聯系本站客服加+微信號15139388181 或QQ：983228566 |
視頻標簽：原電池
所屬欄目：高中化學優質課視頻
視頻課題：高中化學人教版選修4化學反應原理第四章第一節原電池-天津
本視頻配套資料的教學設計、課件 /課堂實錄及教案下載可聯本站系客服
高中化學人教版選修4化學反應原理第四章第一節原電池 -天津市第二十中學
人教版·選修4化學反應原理
第四章 電化學基礎 第一節 原電池
（一）指導思想與理論依據
深化認識和優化思維品質是選修教學的重要目標，這一目標的完成應基于學生已有的認識，這就是必修中建立起的相關知識系統。要創設實際問題情境，并在解決這一問題的過程中引導學生自主形成相應的程序和方法。
本節課的教學設計通過比較“原電池”這一內容在必修和選修課程中的不同，分析學生在必修課程中已經建立的認知框架，尋找學生的“最近發展區”，圍繞有一定難度的實驗探究活動，幫助學生在已有的知識基礎上，對原電池原理和形成條件的認識得到逐層發展。
（二）教學背景分析
學習內容分析：在人教版教材必修2中已經重點介紹了銅鋅原電池的工作原理和形成條件，并對實用電池進行了簡單介紹。在選修4《化學反應原理》的第四章第一節中重點通過雙液電池模型的構建，發展對原電池原理和形成條件的認識。同時在第二節中應用深化發展的原電池原理和形成條件進一步理解實用電池、電化學腐蝕和防腐原理。作為《化學反應原理》模塊的最后，承擔著深入認識物質變化與能量變化的統一，理解原理對實際應用的指導價值，深化對氧化還原反應的理解和應用的功能。
從必修水平到選修水平，學生的知識和能力需要進行一次較大的跨越。在這一跨越過程中，合適的模型是學習和理解原電池原理的重要工具，選修教材中呈現的帶鹽橋的雙液電池模型與必修階段的鋅銅單液模型承載的功能截然不同。如何尋找學生的“最近發展區”，完成跨越是在本節課教學中重點要解決的問題。
學生情況分析：
已有基礎：對原電池原理有初步認識；具有一定的實驗探究能力。 局限認識：氧化劑和還原劑只有接觸才可能發生氧化還原反應。
發展方向：通過實驗活動對原電池原理形成完整認識，提高解決問題的能力。 教學方式與教學手段說明：采用“實驗探究—模型建構—理論分析”相結合的教學方式，學生通過實驗活動，建構原電池模型，結合理論分析，不斷深入認識原電池原理和形成條件，最終實現知識和能力上的跨越。
（三）本課教學目標設計
知識與技能：深入了解原電池的工作原理。通過三次理論分析使學生對原電池的形成條件產生更完整的認識。學會書寫電極反應式和電池總反應。能根據反應設計簡單的原電池。
過程與方法：學生通過橘子電池的實驗活動，體驗建構模型的過程。通過Zn-CuSO4電池的設計活動，感悟科學探究的思路和方法，進一步體會控制變量在科學探究中的應用。
情感態度與價值觀：介紹強大的橙子電池，激發學習興趣，感受原電池原理應用于化學電源開發的關鍵作用。通過雙液電池模型的建構，滲透對立統一的辯證唯物主義思想。
教學重點：原電池工作原理和形成條件
教學難點：氧化還原反應完全分開在兩極發生(分池、分液) 重難點的突破：
（四）教學過程與教學資源設計
教學過程： 教學
環節
教師活動
學生活動
設計意圖
展示圖片 復習已知
【引入】重新響起的音樂賀卡。
展示各種電池圖
片，電池的作用。 【復習】通過模擬實驗，銅鋅硫酸原電池裝置中正負極分別發生
【回顧復習】化學能轉化為電能的裝置。
【復習】原電池工作原理： 負極：氧化反應 失電子 正極：還原反應 得電子 電子從負極流向正極，
第一次理論分析，復習已經掌握的原電池原理和形成條件，為后面的深化發展提供基礎。
了什么反應？電流是如何產生的？
陰離子從正極流向負極，形成閉合回路。
自主探究設計實驗
【自主探究1】學生自己設計電池，學生代表演
示實驗，觀察實驗現象，發現問題。
Cu-Zn- CuSO4單液原電池，由于Zn片直接與CuSO4溶液接觸發生置換反應，部分化學能直接轉化為熱能，導致電能損失；同時Zn片與表面析出的Cu形成原電池反應，導致部分電子不從導線通過，電流發生衰減，電池效率不高。
結合實驗現象分析單液電池效率低的原因，并嘗試提出解決方案。
橘子
實驗
提煉
模型
【連接】在必修中有一個家庭實驗——設計水果電池。
【提出實驗內
容】現在給你提
供了以下材料，
請你設計橘子電池，觀察實驗現象并提煉出原電池模型。
可供選擇的材料：
靈敏電流計、銅絲、鋅條、導線、培養皿、橘子
【小組實驗】
【方案展示，提煉模型】
通過橘子實驗的方案討論，使學生從“單瓣”→“兩瓣”形象實驗演化
成“單池”→“雙
池”的模型建構；
從“膜”上升到“鹽
橋”的認識。教師演示實驗： 序號 方案、現象
方案1 Zn片和Cu片同時插入一瓣橘子中
(有電流) 方案2
Zn片和Cu片分別插入分開的兩瓣橘子中
(無電流)
第二次理論分析提出雙池-鹽橋模型，在模型分析中再次強調電流的形成過程，同時強調鹽橋的作用。
【針對方案2提問】為何兩瓣分開的橘子不能產生電流？如何改
進，產生電流？ 【學生探究解決
方案】“連隧道”(用吸滿果汁的導管連通)、“搭橋”(用浸有NaCl溶液的濾紙條連接)。
【提出問題】這兩種解決方案為何能產生電流？請提煉模型。 【知識介紹】在化學實驗中常用的鹽橋是在U型管里裝含有瓊膠的飽和KCl溶液。
【可能解釋】未形成閉合回路。
【解決方法】將兩瓣橘子貼在一起。
還有可能會有將其浸入電解質溶液中。 還可能用“連隧道”或“搭橋”的方法。
【可能解釋】在“隧道”和“橋”中離子能夠定向移動，構成閉合回路。
【提煉模型】
實驗探究 完善
認識
【提出問題】按鹽橋模型，改進鋅銅硫酸銅原電池裝置？
【指導學生實驗】
注意電極材料的選擇。 注意電解質溶液的選擇。 注意記錄實驗現象。
聯系已學知識，回憶根據化學反應設計成原電池裝置的思路和方法。
可供使用的儀器和藥品：靈敏電流計、銅片、鋅片、導線、培養皿、ZnSO4溶液、NaCl溶液、CuSO4溶液、浸NaCl溶液的濾紙條(鹽橋)。 注意：及時清洗電極。
【小組實驗設計方案，并實施】
通過方法討論和交流，后面學生實
驗過程會有的放矢，防止漫無目的的實驗。
通過實驗活動，感悟科學探究的思路和方法，進一步體會控制變量在科學探究中的應用。
【交流方案】 【方案1】為何Zn表面會變黑？ 從能量轉化的角度說明什么 問題？
（分析現象）Zn接觸到CuSO4溶液，會直接發生置換反應。說明Zn失去的電子并沒有完全轉化成電能，電能轉化率較低。 【方案2】為何會產生電流？
（理論分析）①因負極和正極已有提供電子和接受電子的物質，兩者存在電勢差，有電子定向移動的趨勢。
②當通過鹽橋連接兩極時，陰離子從正極溶液通過鹽橋向負極移
方案 負極 負極液 正極 正極液 現象 1
Zn
CuSO4
Cu
CuSO4
Zn表面變黑
有電流產生 2 Zn ZnSO4 Cu CuSO4
Zn表面不變黑
有電流產生 3 Zn NaCl Cu CuSO4
Zn表面不變黑
有電流產生
動，此時形成閉合回路，就形成了電流。 【問題】負極液的作用？正極液的作用？
（學生通過對比分析）負極液只起導電作用；正極液中Cu2+發生還原反應，且起導電作用。
【總結交流】你對原電池原理的認識。(見學案)
在討論交流方案的過程中，學生對實驗現象的解釋，深入認識原電池原理和形成條件，上升到完整認識。通過雙液電池模型的建構，滲透對立統一的辯證唯物主義思想。
生活中的原電池問題
通過今天的實踐活動，你有哪些感想？
交流感受。
介紹生活中的原電池，激發學習興趣，感受原電池原理應用于生活的關鍵作用。
（五）學習效果評價設計
一、紙筆評價——課堂問題評價(見學案) 二、活動表現評價 （1）自我評價
我的思維狀態 □活躍 □一般
我參與討論的態度 □積極 □一般 □不夠積極
我在課上的收獲 □很大 □較大 □不太大 □很小
（2）小組評價
課堂上的參與程度 □很高 □較高 □一般 □不高 課堂上的總體表現 □優 □良 □及格 □不及格
（3）教師評價
（六）教學反思
1．充分發掘教材素材，合理開發利用
在必修教材中有學生實踐活動——制作水果電池：利用水果如蘋果、柑橘、檸檬或番茄等制作原電池。由于柑橘瓣可以分開，而且柑橘膜可以讓離子通過，所以利用橘子瓣分開可以幫助學生建立“分池”觀點，由膜可以提升到“鹽橋”觀點。所以在進行教學設計的過程中，如果充分發掘教材素材，合理開發利用可以收到意想不到的效果。
2．發揮學生主動性，創設有效學生活動
在進行化學反應原理的教學時，通常是以教師講授為主，因為學生起點較低。但是在新教材中，大多數化學反應原理內容都是從必修到選修形成螺旋式上升的的設計理念。因此在選修階段進行化學反應原理教學時，應充分考慮學生已有基礎，設置有效活動，例如學生實驗，充分結合理論分析，使學生在已有基礎上發現問題，從而在不斷解決新問題中，最近發展，不斷上升，達到目標要求。
視頻來源：優質課網 www.jjlqy.cn
