《原电池》教学设计.doc

《原电池》的教学设计
一：三维目标
知识与技能：
1 掌握原电池的概念和原电池的工作原理；
2 掌握构成原电池的基本条件；
3 学会设计原电池；
4．能正确判断原电池的正负极，正确书写电极反应式、电池反应式，能根据氧化还原原理
和原电池的构成条件设计简单的原电池
技能与方法：
   1 通过实验探究原电池原理，学会观察、学会提问、学会思考；
2 通过对单池原电池与双池原电池的设计对比，学会比较，评价设计方案；
情感与价值观：
1 通过“创新型探究教学”的学习，体验科学探究的方法，激发科学探索兴趣，培养科学
的态度和创新思维能力；
2 在自主探究、合作交流中感受学习快乐和成功喜悦，增强学生对学习的反思和自我评价能力。
二: 教学重难点
教学重点:
1. 原电池的概念和原电池的工作原理；
2 构成原电池的基本条件；
3 设计原电池；
教学难点：
正确判断原电池的正负极，正确书写电极反应式、电池反应式，能根据氧化还原反应的原理和的构成条件设计简单的原电池
三：教学手段
多媒体教学，学生分组实验与教师演示实验相结合。
四：教学模式与教学方法
实验法、探究法、对比法；采用“捕捉灵感→探究创新→实验论证→分析归纳”的“创新型探究教学”模式。
五：教学过程
1.在旧知研磨中捕捉灵感
【教学模式】1.“捕捉灵感→
探究创新→
实验论证→
分析归纳”
[师]：[复习引入]：在第一节课文中，我们研究了化学能转化为热能、光能，如燃烧反应就是发光、发热的表现。请同学们回顾实验（2-1）【1】铝与盐酸反应，这是一个放热反应，其化学能还有没有其它转化形式呢？在研究氧化还原反应（如锌与稀硫酸）中我们是否有所发现？请写出锌与稀硫酸氧化还原反应分析式：
得到2e-，化合价降低，被还原

Zn + 2H+ = Zn2+ + H2↑

失去2e-，化合价升高，被氧化

幻灯片1
[生]：板演：

【评注】创新之路如此轻巧，激励学生勇于探索，为学生创新之路提供范例。

[师]：用电子转移的方向和数目表示？
幻灯片2
2e-

Zn + 2H + = Zn 2+ + H2↑
[生]：板演：

[师]：请同学们注意观察、并描述电子转移的情况,提醒
同学们注意发挥灵感，捕捉创新思维的火花。
[生]：电子由Zn流向H+,（灵感）有电流产生！
2.在探究教学中实现创新
[师]：启发：假若把箭号当成导线，接入灯泡会怎样？
2e-

Zn + 2H + = Zn 2+ + H 2 ↑

幻灯片3

[生]：灯泡应该发亮，化学能转化成电能！
[师]：启发：怎样设计实验装置？把箭号换成导线，如图，锌片→接导线→接入灯泡→接导线→插入稀硫酸（H+）溶液：（设计猜想，不是实验）

－ ＋
2e-↑ 2e-↓
Zn + 2H + 稀硫酸
水槽

幻灯片4
【教学模式】：
“捕捉灵感→
2 .探究创新→
实验论证→
分析归纳”

将正极导线扩大，即接入铜片电极,以利观察：

－ ＋
e－↑ e－↓
Zn Zn2＋ Cu 稀硫酸
H+ 水槽
幻灯片5
图1 原电池工作原理

【评注】源于平凡的生活、学习，伟大的创新在于灵感捕捉。
引入设计令人耳目一新。

【教学模式】：
“捕捉灵感→探究创新→
3 .实验论证→
分析归纳”
3.在实验论证中完成创造
[师]：[演示实验1]按照上面的设计安装实验，即课文实验（2-4）【2】。
[生]：结论：灯泡发亮（或电流计指针偏转）。
[师]：这个能把化学能转化成电能的容器（池）被称为电池——电池
的原型——原电池作惊讶状）同学们，我们发明了原电池！可惜我们
领不到专利，200多年前意大利物理学家伏打首次发明了伏打电池。
【评注】
了解科学家，学做科学家。让学生了解科学研究的严谨与艰辛，激发科学探索兴趣，培养严肃的科学态度。
1780年，著名的意大利医师、生物学家伽伐尼，偶然发现挂在窗前铁栅栏的铜钩上的青蛙腿肌肉，每当碰到铁栅栏就猛烈地收缩一次。这偶然的现象并没有被伽伐尼放过，经不懈的艰辛探索和
思考，第一个提出了“生物电”的见解，于1791年将此实验结果公布于学术界。他认为：青蛙神经和肌肉是两种不同的组织，带有相反电荷，所以两者存在着电位差，一旦用导电材料将两者接通，就有电流通过，铁栅栏和铜钩在此接通了电路，于是有电流产生，由于有动物电流的刺激，蛙腿肌肉发生收缩。
　　 “生物电”的发现引起了意大利物理学家伏打的极大兴趣，他在多次重复伽伐尼的“生物电”实验时，发现实验成败的关键在于其中的两种金属——铁和铜，若把钩着蛙腿的铜钩换成铁钩，肌肉就不会收缩。他认为“生物电”的实质是金属属性不同造成的，不同金属带有不同的电量，它们之间必然存在电位差，若有导线在中间连接，就会产生电流，蛙腿的收缩正是这种原因产生的电流刺激的结果。 伏打经过反复实验，深入钻研，1799年第一个人造电源——伏打电池问世。
[师]：[播放课件]伏打电池的发明：
幻灯片6

[师生]：[学生实验1]探究实验【3】:每两人一组，根据实验台上的仪器和药品组装：将金属片（锌片、铁片、铜片若干）用导线连接后插入水果中，将音乐卡串联入线路中，观察会有什么现象发生？(教师巡视各组使用锌片、铁片、铜片做两极的实验情况)。
[师]：请大家总结：有什么现象发生？
[生]：出现两种结果：
【评注】培养动手能力。此实验探究具有一定的开放性，让学生在试误中习得知识，通过讨论交流分享探究成果。

①一部分音乐卡发声；
②另有部分音乐卡不发声。
[师]：①音乐卡发声说明什么？为什么？
②音乐卡不发声, 又为什么?
　　[生]：音乐卡发声说明有电流产生。
4.在分析归纳中升华技能
[师]：这节课我们一起来研究原电池工作的原理。
原电池工作原理
锌负极：（－）：Zn － 2e－ = Zn2＋ (氧化反应)
铜正极：（＋）：2H＋ ＋ 2e－ = H2↑ (还原反应)
电池总反应式： Zn＋2 H＋ =Zn2+＋H2↑
电子流动方向：锌→导线→铜
电流方向：铜→导线→锌
幻灯片7
【教学模式】：
“捕捉灵感→
探究创新→
实验论证→
4 .分析归纳”
[师生]：总结：

【评注】强调内在条件，有利于学生把握实质、前后呼应，注重知识的产生过程；通过变换情境、追问，使学生进一步理解氧还反应的本质。
[师]：总结：原电池就是这样一种装置，它把一个氧化还原反应分拆成两半，使之在两个电极上进行，从而在导线中产生了电流，实现了化学
能向电能的转变；反过来，氧化还原反应如置换反应，
是以原电池反应为基础的，原电池反应是氧化还原反应
的本质特征。如何理解这句话，请思考另一部分同学设
计的实验，音乐卡为什么不发声？
[师]：探究：请大家重新比较、分析用水果制作的
原电池，为什么有的组有电流产生，而有的组没有电流产生？找出症结所在。
[生]：电极用同一种材料并连接，音乐卡不发声；用不同材料并连接，音乐卡发声。
幻灯片8

活泼金属 Zn 高势能物体

电势能差 势能差
(决定电子由活泼流向较不活泼金属) (决定高处水向低处流)
较不活泼金属Cu 低势能物体
（电池现象） （虹吸现象）
图2原电池工作原理与虹吸现象比较
[师]：参考图2，请比较：“虹吸现象”：高势能的水可以流向低处，若两物体同高（势能差为零）则水不流动；同样，活泼金属的电子可以流向较不活泼金属，因为它也存在势能差——电势能差，电势能差是原电池工作原理的本质特征。所以，Zn—Cu电池有电流是因为有电势能差，Zn—Zn电池无电流是因为电势能差为零。这种现象类比“虹吸现象”可称为“电池现象”。

【评注】采用对比法有效探究氧还反应的本质——电子得失为什么会发生的道理，同时对氧还反应微粒间的作用有更深刻的认识。知识技能在此得到升华。
[师]：由此请同学们思考：
思考题1：锌与稀硫酸反应制氢气是纯锌好还是不纯好？理论上纯锌能否产生氢气？
[生]：回答：越不纯越好，这样形成原子电池越多，产生的氢气越快。理论上在同一浓度电解质溶液中，纯锌是不能产生氢气的，因为不具备正、负两极，没有形成原子电池。
[师]：所以说原电池反应是氧化还原反应的本质特征, 它解决了氧化还原反应为什么会得失电子的原因，有了原电池反应的发生，才实现氧化还原反应。
[师]：由上述的实验及讨论，请大家总结，原电池的构成条件是什么？
[师生]：讨论、总结。
[师]：板书：
【评注】：指出原电池构成条件的三个主要部件，简洁明了，突出重点。
幻灯片9
原电池构件
①负极：活泼金属
②正极：较不活泼金属(或碳棒)
③电解质溶液

[师]：思考题2：课后习题第4题【5】：指出下列哪组材料不能组成原电池的是：
组别
A
B
C
D
两极材料
Zn片,石墨
Cu片, Ag片
Zn片, Cu片
Fe片, Cu片
插入溶液
稀硫酸
AgNO3溶液
蔗糖溶液
稀盐酸
[生]：答案：选C。
七：板书设计
原电池
一、定义：化学能转化成电能的装置。
二、形成条件
1、两个能导电活泼性不同的金属（或金属和非金属）作为电极材料；
2、电解质溶液提供自由移动的离子；
3、形成闭合回路；
4、能自发发生氧化还原反应。