《原电池原理》的教学设计案例

《原电池原理》的教学设计案例

宁夏六盘山高级中学柳军利

一、教材解读

原电池的教学内容安排在必修2，主题2《化学反应与能量》中，与选修4，主题1的电解池教学共同构成了中学电化学教学的学习内容，有关《原电池原理》的教学，在高中化学的教学地位一直是电化学教学的基础和根本，也是对先学内容氧化还原和电解质理论的加深和提高，所以无论高中化学教材怎么变化，它的教学要求几乎没有变化，总是教师教学的重点和难点，也是各类考试的必考知识点。正因如此，多年来，老师对该部分的教学内容、难度、考试题型已烂熟于心，也有不少同行在教学模式的变化上提出了一些见解，如何在新课程的理念下使教学在传统中有所突破，在循规蹈矩中有所创新，更好的体现新课标的理念，笔者在执教必修2该部分内容时作了一些新的尝试。

二、课标解读和考试要求

课标在必修2主题2《化学反应与能量》中规定：能举例说明化学能和电能的转化关系及其应用。在选修4主题2的要求体验化学能与电能的探究过程，了解原电池和电解池的工作原理，能够书写电极反应和电池反应方程式。

而江苏省教研室发布的《课程标准教学要求》中除了有上述要求外，还指出：通过制作简易原电池的实验，体验探究的过程，能正确书写电解池的阴、阳极的电极反应和电解方程式

对知识点的细化考查上，本节课内容的要求是：了解原电池的概念和原理。高考考试说明的要求是：理解原电池和电解池的原理，能学出常见的简单电极反应。

可见两者含盖的内容完全相同，但知识层次上有差距。因此，必修阶段的教学，应在符合课标要求的前提下，层次略高于学业水平测试，适当接近高考。三、学情分析

本节课是学生在学习了金属及其化合物、氧化还原原理和电解质知识之后的一次非常重要的综合升华，对学生思维能力的训练是必修阶段化学教学的制高点。由于课时的限制学生在必修阶段对上述知识的掌握应该是不够到位的，给这节课内容的教学带来了不小困难，同时这节课本身也属于高中知识的难点，学生的逻辑能力，抽象思维的层次还没有达到要求，所以，想要更好的实现教学目标，教师在课堂的设计和组织上要多花点心思。

四、设计思想

建构主义学习理论认为：学习者与学习材料不断的交互作用，主动地获得知识的过程是认识的基本过程，也是由实践的感性认识→归纳总结后的理性认识→应用于实践的具体方法的飞跃过程。基于这一思想，结合知识本身的逻辑顺序和学生认知的心理发展顺序，教师应努力的创设生动活泼的学习情景，激发学生的学习热情，提供一定的学习手段，引导学生参与探究，自主归纳。

五、教学目标

知识技能：了解化学能转变为电能对现实生活的重大意义。形成原电池的概念，掌握原电池的工作原理和构成原电池的条件。

过程方法：通过原电池的原理，简单电极反应式和形成条件的学习，培养学生提出问题，自主探究，评价反思的能力。

情感态度；通过对原电池原理及形成条件的探究，让学生在学习过程中体验提出假说并验证假说的科学探究过程。

六、教学组织的基本策略和方法

1、情景创设：根据学生已有的氧化还原、离子方程式、金属和酸反应的知识，通过实验演示锌、铜分别和稀硫酸的反应，以及锌、铜用导线连接之后现象的差异，当学生无法用头脑中已有的知识经验去同化解决新问题时就会自然的产生认知冲突。

2、实验探究；当学生有了学习的愿望，就会急切的对问题提出猜想，这个时候学生不是被动的知识接受者，而是主动的实验探究者，通过自身努力进行交流、合作，完成对猜想的验证，形成对新信息的重新建构，实现对原有经验的加工和改造。

3、总结归纳：在亲身经历的基础上，需要对所有获得的新信息，取得的新经验进行取舍和配置，要在一系列的实践工作的探究之后归纳出一至两点对解决问题相关的结论和方法，共同讨论，辨别，形成对探究问题的客观反应。

4、实践评价：通过学生的亲身实验经历，获得对知识、方法的正确评价。

七、教学过程实录

[实验引入]：将锌片和铜片同时平行插入稀硫酸中，观察现象。

现象：锌片上出现气泡，铜片无现象。

师：请同学完成离子方程式:Zn+H2SO4。

一位同学上台板书：Zn+2H+=Zn+H2↑

[回顾思考]①该反应伴随怎样的能量变化？

②该反应是氧化还原反应吗?若是，电子是如何转移的？

学生：①放热反应。化学能→热能

②是。锌失去2个电子，被氧化。氢离子得到2个电子，被还原。

一、原电池原理

【实验探究】将锌片和铜片用导线连接，平行插入盛有稀硫酸的烧杯中，观察现象。

现象：铜片上出现片气泡

[思考讨论]根据你所学过的电学和氧化还原反应的知识分析，为什么会产生上述现象？

生成的气体是什么？

氢气是由什么微粒、通过什么方式得到的？

电子从哪里来？

学生：氢气；氢离子、得到电子；锌片

[后续试验]将电流表连在导线中间，观察指针的偏转情况。

现象：指针明显偏转，说明有电流通过

[分析原理]

Zn棒:e- 流出失去e-作负极，发生氧化反应。Zn－2ｅ-＝Zn2+

Cu 棒:e -流入 得到e - 作正极，发生还原反应。2H ++2e -=H 2↑

电池总反应式： 2H + + Zn ==H 2↑+Zn 2+(氧化还原反应)

师：①铜片参与反应吗？它起什么作用？

②整个原电池装置是如何形成回路的？

学生：①不参与，传到电子②外电路是电子的定向移动，溶液中是氢离子的定向移动。

【小结】原电池原理

①从能量转化看，原电池是___化学能转变成电能_ __的装置

②从化学反应看，原电池的原理是_氧化还原___反应中的还原剂＿失＿＿电子经过导线传递给氧化剂，使＿氧化反应＿ 和＿还原反应＿＿分别在两个电极上进行

③较活泼的电极，是原电池的＿负极，自身或某种物质＿失＿电子，发生＿氧化＿反应。较不活泼的电极，是原电池的＿正极，某种物质或离子＿得＿电子，发生＿还原＿反应

学生分成四个实验小组进行探究。分小组汇报实验结论。

构成原电池的条件：

学生：①锌—锌不偏转，锌—铜偏转。结论：活泼性不同的两种金属（或金属和非金属如:碳棒）

②稀硫酸偏转，乙醇不偏转。结论：两电极均插入电解质溶液中

③锌—石墨偏转，铜—石墨不偏转。结论： 自发的氧化还原反应

④一杯硫酸偏转，两杯硫酸不偏转。结论：组成闭合电路

【问题1】下列装置是否可以构成原电池？

① ② ③ ④ ⑤