《原电池原理及其应用》第一课时教学案例.doc

原电池原理及其应用第一课时教学案例刘成稳湖北省汉川高中 431600一、教材分析本节内容是电化学中的重要知识。由于学生之前没有电化学的基础，理解原电池原理有一定的难度。第一课时的主要内容有：原电池的原理、原电池正负极的确定、组成原电池的条件。原电池原理和组成条件是本节课的重点，原电池原理是本节课的难点。本节教材设置了大量的探究教学素材，富有深刻的探究教学思想内涵。首先，新课引入的两个演示实验为探究教学创设了问题情景，当学生观察到 “铜片上产生气泡”这一反常的实验现象，就会情不自禁地提出一系列问题，产生强烈的探索欲望，并提出各种各样的假设；紧接着，通过（4-15）演示实验为学生提供“实证性”材料，学生根据实验现象，经过严密的逻辑推理，得出相关结论；当学生理解原电池的原理后，教材又设置了一个讨论题，让学生自己归纳“组成原电池的条件”。同时，课本后面的“家庭小实验水果电池”，习题中的“用铜、银和硝酸银溶液设计一个原电池”都是本课时探究教学内容的应用和延伸。二、学生学习情况分析为了更好地实施探究教学，激发学生的兴趣，增强学生的记忆，还需对本节教材内容作必要的处理和补充。变教材中的教师演示实验为学生动手实验。这样不仅使学生观察到明显的现象，还能使学生直接参与知识的获得过程，获得直接的体验。对于原电池正负极的判断，教材是以叙述的形式提出的，这不利于学生对概念的理解和记忆。可以利用一节干电池让学生自己设计实验得出结论。这比直接提出正负极的判断方法更有利于启发学生的思维，提高学生的实验设计能力。教材中“组成原电池的条件”这一个讨论题，问题过于空泛，考虑到学生的知识迁移能力和概括能力还不是很强，单纯的讨论可能会无从谈起，因此教学中设计了一组学生实验习题（以教材后面的一个习题为蓝本），让学生通过实验获得直接经验，再通过对比分析，归纳出规律，最终得出组成原电池的四个必要条件。将课本后面的家庭小实验水果电池，移到探讨“组成原电池的条件”的课堂教学中，不仅能帮助同学理解组成原电池的其中一个必要条件电解质溶液，而且能达到学以致用，使学生觉得化学就在我们的身边，从而激发学生学习兴趣，启迪学生思维。在完成上述内容后，可以让学生自己设计一个原电池，将刚学的内容进行应用和巩固，有利于培养学生的知识迁移能力和发散思维能力。这样处理教材内容后，教学就可能按照“设置问题情景学生提出问题进行假设和推理通过实验验证得出相关结论引发新的问题情景提出新问题实验提供直接经验对比分析，总结规律应用原理、规律”的程序进行。三、教学设计思想指导思想：以学生为主体，让学生自主地参与知识的获得过程，并给学生充分的表达自己想法的机会。学生初次接触电化学知识，对原电池的工作原理有神秘感和探索欲望。要充分利用学生的好奇心和求知欲，设计层层实验和问题情境，使学生在自主实验、积极思考和相互讨论中自己发现问题、分析问题和解决问题。在教学内容的安排上，按照从易到难，从实践到理论再到实践的顺序，首先通过一组实验，引入课题。在实验观察讨论推测验证的过程中，学习和理解原电池的概念和原理。在此基础上，通过实验探索和讨论组成原电池的条件。最后，让学生自己设计一个原电池以检验学生对所学知识的实际应用能力。根据学生的知识结构、心理特点和教学内容的实际需要，采取了启发、讨论、实验探究等教学方法，并结合多媒体进行教学。四、 教学目标知识与技能1. 理解原电池原理。2. 掌握构成原电池的条件。3. 会进行简单的原电池设计。过程与方法1.通过学生观察实验、设计实验、回答问题，培养学生正向思维、逆向思维、发散思维能力。2.通过实验的教学，培养学生仔细观察，发现问题本质和独立探讨解决问题的方法。情感态度与价值观1. 培养学生的探究精神和依据实验事实得出结论的科学态度。2. 培养学生的团队协作精神。五、教学重难点原电池原理, 组成原电池的条件。六、教学准备1.对学生进行分组：四人为一个小组。2.实验准备：每组一个灵敏电流计，两片铜片、两片锌片、一根石墨电极、一节干电池、两杯相同浓度的硫酸、一杯硫酸铜溶液、一杯无水乙醇、一杯水、小西红柿等水果。七、教学方法讨论、实验、归纳八、教学过程设计教学环节教师活动学生活动设计意图环节1：引入原电池的话题【提问】我们的生活中离不开各种电池 。大到宇宙火箭、人造卫星，小到照相机、手机，都要用到各种各样的电池。如：干电池、蓄电池、 充电电池、高能电池等。其实，这些电池都是应用原电池的原理制成的。那么到底什么是原电池？它的工作原理怎样？ 【思考，联想】从生活中对电的需要，常见的电池入手，引起学生对原电池学习的兴趣。环节2：原电池的原理【实验指导】介绍实验桌上的物品，指导学生做以下三个实验。并提出问题，有什么现象？【设疑】铜片上的气体是哪里来的？【引导】电子究竟是锌片还是铜片失去的，我们可以用实验来证明。那么，如何通过实验来证明锌片上的电子是否通过导线转移到了铜片上？【小结】原电池的原理：将化学能转化为电能的装置。【操作，观察】1.将锌片插入稀硫酸中。2.将铜片插入稀硫酸中。3.将锌片和铜片用导线连接后插入稀硫酸中。【回答】1.锌片上有气泡，因为锌能和稀硫酸反应放出氢气。2.铜片上没有气泡，因为铜不能和稀硫酸反应。3.铜片上有气泡。【讨论】学生激烈讨论，讨论的焦点问题有：1、铜片上的气体是什么？（学生认为可能是氢气或SO2或是氧气。最后同学认为最有可能的是氢气。）2、氢离子转变为氢气所需的电子从何而来？ 学生甲：电子应是铜失去的， 因为气泡是在铜片上产生的。学生乙：电子应是锌失去的，因为锌比铜活泼，易失去电子。锌片失去的电子可以通过导线传递到铜片上，溶液中的氢离子在铜片上得到电子，因此，铜片上有气泡。【回答】在铜片和锌片中间连接一个灵敏电流计，检测有无电流。实验并观察现象。现象：电流计指针偏转。结论：有电流流过，说明导线中有电子流过， 说明氢离子得到的电子确实是锌片失去，通过导线传递到铜片上的。通过手动实验探究原电池的工作原理。在教师的引导下，通过手动实验探究原电池的工作原理，培养学生抽象概括能力。通过实验来验证上面的假设。环节3：原电池正负极的确定及电离方程式的书写【提问】刚才讲的铜锌原电池的正负极分别是什么？【实验指导】给学生一节干电池，用实验证明铜锌原电池的正负极。【提问】原电池有什么特点，如何判断电池的正负极？【引导】写出铜锌原电池的总反应方程式，并比较其与锌片直接跟稀硫酸反应有何异同。【操作】实验并观察现象。【回答】现象：测干电池时，电流计指针偏向正极方向，测铜锌原电池时电流计指针偏向铜片方向。结论：锌片为负极，铜片为正极。【回答】负极：电子流出，较活泼，（锌片）：Zn 2e - = Zn2+ （氧化反应）正极：电子流入，较不活泼，（铜片）：2H+2e - = H2 （还原反应）【回答】总反应方程式为：Zn + 2H+ = Zn2+ + H2 相同点：总反应方程式相同。不同点：电子转移途径不同。利用一节干电池让学生自己设计实验，得出结论。环节4：组成原电池的条件【过渡】原电池的实质是氧化还原反应，氧化还原反应都可以设计成原电池，那么构成原电池要有哪些条件呢？【小结】组成原电池的条件：有两种活动性不同的金属（或一种是非金属导体）作电极。有点节制溶液。能自发的发生氧化还原反应。形成闭合回路。【提问】假如把上述C装置的电极改为Cu 和 Ag ，能组成原电池吗？【练习】请同学结合组成原电池的条件，将氧化还原反应：Fe + Cu2+ = Cu + Fe2+ 设计成一个原电池。【追问】正极材料和电解质溶液还可以用其它的吗？【习题】分析下列哪些装置能构成原电池？并据此对比分析，讨论构成原电池的条件。【回答】C、D、H构成原电池【学生讨论】（通过对比分析、讨论和补充、修改，最后得出组成原电池的条件）学生甲：从A、B不构成原电池可知，构成原电池必须有两种活动性不同的金属作电极。从F、G不构成原电池可知，要组成原电池还必须构成闭合回路。学生乙：H也构成原电池，是因为水果呈酸性，说明构成原电池需酸溶液。学生丙：D也能构成原电池，说明构成原电池不一定要酸溶液，也可以是盐溶液，结合E可知，构成原电池电极材料必须与电解质溶液接触。学生丁：从C可知，电极材料也可以是象石墨这样能导电的非金属。【回答】不能，要构成原电池，负极和电解质溶液之间要能自发的发生氧化还原反应。【回答】负极：铁，正极：铜 ，电解质溶液：硫酸铜。【回答】正极材料还可以是石墨或比铁不活泼的其他金属，电解质溶液中必须含Cu2+，除硫酸铜外，还可以是氯化铜、硝酸铜等。通过习题来归纳出组成原电池的条件。将刚学的内容进行应用和巩固，培养学生的知识迁移能力和发散思维能力。环节5：作业【布置作业】课本习题一、l、3、4，二、l、2、3课后巩固九、评价方案本课时为实验探究教学模式，本课时教学是否成功，笔者认为，应从以下几个方面综合考虑：1. 教材处理是否合理。探究性教学要对教材内容有所扬弃。探究性教学要以大纲为依据，教材仅仅是本参考书。因为现有教材的知识大都是以陈述性方式直接呈现，而探究性教学要求教材提供问题情景和解决问题所必需的事实材料，而不只是结论的堆砌，因此，探究性教学首先要求对现有教材作适当处理。2. 教学过程是否优化。优化的教学过程就是灵活机智地运用各种教学策略。如激励性策略，即使用鼓励性语言，肯定学生任何一个微小的闪光点；自主性策略，即要求设计的问题有一定思维含量，讨论要注重实效性，讨论过程要注意学法指导，并培养学生善于思考