原電池原理的教學(xué)設(shè)計(jì)
作為一名教師，有必要進(jìn)行細(xì)致的教學(xué)設(shè)計(jì)準(zhǔn)備工作，教學(xué)設(shè)計(jì)要遵循教學(xué)過(guò)程的基本規(guī)律，選擇教學(xué)目標(biāo)，以解決教什么的問(wèn)題。教學(xué)設(shè)計(jì)要怎么寫呢？以下是小編精心整理的原電池原理的教學(xué)設(shè)計(jì)，歡迎閱讀，希望大家能夠喜歡。
教學(xué)目標(biāo)：
一、知識(shí)與技能：
1、了解原電池的工作原理，原電池的構(gòu)成條件并能設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單的原電池。
2、理解原電池的本質(zhì)和原電池的正負(fù)極與氧化還原反應(yīng)的關(guān)系。
二、過(guò)程與方法
1、通過(guò)對(duì)比實(shí)驗(yàn)的探究認(rèn)識(shí)到原電池在化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔苓^(guò)程中所起到的作用。
2、通過(guò)探究實(shí)驗(yàn)，分析并歸納出形成原電池的條件。
3、通過(guò)多媒體動(dòng)畫分析原電池中微觀粒子的移動(dòng)，深入理解原電池的本質(zhì)。
三、情感態(tài)度與價(jià)值觀
1、學(xué)會(huì)通過(guò)對(duì)比的方法來(lái)處理實(shí)驗(yàn)結(jié)果，由具體的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象描述逐漸形成抽象概括。
2、認(rèn)識(shí)到科學(xué)對(duì)人類產(chǎn)生的影響是多方面的，要有辯證看待事物的眼光。
3、認(rèn)識(shí)到個(gè)體與群體是密切相關(guān)的，從而形成“環(huán)保從我做起”的意識(shí)。
教學(xué)重難點(diǎn)：
1、本節(jié)教學(xué)重點(diǎn)：初步認(rèn)識(shí)原電池概念、原理、組成及應(yīng)用。
2、本節(jié)教學(xué)難點(diǎn)：通過(guò)對(duì)原電池實(shí)驗(yàn)的探究，引導(dǎo)學(xué)生從電子轉(zhuǎn)移角度理解化學(xué)能向電能轉(zhuǎn)化的本質(zhì)以及這種轉(zhuǎn)化的綜合利用價(jià)值。
學(xué)情分析：
學(xué)生在必修1中已經(jīng)學(xué)習(xí)了氧化還原反應(yīng)，對(duì)氧化還原反應(yīng)的特征——“反應(yīng)中有電子的得失”有較好的.認(rèn)識(shí)。并掌握了氧化反應(yīng)、還原反應(yīng)與電子得失（化合價(jià)升降）的聯(lián)系。這將有助于學(xué)習(xí)者理解并掌握原電池的本質(zhì)——氧化還原反應(yīng)，以及原電池正負(fù)極與電極得失電子的關(guān)系。
教材分析：
本節(jié)課講授的是《化學(xué)—必修二》中第二章第二節(jié)——化學(xué)能與電能。在高中化學(xué)中關(guān)于原電池的內(nèi)容有兩部分，分別是必修二第二章第二節(jié)（化學(xué)能與電能）以及選修四第四章第一節(jié)（原電池）。本節(jié)課作為必修內(nèi)容中的一部分，在知識(shí)的深度上偏低，要符合所有學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)情況；在廣度上要有一定的拓展，使得學(xué)習(xí)者能夠有一個(gè)較為開闊的學(xué)習(xí)視野；而在學(xué)習(xí)知識(shí)上要把握好基礎(chǔ)知識(shí)的框架，為部分學(xué)習(xí)者的后續(xù)學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)。
教學(xué)過(guò)程：
【引入】同學(xué)們好，你們看這是什么？（展示手電筒、手機(jī)、MP3等電器。）
【學(xué)生回答】電筒、手機(jī)、MP3。
【引導(dǎo)】這些電器的工作需要什么樣的能源？從哪里獲得？
【學(xué)生回答】電能，電池。
【引導(dǎo)】那么電池如何能產(chǎn)生電能呢？要解決這個(gè)問(wèn)題我們先回顧一下上節(jié)課所學(xué)的知識(shí)，各種形式能量之間可以相互轉(zhuǎn)化，比如化學(xué)反應(yīng)中化學(xué)能可以轉(zhuǎn)化為熱能。那么電能可以由什么能量轉(zhuǎn)化來(lái)，你們了解哪些發(fā)電方式吧？
【學(xué)生回答】有火力發(fā)電、水力發(fā)電、風(fēng)力發(fā)電、核能發(fā)電等。
【講述】閱讀教材40頁(yè)圖2—7、2—8及第二段了解我國(guó)發(fā)電方式和發(fā)電總量構(gòu)成，以及火力發(fā)電過(guò)程中的能量轉(zhuǎn)化。
【分組討論】我國(guó)發(fā)電總量構(gòu)成說(shuō)明什么問(wèn)題？火力發(fā)電過(guò)程中涉及哪些形式的能量轉(zhuǎn)化？分析火力發(fā)電的缺點(diǎn)？
【學(xué)生回答】以火力發(fā)電為主，火力發(fā)電就是通過(guò)化石燃料燃燒，使化學(xué)能轉(zhuǎn)變成為熱能，加熱水使之汽化為水蒸汽以推動(dòng)蒸汽輪機(jī)，然后帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。即存在化學(xué)能→熱能→機(jī)械能→電能幾種能量的轉(zhuǎn)化。
缺點(diǎn)包括：煤是不可再生能源、煤燃燒對(duì)環(huán)境的污染大、火力發(fā)電能量轉(zhuǎn)化過(guò)程多，能量損耗多能量利用率低。
【引導(dǎo)】從上面討論可知火力發(fā)電事實(shí)上將化學(xué)能最終轉(zhuǎn)化為了電能，只不過(guò)所需的能量轉(zhuǎn)化過(guò)程多，能量利用率低。那么我們能不能找到一種直接將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的方法呢？
我們?cè)賮?lái)分析一下火力發(fā)電過(guò)程中的能量轉(zhuǎn)化過(guò)程。
化學(xué)能→熱能→機(jī)械能→電能
大家覺(jué)得這一系列的能量轉(zhuǎn)化過(guò)程中最重要的一步是哪一步？為什么？
【學(xué)生回答】化石燃料的燃燒即化學(xué)能→熱能因?yàn)橹挥袑⒒瘜W(xué)能以熱能。
形式釋放出去后才可能實(shí)現(xiàn)后續(xù)過(guò)程中的能量形式轉(zhuǎn)化。
【引導(dǎo)】非常正確，由此我們可以看出在火力發(fā)電中，化石燃料的燃燒（發(fā)生氧化還原反應(yīng)）是使化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的關(guān)鍵。那么誰(shuí)能告訴我氧化還原反應(yīng)的本質(zhì)是什么？
【學(xué)生回答】還原劑和氧化劑之間存在電子的轉(zhuǎn)移。
【引導(dǎo)】對(duì)！因此電子轉(zhuǎn)移的結(jié)果是引起物質(zhì)化學(xué)鍵重新組合，同時(shí)將化學(xué)能以熱能釋放。那么如果我們能將氧化還原反應(yīng)中的化學(xué)能直接以電能形式釋放，是否就可以實(shí)現(xiàn)化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能呢？
下面請(qǐng)同學(xué)們完成以下幾個(gè)探究實(shí)驗(yàn)，并討論完成相關(guān)實(shí)驗(yàn)報(bào)告。
【學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)】
實(shí)驗(yàn)一取60mL稀硫酸置于200mL燒杯中，用pH試紙。
測(cè)定其pH值。然后將一塊鋅片插入稀硫酸中，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。
一段時(shí)間后再測(cè)溶液的pH值，并用手觸摸燒杯外壁。
【學(xué)生總結(jié)】
Zn片逐漸溶解，Zn片表面有氣泡產(chǎn)生，溶液的。
pH值增大，燒杯外壁有一定溫度。
結(jié)論：Zn與稀H2SO4發(fā)生了化學(xué)反應(yīng)。
【引導(dǎo)】請(qǐng)同學(xué)們思考并討論幾個(gè)問(wèn)題：
①根據(jù)相關(guān)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，寫出反應(yīng)方程式。
②反應(yīng)過(guò)程中有無(wú)電子轉(zhuǎn)移，如果有，分析誰(shuí)得電子，誰(shuí)失電子？
③反應(yīng)過(guò)程中的能量轉(zhuǎn)化形式如何？
【討論并總結(jié)】pH值增大即說(shuō)明溶液中的c（H+）減小，H+。
數(shù)目減少，有氣泡產(chǎn)生。因此反應(yīng)為：
Zn+H2SO4 ZnSO4+H2↑。
Zn–2e— Zn2+發(fā)生氧化反應(yīng)。
2H+2e H2↑發(fā)生還原反應(yīng)。
化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能。
實(shí)驗(yàn)二另取60mL稀硫酸置于200mL燒杯中，用pH試紙+—Zn稀H2SO4Cu稀H2SO4。
測(cè)定其pH值。然后將一塊銅片插入稀硫酸中，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。
一段時(shí)間后再測(cè)溶液的pH值，并用手觸摸燒杯外壁。
【學(xué)生總結(jié)】
無(wú)明顯現(xiàn)象，溶液的pH不變，燒杯外壁無(wú)溫度變化。此過(guò)程中未發(fā)生反應(yīng)，實(shí)驗(yàn)三另取60mL稀硫酸置于200mL燒杯中，用pH試紙。
測(cè)定其pH值。然后將一塊鋅片和一塊銅片同時(shí)插入稀硫酸中，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。一段時(shí)間后再測(cè)溶液的pH值。
【學(xué)生總結(jié)】
同實(shí)驗(yàn)一Zn片逐漸溶解，Zn片表面有氣泡產(chǎn)生，溶液的pH值增大，燒杯外壁有一定溫度。Cu片無(wú)明顯現(xiàn)象。
結(jié)論：Zn與稀H2SO4發(fā)生了化學(xué)反應(yīng)。
Cu與稀H2SO4不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。實(shí)驗(yàn)四另取60mL稀硫酸置于200mL燒杯中，用pH試紙測(cè)定其pH值。然后將一塊鋅片和一塊銅片；同時(shí)插入稀硫酸中，用導(dǎo)線連接，并在導(dǎo)線中間連接一個(gè)電流計(jì)。觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。
【學(xué)生總結(jié)】
Zn片逐漸溶解，Cu片不溶解，Cu片表面有氣泡產(chǎn)生，溶液的pH值增大，電流表的指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)。
【引導(dǎo)】這里出現(xiàn)了兩個(gè)比較特殊的現(xiàn)象，其一
Cu片表面有氣泡產(chǎn)生，其二電流表的指針發(fā)生了偏轉(zhuǎn)。請(qǐng)同學(xué)們結(jié)合實(shí)驗(yàn)一的現(xiàn)象和結(jié)論分析為什么Cu片表面有氣泡產(chǎn)生，電流表的指針偏轉(zhuǎn)說(shuō)明什么？并思考該過(guò)程中得、失電子的物質(zhì)是什么？寫出相關(guān)化學(xué)反應(yīng)。
【討論并總結(jié)】
1、Zn片逐漸溶解，Cu片不溶解，說(shuō)明失電子的還是Zn片，Cu片并未失電子。
2、Cu片表面有氣泡產(chǎn)生，溶液的pH值增大，說(shuō)明該氣泡仍然是H2，只不過(guò)氫ZnCu稀H2SO4離子是在銅片上獲得電子，而不是在鋅片上獲得電子。
3、發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)還是Zn+H2SO4 ZnSO4+H2↑
4、電流表的指針偏轉(zhuǎn)說(shuō)明有電流產(chǎn)生，該過(guò)程獲得了電流，即實(shí)現(xiàn)了化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能。
【引導(dǎo)】通過(guò)同學(xué)們的討論，我們確定了在實(shí)驗(yàn)四中實(shí)現(xiàn)了化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，在此過(guò)程中發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)和實(shí)驗(yàn)一相同，因此我們有必要分析一下為什么同一個(gè)化學(xué)反應(yīng)經(jīng)過(guò)不同的實(shí)驗(yàn)裝置設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了化學(xué)能轉(zhuǎn)化為了兩種不同形式的能量（熱能、電能）。這種實(shí)驗(yàn)裝置的設(shè)計(jì)有什么特殊之處？
思考這樣幾個(gè)問(wèn)題：
①為什么失去電子的是Zn片，而不是Cu片？
②對(duì)比實(shí)驗(yàn)一和實(shí)驗(yàn)四得失電子的位置差別？
③Cu片并未失電子，而氫離子是在銅片上獲得電子，那么Cu片上的電子是從什么地方來(lái)的？
【討論并總結(jié)】
1、Zn和Cu的金屬活潑性不一樣，Zn比Cu的失電子能力強(qiáng)。
2、實(shí)驗(yàn)一中得失電子的位置均在Zn片表面，而實(shí)驗(yàn)四中失電子的位置在Zn片表面（發(fā)生氧化反應(yīng)），得電子的位置在Cu片（發(fā)生還原反應(yīng)）。
3、Cu片上的電子來(lái)自于Zn片，電子經(jīng)導(dǎo)線從Zn片流向Cu片從而獲得電流。
【歸納】從同學(xué)們的討論可知，只要具有類似實(shí)驗(yàn)四這種把一個(gè)氧化還原反應(yīng)拆分為氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)使之在不同區(qū)域進(jìn)行，并通過(guò)導(dǎo)線傳遞氧化還原反應(yīng)中的轉(zhuǎn)移電子的實(shí)驗(yàn)裝置就能實(shí)現(xiàn)化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能。因此我們把這種將化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置叫做原電池。另外，根據(jù)物理學(xué)知識(shí)我們知道電流（正電荷）由正極流向負(fù)極，那么電子（負(fù)電荷）就應(yīng)該從負(fù)極流向正極，因此我們可以規(guī)定實(shí)驗(yàn)四中的鋅片作為負(fù)極，銅片作為正極。它們發(fā)生的反應(yīng)稱為電極反應(yīng)。
【繼續(xù)探究】
現(xiàn)在我給大家一些材料，各小組可以自己設(shè)計(jì)原電池，然后匯報(bào)設(shè)計(jì)結(jié)果與心得。
（材料：導(dǎo)線、炭棒、鐵片若干、銅片若干、燒杯、稀硫酸、檢流計(jì)、蔗糖溶液、硫酸銅溶液。）
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