高中化学：《原电池原理》教学设计

全面推进素质教育，课程改革是核心内容，改革的目标是着眼于学生自主发展、全面发展和可持续发展。《新课标》倡导学生的积极参入，让学生在学习的过程中建构知识，通过体验实践参与和合作探究等活动方式，完成任务实现目标。因此在设计本案例时，注重以学生为中心，根据学生的心理特点来设计教学活动，注重对学生思维创新能力的培养，并有效地渗透关爱环境的情感教育，促进学生的全面发展。本案例坚持：给学生以空间，让他们自己往前走；给学生以条件，让他们自己去锻炼；给学生以时间，让他们自己去安排；给学生以挑战，让他们自己去探索；给学生以机会，让他们自己去总结发展。

一、教材分析

在初中我们已经知道将Zn片插入CuSO4溶液中，Zn可以置换出CuSO4溶液中的Cu，该反应以热能的形式释放能量；在化学必修1中我们已经通过Zn与CuSO4溶液的反应，探究了氧化还原反应的实质是电子的转移，电子的定向移动会形成电流。在化学必修2《化学反应的利用》中，我们就要来探讨在这个变化过程中能量是如何转化的？这既深化了学生在初中化学和化学必修1中对化学与能源问题的认识，又为在选修模块中继续探讨这一问题奠定了基础，这部分内容具有承上启下的功能。

本课时案例的主要内容有：原电池的概念、原理、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。

二、教学建议

⑴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。

⑵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。

⑶教材中“组成原电池的条件”这一讨论题，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，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三个必要条件。

⑷在完成上述内容后，可以让学生自己设计一个原电池，将学习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。

经这样处理教材内容后，教学就可按照“设置问题情景，提出问题→设计实验，进行假设和推理→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→再提问题→通过实验，对比分析，总结规律→应用原理、规律”的程序进行。

三、教学目标

⑴ 知识目标：理解原电池原理，掌握构成原电池的条件，会进行简单的原电池设计。

⑵ 情感目标：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，培养学生的团队协作精神。

⑶ 能力目标：培养学生观察能力、实验设计能力、实验操作能力、语言表达能力。培养学生正向思维、逆向思维、发散思维能力。

四、教学准备

⑴对学生进行分组：四人为一小组。

⑵ 实验准备：灵敏电流计、Zn片、Cu片、碳棒、CuSO4溶液、无水乙醇、稀硫酸、导线、音乐卡片、一节干电池、桔子（或苹果、西红柿等水果）。

⑶铜锌原电池装置图片，铜锌原电池工作原理的模拟动画 。 五、教学过程

教师活动 学生活动 [通过实验，引入新课] [学生回答] 实验1、化学必修1氧化还1、①Zn片逐渐溶解；②石墨原反应中有这样一个实验：（展电极上析出红色物质；③溶液颜色示图片）该实验的现象是什逐渐变浅； 么？ ④电流计的指针发生偏转。 实验2、若将锌片和碳棒平2、闭合开关后，音乐卡片会响行插入一个桔子中，并将一张起来。 音乐卡片、开关用导线连接在锌片和碳棒之间，现象是什么？ [提问]那么为什么会出现这样的现象呢？这就跟我们这一节课的内容有关，下面就通过实验来探究一下原电池的原理。 - 2 -

设计意图 由实验引出这一节课的教学内容，激发学生求知的欲望，调动学生思维的积极性。 [板书]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： 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 说明实验注意事项，要求同学认真观察现象，并思考原因。 [实验并观察现象] [学生回答] 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. Zn片逐渐溶解；铜片上有气泡产生。 [提问]①铜片上的气体是什么，怎么生成的？ ②氢离子转变为氢气时发生了还原反应，所得到的电子从何而来？ [学生回答] ①可能是H2或 SO2 或者O2，最有可能的是H2。 ②（学生提出许多假设） 学生1：电子应是铜失去的，因为气泡是在铜片上产生的。 学生2：电子应是锌失去的，因为锌比铜活泼，易失去电子。 学生3：电子应是铜失去的，若是锌失去电子，气泡应该出现在锌片上，怎么会在铜片上出现气泡呢？ 学生4：锌片失去的电子可以通过导线传递到铜片上，溶液中的氢 - 3 -

①变教材中的教师演示实验为学生动手实验，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，培养学生的团队协作精神。 ②由一个实验改变为多个实验，培养学生观察能力、实验能力、语言表达能力，培养实事求是的科学态度， 由学生观察到“铜片上有气泡产生”这一反常现象引起学生的强烈探究欲望。 ①培养学生正向思维、逆向思维、发散思维能力。 ②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离子在铜片上得到电子，因此，铜中自己发现片上有气泡。 问题、分析问学生5：既然电子是锌片失去题和解决问的，氢离子为什么不直接在锌片上题。 得电子，而要在铜片上得电子呢？ [教师引导] [学生回答]在铜片和锌片中间培养学电子究竟是锌片还是铜片连接一个灵敏电流计，检测有无电生观察问题、失去的，我们可以用实验来证流。 明。那么，如何通过实验来证[实验观察]：电流计指针偏转。 分析问题和明锌片上的电子是否通过导线[结论]有电流流过，说明导线中解决问题的转移到了铜片上？ 有电子流过，说明氢离子得到的电能力。 子确实是锌片失去，通过导线传递 到铜片上的。 [学生小结]锌片：较活泼，电子 流出，发生氧化反应 Zn→Zn2+ +2e- 铜片：较不活泼，电子流入， 发生还原反应 2H++2e- → H2↑ 能量变化：化学能转变为电能 [提出问题]既然电子是锌[学生回答] 培养学片失去的，氢离子为什么不直由于锌片失去电子后产生锌离生分析问题接在锌片上得电子，而要到铜子，锌片的周围有许多来不及扩散和解决问题片上得电子呢？ 到溶液中去的锌离子，对氢离子有的能力。 [演示动画] 排斥作用，使氢离子很难在锌片上锌片失去电子后产生锌离直接得到电子。 子，电子沿导线传递到铜片上，锌片的周围有许多来不及扩散到溶液中去的锌离子，对氢离子有排斥作用，使氢离子在锌片上得到电子。 [板书]1、原电池的概念： [实验并观察现象] 通过实将化学能转化为电能的装[学生回答] 验，培养学生置。 现象：用干电池时，电流计指对比分析、总[提出问题]给你一节干电针偏向正极方向，用铜锌原电池时，结规律的能池，能否用实验证明铜锌原电电流计指针偏向铜片方向 力。 池的正负极呢？ 结论：锌片为负极，铜片为正 极 [总结提出问题]前面提到[学生回答] 过的Zn与CuSO4溶液的反应实锌片为负极，电极反应式为：际就是一个原电池反应。该原Zn→Zn2++2e- 电池的正、负极反应分别是什碳棒为正极，电极反应式为：么？分别发生什么反应？ Cu2++2e-→Cu - 4 -

培养学生对比分析、类比推理能力。 [板书] 2、 原电池的原理： 负极：电子流出的极，较活泼。 （锌片）：Zn → Zn2+ + 2e- （氧化反应） 正极：电子流入的极，较不活泼。 （铜片）：2H++ 2e- → H2↑ （还原反应） [过渡]原电池的实质是氧[学生实验]四人一组开始实验化还原反应，氧化还原反应都并观察现象、记录现象，最后每个可以设计成原电池，那么构成小组根据自己的设计来完成表格。 原电池要有哪些条件呢？ [学生小结] 电[板书] 3、构成原电池的条溶液 音乐构件 极卡片成[布置分组实验]请从Zn材（响原片、Cu片、碳棒、CuSO4溶液、料 或不电无水乙醇、稀硫酸、导线中选响） 池择合适的材料组装成原电池，的并用音乐卡片检验组装的装置条中是否有电流通过，从而探究件 构成原电池的条件。 1 Zn 稀硫响 片酸 必Cu 电溶音乐构片 须极液 卡片 成2 Zn无水不响 有片材（响原电乙醇 Cu料 或不电解片 响） 池质3 ZnCuSO4响 的溶片溶液 条液 Cu件 片 1 4 Zn稀硫响 2 片酸 3 碳4 棒 5 5 Zn6 稀硫不响 两片酸 极Zn材片 料不能通过实验探究，充分发挥学生学习的主动性，让学生自己动手、动口、动脑去分析问题，解决问题，获取新知识和技能。 - 5 -

[板书]构成原电池的条件： ①有两种活动性不同的金属（或一种是非金属导体）作电极 ②电极材料均插入电解质溶液中 ③两极相连形成闭合回路 [讲解]刚一开始我们做的两个实验均符合构成原电池的条件，电路中均有电流通过，均属原电池装置。 [课堂总结]1、总结本节课的重点、难点。 2、布置研究性课题作业：①自己动手制作一个水果电池。 ②收集几种电池，研究各类电池的电极材料和电极反应。 ③研究电池对环境的污染。 相同 6 Zn分别不响 两片插入极Cu两份用片 稀硫导酸中 线连接 聆听，记录，加深印象。 归纳小结，进一步明确构成原电池的条件。 聆听，回忆，与同学交流讨论。 通过总结使学生明确本节课的重点、难点。 把所学知识延伸到课外，运用到日常生活中和进一步的探究研究中，让学生认识到化学与我们的生活息息相关，能达到学以致用，使学生觉得化学就在我们的身边，从而激发了学生学习化学兴趣，开拓了学生的视野。 - 6 -

六、课后反思

本节课一开始就以两个演示实验提出问题，这样可以使学生对学习原电池产生兴趣，在心理上形成预期，从而调动起学生的学习积极性。把原电池的演示实验改成学生实验，以体现学生实验的能动性，强化学生在教学中的主体性，这对于学生的实验设计、操作、观察及实验结果的分析、探索、创造等能力的培养是有利的。

在原电池原理的的教学中，学生通过观察实验现象，教师针对实验现象设计一些问题，充分利用学生的好奇心和求知欲，层层设计实验和问题情境，使学生在自主实验、积极思考和相互讨论中自主发现问题、分析问题和解决问题。 在原电池构成条件的教学中，学生通过选择材料、溶液组装原电池，探究原电池的构成条件，这样学生就在教师的引导下，完成从实践到理论到再实践再进一步归纳理论的认识提高过程，提高了学生的科学思维能力、理论概括能力及探索精神。最后通过总结使学生明确本节课的重点、难点，布置了三个研究性课题，使学生把所学的知识延伸到课外，运用到日常生活中和进一步的探究研究中，让学生认识到化学与我们的生活息息相关，培养了学生学习的自觉性。

通过教师对课堂的精心设计和对学生到位的引导，大部分学生基本达到了教师初定的知识目标，同时学生在获取知识的过程中，不断体验进步与成功，学生得到了更多实践的机会，并通过讲评活动不断的改进自己，提升了自己的动手实践能力，收到了很好的学习效果。本案例的构思与设计，适应了和谐高效思维对话型课堂建设的要求，具有一定的创新应用价值。对课堂教学方式的改革，达到了抛砖引玉之目的，实现了本案例的设计意图，在实践中必将收到良好的教学效果。

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