第一篇:原電池原理的教學(xué)案例.
【標(biāo)題】
蘇教版高一年級(jí)原電池的教學(xué)設(shè)計(jì)
杭州市蕭山六中 邱新德 311261 chisasa@163.com
一、設(shè)計(jì)思想
指導(dǎo)思想: 為學(xué)生創(chuàng)設(shè)好學(xué)習(xí)、研究的環(huán)境,把時(shí)間留給學(xué)生,把想象的空間留給學(xué)生,把認(rèn)知過(guò)程留給學(xué)生。
理論依據(jù):根據(jù)能量守恒定律,“變化都是由能量驅(qū)使的”,能量從高到低是自發(fā)過(guò)程,從能量的角度來(lái)分析原電池中所發(fā)生的變化。
設(shè)計(jì)特色:創(chuàng)設(shè)相關(guān)的情境,幫助學(xué)生理解并應(yīng)用能量守恒定律解釋原電池中的電子流向、電極及其反應(yīng)、溶液中的離子移動(dòng)等變化過(guò)程。
二、教材分析
1.分析《課程標(biāo)準(zhǔn)》、《學(xué)科教學(xué)指導(dǎo)意見(jiàn)》對(duì)本課教學(xué)內(nèi)容的要求。2.分析本課內(nèi)容的組成成分和在模塊學(xué)習(xí)中的地位和作用;
三、學(xué)情分析
1.學(xué)生已有的認(rèn)知水平和能力基礎(chǔ):對(duì)于電化學(xué)來(lái)講,學(xué)生的認(rèn)知還是處于空白狀態(tài),加上目前多數(shù)學(xué)校都是以講題為主來(lái)提高學(xué)生的成績(jī),學(xué)生的分析能力明顯不足,理解能力也亟待加強(qiáng),因此,本節(jié)內(nèi)容從以往的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)來(lái)看,學(xué)生理解得都不好很普遍。
2.本課中學(xué)生可能遇到的困難:電池中電能的能量來(lái)源,為什么正極上只發(fā)生還原反
第1頁(yè),共7頁(yè) 應(yīng)、負(fù)極上只發(fā)生氧化反應(yīng),或者把正負(fù)極上發(fā)生的反應(yīng)弄錯(cuò)。
四、教學(xué)目標(biāo)
知識(shí)與能力:
1.使學(xué)生了解原電池的概念和組成條件,理解原電池的化學(xué)原理。2.初步掌握形成原電池的基本條件。能正確規(guī)范書(shū)寫(xiě)電極反應(yīng)方程式。能初步根據(jù)典型的氧化還原反應(yīng)設(shè)計(jì)原電池。過(guò)程與方法:
1.通過(guò)對(duì)比水電站的工作原理,培養(yǎng)學(xué)生觀察分析能力和知識(shí)遷移能力。2.通過(guò)電子在電路中的流向分析電極上發(fā)生的反應(yīng)。態(tài)度情感價(jià)值觀:
1.通過(guò)電池方方面面知識(shí),培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)態(tài)度。
2.激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣與投身科學(xué)追求真理的積極情感。
五、重點(diǎn)難點(diǎn)
教學(xué)重點(diǎn):原電池能量來(lái)源、電極及電極反應(yīng)。
教學(xué)難點(diǎn):許多學(xué)生把精力放在了原電池的裝置上,忽視了原電池工作時(shí)的能量變化及電極反應(yīng)。
六、教學(xué)策略與手段
本課運(yùn)用參照水電站的能量轉(zhuǎn)換的方式、結(jié)合能量守恒原理,使學(xué)生理解原電池工作時(shí)的能量來(lái)源,通過(guò)電路中的電子流向,分析不同電極上所發(fā)生的氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)。
七、課前準(zhǔn)備
1.教師的教學(xué)準(zhǔn)備;圖片收集、課件制作 2.教學(xué)用具:Zn、Cu、稀H2SO4溶液、電流計(jì)
八、教學(xué)過(guò)程
這是教學(xué)設(shè)計(jì)的主體部分。分幾個(gè)環(huán)節(jié)具體說(shuō)明教師指導(dǎo)活動(dòng)、學(xué)生學(xué)習(xí)活動(dòng)及師生交互活動(dòng)。一般應(yīng)采用文字?jǐn)⑹黾狱c(diǎn)評(píng)的格式,不要采用表格或流程圖的形式。
電已經(jīng)成為生產(chǎn)中無(wú)法缺少的能源,就連生活中也無(wú)法離開(kāi)電。曾經(jīng)有一個(gè)
第2頁(yè),共7頁(yè) 冰箱企業(yè)為了說(shuō)明冰箱省電,在廣告中說(shuō)他們的冰箱一天只需一只5號(hào)電池。你會(huì)相信嗎?
一只5號(hào)電池中到底會(huì)含有多少“電量”呢?學(xué)完了這節(jié)課之后再作回答。
(一)原電池
1.讓學(xué)生感觸化學(xué)鋅與稀硫酸反應(yīng)的能量變化
[學(xué)生實(shí)驗(yàn)]在試管中先加入鋅粒,再加入5mL稀硫酸。一分鐘后,觸摸試管外壁。
讓學(xué)生感覺(jué)試管已經(jīng)有些燙手,證明反應(yīng)可以放出較多的能量。
2.能量守恒定律:能量既不會(huì)憑空產(chǎn)生,也不會(huì)憑空消失,它只能從一種形式轉(zhuǎn)化為別的形式,或者從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到別的物體,在轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移的過(guò)程中其總量不變。
展示三峽大壩圖片,并同時(shí)引用毛澤東《水調(diào)歌頭 游泳》,激發(fā)學(xué)生想象力。高峽是指水位很高,此時(shí)水的勢(shì)能很大。
圖1 三峽大壩電腦效果圖
三峽大壩將水能變成了電能!這就是一個(gè)能量守恒的例子,大壩并沒(méi)有產(chǎn)生新的能量,而是將大壩里的水具有的一部分能量通過(guò)相應(yīng)的裝置-整.....套發(fā)電裝置,轉(zhuǎn)變成了電能。
3.三峽大壩將水的能量轉(zhuǎn)變成電能,鋅與稀硫酸反應(yīng)放出的能量也能轉(zhuǎn)變成電能嗎?燃燒反應(yīng)也能放出熱量,中和反應(yīng)也可以放熱,這些反應(yīng)中放出的熱量,怎樣才能轉(zhuǎn)變成電能呢?
4.有了象三峽電站這樣的大型電站,我國(guó)還擁有許多的電站,那為什么需
第3頁(yè),共7頁(yè) 要電池?哪些地方需要電池呢?
在許多用電不方便的地方,比如手機(jī)、助聽(tīng)器以及許多特定的地方,電池可以提供普通電源無(wú)法提供的電能。這里就是要讓學(xué)生對(duì)電池能“提供能量”樹(shù)立牢固的印象。
5.聽(tīng)MP3的時(shí)候,電池里的“電”會(huì)很快被用完了,這是為什么呢?
電池就是通過(guò)物質(zhì)發(fā)生化學(xué)時(shí)釋放的化學(xué)能轉(zhuǎn)變成電能,而電池的體積就那么一點(diǎn)點(diǎn)大,里面的物質(zhì)總是很有限的,當(dāng)電池中的用來(lái)提供能量的物質(zhì)消耗完了的時(shí)候,反應(yīng)也就停止了,沒(méi)有了能量,電池也就沒(méi)“電”了。
通過(guò)對(duì)電池是一個(gè)有限的能量源的確認(rèn),讓學(xué)生明確電池的能量來(lái)源是“物質(zhì)變化”所產(chǎn)生的。
6.需要一個(gè)什么樣的裝置?
[學(xué)生實(shí)驗(yàn)]電流計(jì)中指針偏轉(zhuǎn),說(shuō)明已經(jīng)有了電流。
只需要把一塊鋅片和一塊銅片,放進(jìn)盛有稀硫酸的燒杯里,就可以構(gòu)成原電池了。原來(lái)裝置還很簡(jiǎn)單。
7.在這個(gè)裝置中,反應(yīng)放出的能量為什么會(huì)轉(zhuǎn)變成電能? 結(jié)合前面的圖片,了解水電站的工作簡(jiǎn)單原理: A.具有較高的能量的水(筑壩)B.能量以一定的方式轉(zhuǎn)換(水高速流下帶動(dòng)發(fā)電機(jī))對(duì)照右圖來(lái)看這個(gè)可以產(chǎn)生電流的裝置:
(1)金屬鋅中的電子能量比銅的電子的能量高,所以鋅的電子可以通過(guò)導(dǎo)線“沖向”銅。就像像壩上的水沿管道沖向壩下。但是只是能量高是不夠的。壩上的水流到壩下并不能發(fā)電。
流向銅片的電子如果還在銅片中,那么后面的電子
124稀H2SO43
圖2 銅、鋅電池 就不會(huì)源源不斷地流過(guò)來(lái)。這樣,電路中就不會(huì)有電流
的。
(2)流向銅片的電子的能量其實(shí)就像壩上的水,與流到壩下的水能量是一樣的。因此銅片上的電子能量與鋅片上的電子一樣,可以與溶液中的H+結(jié)合,形成了H2:
第4頁(yè),共7頁(yè) 2H+ +2e- =H2 氫氣從銅片表面逸出。
(3)溶液中H+的可以不斷結(jié)合由鋅片“流”過(guò)來(lái)的電子,這樣,鋅的電子也就源源不斷地流向了銅。因此,導(dǎo)線中也就形成了電流。這樣,電子就完成了圖二中從①到②的定向移動(dòng),在兩個(gè)電極間的導(dǎo)線中產(chǎn)生電流。
Zn -2e- = Zn2+
(4)溶液中的H+不斷向銅片移動(dòng),鋅片上的鋅原子失去了電子,變成了Zn2+進(jìn)入了溶液中,填補(bǔ)H+被消耗形成的電荷“空缺”。溶液中由于Zn2+和H+的定向移動(dòng),也就形成了電流。陽(yáng)離子完成了圖二中從③到④的定向移動(dòng),在溶液中產(chǎn)...生了電流。
(5)整個(gè)電路就可以形成一定強(qiáng)度的電流(在電路中,電子移動(dòng)的方向與離子移動(dòng)的方向是相反的,但電流的方向是一致的)。
8.電池的電極與氧化、還原反應(yīng):導(dǎo)電接力-導(dǎo)線中是電子導(dǎo)電,溶液中是離子導(dǎo)電。正是這兩種不同的導(dǎo)電方式,必然在電極上出現(xiàn)電子“流入”與“流出”,從而一定有氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)的出現(xiàn)。
電源的電極在物理學(xué)上有明確的規(guī)定:電流流出的極為正極,電流流入的極為負(fù)極;電子流出的極為負(fù)極,電子流入的極為正極。
導(dǎo)線中的導(dǎo)電是由電子完成的,溶液中的導(dǎo)電是由離子完成的。導(dǎo)線中的電子是無(wú)法直接從電極進(jìn)入溶液中完成導(dǎo)電任務(wù)的,溶液的離子也是無(wú)法進(jìn)入電極的,那么,外電路導(dǎo)線的電子導(dǎo)電與溶液中的離子導(dǎo)電要進(jìn)行“轉(zhuǎn)變”。這樣,就會(huì)有一個(gè)在正極上電子接收的過(guò)程,也同時(shí)有一個(gè)在負(fù)極上電子給出的過(guò)程。有了這樣一個(gè)電子的轉(zhuǎn)移過(guò)程,必然會(huì)有一個(gè)氧化還原反應(yīng)的發(fā)生。電極是轉(zhuǎn)變導(dǎo)電方式的場(chǎng)所,當(dāng)然也是發(fā)生氧化還原反應(yīng)的場(chǎng)所。
在上述裝置中,銅片上的“外來(lái)”電子必須 “傳遞”給溶液的離子,氫離子得到電子,在銅片上(正極)就一定發(fā)生還原反應(yīng)。同樣,鋅把電子給到外電路,鋅原子失去電子,因此,在鋅片上(負(fù)極)一定發(fā)生氧化反應(yīng)。
總 反 應(yīng): 2H+ + Zn = H2↑ + Zn2+ 負(fù)極反應(yīng): Zn - 2e- =
Zn2+
正極反應(yīng): 2H+ + 2e- = H2 ↑
如果沒(méi)有氧化還原反應(yīng),就不會(huì)有電子的轉(zhuǎn)移;沒(méi)有電子轉(zhuǎn)移,就沒(méi)有電流的產(chǎn)生。從這里可以得到一個(gè)結(jié)論:并不是所有放出能量的化學(xué)反應(yīng)都可以用來(lái)作為電池的能量來(lái)源,而必須是氧化還原反應(yīng)。因?yàn)橹挥醒趸€原反應(yīng)才有電子轉(zhuǎn)移,才能滿足電池中的由電子導(dǎo)電到離子導(dǎo)電的轉(zhuǎn)變。
第5頁(yè),共7頁(yè)
9.回答前面提出的問(wèn)題:
燃燒是氧化還原反應(yīng)嗎?能不能把氫氣與氧氣進(jìn)行的反應(yīng)置于原電池的裝置中進(jìn)行,得到電流?
一只電池的電量可以讓一個(gè)大冰箱正常運(yùn)轉(zhuǎn)一天嗎?當(dāng)然是不能!但從價(jià)格上看:一只普通的電池只需0.3元,而一個(gè)節(jié)能冰箱正常運(yùn)轉(zhuǎn)所需要的電費(fèi)也約為0.3元,但是冰箱廣告中故意使用了含糊不清的語(yǔ)言,這是不生產(chǎn)道德的。
中和反應(yīng)雖然也能放出能量,但是由于反應(yīng)中沒(méi)有電子轉(zhuǎn)移,所以不能在原電池的裝置中直接轉(zhuǎn)換成電能,只能通過(guò)其他的方式實(shí)現(xiàn)。
10.還需要解釋的一個(gè)現(xiàn)象
在原電池反應(yīng)過(guò)程中,鋅片上的氣泡比銅片上還多,可是在課本上,卻沒(méi)有氣泡。這是為什么呢?
一、鋅片上的電子經(jīng)過(guò)導(dǎo)線流向銅片有阻力,鋅片上的電子可以直接與溶液中的H+結(jié)合生成氫氣,所以流向銅片的電子只占一總分。
二、但是,鋅片直接與H+反應(yīng)并不產(chǎn)生氫氣,所以“鋅片上產(chǎn)生氣泡”這一現(xiàn)象與原電池?zé)o關(guān),所以本中并沒(méi)有將其表現(xiàn)出來(lái)。
九、知識(shí)結(jié)構(gòu)或板書(shū)設(shè)計(jì)
原電池
1.能量守恒定律:能量既不會(huì)憑空產(chǎn)生,也不會(huì)憑空消失,它只能從一種形式轉(zhuǎn)化為別的形式,或者從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到別的物體,在轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移的過(guò)程中其總量不變。
2.三峽大壩將水的能量轉(zhuǎn)變成電能
3.電池的能量來(lái)源是“物質(zhì)變化”所產(chǎn)生的。4.原電池裝置
5.水電站的工作簡(jiǎn)單原理: A.具有較高的能量的水(筑壩)B.能量以一定的方式轉(zhuǎn)換(水高速流下帶動(dòng)發(fā)電機(jī))6.電池的電極與氧化、還原反應(yīng):導(dǎo)電接力-導(dǎo)線中是電子導(dǎo)電,溶液中是離子導(dǎo)電。
總 反 應(yīng): 2H+ + Zn = H2↑ + Zn2+ 負(fù)極反應(yīng): Zn - 2e- =
Zn2+
第6頁(yè),共7頁(yè) 正極反應(yīng): 2H+ + 2e- = H2 ↑
十、作業(yè)設(shè)計(jì)
水果電池功率競(jìng)賽:自己找水果
【問(wèn)題研討】
提出2-3個(gè)與本課設(shè)計(jì)相關(guān)的、值得反思和討論的問(wèn)題。原電池的教學(xué)難度相當(dāng)大,學(xué)生要掌握好很困難。
這個(gè)設(shè)計(jì)經(jīng)過(guò)了我多年探索,得到了這個(gè)案例,教學(xué)效果較好。
【參考資料】
具體列出本課設(shè)計(jì)的主要參考資料,格式舉例如下: 著作類(lèi)
參考文獻(xiàn):
[1].華彤文,楊駿英,陳景祖,劉淑珍.普通化學(xué)原理.北京大學(xué)出版社.第二版 [2].蔡少華,黃坤耀,張玉容.元素?zé)o機(jī)化學(xué).中山大學(xué)出版社.第一版 [3].薛金星.中學(xué)教材全解(高二化學(xué)上).陜西人民教育出版社.第七版 [4].人民教育出版社化學(xué)室.化學(xué)(第二冊(cè)).人民教育出版社.第一版 [5].人民教育出版社化學(xué)室.化學(xué)(第三冊(cè)).人民教育出版社.第一版
第7頁(yè),共7頁(yè)
第二篇:原電池原理及其應(yīng)用-教學(xué)案例評(píng)析
《原電池原理及其應(yīng)用》
第一課時(shí)教學(xué)案例評(píng)析
教材分析 本節(jié)內(nèi)容是電化學(xué)中的重要知識(shí)。由于學(xué)生之前沒(méi)有電化學(xué)的基礎(chǔ),理解原電池原理有一定的難度。
第一課時(shí)的主要內(nèi)容有:原電池的概念、原理、組成原電池的條件。原電池原理和組成條件是本節(jié)課的重點(diǎn),原電池原理是本節(jié)課的難點(diǎn)。
本節(jié)教材設(shè)置了大量的探究教學(xué)素材,富有深刻的探究教學(xué)思想內(nèi)涵。首先,新課引入的兩個(gè)演示實(shí)驗(yàn)為探究教學(xué)創(chuàng)設(shè)了問(wèn)題情景,當(dāng)學(xué)生觀察到“銅片上產(chǎn)生氣泡”這一反常的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,就會(huì)情不自禁地提出一系列問(wèn)題,產(chǎn)生強(qiáng)烈的探索欲望,并提出各種各樣的假設(shè);緊接著,通過(guò)(4-15)演示實(shí)驗(yàn)為學(xué)生提供“實(shí)證性”材料,學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,經(jīng)過(guò)嚴(yán)密的邏輯推理,得出相關(guān)結(jié)論;當(dāng)學(xué)生理解原電池的原理后,教材又設(shè)置了一個(gè)討論題,讓學(xué)生自己歸納“組成原電池的條件”。同時(shí),課本后面的“家庭小實(shí)驗(yàn)----水果電池”,習(xí)題中的“用銅、銀和硝酸溶液設(shè)計(jì)一個(gè)原電池”都是本課時(shí)探究教學(xué)內(nèi)容的應(yīng)用和延伸。
? 學(xué)情分析 指導(dǎo)思想:以學(xué)生為主體,讓學(xué)生自主地參與知識(shí)的獲得過(guò)程,并給學(xué)生充分的表達(dá)自己想法的機(jī)會(huì)。學(xué)生初次接觸電化學(xué)知識(shí),對(duì)原電池的工作原理有神秘感和探索欲望。要充分利用學(xué)生的好奇心和求知欲,設(shè)計(jì)層層實(shí)驗(yàn)和問(wèn)題情境,使學(xué)生在自主實(shí)驗(yàn)、積極思考和相互討論中自己發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題和解決問(wèn)題。在教學(xué)內(nèi)容的安排上,按照從易到難,從實(shí)踐到理論再到實(shí)踐的順序,首先通過(guò)一組實(shí)驗(yàn),引入課題。在實(shí)驗(yàn)----觀察----討論----推測(cè)----驗(yàn)證的過(guò)程中,學(xué)習(xí)和理解原電池的概念和原理。在此基礎(chǔ)上,通過(guò)實(shí)驗(yàn)探索和討論組成原電池的條件。最后,讓學(xué)生自己設(shè)計(jì)一個(gè)原電池以檢驗(yàn)學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)的實(shí)際應(yīng)用能力。根據(jù)學(xué)生的知識(shí)結(jié)構(gòu)、心理特點(diǎn)和教學(xué)內(nèi)容的實(shí)際需要,采取了啟發(fā)、討論、實(shí)驗(yàn)探究等教學(xué)方法,并結(jié)合多媒體進(jìn)行教學(xué)。
教學(xué)目標(biāo)
第 1 頁(yè) * 共 6 頁(yè) 1.知識(shí)目標(biāo):理解原電池原理,掌握構(gòu)成原電池的條件,會(huì)進(jìn)行簡(jiǎn)單的原電池設(shè)計(jì)。
2.情感目標(biāo):培養(yǎng)學(xué)生的探究精神和依據(jù)實(shí)驗(yàn)事實(shí)得出結(jié)論的科學(xué)態(tài)度,培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神。
3.能力目標(biāo):培養(yǎng)學(xué)生觀察能力、實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Α?shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力、語(yǔ)言表達(dá)能力。培養(yǎng)學(xué)生正向思維、逆向思維、發(fā)散思維能力。
? 教學(xué)過(guò)程
【引入】我們的生活中離不開(kāi)各種電池。大到宇宙火箭、人造衛(wèi)星,小到照相機(jī)、手機(jī),都要用到各種各樣的電池。如:干電池、蓄電池、充電電池、高能電池等。其實(shí),這些電池都是應(yīng)用原電池的原理制成的。那么到底什么是原電池?它的工作原理怎樣?今天我們就想通過(guò)一些實(shí)驗(yàn)一起來(lái)研究一下原電池的原理。
【板書(shū)】第四節(jié)原電池原理及其應(yīng)用
【實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)】介紹實(shí)驗(yàn)桌上的物品,指導(dǎo)學(xué)生做以下三個(gè)實(shí)驗(yàn): 1.將鋅片插入稀硫酸中 2.將銅片插入稀硫酸中 3.將鋅片和銅片用導(dǎo)線連接后插入稀硫酸中 說(shuō)明實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng),要求同學(xué)認(rèn)真觀察現(xiàn)象,并思考原因
【學(xué)生活動(dòng)】實(shí)驗(yàn)并觀察現(xiàn)象
【學(xué)生回答】 1.鋅片上有氣泡,因?yàn)殇\能和稀硫酸反應(yīng)放出氫氣 2.銅片上沒(méi)有氣泡,因?yàn)殂~不能和稀硫酸反應(yīng) 3.銅片上有氣泡
【設(shè)疑】銅片上的氣體是哪里來(lái)的?
【學(xué)生討論】學(xué)生激烈討論,討論的焦點(diǎn)問(wèn)題有:、銅片上的氣體是什么?(學(xué)生認(rèn)為可能是氫氣或 SO 2 或是氧氣。最后同學(xué)認(rèn)為最有可能的是氫氣。本處不展開(kāi))
第 2 頁(yè) * 共 6 頁(yè) 2、氫離子轉(zhuǎn)變?yōu)闅錃馑璧碾娮訌暮味鴣?lái)?(學(xué)生提出許多假設(shè))
學(xué)生甲:電子應(yīng)是銅失去的,因?yàn)闅馀菔窃阢~片上產(chǎn)生的。
學(xué)生乙:電子應(yīng)是鋅失去的,因?yàn)殇\比銅活潑,易失去電子。
學(xué)生甲:電子應(yīng)是銅失去的,若是鋅失去電子,氣泡應(yīng)該出現(xiàn)在鋅片上,怎么會(huì)在銅片上出現(xiàn)氣泡呢?
學(xué)生乙:鋅片失去的電子可以通過(guò)導(dǎo)線傳遞到銅片上,溶液中的氫離子在銅片上得到電子,因此,銅片上有氣泡。
學(xué)生丙:既然電子是鋅片失去的,氫離子為什么不直接在鋅片上得電子,而要到銅片上得電子呢?(對(duì)這個(gè)問(wèn)題學(xué)生感到難以回答,期待老師的評(píng)判和解釋。但老師不必急于回答)
【引導(dǎo)】電子究竟是鋅片還是銅片失去的,我們可以用實(shí)驗(yàn)來(lái)證明。那么,如何通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)證明鋅片上的電子是否通過(guò)導(dǎo)線轉(zhuǎn)移到了銅片上?
【學(xué)生回答】在銅片和鋅片中間連接一個(gè)靈敏電流計(jì),檢測(cè)有無(wú)電流
【實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)】使用靈敏電流計(jì)的注意事項(xiàng)
【學(xué)生活動(dòng)】實(shí)驗(yàn)并觀察現(xiàn)象
【學(xué)生回答】現(xiàn)象:電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn) 結(jié)論:有電流流過(guò),說(shuō)明導(dǎo)線中有電子流過(guò),說(shuō)明氫離子得到的電子確實(shí)是鋅片失去,通過(guò)導(dǎo)線傳遞到銅片上的。(但是,對(duì)于剛才同學(xué)提出的問(wèn)題,即“既然電子是鋅片失去的,氫離子為什么不直接在鋅片上得電子,而要到銅片上得電子呢?”還是覺(jué)得難以解釋。)
【動(dòng)畫(huà)演示】由于鋅片失去電子后產(chǎn)生鋅離子,鋅片的周?chē)性S多來(lái)不及擴(kuò)散到溶液中去的鋅離子,對(duì)氫離子有排斥作用,使氫離子很難在鋅片上直接得到電子
【學(xué)生小結(jié)】鋅片:較活潑,電子流出,發(fā)生氧化反應(yīng) Zn - 2e=H 2 ↑ 能量變化:化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?/p>
【板書(shū)】 1.原電池的概念:
【實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)】給你一節(jié)干電池,用實(shí)驗(yàn)證明銅鋅原電池的正負(fù)極
第 3 頁(yè) * 共 6 頁(yè) 【學(xué)生活動(dòng)】實(shí)驗(yàn)并觀察現(xiàn)象
【學(xué)生回答】現(xiàn)象:測(cè)干電池時(shí),電流計(jì)指針偏向正極方向,測(cè)銅鋅原電池時(shí),電流計(jì)指針偏向銅片方向 結(jié)論:鋅片為負(fù)極,銅片為正極
【板書(shū)】 2.原電池的原理: 負(fù)極:電子流出,較活潑,(鋅片): Zn - 2e=H 2 ↑(還原反應(yīng))
【引導(dǎo)】 寫(xiě)出銅鋅原電池的總反應(yīng)方程式,并比較其與鋅片直接跟稀硫酸反應(yīng)有何異同。總反應(yīng)方程式為: Zn+2H + =Zn 2+ +H 2 ↑ 相同點(diǎn):總反應(yīng)方程式相同 不同點(diǎn):電子轉(zhuǎn)移途徑不同
【過(guò)渡】 原電池的實(shí)質(zhì)是氧化還原反應(yīng),氧化還原反應(yīng)都可以設(shè)計(jì)成原電池,那么構(gòu)成原電池要有哪些條件呢?
【板書(shū)】 3.組成原電池的條件
【學(xué)生活動(dòng)】實(shí)驗(yàn)并觀察現(xiàn)象。
【學(xué)生回答】 C、D、H 構(gòu)成原電池
【學(xué)生討論】
(通過(guò)對(duì)比分析、討論和補(bǔ)充、修改,最后得出組成原電池的條件)
學(xué)生甲:從 A、B 不構(gòu)成原電池可知,構(gòu)成原電池必須有兩種活動(dòng)性不同的金屬 作電極。從 F、G 不構(gòu)成原電池可知,要組成原電池還必須構(gòu)成閉合回路
學(xué)生乙: H 也構(gòu)成原電池,是因?yàn)樗仕嵝裕f(shuō)明構(gòu)成原電池需酸溶液。
學(xué)生丙: D 也能構(gòu)成原電池,說(shuō)明構(gòu)成原電池不一定要酸溶液,也可以是鹽溶液,結(jié)合 E 可知,構(gòu)成原電池電極材料必須與電解質(zhì)溶液接觸。
學(xué)生丁:從 C 可知,電極材料也可以是象石墨這樣能導(dǎo)電的非金屬。
【學(xué)生小結(jié)】組成原電池的條件: ①有兩種活動(dòng)性不同的金屬(或一種是非金屬導(dǎo)體)作電極 ②電極材料均插入電解質(zhì)溶液中 ③兩極相連形成閉合回路
【練習(xí)】對(duì)于上述能組成原電池的裝置,分析正負(fù)極和發(fā)生的電極反應(yīng)(在學(xué)生回答過(guò)程中,教師引導(dǎo)學(xué)生注意正極材料本身并未發(fā)生變化,負(fù)極和電解質(zhì)
第 4 頁(yè) * 共 6 頁(yè) 溶液之間發(fā)生了氧化還原反應(yīng))
【追問(wèn)】假如把上述 C 裝置的電極改為 Cu 和 Ag,能組成原電池嗎? 【學(xué)生回答】不能,要構(gòu)成原電池,負(fù)極和電解質(zhì)溶液之間必須有自發(fā)的氧化還原反應(yīng)
【練習(xí)】請(qǐng)同學(xué)結(jié)合組成原電池的條件,將氧化還原反應(yīng): Fe+Cu 2+ =Cu+Fe 2+ 設(shè)計(jì)成 一個(gè)原電池。
【學(xué)生回答】負(fù)極:鐵正極:銅電解質(zhì)溶液:硫酸銅
【學(xué)生補(bǔ)充】正極材料還可以是石墨或比鐵不活潑的其他金屬,電解質(zhì)溶液中必須含 Cu 2+,除硫酸銅外,還可以是氯化銅、硝酸銅等。
【小結(jié)】按板書(shū)的內(nèi)容,歸納本書(shū)的內(nèi)容和要點(diǎn)
【布置作業(yè)】 1、課本習(xí)題
一、l、3、4,二、l、2、3 2、回家搜集廢干電池并拆開(kāi),弄清它的構(gòu)造及原理。
教學(xué)反思
本課時(shí)為實(shí)驗(yàn)探究教學(xué)模式,本課時(shí)教學(xué)是否成功,筆者認(rèn)為,應(yīng)從以下幾個(gè)方面綜合考慮:
? 教材處理是否合理。
探究性教學(xué)要對(duì)教材內(nèi)容有所揚(yáng)棄。探究性教學(xué)要以大綱為依據(jù),教材僅僅是本參考書(shū)。因?yàn)楝F(xiàn)有教材的知識(shí)大都是以陳述性方式直接呈現(xiàn),而探究性教學(xué)要求教材提供問(wèn)題情景和解決問(wèn)題所必需的事實(shí)材料,而不只是結(jié)論的堆砌,因此,探究性教學(xué)首先要求對(duì)現(xiàn)有教材作適當(dāng)處理。
? 教學(xué)過(guò)程是否優(yōu)化。
優(yōu)化的教學(xué)過(guò)程就是靈活機(jī)智地運(yùn)用各種教學(xué)策略。如激勵(lì)性策略,即使用鼓勵(lì)性語(yǔ)言,肯定學(xué)生任何一個(gè)微小的閃光點(diǎn);自主性策略,即要求設(shè)計(jì)的問(wèn)題有一定思維含量,討論要注重實(shí)效性,討論過(guò)程要注意學(xué)法指導(dǎo),并培養(yǎng)學(xué)生善于思考、勇于提出問(wèn)題的習(xí)慣;診斷性策略,即教學(xué)過(guò)程中經(jīng)常注意學(xué)生的學(xué)習(xí)情況,根據(jù)反饋的信息調(diào)整教學(xué)程序;創(chuàng)造性策略,即鼓勵(lì)學(xué)生大膽質(zhì)疑,發(fā)表不同意見(jiàn)尤其是創(chuàng)造性的意見(jiàn)。
第 5 頁(yè) * 共 6 頁(yè) ? 教學(xué)效果是否顯著。
教學(xué)效果就是教學(xué)目標(biāo)的達(dá)成度。首先,學(xué)生要有良好的學(xué)習(xí)狀態(tài),如學(xué)生學(xué)習(xí)興趣濃厚,思維得到很好的啟發(fā),教學(xué)過(guò)程中學(xué)生參與面廣、參與時(shí)間長(zhǎng)、參與空間大等;其次,好、中、差不同水平層次的學(xué)生的知識(shí)目標(biāo)、能力目標(biāo)、情感目標(biāo)要基本達(dá)成或得到一定程度的發(fā)展。
第 6 頁(yè) * 共 6 頁(yè)
第三篇:銅鋅原電池及其工作原理教學(xué)案例
《銅—鋅原電池及其工作原理》教學(xué)案例
該節(jié)內(nèi)容為高中電化學(xué)的開(kāi)始,在此之前學(xué)生學(xué)習(xí)過(guò)的氧化還原反應(yīng),能量之間轉(zhuǎn)換,電解質(zhì)溶液,金屬活潑性等化學(xué)知識(shí)及物理電學(xué)的相關(guān)知識(shí),已為本節(jié)課的學(xué)習(xí)做好了一定知識(shí)儲(chǔ)備;同時(shí)原電池的原理又為后面金屬的腐蝕和防護(hù),其它常見(jiàn)電池的原理及電解原理等重要電化學(xué)知識(shí)的學(xué)習(xí)奠定了基礎(chǔ)。它是電化學(xué)學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)內(nèi)容也是核心內(nèi)容。
本節(jié)內(nèi)容對(duì)發(fā)展學(xué)生邏輯推理能力,提高學(xué)生科學(xué)素養(yǎng),培養(yǎng)科學(xué)探究能力,將理論應(yīng)用于實(shí)踐,實(shí)踐再回歸理論以及知識(shí)系統(tǒng)化及結(jié)構(gòu)化的形成都起著重要作用。
一. 教學(xué)目標(biāo):
根據(jù)教學(xué)大綱的要求和編寫(xiě)教材的意圖,結(jié)合本課的特點(diǎn)及本著在學(xué)習(xí)過(guò)程中發(fā)揮學(xué)生的主體性和能動(dòng)性,使學(xué)生學(xué)會(huì)學(xué)習(xí),獲得有效學(xué)習(xí)的新課程理念為出發(fā)點(diǎn)將教學(xué)目標(biāo)設(shè)定如下: 1.知識(shí)與技能
(1)了解原電池的工作原理及構(gòu)成條件(2)能正確書(shū)寫(xiě)電極反應(yīng)式和電池總反應(yīng)方程式
(3)通過(guò)實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)學(xué)生化學(xué)實(shí)驗(yàn)的觀察操作及設(shè)計(jì)能力;綜合運(yùn)用有關(guān)的知識(shí)技能和方法,分析解決一些化學(xué)問(wèn)題的高級(jí)技能 2.過(guò)程與方法
(1)讓全體學(xué)生經(jīng)歷探究的過(guò)程,學(xué)習(xí)科學(xué)探究方法,提高科學(xué)探究的能力(2)培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)的思維方式和問(wèn)題意識(shí)。3.情感態(tài)度與價(jià)值觀
(1)體驗(yàn)科學(xué)探究的艱辛和喜悅,(2)培養(yǎng)學(xué)生勇于創(chuàng)新,積極實(shí)踐等科學(xué)精神和科學(xué)態(tài)度(3)學(xué)會(huì)與他人合作,主動(dòng)交流.二.教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn):
(一)教學(xué)重點(diǎn):了解原電池的反應(yīng)原理及構(gòu)成原電池的一般條件。依據(jù):
1、依據(jù)大綱和新課程標(biāo)準(zhǔn)對(duì)本節(jié)內(nèi)容的要求
2、電化學(xué)的基礎(chǔ)和核心地位
(二)教學(xué)難點(diǎn):原電池的反應(yīng)原理
依據(jù):該內(nèi)容特理論性強(qiáng),抽象,難理解。學(xué)生很難在頭腦中建立電子在原電池正負(fù)兩極轉(zhuǎn)移的微觀模式。三.教學(xué)方法:
(一)教法:
1.情境激學(xué)法
2.探究實(shí)驗(yàn)促學(xué)法
3.CAI輔助教學(xué)法 4.歸納、演繹法
(二)學(xué)法:
1.實(shí)驗(yàn)探究法2.歸納演繹法
在本節(jié)課中教師在教材中沒(méi)有把教材內(nèi)容作簡(jiǎn)單,有序的展示,而是在分析教材內(nèi)容的基礎(chǔ)上根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)來(lái)重新組織,站在改組和重建的高度來(lái)審視教材,把教材內(nèi)容做為了解學(xué)科科學(xué)的生長(zhǎng)點(diǎn),以學(xué)生探究實(shí)驗(yàn)貫穿始終,將學(xué)生置身于一個(gè)動(dòng)態(tài),開(kāi)放,個(gè)性,多元的學(xué)習(xí)環(huán)境中,體驗(yàn)類(lèi)似科學(xué)家進(jìn)行科學(xué)探究的一般過(guò)程.在探究過(guò)程中完成知識(shí)的自主建構(gòu)。
本節(jié)課讓學(xué)生采用以科學(xué)探究為主的多元化學(xué)習(xí)方式,對(duì)于更好地展現(xiàn)學(xué)生多元智能,體驗(yàn)科學(xué)探究的過(guò)程,強(qiáng)化科學(xué)探究的意識(shí),掌握探究的基本方法,激勵(lì)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和智慧潛能,學(xué)會(huì)與人合作,培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐能力和創(chuàng)造力都有著積極的意義。
四、教學(xué)過(guò)程:
(一)引課:創(chuàng)新實(shí)驗(yàn):西紅柿電池使音樂(lè)賀卡發(fā)出美妙音樂(lè)。
目的;創(chuàng)設(shè)新奇刺激的前置問(wèn)題情境,極大地激發(fā)調(diào)動(dòng)學(xué)生感知興趣和探知熱情。為什么西紅柿電池能產(chǎn)生電流?
(二)教學(xué)重點(diǎn)一:原電池工作原理
突破方式:將原來(lái)的教師演示實(shí)驗(yàn)改為學(xué)生分組實(shí)驗(yàn),變教材驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)為探索實(shí)驗(yàn)。依據(jù):
1.教材演示實(shí)驗(yàn)不便于所有學(xué)生觀察,缺少學(xué)生的參與,不能充分發(fā)揮學(xué)生自身主體作用。
2.建構(gòu)主義鼓勵(lì)學(xué)生運(yùn)用他們自己的經(jīng)驗(yàn),讓學(xué)生去學(xué)會(huì)發(fā)現(xiàn)并作出相關(guān)鏈接,主動(dòng)構(gòu)建有成效的內(nèi)化了的,適合于自我的知識(shí)意義。
具體做法:
(1)用鋅片銅片稀硫酸模擬西紅柿電池做兩個(gè)分組實(shí)驗(yàn)讓?zhuān)瑢W(xué)生觀察兩金屬片用導(dǎo)線連接前后現(xiàn)象的差別。實(shí)驗(yàn)結(jié)果的出乎意料使學(xué)生的原有狀態(tài)與目標(biāo)狀態(tài)之間產(chǎn)生了差距,引發(fā)了學(xué)生新的問(wèn)題:為什么導(dǎo)線連接后銅片上出現(xiàn)氣泡?(2)教師設(shè)置幾個(gè)有梯度,和層次性的問(wèn)題引發(fā)學(xué)生討論在有限的時(shí)間里經(jīng)過(guò)討論讓學(xué)生在自主交流的過(guò)程中澄清了鋅銅稀硫酸原電池產(chǎn)生電流的原因。(3)討論結(jié)束,教師引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明裝置中確實(shí)存在電流且證明電子的流向是從銅片流向鋅片。以上問(wèn)題的提出在于培養(yǎng)學(xué)生思維的嚴(yán)密性及求真務(wù)實(shí)的優(yōu)秀品質(zhì),告訴學(xué)生實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析要靠實(shí)驗(yàn)證據(jù)不憑主觀臆斷想當(dāng)然。(4)實(shí)驗(yàn)結(jié)束教師收斂學(xué)生的思維,啟發(fā)學(xué)生從能量轉(zhuǎn)化的角度來(lái)給原電池下定義。從而完成學(xué)生思維從一般到特殊,由具體到抽象,由現(xiàn)象到本質(zhì)的]認(rèn)識(shí)過(guò)程這一質(zhì)的飛躍。
(5)最后用3D動(dòng)畫(huà)模擬鋅銅原電池的微觀反應(yīng)。并將圖像定格讓學(xué)生書(shū)寫(xiě)兩電極反應(yīng)式,促進(jìn)學(xué)生從形象思維和理性思維兩個(gè)層面上共同認(rèn)識(shí)原電池反應(yīng)原理。
(6)投影生活中常見(jiàn)電池:如干電池,蓄電池,充電電池,高能電池圖片感受化學(xué)就在我們身邊。
以上將演示實(shí)驗(yàn)改為分組實(shí)驗(yàn)增加學(xué)生的創(chuàng)造體驗(yàn),充分發(fā)揮學(xué)生主體性使學(xué)生的學(xué)生問(wèn)題意識(shí)獨(dú)立操作能力,創(chuàng)造能力得以充分培養(yǎng)。
(三)、教學(xué)重點(diǎn)二:掌握構(gòu)成原電池的一般條件。
突破方式:增加教材沒(méi)有的開(kāi)放性探究實(shí)驗(yàn)。即給定多種藥品(電極:鋅片兩個(gè),鐵釘一根,石墨棒一根。溶液:稀硫酸,硫酸銅,酒精,四氯化碳四種溶液和電流計(jì)儀)讓學(xué)生自行設(shè)計(jì)并探究構(gòu)成原電池的一般條件。依據(jù):
1.STS教育觀重視把科學(xué)看成是一種學(xué)習(xí)過(guò)程,認(rèn)為能對(duì)自己的結(jié)論進(jìn)行論證比單純地得到指向結(jié)論的結(jié)果同樣重要或更重要。
2.實(shí)驗(yàn)方法論認(rèn)為,化學(xué)實(shí)驗(yàn)功能的體現(xiàn),不僅僅在于獲得所謂正確實(shí)驗(yàn)結(jié)果,更重要的是使學(xué)生經(jīng)歷和體驗(yàn)獲得實(shí)驗(yàn)結(jié)果的探究過(guò)程。3.高中化學(xué)新課程標(biāo)準(zhǔn)也將探究性學(xué)習(xí)確定為為學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的一種重要學(xué)習(xí)方式。基于以上原因,我大膽處理教材,將構(gòu)成原電池的一般條件這一講授性知識(shí)變?yōu)閷?shí)驗(yàn)探究性學(xué)習(xí)。
該實(shí)驗(yàn)具有一定開(kāi)放性和發(fā)散性所以教師適時(shí)拋出問(wèn)題啟發(fā)學(xué)生引發(fā)討論如何確定探究的方向,如何處理實(shí)驗(yàn)中三個(gè)變量關(guān)系,如何逐一設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案探究原電池構(gòu)成的一般條件。學(xué)生依據(jù)可行的實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行探究實(shí)驗(yàn),讓學(xué)生在實(shí)驗(yàn)探究過(guò)程中對(duì)所得多種實(shí)驗(yàn)信息進(jìn)行篩選,對(duì)比,分類(lèi),加工選取有用信息,運(yùn)用歸納演繹等思維方式,得出正確結(jié)論。
該做法讓學(xué)生自主探索,主動(dòng)求知,學(xué)會(huì)收集,分析和利用各種信息及信息資源,同時(shí)學(xué)習(xí)者之間通過(guò)討論,交流,用集體的感知來(lái)豐富,強(qiáng)化個(gè)人的概括,通過(guò)學(xué)習(xí)者之間的交叉反饋來(lái)強(qiáng)化,矯正,豐富個(gè)體的探究結(jié)果,有利于發(fā)展學(xué)生實(shí)踐能力,創(chuàng)新精神,合作與分享意識(shí)。在實(shí)踐活動(dòng)理性認(rèn)識(shí)的循環(huán)往復(fù),螺旋式的上升,不僅促進(jìn)了對(duì)學(xué)習(xí)內(nèi)容的理解,也使學(xué)生的探究策略和方法得到提高,才能,智慧和判斷力等多方面得到發(fā)展。
(四)化學(xué)史教育:教師講述伏打電池發(fā)明的故事培養(yǎng)學(xué)生敢于質(zhì)疑,勇于探究的科學(xué)精神。
(五)小結(jié):
采取學(xué)生先小結(jié),老師后總結(jié)的方式,目的:
1、訓(xùn)練學(xué)生概括總結(jié)的思維能力
2、實(shí)施以主動(dòng)建構(gòu)為基礎(chǔ)的精簡(jiǎn)教學(xué)策略,以圖表的方式直觀讓學(xué)生清楚本節(jié)的內(nèi)容要點(diǎn),及各知識(shí)點(diǎn)之間的內(nèi)在聯(lián)系,使學(xué)生知識(shí)系統(tǒng)化,網(wǎng)絡(luò)化。
(六)練習(xí):為了落實(shí)本節(jié)課的教學(xué)重點(diǎn)構(gòu)成原電池的原理及構(gòu)成條件而設(shè)。
(七)作業(yè):
家庭小實(shí)驗(yàn):制作水果電池。
目的:該實(shí)驗(yàn)為開(kāi)放性創(chuàng)造實(shí)驗(yàn)對(duì)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力提出更高要求。將科學(xué)探究延伸到課外。進(jìn)一步激發(fā)學(xué)生求知欲望,調(diào)動(dòng)學(xué)生探索研究的積極性,變實(shí)驗(yàn)知識(shí)為實(shí)踐能力,升華創(chuàng)造意識(shí)。
陳雷
2011/1/5
第四篇:原電池工作原理教學(xué)設(shè)計(jì)
有關(guān)原電池工作原理的教學(xué)探究
一、探究教學(xué)目標(biāo) 知識(shí)目標(biāo)
1、了解并掌握原電池形成的原理及原電池的定義。
2、能利用實(shí)驗(yàn)進(jìn)行探究原電池形成的條件。
3、能利用所學(xué)知識(shí)進(jìn)行知識(shí)的運(yùn)用。能力目標(biāo)
培養(yǎng)學(xué)生利用化學(xué)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行探究原電池原理和形成條件的能力。情感、態(tài)度目標(biāo)
引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)化學(xué)實(shí)驗(yàn)對(duì)原電池原理進(jìn)行探究,培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力和相互合作精神及科學(xué)探究問(wèn)題的能力。
二、探究重點(diǎn)
初步認(rèn)識(shí)原電池概念、原理、組成及應(yīng)用。
三、探究難點(diǎn)
通過(guò)對(duì)原電池實(shí)驗(yàn)的研究,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。
四、探究過(guò)程
【引入】電池與我們的生活息息相關(guān),在生活中哪些地方會(huì)用到電池?(學(xué)生踴躍回答)電池對(duì)我們的生活如此重要,那么你知道世界上第一個(gè)電池是誰(shuí)發(fā)明的嗎?告訴大家世界上第一個(gè)電池是意大利物理學(xué)家伏打于1799年發(fā)明的,又稱(chēng)伏打電池,也就是今天我們要學(xué)習(xí)的原電池
【提問(wèn)]原電池的工作原理是什么呢? 【展示】西紅柿電池。(觀看趣味實(shí)驗(yàn),激發(fā)探究原電池工作原理的欲望。)【轉(zhuǎn)引】下面我們通過(guò)分組實(shí)驗(yàn)探究原電池的工作原理
【實(shí)驗(yàn)探究】介紹實(shí)驗(yàn)桌上的物品,指導(dǎo)學(xué)生做以下三個(gè)實(shí)驗(yàn):
實(shí)驗(yàn)1:把一塊鋅片插入盛有稀硫酸的燒杯里。測(cè)量溶液的溫度,分析能量變化情況 實(shí)驗(yàn)2:把一塊銅片插入盛有稀硫酸的燒杯里。
實(shí)驗(yàn)3:把銅片和鋅片用導(dǎo)線連起來(lái)插入稀硫酸的燒杯里。要求同學(xué)認(rèn)真觀察現(xiàn)象,并思考原因 【學(xué)生回答】
1、鋅片上有氣泡,因?yàn)殇\能和稀硫酸反應(yīng)放出氫氣 化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能
2、銅片上沒(méi)有氣泡,因?yàn)殂~不能和稀硫酸反應(yīng)
3、銅片上有氣泡
【教師設(shè)疑】銅不與稀硫酸反應(yīng),銅片上的氣體是哪里來(lái)的? 【學(xué)生討論】學(xué)生激烈討論的焦點(diǎn)問(wèn)題有:
1、銅片上的氣體是什么?
2、氫離子轉(zhuǎn)變?yōu)闅錃馑璧碾娮訌暮味鴣?lái)?
3、鋅片有什么變化?溶液中氫離子濃度發(fā)生了什么變化?
討論結(jié)果:鋅失去的電子通過(guò)導(dǎo)線轉(zhuǎn)移到銅片上,氫離子在銅片上得電子轉(zhuǎn)變?yōu)闅錃?【引導(dǎo)】怎樣通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)證明鋅片上的電子是否通過(guò)導(dǎo)線轉(zhuǎn)移到了銅片上? 【學(xué)生回答】在銅片和鋅片中間連接一個(gè)靈敏電流計(jì),檢測(cè)有無(wú)電流
【實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證】在連接鋅片和銅片的導(dǎo)線中接入一個(gè)靈敏電流計(jì)。引導(dǎo)學(xué)生觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,總結(jié)結(jié)論。【學(xué)生回答】電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)說(shuō)明導(dǎo)線中有電子流過(guò),證明氫離子得到的電子確實(shí)是鋅片失去,通過(guò)導(dǎo)線傳遞到銅片上的。
【追問(wèn)】能量是如何轉(zhuǎn)化的?(生答:化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能)【師生小結(jié)】
原電池的定義:我們把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置叫做原電池; 原電池的工作原理:
負(fù)極:電子流出,較活潑,(鋅片):Zn-2e-=Zn2+(氧化反應(yīng))正極:電子流入,較不活潑,(銅片):2H++2e-=H2↑(還原反應(yīng) 【提問(wèn)】通過(guò)以上實(shí)驗(yàn)探究,你認(rèn)為構(gòu)成原電池應(yīng)滿足什么條件呢
【實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證】用下列實(shí)驗(yàn)用品:鋅片、銅片、硫酸銅溶液、無(wú)水乙醇、稀硫酸、電流表、導(dǎo)線、碳棒、燒杯分析驗(yàn)證下列哪些裝置可以構(gòu)成原電池?
【思考】若把B裝置中的一個(gè)銅片分別換成鐵片和碳棒后,能構(gòu)成原電池嗎? 【學(xué)生小結(jié)】組成原電池的條件 首先,有自發(fā)的氧化還原反應(yīng) 其次,滿足下列條件:
(1)有兩種活動(dòng)性不同的金屬(或一種是非金屬導(dǎo)體)作電極(2)電極材料均插入電解質(zhì)溶液中(3)兩極相連形成閉合回路
【教師強(qiáng)調(diào)】構(gòu)成原電池的條件:兩極一液成回路
【課堂小結(jié)】讓學(xué)生總結(jié)本節(jié)課所學(xué)內(nèi)容教師給與補(bǔ)充
【思考與交流】相同條件下,純鋅粒和粗鋅粒與同濃度的稀硫酸反應(yīng)的速率一樣嗎?為什么?
【課堂練習(xí)】
1、根據(jù)Zn+Cu2+=Zn2++Cu的反應(yīng)原理設(shè)計(jì)一個(gè)原電池,當(dāng)Zn為負(fù)極時(shí),正極可以選用的金屬材料是:
A 鎂
B 石墨
C 鋁
D 鉛
2、X、Y、Z都是金屬,把X投入Z的硝酸鹽溶液中,X的表面有Z析出,X 與Y組成原電池時(shí),Y為電池的負(fù)極,X、Y、Z三種金屬的活潑性順序?yàn)椋海ǎ?/p>
A X>Y>Z B X>Z>Y
C Y>X>Z
D Y>Z>X
3、電工操作規(guī)程中規(guī)定不能把銅導(dǎo)線與鋁導(dǎo)線連接在一起,其中的化學(xué)原理是。
4、市場(chǎng)上出售的“熱敷袋”中含有鐵屑、炭粉、木屑和少量氯化鈉、水等,熱敷袋啟 用前,用塑料袋和空氣隔絕,啟用時(shí)打開(kāi)塑料袋,輕輕揉搓就會(huì)放出熱量。試回答下列問(wèn)題: 熱敷袋產(chǎn)生熱量的來(lái)源是 炭粉的主要作用是 加入NaCl的作用
原電池的工作原理教學(xué)設(shè)計(jì)
一、設(shè)計(jì)意圖:
1、引導(dǎo)學(xué)生探究原電池概念的形成過(guò)程,理解其工作原理,明確原電池的形成條件;會(huì)書(shū)寫(xiě)簡(jiǎn)單的電極反應(yīng)式,設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單的原電池,會(huì)判斷電極名稱(chēng),電子及電流的方向。
2、從概念的形成入手逐步探究其原理,以問(wèn)題為中心帶動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情,讓學(xué)生充分享受學(xué)習(xí)的全過(guò)程,使學(xué)生不但知其然,還要知其所以然。
二、教學(xué)目標(biāo)
1.知識(shí)與能力:⑴使學(xué)生了解原電池概念的形成與發(fā)展過(guò)程和組成條件,理解原電池的工作原理。⑵初步掌握形成原電池的基本條件,能正確規(guī)范書(shū)寫(xiě)電極反應(yīng)方程式,能初步根據(jù)典型的氧化還原反應(yīng)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單的原電池。
2.過(guò)程與方法:⑴通過(guò)分組實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)學(xué)生觀察能力與分析思維能力。⑵通過(guò)化學(xué)史實(shí)引導(dǎo)學(xué)生以問(wèn)題為中心的學(xué)習(xí)方法。學(xué)會(huì)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、解決問(wèn)題的方法。加深理解實(shí)踐→認(rèn)識(shí)→再實(shí)踐→再認(rèn)識(shí)的辨證唯物主義的思維方法。
3.情感態(tài)度與價(jià)值觀:⑴通過(guò)原電池的發(fā)明、發(fā)展史,培養(yǎng)學(xué)生實(shí)事求是勇于創(chuàng)新的科學(xué)態(tài)度。⑵激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣與投身科學(xué)追求真理的積極情感。⑶體驗(yàn)科學(xué)探究的艱辛與愉悅,增強(qiáng)為人類(lèi)的文明進(jìn)步學(xué)習(xí)化學(xué)的責(zé)任感和使命感。
三、教學(xué)重點(diǎn)
原電池的工作原理。
四、教學(xué)難點(diǎn)
原電池的形成條件及電極反應(yīng);電子流向和電流方向。
【教師活動(dòng)】指導(dǎo)學(xué)生實(shí)驗(yàn):觀察鋅片、銅片上各有什么現(xiàn)象發(fā)生? 【學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)】⑴鋅片、銅片分別插入稀硫酸中。⑵鋅片、銅片用導(dǎo)線連接插入稀硫酸中。【學(xué)生記錄現(xiàn)象】⑴中鋅片溶解,鋅片上有氣泡產(chǎn)生;銅片上無(wú)現(xiàn)象。⑵中鋅片溶解,銅片上有氣泡產(chǎn)生。
【設(shè)計(jì)意圖】鍛煉學(xué)生實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Α⒂^察能力,通過(guò)觀察、思考發(fā)現(xiàn)新問(wèn)題的能力。【問(wèn)題與討論】銅片與稀硫酸不反應(yīng),但與鋅片連接后銅片上為什么有氣泡產(chǎn)生?氣體是什么?怎樣產(chǎn)生的?
【學(xué)生猜想與推測(cè)】銅片上的氣體應(yīng)該是氫氣,雖然銅不與稀硫酸反應(yīng),但鋅片與銅片連接后,鋅片仍然發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)而溶解,銅片上發(fā)生了氫離子得電子的還原反應(yīng),生成氫氣。銅片上的電子來(lái)自于鋅片,即鋅片上失去的電子通過(guò)導(dǎo)線傳遞到了銅片上,氫離子在銅片上得電子。
【教師活動(dòng)】動(dòng)畫(huà)演示,指導(dǎo)學(xué)生觀察電子的流動(dòng)方向、離子的移動(dòng)方向。【啟發(fā)】從物理角度看,電子定向移動(dòng)就會(huì)產(chǎn)生電流,怎樣證明電流的產(chǎn)生? 【學(xué)生回答】連接靈敏電流計(jì)檢驗(yàn)電流的存在。
【學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)】鋅片、銅片用導(dǎo)線連接以后連上靈敏電流計(jì),插入稀硫酸中。【問(wèn)題】靈敏電流計(jì)的指針是否偏轉(zhuǎn),偏向何方。【學(xué)生】指針偏轉(zhuǎn),偏向銅片一方。
【問(wèn)題】電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)說(shuō)明有電能產(chǎn)生,請(qǐng)問(wèn)電能是從什么形式的能轉(zhuǎn)化來(lái)的?
【小結(jié)】由于發(fā)生了氧化還原反應(yīng),有電子的轉(zhuǎn)移,電子的定向移動(dòng)可以形成電流,把化學(xué)能轉(zhuǎn)化成電能。這樣的裝置稱(chēng)為原電池。
【設(shè)計(jì)意圖】通過(guò)以上問(wèn)題的設(shè)計(jì)與解決,層層遞進(jìn),鍛煉了學(xué)生分析推理能力,以及通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證理論推測(cè)的能力;在概念的逐步形成過(guò)程中體驗(yàn)到了探究的快樂(lè),初步形成了原電池的概念。
四、進(jìn)一步探究原電池的本質(zhì)。
【提問(wèn)】作為電池,有正極和負(fù)極之分,鋅片和銅片誰(shuí)是正極,誰(shuí)是負(fù)極,你的判斷依據(jù)是什么?
【學(xué)生】電子流出(電流流入)的電極為負(fù)極,電子流入(電流流出)電極為正極。所以 鋅片為負(fù)極,銅片為正極。指針偏向哪一極,該極為正極。從實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象知道,指針偏向銅片銅片為正極,那么鋅片為負(fù)極。【設(shè)計(jì)意圖】運(yùn)用已有的物理知識(shí)解決化學(xué)問(wèn)題,培養(yǎng)學(xué)生的思維遷移能力以及將各學(xué)科知識(shí)融會(huì)貫通與應(yīng)用能力。有利于培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。【過(guò)渡】鋅片、銅片上發(fā)生的變化本質(zhì)是什么?我們?nèi)绾斡靡粋€(gè)最簡(jiǎn)單的式子把其變化本質(zhì)描述出來(lái)?
【師生互動(dòng)】學(xué)生討論,教師啟發(fā),運(yùn)用已有的氧化還原反應(yīng)知識(shí),據(jù)反應(yīng)本質(zhì)寫(xiě)出電極反應(yīng)式。
【板書(shū)】負(fù)極(Zn)Zn→Zn2++2e-正極(Cu)2H++2e-→ H2↑
總式 Zn +2H+ = Zn2+ + H2 ↑
【教師活動(dòng)】指導(dǎo)學(xué)生書(shū)寫(xiě)電極反應(yīng)方程式,強(qiáng)調(diào)其寫(xiě)法需注意事項(xiàng)。【提問(wèn)】原電池反應(yīng)與普通化學(xué)反應(yīng)相比有何特點(diǎn)? 【指導(dǎo)實(shí)驗(yàn)】⑴鋅粒單獨(dú)與稀硫酸反應(yīng),觀察現(xiàn)象。
⑵用銅絲接觸鋅粒,觀察現(xiàn)象。
⑶拿走銅絲,觀察;再加少量硫酸銅溶液,觀察現(xiàn)象。
【學(xué)生活動(dòng)】分組實(shí)驗(yàn)、討論、匯報(bào)實(shí)驗(yàn)結(jié)果:形成原電池反應(yīng)可加快反應(yīng)速率。
【小結(jié)】發(fā)生原電池反應(yīng)時(shí),電子從負(fù)極流出,流入正極;負(fù)極發(fā)生失電子的氧化反應(yīng),正極發(fā)生得電子的還原反應(yīng)。而普通的氧化還原反應(yīng),電子直接從還原劑轉(zhuǎn)移到氧化劑。原電池反應(yīng)可加快反應(yīng)速率。
【板書(shū)】負(fù)極:還原劑-ne-→氧化產(chǎn)物(氧化反應(yīng))正極:氧化劑+ne-→還原產(chǎn)物(還原反應(yīng))還原劑失去的電子流向正極,形成定向移動(dòng)的電子流,使氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)被分開(kāi)在兩極發(fā)生,使化學(xué)能轉(zhuǎn)化成電能。
【設(shè)計(jì)意圖】揭示原電池的反應(yīng)本質(zhì),培養(yǎng)學(xué)生分析問(wèn)題的能力
五、總結(jié)原電池形成的條件
【問(wèn)題與討論】比較伽伐尼電池、伏打電池和今天的化學(xué)模型電池,請(qǐng)你歸納組成原電池的條件。
【教師活動(dòng)】重新演示這幾種電池的投影,啟發(fā)學(xué)生,共同探討。【板書(shū)】原電池形成的條件:⑴兩個(gè)電極,能導(dǎo)電。(強(qiáng)調(diào):不一定是金屬電極)⑵電解質(zhì)溶液或者熔融態(tài)的電解質(zhì),能提供自由移動(dòng)的陰陽(yáng)離子導(dǎo)電。(陽(yáng)離子移向正極,陰離子移向負(fù)極)⑶形成閉合的回路 【設(shè)計(jì)意圖】利用化學(xué)史料培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題,歸納抽象其本質(zhì)的能力。完成化學(xué)源于生活,探究其本質(zhì),應(yīng)用于生活的學(xué)習(xí)目的。正在修改的教案
一、探究教學(xué)目標(biāo) 知識(shí)目標(biāo)
1、使學(xué)生進(jìn)一步認(rèn)識(shí)原電池,理解原電池原理,會(huì)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單的原電池。
2、通過(guò)一些探究活動(dòng),進(jìn)一步認(rèn)識(shí)與體驗(yàn)科學(xué)探究的過(guò)程。
3、能利用所學(xué)知識(shí)進(jìn)行知識(shí)的運(yùn)用。能力目標(biāo)
培養(yǎng)學(xué)生利用化學(xué)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行探究原電池原理和形成條件的能力。情感、態(tài)度目標(biāo)
引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)化學(xué)實(shí)驗(yàn)對(duì)原電池原理進(jìn)行探究,培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力和相互合作精神及科學(xué)探究問(wèn)題的能力。
二、探究重點(diǎn)
進(jìn)一步探究原電池概念、原理、組成及應(yīng)用。
三、探究難點(diǎn) 單液原電池向雙液原電池的過(guò)渡
四、探究過(guò)程
【展示】西紅柿電池。(觀看趣味實(shí)驗(yàn),激發(fā)學(xué)生進(jìn)一步探究原電池工作原理的欲望。)【引入】電池與我們的生活息息相關(guān),在生活中哪些地方會(huì)用到電池?(學(xué)生踴躍回答)電池對(duì)我們的生活如此重要,那么你知道電池是怎樣制造出來(lái)的嗎?
【提問(wèn)]原電池在必修已介紹過(guò),今天我們來(lái)進(jìn)一步研究原電池。請(qǐng)大家回顧下列問(wèn)題
1、什么是原電池?
2、要想構(gòu)成原電池必須滿足什么條件 ? 【學(xué)生回答】組成原電池的條件 首先,有自發(fā)的氧化還原反應(yīng) 其次,滿足下列條件:
(1)有兩種活動(dòng)性不同的金屬(或一種是非金屬導(dǎo)體)作電極(2)電極材料均插入電解質(zhì)溶液中(3)兩極相連形成閉合回路
【教師強(qiáng)調(diào)】構(gòu)成原電池的條件:兩極一液成回路 【思考】
下面,依據(jù)構(gòu)成原電池的條件,請(qǐng)大家判斷下列裝置是不是原電池,不是的說(shuō)明理由,是的寫(xiě)出電極反應(yīng)方程式
【動(dòng)畫(huà)演示】原電池工作原理(以Zn-Cu原電池為例),教師做補(bǔ)充講解 負(fù)極:電子流出,較活潑,(鋅片):Zn-2e-=Zn2+(氧化反應(yīng))正極:電子流入,較不活潑,(銅片):2H++2e-=H2↑(還原反應(yīng)
【分組實(shí)驗(yàn)】引導(dǎo)學(xué)生仔細(xì)做下面的實(shí)驗(yàn)
Zn-Cu原電池,用一個(gè)較大的電流表,用的電解質(zhì)溶液濃度較小,讓學(xué)生觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。
要求同學(xué)認(rèn)真觀察現(xiàn)象并思考原因 【學(xué)生回答】
兩極上都有氣泡產(chǎn)生,電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)的幅度越來(lái)越小 【學(xué)生討論】
為什么兩極上均有氣泡產(chǎn)生?這個(gè)原電池能否持續(xù)穩(wěn)定產(chǎn)生電流?為什么? 【教師總結(jié)】匯總學(xué)生的討論結(jié)果后,引導(dǎo)學(xué)生分析總結(jié) 這個(gè)原電池不能持續(xù)產(chǎn)生穩(wěn)定電流。主要原因是鋅與稀硫酸直接接觸,氫氣在鋅片表面不斷析出構(gòu)成了原電池,致使向外輸出的電流強(qiáng)度減弱。當(dāng)鋅片表面完全被銅覆蓋后,不再構(gòu)成原電池,也就沒(méi)有電流產(chǎn)生。其次,兩極周?chē)羞^(guò)剩電荷,阻礙電子的定向移動(dòng)。
【提問(wèn)】怎樣才能持續(xù)產(chǎn)生穩(wěn)定的電流呢?結(jié)合我們剛才分析的原因,應(yīng)該怎樣改進(jìn)原來(lái)的裝置呢? 【學(xué)生回答】
1、要避免鋅與稀硫酸直接接觸;
2、想辦法消除兩極周?chē)倪^(guò)剩電荷。【演示實(shí)驗(yàn)】
1、演示帶有鹽橋的改進(jìn)實(shí)驗(yàn)。(邊實(shí)驗(yàn)邊講解以下內(nèi)容:
1、該原電池的組成;
2、相關(guān)概念:半電池、半反應(yīng)、外電路、內(nèi)電路、鹽橋。)
2去掉鹽橋,電流表指針是否偏轉(zhuǎn)?為什么?眼橋的作用是什么呢 【學(xué)生回答】不再偏轉(zhuǎn),因?yàn)檫@是個(gè)斷路。鹽橋的作用溝通內(nèi)電路
【講解】鹽橋中陰陽(yáng)離子的移動(dòng)方向,并總結(jié)出鹽橋的另一個(gè)作用—平衡電荷 【討論并比較】鹽橋原電池有什么優(yōu)點(diǎn)簡(jiǎn)單原電池和帶有鹽橋原電池有什么相同點(diǎn)和不同點(diǎn) 【設(shè)問(wèn)】能產(chǎn)生持續(xù)穩(wěn)定電流的原電池應(yīng)具備哪些條件? 【學(xué)生總結(jié)】
1、電極和與其接觸的電解質(zhì)溶液不發(fā)生反應(yīng)
2、用眼橋接通電路
【過(guò)渡】那么依據(jù)原電池原理如何設(shè)計(jì)一個(gè)能產(chǎn)生持續(xù)穩(wěn)定電流的原電池? 〔鞏固練習(xí)〕把反應(yīng)Fe+2FeCL3=3FeCL2設(shè)計(jì)成雙液原電池 〔課堂總結(jié)〕
1、原電池原理
2、產(chǎn)生持續(xù)、穩(wěn)定電流的原電池應(yīng)具備的條件
3、原電池的設(shè)計(jì)思路
作業(yè)布置完成本節(jié)同步練習(xí)
第五篇:原電池原理及其應(yīng)用 教學(xué)設(shè)計(jì)
《原電池原理及其應(yīng)用》第一課時(shí)教學(xué)設(shè)計(jì)
魏建榮
一、教材分析
本節(jié)內(nèi)容是電化學(xué)中的重要知識(shí)。由于學(xué)生之前沒(méi)有電化學(xué)的基礎(chǔ),理解原電池原理有一定的難度。第一課時(shí)的主要內(nèi)容有:原電池的概念、原理、組成原電池的條件。原電池原理和組成條件是本節(jié)課的重點(diǎn),原電池原理是本節(jié)課的難點(diǎn)。
本節(jié)教材設(shè)置了大量的探究教學(xué)素材,富有深刻的探究教學(xué)思想內(nèi)涵。首先,新課引入的兩個(gè)演示實(shí)驗(yàn)為探究教學(xué)創(chuàng)設(shè)了問(wèn)題情景,當(dāng)學(xué)生觀察到 “銅片上產(chǎn)生氣泡”這一反常的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,就會(huì)情不自禁地提出一系列問(wèn)題,產(chǎn)生強(qiáng)烈的探索欲望,并提出各種各樣的假設(shè);緊接著,通過(guò)(4-15)演示實(shí)驗(yàn)為學(xué)生提供“實(shí)證性”材料,學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,經(jīng)過(guò)嚴(yán)密的邏輯推理,得出相關(guān)結(jié)論;當(dāng)學(xué)生理解原電池的原理后,教材又設(shè)置了一個(gè)討論題,讓學(xué)生自己歸納“組成原電池的條件”。同時(shí),課本后面的“家庭小實(shí)驗(yàn)——水果電池”,習(xí)題中的“用銅、銀和硝酸溶液設(shè)計(jì)一個(gè)原電池”都是本課時(shí)探究教學(xué)內(nèi)容的應(yīng)用和延伸。
當(dāng)然,為了更好地實(shí)施探究教學(xué),還需對(duì)本節(jié)教材內(nèi)容作必要的處理和補(bǔ)充。(1)變教材中的教師演示實(shí)驗(yàn)為學(xué)生動(dòng)手實(shí)驗(yàn)。這樣不僅使學(xué)生觀察到明顯的現(xiàn)象,還能使學(xué)生直接參與知識(shí)的獲得過(guò)程,獲得直接的體驗(yàn)。
(2)對(duì)于原電池正負(fù)極的判斷,教材是以敘述的形式提出的,這不利于學(xué)生對(duì)概念的理解和記憶。可以利用一節(jié)干電池讓學(xué)生自己設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)得出結(jié)論。這比直接提出正負(fù)極的判斷方法更有利于啟發(fā)學(xué)生的思維,提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力。
(3)教材中“組成原電池的條件”這一個(gè)討論題,問(wèn)題過(guò)于空泛,考慮到學(xué)生的知識(shí)遷移能力和概括能力還不是很強(qiáng),單純的討論可能會(huì)無(wú)從談起,因此教學(xué)中設(shè)計(jì)了一組學(xué)生探究實(shí)驗(yàn),讓學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)獲得直接經(jīng)驗(yàn),再通過(guò)對(duì)比分析,歸納出規(guī)律,最終得出組成原電池的三個(gè)必要條件。
(4)將課本后面的家庭小實(shí)驗(yàn)——水果電池,移到探討“組成原電池的條件”的課堂教學(xué)中,不僅能幫助同學(xué)理解組成原電池的其中一個(gè)必要條件——電解質(zhì)溶液,而且能達(dá)到學(xué)以致用,使學(xué)生覺(jué)得化學(xué)就在我們的身邊,從而激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣,啟迪學(xué)生思維。
(5)在完成上述內(nèi)容后,可以讓學(xué)生自己設(shè)計(jì)一個(gè)原電池,將剛學(xué)的內(nèi)容進(jìn)行應(yīng)用和鞏固,有利于培養(yǎng)學(xué)生的知識(shí)遷移能力和發(fā)散思維能力。
這樣處理教材內(nèi)容后,教學(xué)就可能按照“設(shè)置問(wèn)題情景——學(xué)生提出問(wèn)題——進(jìn)行假設(shè)和推理——通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證——得出相關(guān)結(jié)論——引發(fā)新的問(wèn)題情景——提出新問(wèn)題——實(shí)驗(yàn)提供直接經(jīng)驗(yàn)——對(duì)比分析,總結(jié)規(guī)律——應(yīng)用原理、規(guī)律”的程序進(jìn)行。
二、教學(xué)目標(biāo)
1.知識(shí)目標(biāo):理解原電池原理,掌握構(gòu)成原電池的條件,會(huì)進(jìn)行簡(jiǎn)單的原電池設(shè)計(jì)。
2.情感目標(biāo):培養(yǎng)學(xué)生的探究精神和依據(jù)實(shí)驗(yàn)事實(shí)得出結(jié)論的科學(xué)態(tài)度,培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神。3.能力目標(biāo):培養(yǎng)學(xué)生觀察能力、實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Α?shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力、語(yǔ)言表達(dá)能力。培養(yǎng)學(xué)生正向思維、逆向思維、發(fā)散思維能力。
三、設(shè)計(jì)思路
指導(dǎo)思想:以學(xué)生為主體,讓學(xué)生自主地參與知識(shí)的獲得過(guò)程,并給學(xué)生充分的表達(dá)自己想法的機(jī)會(huì)。
學(xué)生初次接觸電化學(xué)知識(shí),對(duì)原電池的工作原理有神秘感和探索欲望。要充分利用學(xué)生的好奇心和求知欲,設(shè)計(jì)層層實(shí)驗(yàn)和問(wèn)題情境,使學(xué)生在自主實(shí)驗(yàn)、積極思考和相互討論中自己發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題和解決問(wèn)題。
在教學(xué)內(nèi)容的安排上,按照從易到難,從實(shí)踐到理論再到實(shí)踐的順序,首先通過(guò)一組實(shí)驗(yàn),引入課題。在實(shí)驗(yàn)——觀察——討論——推測(cè)——驗(yàn)證的過(guò)程中,學(xué)習(xí)和理解原電池的概念和原理。在此基礎(chǔ)上,通過(guò)實(shí)驗(yàn)探索和討論組成原電池的條件。最后,讓學(xué)生自己設(shè)計(jì)一個(gè)原電池以檢驗(yàn)學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)的實(shí)際應(yīng)用能力。
根據(jù)學(xué)生的知識(shí)結(jié)構(gòu)、心理特點(diǎn)和教學(xué)內(nèi)容的實(shí)際需要,采取了啟發(fā)、討論、實(shí)驗(yàn)探究等教學(xué)方法,并結(jié)合多媒體進(jìn)行教學(xué)。
四、教學(xué)準(zhǔn)備
1.對(duì)學(xué)生進(jìn)行分組:四人為一個(gè)小組
2.實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備:每組一個(gè)靈敏電流計(jì),兩片銅片、兩片鋅片、一根石墨電極、一節(jié)干電池、兩杯相同濃度的硫酸、一杯硫酸銅溶液、一杯無(wú)水乙醇、一杯水、一顆葡萄(或小西紅柿等水果)。
3.制作銅鋅原電池工作原理的模擬動(dòng)畫(huà) 4.場(chǎng)地:有多媒體放映設(shè)備的實(shí)驗(yàn)室
五、教學(xué)過(guò)程(課堂實(shí)錄)
【引入】我們的生活中離不開(kāi)各種電池。大到宇宙飛船、火箭、人造衛(wèi)星,小到照相機(jī)、手機(jī),都要用到各種各樣的電池。如:干電池、蓄電池、充電電池、高能電池等。這些電池的電是如何產(chǎn)生的?
接下來(lái)我們?cè)賮?lái)看兩件怪事:怪事一,這是怎么回事,怪事二,這又是為什么?
其實(shí),這三個(gè)問(wèn)題都與我們要講的原電池有關(guān)。那么到底什么是原電池?它的工作原理怎樣?今天我們就想通過(guò)一些實(shí)驗(yàn)一起來(lái)研究一下原電池的原理。
下面請(qǐng)同學(xué)們按照學(xué)案上的分步實(shí)驗(yàn)進(jìn)行,完成前三步實(shí)驗(yàn),觀察現(xiàn)象,并思考原因
【實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)】指導(dǎo)學(xué)生做以下三個(gè)實(shí)驗(yàn): 1.將鋅片插入稀硫酸中 2.將銅片插入稀硫酸中
3.將鋅片和銅片用導(dǎo)線連接后插入稀硫酸中 【學(xué)生活動(dòng)】實(shí)驗(yàn)并觀察現(xiàn)象
大部分同學(xué)都已完成,我們一起來(lái)看一下同學(xué)們觀察到的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 【學(xué)生回答】1.鋅片上有氣泡,因?yàn)殇\能和稀硫酸反應(yīng)放出氫氣
2.銅片上沒(méi)有氣泡,因?yàn)殂~不能和稀硫酸反應(yīng) 3.銅片上有氣泡
【設(shè)疑】
1、銅片上的氣體是什么?(氫氣)
2、氫離子轉(zhuǎn)變?yōu)闅錃馑璧碾娮訌暮味鴣?lái)?
若是銅失去的,將還會(huì)出現(xiàn)什么現(xiàn)象?(溶液變成藍(lán)色)
若是鋅失去的,電子如何到達(dá)銅片?
(通過(guò)導(dǎo)線)
3、若電子通過(guò)導(dǎo)線定向移動(dòng)會(huì)形成什么?
(電流)
如何檢測(cè)有電流通過(guò)?
(在銅片和鋅片中間連接一電流計(jì),檢測(cè)有無(wú)
電流)
請(qǐng)大家做第四步實(shí)驗(yàn),并留意電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)方向
結(jié)論:有電流流過(guò),說(shuō)明導(dǎo)線中有電子流過(guò),說(shuō)明氫離子得到的電子確實(shí)是鋅片失去,通過(guò)導(dǎo)線傳遞到銅片上的。
【師生小結(jié)】當(dāng)把用導(dǎo)線連接的鋅片和銅片一同浸入稀硫酸時(shí),由于鋅活潑,容易失去電子,鋅被氧化成鋅離子進(jìn)入溶液,電子由鋅經(jīng)過(guò)導(dǎo)線流向銅片,溶液中氫離子從銅片上獲得電子被還原成氫原子,氫原子結(jié)合成氫分子從銅片上放出。
[問(wèn)] 化學(xué)反應(yīng)總伴隨著光能、熱能等的相互轉(zhuǎn)化,在實(shí)驗(yàn)三、四中是否有能量的相互轉(zhuǎn)化呢?是什么形式的能量轉(zhuǎn)化?
(化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔埽?/p>
[過(guò)渡] 我們把這種能將化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置叫做原電池
【板書(shū)】1.原電池的概念:
上述裝置我們稱(chēng)為Cu-Zn原電池,它的工作原理是什么?我們一起來(lái)看一個(gè)多媒體動(dòng)畫(huà)演示。
【分析總結(jié)】 較活潑的金屬鋅失去電子經(jīng)過(guò)導(dǎo)線定向移動(dòng)至銅片,溶液中氫離子向銅片定向移動(dòng)形成電流,于是電流通過(guò)了電解質(zhì)溶液。
原電池作為電池的一種,也應(yīng)有正、負(fù)極之分,那么它的正、負(fù)極是如何確定的呢?
【實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)】下面請(qǐng)大家做第五步實(shí)驗(yàn)
用一節(jié)干電池,來(lái)證明銅鋅原電池的正負(fù)極
【學(xué)生活動(dòng)】實(shí)驗(yàn)并觀察現(xiàn)象
【學(xué)生回答】現(xiàn)象:測(cè)干電池時(shí),電流計(jì)指針偏向正極方向,測(cè)銅鋅原電池時(shí),電流計(jì)指針偏向銅片方向
結(jié)論:鋅片為負(fù)極,銅片為正極 綜合上述實(shí)驗(yàn)和討論,我們將原電池的原理以表格形式歸納如下: 【板書(shū)】2.原電池的原理:
表格
【引導(dǎo)】這兩個(gè)反應(yīng)是分別在兩個(gè)電極上進(jìn)行的,我們稱(chēng)之為電極反應(yīng)。作為電池的總反應(yīng)就應(yīng)是二者的加和。
大家試著寫(xiě)出銅鋅原電池的總反應(yīng)方程式,并比較其與鋅片直接跟稀硫酸反應(yīng)有何異同。
總反應(yīng)方程式為:Zn + 2H+ = Zn2+ + H2 ↑ 相同點(diǎn):總反應(yīng)方程式相同
【小結(jié)】
它們的總反應(yīng)方程式是相同的。
可見(jiàn)原電池的實(shí)質(zhì)就是氧化還原反應(yīng),它只是將氧化反應(yīng)、還原反應(yīng)分割在兩個(gè)電極上進(jìn)行,從而使電子的轉(zhuǎn)移通過(guò)一定的電路定向有序的進(jìn)行,形成電流
[過(guò)渡] 我們可以根據(jù)相同的原理將其他的氧化還原反應(yīng)設(shè)計(jì)成原電池,那么構(gòu)成原電池需要滿足哪些條件呢?
【實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)】
剛才我們介紹的是Cu-Zn-H2SO4原電池,大家可以據(jù)此更換電極材料和溶液來(lái)探索原電池的形成條件
【活動(dòng)中介紹】 1.同學(xué)們可以先設(shè)計(jì)出裝置圖,然后通過(guò)實(shí)驗(yàn)看其能否形
成原電池
2.大家在更換電極和溶液時(shí)一定要注意清洗電極本身
我們一起來(lái)看一下大家的實(shí)驗(yàn)成果。
【學(xué)生小結(jié)】組成原電池的條件:
①有兩種活動(dòng)性不同的金屬(或一種是非金屬導(dǎo)體)作電極 ②電極材料均插入電解質(zhì)溶液中 ③兩極相連形成閉合回路 【板書(shū)】3.組成原電池的條件
【練習(xí)】] 1)2)
指出哪些裝置可以形成原電池,并指出正、負(fù)極 將氧化還原反應(yīng)Fe + Cu2+ = Cu + Fe2+ 設(shè)計(jì)成原電池,畫(huà)出裝置圖,并寫(xiě)出電極反應(yīng)及總反應(yīng).【小結(jié)】
原電池是一種負(fù)極流出電子,發(fā)生氧化反應(yīng);正極流入電子,發(fā)生還原反應(yīng),從而實(shí)現(xiàn)化學(xué)能轉(zhuǎn)變成電能的裝置.