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1、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
2、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发现?请写出锌与稀硫酸氧化还原反应分析式:【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
3、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)中我们是否有所得到 2e-,化合价降低,被还原幻灯片 1失去 2e-,化合价升高,被氧化板演: 师 :用电子转移的方向和数目表示?【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。2e-生:板演:幻灯片 2Zn + 2H + = Zn 2+ + H2 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
4、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?幻灯片 3Zn + 2H + = Zn 2+ + H 2 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【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:H+水槽【教学模式】 :“捕捉灵感 探究创新3 . 实验论证 分析归纳”【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。伏打经过反复实验,深入钻研,【评注】源于平凡的生活、学 习,伟大的创新在于灵感
5、捕捉。 引入设计令人耳目一新。图 1 原电池工作原理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) 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。师:播放课件 伏打电池的发明: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 幻灯片 6的艰辛探索和思考,第一个
6、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
7、的电流刺激的结果。1799 年第一个人造电源伏打电池问世师生: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。一部分音乐卡发声; 另有部分音乐卡不发声。 师 :音乐卡发声说明什么?为什么?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
8、析归纳中升华技能师:这节课我们师生:总结:幻灯片 7原电池工作原起来研究原电池工作的原理。 锌负极:(): Zn 2e = Zn 2 (氧化反应 ) 铜正极:():2H 2e = H2 (还原反应 ) 电池总反应式: Zn2 H =Zn 2+H2 电子流动方向:锌导线铜 电流方向:铜导线锌【教学模式】“捕捉灵感 探究创新 实验论证4 . 分析归纳”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
9、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。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。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, ZnC
10、u 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”活泼金属 Zn电势能差(决定电子由活泼流向较不活泼金属较不活泼金属 Cu)虹吸现象)电池现象)图 2 原电池工作原理与虹吸现象比较师: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
11、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。【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 能在此得到升幻灯片 9原电池构负极:活泼金属 正极:较不活泼金属 电解质溶液(或碳棒)【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。 师 :板书: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ABCD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AgNO 3 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。