化学能与电能.doc

教 学 设 计 方 案
（化学能与电能）

学校：宁夏大学
学院：化学化工学院
姓名：黄金沙
指导教师：吴晓红

《化学能与电能》教学设计
一、教学设计思路分析
（一）教材分析
本节课是人教版化学必修2第二章第二节的教学内容，是电化学中的重要知识,从能量的角度研究化学反应,承接化学1的氧化还原反应,铺垫选修4化学能与电能的相互转化。化学能与电能属于化学反应原理范畴,重点是解决原电池原理,实现化学能到电能的直接转化。并且此部分的知识在选修四还会涉及到，所以学生必须掌握好此部分的基础知识，以为后面干电池的工作原理，电解池的学习打下坚实的基础。原电池知识在中学无机化学基础理论中占有非常重要的地位,它建立在重要的化学反应理论知识之———氧化还原反应之上,而且涉及到物理中的电学知识,因此综合性比较强,是高中化学的重点、难点之一,也是近年高考化学的必考内容,更是历年高考的热点之一，近几年在全国各地的高考试题中所占比例有所提高，大约分值占到6∽8分。特别是2009 年几乎全国各地的高考试卷均有涉及电化学的试题，且试题角度独特、情景新颖、知识点考查全面，对学生能力要求较高。今年宁夏理综卷在此部分占到6分。
纵观这些试题可以发现，它们除了考查基础知识和基本原理外，更注重和强调对学生思维能力的考查，而且试题多与化工生产和现代科技相结合，特别注重考查所学知识在生产生活中的应用，要求考生通过分析综合，能够用所学的知识解释人类生活和社会发展中遇到的某些问题。题目情景多与近几年出现的原电池和电能应用领域的新技术、新成果有关，如宇宙飞船上使用的燃料电池、耐用的锂电池、废旧电池的危害、化学能与电能的转化等等。
(二)内容分析
本节课教材设置了大量的探究教学素材，富有深刻的探究教学思想内涵，体现出新课标的理论思想。首先，新课引入的演示实验为探究教学创设了问题情景，当学生观察到 "铜片上产生气泡"这一反常的实验现象，就会情不自禁地提出一系列问题，产生强烈的探索欲望，并提出各种各样的假设；紧接着，学生根据实验现象，经过严密的逻辑推理，得出相关结论；当学生理解原电池的原理后，教材又设置了一个讨论题，让学生自己归纳"组成原电池的条件"。同时，实践活动水果电池的制作及课后习题都是本课时探究教学内容的应用和延伸。针对实际的课堂教学，考虑到学生的认知情况，在设计本节课的时候对教材本节课的部分内容的教学形式做了部分的改变。
本节内容主要有：原电池的概念、原电池的工作原理、组成原电池的条件盐桥的概念等。

原电池的概念
掌握概念是认识化学能与电能之间转换的基础，是建立以后学习的支柱。
原电池工作原理
掌握工作原理是学好原电池的必备条件，使学生能够充分认识其规律，并且对此部分内容的考察是高考中的重点和热点部分。
原电池组成条件
盐桥的概念
教材在本部分没有涉及，为以后选修四的学习打下基础，故对知识进行延伸，扩展学生的知识面
掌握组成原电池的条件，教会学生学会设计原电池，是真正学习原电池学以致用的体现。

（三）学情分析
本节课是人教版化学必修2第二章第二节的教学内容，是电化学当中非常重要的知识，。由于学生之前没有电化学的基础，理解原电池的工作原理有一定的难度。但是对于高二的学生来说，学生已经掌握氧化还原反应，能量转换以及金属与酸反应规律的基本知识并且学生具备实验动手能力，观察能力和分析与归纳能力，而且学生普遍对新鲜事物感兴趣，求知探索的欲望非常强烈，基于以上学生的情况，本节课的教学既不能高于学生的认知水平，又不能太过于死板，必须倡导新课标下的学生为主体的教学理念。
（四）设计重点
（1）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。通过让学生观察原电池电流计指针的偏转方向，利用学过的物理知识判断原电池的正负极，更有利于启发学生的思维。
（2）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。教材中"组成原电池的条件"这一个讨论题，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，有点不知所措。因此教学中将学生分成四个实验大组，根据老师提供的原电池方案自己动手设计，要求：实验本组所组装置是否产生电流，若不能产生，与铜锌原电池对比，分析可能的原因，若能产生，也与铜锌原电池对比，有什么共同点，从而得出原电池的构成条件
（3）在完成上述内容后，布置学生完成课本后面的家庭小实验--水果电池，培养学生实践创新能力。从正逆两个方面锻炼学生对原电池构成条件的应用，而且能达到学以致用，使学生觉得化学就在我们的身边，从而激发学生学习兴趣，启迪学生思维。
（五）设计思路
指导思想：以学生为主体，让学生自主地参与知识的获得过程，并给学生充分的动手做实验的机会。
学生初次接触电化学知识，对原电池的工作原理有神秘感和探索欲望。要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中自己发现问题、分析问题和解决问题。
创设学习情境
引出原电池概念
学习工作原理

探讨形成条件
引入盐桥概念
布置实践活动
通过例举生活中电器的电池如：手提电脑、手机、相机、摄像机…

通过原电池的装置实验，让学生观察实验，提出问题，学生思考回答

引导观察学生电流计的指针方向，启发思维判断正负极；
通过实验现象和一系列的问题，引导学生思考，得出相关结论。

全班分成四大组，学生自主实验，动手安装原电池，自己归纳组成原电池的条件

第四个实验装置，不能使电流计的指针发生偏转，给装置安装盐桥。
布置学生动手制作水果电池，增加对知识的理解巩固。

二、 教学设计方案
（一）教学目标
知识与技能目标
1、体验化学能与电能相互转化的探究过程，对化学能与电能之间的转换过程有初步认识；
2、了解原电池的工作原理，学会判断原电池的正负极，并且能够掌握构成原电池的条件；
3、学会书写电极反应式和电池反应总方程式。
过程与方法目标
1.通过实验引导学生以一系列的问题为中心学习知识的学习方法。培养学生学会发现问题、思考问题以及解决问题的能力。
2.通过分组让学生自己动手做实验，培养学生的分析思维能力和动手能力。
情感态度与价值观目标
1.通过生活中一些常见的电器电池的导入，激发学生的学习兴趣与投身科学追求真理的积极情感。
2.体验科学探究的艰辛与愉悦，增强学生投身到科学探究的责任感和使命感。
（二） 教学内容
人教版高中化学必修2 第二章第二节《化学能与电能》
原电池工作原理，正负电极判断，正负电极反应书写，形成原电池的条件，盐桥。
化学能与电能
原电池的概念
将化学能转化为电能的装置
原电池工作原理
原电池形成条件
盐桥知识
电极反应
负： Zn - 2e- → Zn2+（ 氧化反应）
正： Cu2+ + 2e- → Cu （还原反应）
电池总反应：Cu2+ + Zn → Cu+ Zn2+

电子转移方向：负（Zn）→正（Cu）
实质：发生氧化还原反应。
活泼性：负极>正极

有两个活泼性不同的电极

有电解质溶液

形成闭合回路

自发的进行氧化还原反应
成分：饱和的KCl溶液和琼脂制成的胶冻
作用：沟通内电路，使之形成一个闭合的回路

（三） 教学重难点
教学重点： 原电池的工作原理。
本节课的主要目的是带领学生认识原电池，对原电池的工作原理有一个初步的理解，为后面干电池的工作原理，以及电解池的学习打下坚实的理论基础。
教学难点：原电池电极正负电极的判定，电极反应以及原电池的形成条件。
学生在对原电池的工作原理有初步认识之后，就需要掌握判断原电池的正负极方法，由于学生刚接触原电池，对他的认识还不是很深刻，判断起来就有点困难，学生很容易混肴。在学会判断正负极后就需要学生学习书写电极反应，这些知识都是相互联系起来的，学生需要一定的时间去消化吸收，最后对原电池的形成条件的探索，以学生的现有水平是很难得出完整的四个条件的，这对于学生在课堂上掌握这些知识来讲是有一定困难的。
（四）教学方法
启发引导法：通过一系列的问题例如：电池是怎样把化学能转变为电能的呢？思考一下它是不是原电池呢？电流计的指针偏转方向是怎样的呢？创设问题情境，引起学生思考的兴趣。
实验探究法：教师安装原电池的装置，学生探究其工作过程；学生自己动手安装原电池，通过自己安装的原电池与铜锌原电池做对比，探索形成原电池的条件。
实验引导下的问题讨论法：学生动手安装好原电池后，发现这些原电池都不能使电流计的指针偏转等问题，然后学生谈论问题最后解决问题。
（五）教学过程
教学环节
教师活动
学生活动
教学意图
创设学习情 境
【导入】提起电池，同学们应该都再熟悉不过了，在我们日常生活中都已经离不开了它了，比如说我们使用的手提电脑、手机、相机、摄像机……这一切都依赖于电池。那么，同学们想不想知道，电池是怎样把化学能转变为电能的呢？今天我们就一起来学习原电池
【板书】§2.2原电池
结合实际，引起兴趣，联想生活，激起继续探讨究竟的欲望，做好学习新知识的准备
创设情境，引起学生兴趣，使学生带着对知识的渴望进入新内容的学习
引出原电池概念

下面请所有的同学仔细的来观察老师设计的一个装置，仔细观察有什么现象呢，思考一下它是不是原电池呢？
老师将铜片和锌片通过导线连接到电流计上，将铜片和锌片插入CuSO4溶液中

【提问】1.同学们观察电流计有什么变化吗？
2.铜片、锌片的表面有什么变化吗？
【板书】
（一） 原电池：将化学能转化为电能的装置。
认真观察装置，并积极思考，对老师的问题有初步的想法。

仔细观察电流计，铜片和锌片各自有什么变化。
根据观察到的现象回答老师的问题。
通过一系列的问题引起学生注意，并且引导学生观察实验装置的构成。
通过对实验的观察，逐步培养学生的观察能力，以及对实验现象的描述能力

学 习工 作原 理

电流计的指针发生了偏转，装置产生了电流。能量不能凭空产生，这个装置将热能转化为了电能，所以这个装置就是一个原电池。
【提问】1.请同学们仔细观察电流计的指针偏转方向。
2.导线上有电流产生，即有电子的定向移动，那么电子从锌流向铜，还是铜流向锌？
【讲解】通过电流表指针偏转我们知道电流是正极流向负极，而电子是从负极流向正极的，电子锌流向铜。 所以可以判断锌片做负极而铜片做正极。锌片之所以失去电子是因为它发生了氧化反应，它将电子通过导线传给铜片，它将转化为锌离子进入溶液。而溶液中的铜离子在铜片附近得电子而在铜片析出。铜离子得电子发生的为还原反应。
分析总结原电池电子转移方向，正负极活泼性以及实质。
【板书】1.电极反应：
负：Zn片
Zn - 2e- → Zn2+（ 氧化反应）
正：Cu片
Cu2+ + 2e- → Cu （还原反应）
口诀:负极氧化正极还
2.电池总反应：Cu2+ + Zn → Cu+ Zn2+
3.电子转移方向： 负（Zn）→正（Cu）
4.活泼性：负极>正极
5.实质：发生氧化还原反应
仔细听老师的对实验现象的描述，并做好笔记。
认真思考老师提出的问题
观察电流计，并对老师的问题作出回答。
学生进一步理解原电池的微观原理
学会判断正负极

学会书写电极方程式。
做好笔记

引导学生进行逻辑思维，并初步理解原电池的原理

正负极的判断是原电池的重要内容之一，学生必须掌握。

掌握原电池的原理

学习电极反应方程式的书写

掌握原电池的电子转移方向以及实质

探讨形成条 件
既然原电池的实质是发生氧化还原反应，是不是任何一个氧化还原反应都可以设计成原电池呢？
老师给同学们了四种原电池设计方案，现在四个大组的同学一起动手组装原电池，看看能不能构成原电池呢？
第一组：两个锌电极，硫酸铜溶液组成的装置。
第二组：锌电极和碳棒电极，硫酸铜溶液组成的装置。
第三组：一个铜电极一个锌电极，乙酸溶液组成的装置。
第四组：将锌电极插入硫酸锌溶液中、铜电极插入硫酸铜溶液中组成的装置。
不能构成原电脑的装置，同学们对照一下，老师设计的锌铜原电池，寻找一下不能构成原电池的原因是什么？
【板书】三、形成原电池的条件。
1、 有两个活泼性不同的电极
2、 有电解质溶液
3、 形成闭合回路
4、 自发的进行氧化还原反应

学生动手安装原电池装置，观察安装好的装置是否能够将化学能转化为电能
观察实验现象

激发学生的学习兴趣，培养学生动手能力

通过学生自己动手，寻找构成原电池的条件，培养学生发现问题的能力，解决问题的能力
引入盐桥概念
第四个装置既然它不发生偏转，那么老师将它改动一下。我们可以用一个盐桥来将他们连接起来
提问：大家观察他的指针是否发生偏转呢？

此电池的优点：能产生持续、稳定的电流。
提问：什么是盐桥？
【讲解】盐桥中装有饱和的KCl溶液和琼脂制成的胶冻，胶冻的作用是防止管中溶液流出。
提问：盐桥的作用是什么？
可使由它连接的两溶液保持电中性，否则锌盐溶液会由于锌溶解成为Zn2+而带上正电，铜盐溶液会由于铜的析出减少了Cu2+而带上了负电。
盐桥保障了电子通过外电路从锌到铜的不断转移，使锌的溶解和铜的析出过程得以继续进行。
导线的作用是传递电子，沟通外电路，而盐桥的作用则是沟通内电路，使之形成一个闭合的回路。
观察连接盐桥连接起来后，指针发生的变化。

边听老师讲解，边思考
做好笔记

引出盐桥。使学生掌握盐桥的作用以及构成
布置实践活 动
【总结】本节课主要学习了原电池的定义，正负极的判定，原电池电极反应的书写，通过和同学们来一起做实验，总结出了原电池构成所必须满足的条件，这些知识是我们学习电化学知识的一个基础，同学们需要熟练的掌握，，下节课老师会再给同学们巩固这部分知识的。课后请同学们制作一个水果电池，下节课带到课堂上我们来比比谁制作的原电池好。
一起和老师总结本节课的知识
回顾本节课的知识要点，使学生明确本节课需要掌握的知识点

（六）板书设计
三、形成原电池的条件。
1、 有两个活泼性不同的电极
2、 有电解质溶液
3、 形成闭合回路
4、 自发的进行氧化还原反应
四、 盐桥
盐桥中装有饱和的KCl溶液和琼脂制成的胶冻
盐桥的作用是沟通内电路，使之形成一个闭合的回路
一、原电池：将化学能转化为电能的装置。
二、原理：
1.电极反应：
负：Zn片 Zn - 2e- → Zn2+（ 氧化反应）
正：Cu片 Cu2+ + 2e- → Cu （还原反应）
口诀:负极氧化正极还
2.电池总反应：Cu2+ + Zn → Cu+ Zn2+
3.电子转移方向： 负（Zn）→正（Cu）
4.活泼性：负极>正极
5.实质：发生氧化还原反应。

§2.2化学能与电能
一、原电池：将化学能转化为电能的装置。
二、原理：
1.电极反应：
负：Zn片 Zn - 2e- → Zn2+（ 氧化反应）
正：Cu片 Cu2+ + 2e- → Cu （还原反应）
口诀:负极氧化正极还
2.电池总反应：Cu2+ + Zn → Cu+ Zn2+
3.电子转移方向： 负（Zn）→正（Cu）
4.活泼性：负极>正极
（七）参考文献
1.宋心琦.普通高中课程标准实验教科书化学必修2.【M】2008.
2.王红艳.高考化学试题对电化学的考查走向与分析.【J】.考试与招生.2010.
3.吴晓红.化学微格教学讲义.【M】.2012.