基于“问题解决”的《原电池的原理及应用》教学设计.doc

基于“问题解决”的原电池的原理及应用教学设计一、 教材分析1教材的地位和作用：本节内容是现行高中化学试验修订本第二册第四章第四节，本节课融合了氧化还原反应、金属的性质、电解质溶液等知识，并彼此结合、渗透；在学习过程中还涉及到物理中电学的相关知识，体现了学科内、学科间的综合，也是培养学生创造性思维的很好教材。绿色能源开发和节约型社会的建设是当今社会关注的热点，是国家可持续发展理念的具体体现，本节课涉及到的新型能源开发和金属防腐将有助于这些理念的理解。2主要教学内容：本节大体可分为三部分，原电池的组成和化学原理；介绍常见的化学电源；以原电池为原理的电化腐蚀，其中本课时内容是为学生了解各类化学电源及金属的腐蚀和防护奠定了理论基础。教材先通过一个简洁的实验来引起兴趣、启发思考、提出问题，由金属知识过渡到电化学的教学；然后通过一个典型的装置和学生实验，要求学生讨论原电池的组成和形成条件，帮助学生理解原电池原理。教材第一个实验呈现的问题显得单薄，不利于学生发现问题，原电池的组成条件是本节的重点，教材设计有一个讨论活动，前面的实验封闭了学生的思维，不利于学生自主探究的开展。鉴于以上分析，本人改为以化学史实呈现原生态的真实的问题情景，采用问题解决模式由学生自主提出假设，设计实验方案。3重点、难点确立：本节课的教学重点为原电池的形成条件和原理，学生已经具备必要的金属的性质、物理电学知识，电解质溶液及氧化还原反应等有关知识，加上实验探究的学习方法，整体上理解原电池的形成条件和原理并不太困难，但要把整体的氧化还原反应拆开，分别从氧化反应和还原反应两方面去理解电极反应，进而理解原电池反应原理，就有一定的难度，这里有两原因，一是在学生的上位概念中，氧化反应和还原反应是作不一个整体被接纳的，是密不可分的；二是再把这样的电极反应用电极反应式进行表征也颇有难度。所以电极和电极反应式的书写是本节课的教学难点。为了突破这一教学难点，教学中一要充分运用认知心理学的同化和顺应原理，既要注意原有的氧化还原知识理解、同化电极反应（氧化还原），又要改变原有氧化还原反应的知识结构，通过拆分理解，来顺应电极反应新知识的学习，进而更深刻的层次上理解氧化还原反应，二是要充分发挥实验的感性支持功能，用事实说话。从电极产物、电流计的变化来直观理解氧化还原反应可以分别进行，二者之间确有电子转移。二、教学目标设计教学目标是学习活动的指南和学习评价的依据。教学大纲对原电池的原理作了C级要求，结合学生实际情况，确立本节目标如下。知识与技能：1 通过实验探究了解原电池的构成条件。（氧化还原反应、金属、有关物理知识）实验探究。2 结合实验，从氧化还原反应和能量转化的角度理解原电池的原理3 能够简单书写原电池反应电极反应式。过程与方法：通过问题解决的教学，学会发现问题，掌握分析问题、解决问题的策略和方法。情感态度与价值观：通过原电池形成条件的假设和探究，体验科学探究的乐趣通过原电池原理的学习，赞同能量相互转化的辩证唯物主义观点。三、 教学模式和教学方法的设计为了学生更好地理解原电池的形成条件和原理，培养学生自主分析问题、解决问题的能力，结合本节课以实验教学为主的特点，本节课选取问题解决的教学模式。通过学生发现问题、明确问题、设计方案、实验探究和解决问题，从而归纳出原电池组成条件、概括出原电池的工作原理。问题解决阶段的划分方法各不相同，但一般都包括这样几个环节，发现并识别问题、表征问题、策略选择、实施策略、结果评价，问题解决模式的基本流程如下：创设问题情境分析明示问题引导解决问题评价总结问题表征提出问题执行方案设计方案提出假设应用评价抽象概括引入问题情景材料具体到本节课的教学，其教学流程设计如下。四、 教学流程设计教学流程教学活动设计意图教师学生创设问题情景呈现化学史料组织学生阅读并发现问题阅读思考：发现问题运用化学史料提供真实的问题情景，能够激发学生的探究欲望培养学生发现问题的能力提出问题组织学生交流讨论评价学生提出的问题交流讨论提出问题并表征，识别问题类型，提出解决策略。从真实的情景中提炼出问题、并通过问题表征而进一步明确问题。选择解决策略的方法。分析问题1明示要研究的问题：原电池的形成条件组织学生进行信息搜索、提出假设。信息搜索：分析史料、获取信息。交流讨论：小组间交流所提出的假设。完成假设。培养学生信息检索和信息评价的能力了解科学假设的方法和原则方案设计组织学生分组设计实验指导设计方法评价确定方案设计方案：交流讨论：学会控制变量，通过设计对比实验验证假设的方法。实验探究呈现实验记录表格指导学生实验实验、记录现象体验实验研究的方法，培养实验、观察能力。归纳概括组织学生交流讨论共同评价得出结论交流讨论了解比较归纳、分析综合的方法提出问题呈现问题：原电池原理激励学生进一步研究事物变化的本质理论探究设置思考题，指导学生分析思考。分析现象，思考。学会透过现象看本质归纳概括共同评价概括出原电池原理动画演示微观过程追问：能量来源问题交流讨论，得出结论。观看、理解书写电极反应式分析、思考引导学生揭示微观变化过程，通过抽象概括自主形成原电池概念。使学生更直观地理解电池反应原理。学会对微观变化进行符号表征。从能量的角度来认识原电池的原理应用与评价呈现课堂练习，指导学生完成。结合评价进行小结应用练习：完成目标检测的练习，对完成情况进行交流、互相评价。通过生活实例的分析，既起到对了原电池形成条件的巩固，又能引起学生的兴趣。原电池原理的理解。由原理到装置设计，逆向应用，能够培养学生的创造性。练习电极反应式的书写。完成实践理论实践的认识。五、 教学过程设计目标呈现：见目标设计问题情景：教师：呈现如下化学史料，让学生阅读并提出问题。1780年意大利著名生物学家伽伐尼为了给妻子治病，遵医嘱买了不少青蛙，在解剖青蛙时发现，已死去的青蛙竟然发生了抽搐。伽伐尼做了如下实验：实验1:用一枝铜钩插入死青蛙的脊髓中，再挂在铁栏杆上，当青蛙腿碰到铁栏杆时，就发生颤抖。实验2:将青蛙放到铜制的解剖盘里，当解剖刀接触蛙腿时，蛙腿发生抽搐。他根据实验得出：青蛙自身肌肉和神经里的“生物电”是导致抽搐的原因。1791年，伽伐尼发表了论肌肉中的生物电论文，引起广泛关注。善于质疑的意大利物理学家伏打，提出了疑问：为什么死去的青蛙会还能产生生物电呢？为什么只有青蛙腿和铜器和铁器接触时才发生抽搐？为此，他做了如下实验：实验1:将青蛙腿放在铜盘里，用解剖刀去接触，蛙腿抽搐。实验2:将青蛙腿放在木盘里，用解剖刀去接触，蛙腿不动。经过一番研究，伏打用实验推翻了伽伐尼的结论，所谓特殊的“动物电”是不存在的，蛙腿是否抽搐，与金属有关。学生：阅读资料、发现问题教师：质疑：读了这段史料，你有什么问题要问吗？ 提出问题： 学生：提出自己的问题教师：对学生提出的问题进行归纳总结，明确要研究的问题：金属产生电流的条件是什么？为什么会产生电流？师生：共同进行问题表征：该问题属于已知目标状态，目标起点状态、达成途径和方法都不知道的办公室不良的问题，可采用尝试错误的解决策略。分析问题1：原电池组成条件教师：请同学们搜索上述伏打的实验中的有关信息，推断金属在什么条件下才能产生电流？学生：分析资料，获取有用信息，提出电流产生条件的假设。师生：提出假设：假设1：与金属的相对活动性有关假设2：与溶液导电性有关假设3：与能否发生反应有关。假设4：与线路是否闭合有关（用初中物理电学知识很容易解决，无需验证）方案设计教师：指导学生根据假设进行实验方案设计，提示学生注意运用对比方法，控制实验变量。学生：分组设计实验方案，并交流。师生：共同评价、修改所设计的方案并确定最终实验方案。（供参考）第一组：金属活动性相对强弱对电流产生的影响将连有电流计的两片金属片平行地插入盛有稀硫酸的烧杯中，观察有无电流产生并记录。实验序号1234电极材料Cu-CuFe-CuFe-FeZn-Fe是否有电流两极现象第二组：溶液的导电性对电流产生的影响将连有电流计的铁、铜金属片分别插入到不同溶液中，观察有无电流并记录实验序号1234电极材料Fe-CuFe-CuFe-CuFe-Cu溶液稀硫酸醋酸蔗糖酒精是否有电流两极现象第三组：是否发生反应对电流产生的影响。将连有电流计的铁、铜金属片分别插入到不同溶液中，观察有无电流并记录实验序号1234电极材料Fe-CuFe-CuFe-CuFe-Cu溶液稀硫酸醋酸食盐硫酸钠是否有电流两极现象分组实验教师：组织学生分组进行实验，布置任务，每小组只完成其中一项。指导学生操作要点、观察并记录。学生：进行实验、观察现象并记录，填写表格。归纳概括教师：请同学们对实验结果进行交流、找出电流产生的条件。学生：学生小组间就实验结果进行交流。（学生对第三组3、4会有疑问）。师生：共同评价交流情况，得出原电池形成的条件。活泼性不同的电极、电解质溶液和闭合电路。提出问题2原电池是怎么产生电流的？教师：为什么满足上述条件就能产生电流呢？学生：明确要解决的问题理论探究教师：请分析上述实验记录中的两极现象，看能不能从中找出有用的信息？学生：阅读实验记录，对比分析两极的产物和现象、分析产生的原因。教师：提出下面几个问题促进学生分析（生成性呈现）。1 为什么铜片上会有气体产生，可能是什么气体？2 分析出是氢气后再讨论H得到的电子是从哪里来的？3 两极分别发生了什么反应，尝试用反应式表示。 归纳概括学生：根据对实验现象和产物的分析，推断电极上发生的反应，用自己的话叙述电流产生的原因。教师：对学生的回答做出评价，引导学生抽象出原电池原理。氧化反应和还原反应分别在两极进行，通过导线发生电子转移，电流是电子转移的结果。教师：下面用flash动画演示原电池反应的微观过程，请同学观看后写出两极反应式。师生：共同写出两极的反应式。教师：追问，根据以上分析，你认为电能是有什么能转化而来？学生：思考问答师生：共同得出原电池的定义：把化学能转化为电能的装置。目标检测1病例诊断：格林太太是位漂亮、开朗、乐观的妇女,当她在开怀大笑的时候，人们才可以发现她一口整齐而洁白的牙齿中镶有两颗假牙：其中一颗是黄金的这是格林太太富有的标志；另一颗是不锈钢做的这是一次车祸后留下的痕迹。令人百思不解的是，打从车祸以后，格林太太经常头痛，夜间失眠，心情烦躁你能为格林太太开一个药方吗？2.如右图所示的装置中，B棒逐渐变细，A棒逐渐变粗，则图A、B、C的组成是（）P棒Q棒M溶液AZnCuH2SO4BCuFeHClCAgZnAgNO3DZnCuCuSO43根据反应Fe + CuSO4 =