归纳与整理教学设计及教案分析

化学能转化为电能教学设计

马秀芳

一

、教学目标

知识与技能：掌握原电池的概念、原理、组成原电池的条件。

过程与方法：1、经历对化学能转化为电能的化学实验的探究过程，进一步理解探究的意义，学习科学探究的方法，提高科学探究能力。

2、能对自己探究原电池概念及形成条件的学习过程进行计划、反思、评价和调控，提高自主学习能力。

情感态度与价值观：有参与化学科技活动的热情，有将化学能与电能的化学知识应用于生产生活实践的意识。树立能源意识。

二、重难点

重点：原电池原理和组成条件

难点：原电池原理

三、教学过程

片段一：实验探究

【引入】我们的生活中离不开各种电池。大到宇宙火箭、人造卫星，小到照相机、手机，都要用到各种各样的电池。如：干电池、蓄电池、充电电池、高能电池等。其实，这些电池都是应用原电池的原理制成的。那么到底什么是原电池？它的工作原理怎样？今天我们就想通过一些实验一起来研究一下原电池的原理。

【板书】化学能与电能的相互转化

【分析】煤炭发电的过程：化学能转化为热能，再转化为机械能，最后才转化为电能。

其本质是氧化还原反应，氧化剂与还原剂之间发生电子转移，要使氧化还原反应释放的能量直接转化为电能，只需要将氧化反应和还原反应分开在两个不同的区域进行，通过电子定性移动，即可形成电流。

【实验指导】介绍实验桌上的物品，指导学生做以下三个实验：

1. 将锌片插入稀硫酸中

2. 将铜片插入稀硫酸中

3. 将锌片和铜片用导线连接插入稀硫酸中

说明实验注意事项，要求同学认真观察现象，并思考原因

【学生活动】实验并观察现象

【学生回答】

1. 锌片上有气泡，因为锌能和稀硫酸反应放出氢气

2. 铜片上没有气泡，因为铜不能和稀硫酸反应

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3. 铜片上有气泡

【设疑】铜片上的气体是哪里来的？

【学生讨论】学生激烈讨论，讨论的焦点问题有：

可能是氢气或

SO2

或是氧气。最后同学认为最有可能的是氢气。）

2 、氢离子转变为氢气所需的电子从何而来？

学生甲：电子应是铜失去的，因为气泡是在铜片上产生的。

学生乙：电子应是锌失去的，因为锌比铜活泼，易失去电子。

学生甲：电子应是铜失去的，若是锌失去电子，气泡应该出现在锌片上，怎么会在铜片上出现气泡呢？

学生乙：锌片失去的电子可以通过导线传递到铜片上，溶液中的氢离子在铜片上得到电子，因此，铜片上有气泡。

学生丙：既然电子是锌片失去的，氢离子为什么不直接在锌片上得电子，而要到铜片上得电子呢？

（对这个问题学生感到难以回答，期待老师的评判和解释。但老师不必急于回答）

【引导】电子究竟是锌片还是铜片失去的，我们可以用实验来证明。那么，如何通过实验来证明锌片上的电子是否通过导线转移到了铜片上？

【学生回答】在铜片和锌片中间连接一个灵敏电流计，检测有无电流

【实验指导】使用灵敏电流计的注意事项

【学生活动】实验并观察现象

【学生回答】现象：电流计指针偏转

结论：有电流流过，说明导线中有电子流过，说明氢离子得到的电子确实是锌片失去，通过导线传递到铜片上的。

（但是，对于刚才同学提出的问题，即“既然电子是锌片失去的，氢离子为什么不直接在锌片上得电子，而要到铜片上得电子呢？”还是觉得难以解释。）

【动画演示】由于锌片失去电子后产生锌离子，锌片的周围有许多来不及扩散到溶液中去的锌离子，对氢离子有排斥作用，使氢离子很难在锌片上直接得到电子

【学生小结】锌片：较活泼，电子流出，发生氧化反应

Zn －

2e - =Zn 2+

铜片：较不活泼，电子流入，发生还原反应

2H + +2e - =H 2 ↑

能量变化：化学能转变为电能

【板书】

1. 原电池的概念：

【实验指导】给你一节干电池，用实验证明铜锌原电池的正负极

【学生活动】实验并观察现象

【学生回答】现象：测干电池时，电流计指针偏向正极方向，测铜锌原电池时，电流计指针偏向铜片方向

结论：锌片为负极，铜片为正极

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【板书】

2. 原电池的原理：

负极：电子流出，较活泼，（锌片）：

Zn －

2e - =Zn2+

（氧化反应）

正极：电子流入，较不活泼，（铜片）：

2H + +2e - =H2

↑（还原反应）

【引导】

写出铜锌原电池的总反应方程式，并比较其与锌片直接跟稀硫酸反应有何异同。

总反应方程式为：

Zn+2H+ =Zn2+ +H 2

↑ 相同点：总反应方程式相同

不同点：电子转移途径不同

【评析：

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。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。可以利用一节干电池让学生自己设计实验得出结论。这比直接提出正负极的判断方法更有利于启发学生的思维，提高学生的实验设计能力。

】

片段二：探究原电池的形成条件

【过渡】

原电池的实质是氧化还原反应，氧化还原反应都可以设计成原电池，那么构成原电池要有哪些条件呢？

【板书】

3. 组成原电池的条件

【实验习题】请用实验验证下列哪些装置构成原电池？并引导学生进行实验探究，据此对比分析，讨论构成原电池的条件。

【学生活动】实验并观察现象。

【学生讨论】（通过对比分析、讨论和补充、修改，最后得出组成原电池的条件）

学生甲：从

A 、

B 不构成原电池可知，构成原电池必须有两种活动性不同的金属

作电极。从

F 、

G 不构成原电池可知，要组成原电池还必须构成闭合回路

学生乙：

H 也构成原电池，是因为水果呈酸性，说明构成原电池需酸溶液。

学生丙：

D 也能构成原电池，说明构成原电池不一定要酸溶液，也可以是盐溶液，结合

E 可知，构第

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成原电池电极材料必须与电解质溶液接触。

学生丁：从

C 可知，电极材料也可以是象石墨这样能导电的非金属。

【学生小结】组成原电池的条件：

①有两种活动性不同的金属（或一种是非金属导体）作电极

②电极材料均插入电解质溶液中

③两极相连形成闭合回路

【练习】对于上述能组成原电池的装置，分析正负极和发生的电极反应

（在学生回答过程中，教师引导学生注意正极材料本身并未发生变化，负极和电解质溶液之间发生了氧化还原反应）

【追问】假如把上述

C 装置的电极改为

Cu 和

Ag ，能组成原电池吗？

【学生回答】不能，要构成原电池，负极和电解质溶液之间必须有自发的氧化还原反应

【练习】请同学结合组成原电池的条件，

将氧化还原反应：

Fe+Cu2+ =Cu+Fe 2+ 设计成

一个原电池。

【学生回答】负极：铁正极：铜电解质溶液：硫酸铜

【学生补充】正极材料还可以是石墨或比铁不活泼的其他金属，电解质溶液中必须含

Cu2+

，除硫酸铜外，还可以是氯化铜、硝酸铜等。

【评析：让学生通过实验获得直接经验，再通过对比分析，归纳出规律，最终得出组成原电池的三个必要条件。

】

片段三：设计原电池

【过渡】通过本节课的学习我们已经掌握了有关原电池的工作原理以及形成条件，同学们想不想试试自己来设计一个原电池呢？（教师拿出事先准备好的水果电池的材料拿出来指导学生设计水果电池）

【学生活动】表现出很大的兴趣，跃跃欲试，在教师的指导下尝试用各种水果设计成原电池，并相互交流成果。

【评析：水果电池，移到探讨“组成原电池的条件”的课堂教学中，不仅能帮助同学理解组成原电池的其中一个必要条件

---- 电解质溶液，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。

在完成上述内容后，可以让学生自己设计一个原电池，将刚学的内容进行应用和巩固，有利于培养学生的知识迁移能力和发散思维能力。

这样处理教材内容后，教学就可能按照“设置问题情景

---- 学生提出问题

---- 进行假设和推理

---- 通过实验验证

---- 得出相关结论

---- 引发新的问题情景

---- 提出新问题

---- 实验提供直接经验

---- 对比分析，总结规律

---- 应用原理、规律”的程序进行。】

三、课后反思

本节课采用实验探究式教学，既符合化学的学科特点，也符合学生的心理和思维的发展特点。

化学是一门以实验为基础的学科，实验事实是最具有说服力的。

本节课以实验事实设疑，又以实验事实释疑，让学生从直观、生动的实验中发现问题，进一步引导学第

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生进行推理和分析，再通过实验验证分析的结果。这样得出的结论学生才能真正理解和牢固掌握。

从学生处反馈的结果也较好。大部分同学都认为这节课课堂气氛特别活跃，学生全面参与，感受到自己真正成为知识的探究者。这样的课较符合他们的心理需求，充分满足了他们动手实验的欲望。学习效果好，知识结论是自己探究中得到，影响深刻。

从学生的心理特点来看，高一的学生对新鲜事物有强烈的好奇心和探索欲望，对老师的讲授敢于质疑，有自己的想法和主见。往往不满足于老师告诉他是什么，而更愿意自己去探索是什么和为什么。并且具备了初步的探索能力。在思维发展的层次上，学生的形象思维已充分发展，抽象思维也正在迅速发展之中。实验探究是让学生在具体实验事实的基础上分析问题得出结论，符合学生的思维特点，有利于在形象思维的基础上发展学生的抽象思维。

但学生的抽象思维和探索能力毕竟还处于初级阶段，尚不成熟，这就决定了他们还不能成为完全独立的探索主体，探索活动需要在教师的组织引导下，有目的有计划地进行。教师的作用是“引导和启发”，即引导学生独立思考，主动探索，当学生的思考和探索遇到困难时，及时给予启发、提示、点拨，以帮助学生顺利地开展实验探索活动，既不是灌输也不能放任自流。

因此，本节课的部分实验是由教师预先设计的，但同样起到了实验探究应有的作用。

本节课应给学生充分的讨论时间和自由发表意见的机会。因为小组的每个成员的知识水平存在差异，对问题的分析能力不同，充分的讨论有利于组内的交流和互助，使实验探究活动成为全体同学而不是部分尖子生的活动。

在实验探究的过程中，学生肯定发现了不少新问题，心里有很多想法，其中不乏正确的和错误的、常规的和富于创新的想法。因此要让学生把他的想法表达出来，这既能丰富学生对原理和正确结论的多角度的认识，也是对学生探究精神的一种肯定和保护。

由于本节课采取讨论式和学生实验探究的教学模式，课堂组织尤为重要。应在课前对学生进行分组，四人为一小组较合适，以便于学生展开实验探究活动和讨论。在学生实验和讨论过程中，教师应深入学生中，接受反馈信息，及时发现学生实验过程中可能出现的问题并加以个别指导。

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