題，對學(xué)生進(jìn)行探究思路引導(dǎo)。

問題1：氧化劑和還原劑直接接觸進(jìn)行反應(yīng)時(shí)，化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能，再經(jīng)過一系列能量

轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)才能轉(zhuǎn)化為電能。那么要使氧化還原反應(yīng)釋放的能量不經(jīng)過熱能，而直接轉(zhuǎn)化為電

能，所要解決的第一問題是什么？

問題2：若將氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)分開在不同區(qū)域進(jìn)行，那么，怎樣架設(shè)橋梁使電子從

還原劑區(qū)域轉(zhuǎn)移到氧化劑區(qū)域，同時(shí)形成電流？

問題3：怎樣知道所架設(shè)的橋梁中有電子流過？如

何從電學(xué)角度考慮儀器選擇和組裝問題？

②實(shí)驗(yàn)探究：原電池及其原理。

第一小組：實(shí)驗(yàn)探究一

鋅片

問題1：簡述實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象

問題2：反應(yīng)中哪種物質(zhì)失去電子？哪種物質(zhì)得到電子？

問題3：Zn是通過什么途徑將電子轉(zhuǎn)移給溶液中的H+的？

問題4：怎樣想辦法讓這種電子的轉(zhuǎn)移變成電流？

第二小組：實(shí)驗(yàn)探究一

實(shí)驗(yàn)3:鋅片和銅片用導(dǎo)線連接插入

實(shí)驗(yàn)4:鋅片和銅片導(dǎo)線連接插入稀硫酸中,

稀硫酸中

導(dǎo)線間接上電流表

問題1：簡述實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象

問題2：反應(yīng)中哪種物質(zhì)失去電子？哪種物質(zhì)得到電子?

問題3：電子從Zn到溶液中H+經(jīng)歷了哪種途徑？

問題4：導(dǎo)線在這個(gè)過程中起到什么作用？

問題5：電流計(jì)在這個(gè)過程中起什么作用？

③師生互動(dòng)、分析現(xiàn)象、總結(jié)規(guī)律：

學(xué)生交流自己的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，教師播放微觀的flash動(dòng)

畫，使學(xué)生加深對原理的理解。

原電池：把化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置。

2、原電池的構(gòu)成條件教學(xué):

分組實(shí)驗(yàn)、比較探究、交流討論、歸納總結(jié)。

搭建臺階:

1、原電池的組成部分有哪些？

搭建臺階:

2、怎樣探究原電池的形成條件？

提出方案：改變影響實(shí)驗(yàn)的一個(gè)因子一一控制變量法

原電池形成條件的探究實(shí)驗(yàn)記錄:

組別實(shí)驗(yàn)裝置的變化電流指針是否偏轉(zhuǎn)結(jié)論

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②交流討論：各組同學(xué)相互交流自己的實(shí)驗(yàn)情況及解釋與結(jié)論。。

③歸納總結(jié)：

原電池的構(gòu)成條件：

1.有兩種活動(dòng)性不同的金屬（或非金屬導(dǎo)體）作電極；

2.電極材料均插入電解質(zhì)溶中；

3.形成閉合回路。

3、反饋練習(xí)

適當(dāng)?shù)恼n堂練習(xí)一方面是學(xué)生對本堂課學(xué)習(xí)情況的反饋，同時(shí)使學(xué)生對所學(xué)知識鞏固加

深。并使用多媒體展示，根據(jù)條件組合原電池O

1.下列裝置中能組成原電池形成電流的是（）

ffl"

IISO酒精

c祎24「百

H2SO4Fl2fH2SO4

2.下列裝置哪些屬于原電池，請說明理由。如是，請指出正極、負(fù)極。

3、情感升華

用多媒體展示電池的發(fā)明史

1780年，fil伐尼(Galvani,L)青蛙抽搐實(shí)驗(yàn).伏打?qū)ι镫娪^點(diǎn)的質(zhì)疑

(Volta,A.1745-1827)

1800年建立伏打電堆模型。

原電池的雛形伏打電池是

實(shí)用電池的開端。

理論解釋：生物電觀點(diǎn)!

4、實(shí)踐活動(dòng)

在完成上述內(nèi)容后，指導(dǎo)學(xué)生制作水果電池，培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐創(chuàng)新能力。從正逆兩個(gè)方

面鍛煉學(xué)生對原電池構(gòu)成條件的應(yīng)用，以達(dá)到學(xué)以致用，使學(xué)生覺得化學(xué)就在我們身邊，化

學(xué)很有用，從而激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，啟迪學(xué)生思維。

用多媒體，播放水果電池的制作過程。

5、課堂小結(jié)

一、化學(xué)能與電能的相互轉(zhuǎn)化

1.火力發(fā)電的過程。

2.原電池：將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置。

負(fù)極（Zn）：Zn-2e-=Zn2+（氧化反應(yīng)）

正極（Cu）：2H*+2e—=H2t（還原反應(yīng)）

+2+

總反應(yīng)式：Zn+2H=Zn+H2t

3.原電池的構(gòu)成條件：

①有兩種活動(dòng)性不同的金屬（或非金屬導(dǎo)體）作電極。

②電極材料都插入電解質(zhì)溶液中。

③兩極相連形成閉合電路。

6、作業(yè)布置

有下列材料：鎂條、銅片、鐵片、導(dǎo)線、金屬夾、手電筒用小燈泡（或發(fā)光二極管）、

果汁（橙汁、蘋果汁、檸檬汁等）、500mL燒杯，請?jiān)O(shè)計(jì)一個(gè)能使電流表指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)的原

電池。方式：最好先獨(dú)立設(shè)計(jì)，并動(dòng)手試驗(yàn)，邊做邊改進(jìn)，也可與鄰座同學(xué)相互討論和觀摩,

或請老師指導(dǎo)。

實(shí)驗(yàn)用品及操作實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象結(jié)論

7、板書設(shè)計(jì)