芝加哥交响乐团 穆蒂:高中化学教案 化学能转化为电能—电池（第1课时）教学设计案例

化学能转化为电能—电池（第1课时）教学设计案例
一、教材分析
本节知识是在《必修2》化学反应的应用中提到了原电池以及上一节《电解》中学习了电能转化为化学能的知识背景下，进一步学习如何将化学能转化为电能的有关知识。第1课时的任务是介绍原电池的工作原理，内容相对比较抽象，同时又是学习后面知识重要的基础。教材中通过活动探究、交流研讨等教学环节，将知识层层展示出来。在教学设计中，应该充分把握教材的内涵，通过有利于学生充分理解和掌握的教学方式设计课堂。
二、教学目标
1.知识与技能
（1）理解原电池的工作原理，掌握形成原电池的基本条件。
（2）能正确规范书写电极反应方程式。
（3）能初步根据典型的氧化还原反应设计原电池。
2.过程与方法
（1）通过分组探究实验的过程，使学生体会化学知识的获取方法；同时培养学生的观察能力、分析问题能力以及分工协作、互相协助的工作方式。
（2）通过设置探究问题，学生分组讨论的过程，让学生学会发现问题、解决问题的方法；同时进一步理解实践→认识→再实践→再认识的辨证唯物主义的思维方法。
3.情感态度与价值观
（1）通过学生实践动手实验，激发其学习兴趣与投身科学追求真理的积极情感。
（2）通过探究知识的问题讨论，体验科学探究的艰辛与愉悦，增强为人类的文明进步而积极学习化学的责任感和使命感。
三、教学重点、难点：原电池的工作原理
四、教学方法：自主探究实验、互助交流讨论
五、教学辅助：分组实验、多媒体课件、实物投影
六、教学过程
教师活动
学生活动
设计意图
【展示】一组知识情景图片
（收音机、电动车等图片；宇宙飞船、人造卫星等图片）
【叙述】这些我们生活中熟悉的东西以及高端技术品，它们工作动力如何解决？
【再展示】一组知识情景图片
（电池造成的水污染图片、铅中毒图片等）
【引入课题】电池为我们的生活和发展提供了便利，同时也带来一些负面影响。要让电池为我们更好的服务，同时减少它的负面作用，首先就需要我们理解原电池的工作原理，这也是我们本堂课的学习任务。
观察、想象
积极发言：电池
观察、思考
聆听
引入知识的应用背景，激发学生的求知兴趣
让学生充分体会化学知识的用途，感知自己的社会责任。
【过渡】我们以锌与CuSO4反应为例一起来分析电能的产生。
【分组探究实验1】设计实验分析锌与CuSO4 反应中的能量变化情况。
仪器与药品：CuSO4  溶液、锌粒、烧杯、温度计
【巡视指导实验过程】
【小组实验成果展示】请回答你们小组实验的设计方式与实验结论
【点评】小组合作非常成功。
学生分组协作进行实验
（1）设计实验方案
（2）观察记录实验现象。
操作：锌与CuSO4  溶液反应，测量反应前后溶液的温度
结论：反应中向环境放热
锻炼学生实验能力；引导学生感知知识的获取过程
【过渡】反应中放出的热能如何想办法转化为电能呢？
【分组探究实验2】设计实验将该反应所释放的能量转化为电能
仪器与药品：CuSO4  溶液、锌片、铜片、大烧杯、检流计、导线
【巡视指导实验过程】
【小组实验成果展示】请回答你们小组实验的设计方式与实验现象、实验结论
【引导】其他小组有需要补充的吗?
【点评】很好。
学生分组协作进行实验
（1）设计实验方案
（2）观察记录实验现象。
实验图：（图1）
现象：电流计指针偏转
结论：化学能转化为电能
【过渡】这个装置就是原电池。那么原电池究竟是如何将化学能转变成电能的呢？
【思考交流研讨1】
1、在实验装置上，标出电极名称；并写出电极上发生的反应及总反应。
2、试分析装置中内外电路是怎样形成电流的。
3、分析下图并讨论，构成原电池的条件是什么。
（图2）
4、试归纳原电池的工作原理。
【小组分析结果展示】请回答你们小组的讨论结果
【引导】其他小组有需要补充的吗?
【点评】分析的非常详细。
教师强调补充内部条件
【动画演示】原电池的工作过程；微观粒子的运动形成电流。
【教师归纳并板书】
一、原电池的工作原理
1、构成条件：（前提：自发的氧化还原反应）
（1）两个活泼性不同的金属电极（或石墨）
（2）电解质溶液
（3）形成闭合回路
2、工作原理
通过原电池装置，使一个自发进行的氧化还原反应的氧化过程与还原过程分在两个电极上进行，电子的转移通过外电路进行，从而实现了化学能向电能的转化。
讨论后回答：
1、负极(锌)：
Zn - 2e- = Zn2+
（氧化反应）
正极(铜)：
Cu2+ +2e- = Cu
（还原反应）
Zn + Cu2+ = Zn2++ Cu
2、内电路：阴阳离子的定向运动
外电路：自由电子的定向运动
3、①电极②电解质溶液③导线连接组成闭合回路
4、带电粒子的定向运动
补充内部条件：自发的氧化还原反应
引导学生挖掘知识内在本质的能力
锻炼学生的自主学习意识和解决问题能力
【思考交流研讨2】
1、如图，如果没有盐桥能否实现化学能向电能的转化；有盐桥的原电池与我们实验用的装置相比有什么优点？           （图3）
2、原电池正负极的确定方法有哪些？
【小组分析结果展示】请回答你们小组的讨论结果
【引导】其他小组有需要补充的吗?
【点评】同学们对问题理解的很到位。
【教师归纳并板书】
3、正负极的确定方法
（1）金属电极的活泼性：活泼性强的为负极
（2）化学反应类型：负极发生氧化反应；正极发生还原反应
（3）电子运动：（外电路）电子流出的一极为负极
（4）离子运动：（内电路）阴离子向负极方向运动
讨论后回答：
1、不能，无法形成闭合回路
可以彻底使氧化和还原过程分离互不干扰
2、
①电极活泼性
②反应类型
③电子运动
④离子运动
培养对规律性知识的归纳意识及能力
【课堂小结】
反应热            原电池            （负极氧化）
热能          化学反应         电能      氧化还原反应    原电池
电解池            （正极还原）
形成知识体系巩固新学知识
【知识运用】
1．利用2Fe3+ + Cu=2Fe2++ Cu2+设计一个原电池，画出示意图，写出电极反应。
2．1909年爱迪生发明了镍铁碱性电池,其化学反应原理如下:
Fe+NiO2+2H2O=Fe(OH)2+Ni(OH)2 ,请判断负极和正极,电解质溶液是什么? 尝试写出电极反应。
知识应用与课堂效果检测
【课后作业】
1、课后习题。
2、收集生活中的各种电池的资料，并利用原电池的工作原理进行分析。
课堂知识的延续与升华
七、教后反思
通过教学过程的实施，充分认识到学生有着想要零距离接触科学知识的向往。整个教学实施中，学生积极的参与实验设计、问题的讨论等活动；并在实验中提出了许多知识上的疑问，在小组讨论和教师指导下基本上实现了自我学习、自我提高的学习效果。知识的理解非常到位，课堂应用的效果也比较理想。
这充分体现了，课堂中发挥学生主观能动性的必要；做为教师更应该发挥好辅助、引导的作用，做好每一节课的课堂设计；课堂设计要更开放，要更加突出学生的参与；真正实现学生乐学、教师乐教的教学目的。