云南省曲靖市高中化学 第一章 化学反应与能量 1.3 原电池原理教学设计 新人教版选修4

云南省曲靖市高中化学第一章化学反应与能量1.3原电池原理教学设计新人教版选修4课题：科目：班级：课时：计划1课时教师：单位：一、课程基本信息1.课程名称：云南省曲靖市高中化学第一章化学反应与能量1.3原电池原理教学设计

2.教学年级和班级：高一年级（1）班

3.授课时间：2023年3月10日星期四上午第二节课

4.教学时数：1课时

亲爱的同学们，大家好！今天咱们这节课要探讨一个超级有趣的话题——原电池原理。这可是化学反应与能量章节的重头戏哦！🎉让我们一起走进这神奇的科学世界，感受化学的魅力吧！💫二、核心素养目标1.提升学生的科学探究能力，通过实验操作理解原电池的工作原理。

2.培养学生的科学思维能力，学会运用化学知识解释原电池的化学变化。

3.强化学生的社会责任感，认识到化学在能源转换和环境保护中的应用价值。三、重点难点及解决办法重点：

1.原电池的工作原理，特别是电极反应和电子流动的过程。

2.原电池电动势的计算方法。

难点：

1.理解电极反应中氧化还原反应的实质。

2.掌握电动势的计算公式及其应用。

解决办法：

1.通过实验演示和小组讨论，让学生直观感受原电池的构造和工作过程。

2.结合具体实例，引导学生分析氧化还原反应，强化对电极反应的理解。

3.通过练习题和课堂互动，帮助学生熟练掌握电动势的计算方法，提高应用能力。四、教学资源准备1.教材：确保每位学生都有《化学反应与能量》第一章相关教材。

2.辅助材料：准备原电池工作原理的图片、电极反应的图表以及相关的视频资料。

3.实验器材：准备锌片、铜片、盐桥、电解质溶液等实验器材，确保其完整性和安全性。

4.教室布置：设置分组讨论区，布置实验操作台，以便学生分组进行实验探究。五、教学过程1.导入（约5分钟）：

（1）激发兴趣：同学们，你们有没有想过，为什么电池可以给我们提供电能呢？今天我们就来揭开这个谜底，学习原电池的原理。请大家带着好奇心，一起来探索吧！

（2）回顾旧知：在上一节课中，我们学习了氧化还原反应。谁能告诉我，氧化还原反应的实质是什么？

（3）导入新课：今天我们要学习的内容是原电池原理。它是如何将化学能转化为电能的呢？让我们一起揭开这个神秘的面纱。

2.新课呈现（约20分钟）：

（1）讲解新知：首先，我将详细讲解原电池的工作原理。原电池由两个不同金属电极和电解质溶液构成，当两个电极接触时，发生氧化还原反应，电子从负极流向正极，从而产生电流。

（2）举例说明：以锌铜原电池为例，我将展示锌铜原电池的构成、电极反应以及电动势的计算方法。

（3）互动探究：接下来，请同学们分组讨论以下问题：

①如何判断原电池的电动势方向？

②原电池在使用过程中，为什么会出现电压下降的现象？

③如何提高原电池的电动势？

3.巩固练习（约20分钟）：

（1）学生活动：请同学们根据所学知识，完成以下练习题：

①判断以下哪个是原电池的正极？为什么？

A.锌片B.铜片

②计算锌铜原电池的电动势。

（2）教师指导：在学生完成练习题的过程中，及时给予指导和帮助，确保学生理解并掌握知识。

4.实验探究（约30分钟）：

（1）学生活动：请同学们分组进行以下实验：

①锌铜原电池实验，观察并记录电极反应。

②测量原电池的电动势。

（2）教师指导：在实验过程中，引导学生注意实验安全，观察实验现象，并总结实验结果。

5.总结与拓展（约10分钟）：

（1）总结：回顾本节课所学内容，强调原电池的工作原理及其应用。

（2）拓展：请同学们思考，除了锌铜原电池，还有哪些原电池类型？它们的工作原理有何不同？

（3）布置作业：请同学们查阅资料，了解其他类型的原电池及其应用。六、教学资源拓展1.拓展资源：

-原电池的历史发展：介绍原电池的发明历程，从古代的火药到现代的各种电池，让学生了解电池技术的发展脉络。

-原电池的种类与应用：介绍不同类型的原电池，如干电池、蓄电池、燃料电池等，以及它们在生活中的应用实例。

-电池的环境影响：探讨电池对环境的影响，特别是电池废弃物的处理问题，增强学生的环保意识。

-电池的未来技术：介绍电池技术的最新研究进展，如锂离子电池、固态电池等，激发学生对未来能源技术的兴趣。

2.拓展建议：

-学生可以阅读关于原电池历史的科普书籍或文章，了解电池的发展历程。

-通过互联网或图书馆资源，收集不同类型原电池的图片和资料，进行对比分析。

-组织学生进行小组讨论，探讨电池在日常生活和工业生产中的应用，以及它们可能带来的环境问题。

-设计一个关于电池环保的小课题，让学生通过实地调查或模拟实验，提出解决电池废弃问题的建议。

-观看有关电池技术的科普视频，了解电池技术的最新研究动态和未来发展趋势。

-鼓励学生参与学校或社区组织的环保活动，如电池回收活动，将所学知识应用于实践。

-引导学生思考如何通过技术创新来减少电池对环境的影响，提出自己的创新想法。七、课堂课堂评价是教学过程中不可或缺的一环，它有助于教师了解学生的学习情况，及时调整教学策略，同时也能帮助学生认识到自己的学习进步和不足。以下是本节课的课堂评价方案：

1.课堂提问：

-提问是了解学生学习情况的有效手段。在讲解原电池原理时，我将提出以下问题：

-“什么是原电池？它由哪些部分组成？”

-“原电池是如何将化学能转化为电能的？”

-“如何判断原电池的正负极？”

-“原电池的电动势是如何计算的？”

-通过学生的回答，我可以评估他们对原电池原理的理解程度。

2.观察学生参与度：

-在课堂讨论和实验操作中，我将观察学生的参与情况，包括：

-学生是否积极参与讨论，提出自己的观点。

-学生在实验操作中是否能够按照步骤进行，是否能够独立思考解决问题。

-学生是否能够与同伴合作，共同完成实验任务。

-观察结果将帮助我了解学生的合作能力和动手能力。

3.实验报告评价：

-学生完成实验后，我将收集他们的实验报告，进行以下评价：

-实验报告的完整性：是否包含了实验目的、原理、步骤、结果和讨论等部分。

-实验数据的准确性：实验数据是否清晰、准确，是否有必要的图表支持。

-实验分析的深度：学生是否能够对实验结果进行合理的分析和解释。

-通过实验报告的评价，我可以了解学生对实验原理的理解和应用能力。

4.小组讨论评价：

-在小组讨论环节，我将评价以下方面：

-小组成员之间的沟通和协作情况。

-小组是否能够提出有建设性的问题和解决方案。

-小组是否能够有效地整合信息，形成共识。

-小组讨论的评价有助于我了解学生的团队协作能力和批判性思维能力。

5.课堂测试：

-为了全面评估学生的学习效果，我将进行一次课堂测试，包括以下内容：

-选择题：考察学生对原电池基本概念的理解。

-判断题：考察学生对原电池原理的掌握程度。

-简答题：考察学生对原电池应用和环保问题的认识。

-课堂测试的结果将作为评价学生学习效果的重要依据。

6.及时反馈：

-在课堂评价过程中，我将及时给予学生反馈，包括：

-对学生回答问题的肯定和鼓励。

-对学生在实验操作和小组讨论中的亮点给予表扬。

-对学生存在的不足提出改进建议。

-及时反馈有助于学生了解自己的学习状况，调整学习策略。八、板书设计①原电池原理概述

-原电池定义

-原电池组成：电极、电解质、盐桥

-化学能转化为电能

②电极反应

-负极（氧化反应）：金属失电子，形成阳离子

-正极（还原反应）：阳离子得电子，形成金属

-电极反应方程式

③电动势与电压

-电动势定义：单位正电荷在电池内部从负极移到正极所做的功

-电动势计算公式：E=W/q

-电压定义：电路中两点间的电势差

-电压与电动势的关系

④原电池应用

-电池类型：干电池、蓄电池、燃料电池等

-应用实例：便携式电子设备、电动汽车、太阳能电池等

⑤环境保护与电池

-电池废弃物处理

-环保电池发展：可充电电池、环保材料等课后作业1.实验分析题：

实验中，使用锌片和铜片构成原电池，观察到锌片逐渐溶解，铜片上有气泡产生。请分析以下现象：

-锌片溶解的原因是什么？

-铜片上气泡产生的原因是什么？

-该原电池的电动势如何计算？

答案：

-锌片溶解是因为锌在负极发生氧化反应，失去电子形成锌离子溶解进入电解质。

-铜片上气泡产生是因为电解质中的氢离子在正极发生还原反应，生成氢气。

-电动势可以通过测量铜电极和锌电极之间的电势差来计算。

2.应用题：

一节1.5V的干电池，如果其电动势为1.5V，求电池内部的电阻。

答案：

根据电动势公式E=V-Ir，其中E是电动势，V是电池两端电压，I是电流，r是电池内阻。假设电池两端电压为V，则r=(E-V)/I。由于题目未给出具体电流值，无法直接计算内阻。

3.推理题：

如果一个原电池的负极是铜，正极是锌，电解质溶液是稀硫酸，请推断电池的工作原理和电极反应。

答案：

电池工作原理：铜作为负极，锌作为正极，铜失去电子成为铜离子进入溶液，锌获得电子成为锌离子。电子从铜流向锌，形成电流。

电极反应：负极（铜）：Cu→Cu²⁺+2e⁻；正极（锌）：2H⁺+2e⁻→H₂↑

4.计算题：

一个原电池的电动势为1.2V，如果外电路电阻为5Ω，求电池的输出功率。

答案：

输出功率P=I²R，其中I是电流，R是外电路电阻。电流I可以通过欧姆定律I=E/(R+r)计算，其中r是电池内阻。由于题目未给出内阻，无法直接计算输出功率。

5.应用拓展题：

设计一个简单的实验，验证原电池的电动势与电解质浓度之间的关系。

答案：

实验步骤：

1.准备两个相同的原电池，其中一个使用稀硫酸，另一个使用浓硫酸。

2.使用电压表测量两个电池的电动势。

3.记录不同浓度电解质溶液下的电动势值。

4.分析电动势与电解质浓度之间的关系。教学反思与改进亲爱的小伙伴们，今天咱们来聊聊这节课的教学反思。教学是一个不断探索和改进的过程，我希望通过反思，我们能一起找到更好的教学方式。

1.教学内容呈现：

在讲解原电池原理时，我发现有些同学对于电极反应的理解还不够深刻。在未来的教学中，我打算通过更多的实例和动画演示，让学生更直观地看到电子的流动和氧化还原反应的过程。比如，可以用动画展示锌和铜电极在电解质中的变化，让学生看到锌片逐渐溶解，铜片上气泡产生的全过程。

2.学生参与度：

在课堂讨论环节，我发现部分同学参与度不高，可能是因为他们对原电池原理不感兴趣或者不太懂。为了提高学生的参与度，我计划在未来的教学中，设计一些与生活实际相关的案例，让学生感受到化学知识与生活的紧密联系。同时，我会鼓励学生提出问题，培养他们的提问能力和批判性思维。

3.实验操作：

在实验探究环节，有些同学在操作过程中不够细心，导致实验结果不准确。为了提高实验操作的规范性，我将在未来的教学中，更加详细地讲解实验步骤和注意事项，同时，我会让实验操作成为学生分组合作的一部分，通过团队合作来提高实验的准确性和效率。

4.作业反馈：

在批改作业时，我发现有些同学对于计算题的理解不够深入，可能是因为对电动势和电压的概念混淆。为了解决这个问题，我将在未来的教学中，通过更多的练习题和课