原电池的工作原理教学设计

有关原电池工作原理的教学探究

一、探究教学目标

知识目标

1、了解并掌握原电池形成的原理及原电池的定义。

2、能利用实验进行探究原电池形成的条件。

3、能利用所学知识进行知识的运用。

能力目标

培养学生利用化学实验进行探究原电池原理和形成条件的能力。

情感、态度目标

引导学生通过化学实验对原电池原理进行探究，培养学生的动手能力和相互合作精神及科学探究问题的能力。

二、探究重点

初步认识原电池概念、原理、组成及应用。

三、探究难点

通过对原电池实验的研究，引导学生从电子转移角度理解化学能向电能转化的本质，以及这种转化的综合利用价值。

四、探究过程

【引入】电池与我们的生活息息相关，在生活中哪些地方会用到电池？（学生踊跃回答） 电池对我们的生活如此重要，那么你知道世界上第一个电池是谁发明的吗？告诉大家世界上第一个电池是意大利物理学家伏打于1799年发明的，又称伏打电池，也就是今天我们要学习的原电池

【提问]原电池的工作原理是什么呢？

【展示】西红柿电池。（观看趣味实验，激发探究原电池工作原理的欲望。）

【转引】下面我们通过分组实验探究原电池的工作原理

【实验探究】介绍实验桌上的物品，指导学生做以下三个实验：

实验1：把一块锌片插入盛有稀硫酸的烧杯里。测量溶液的温度，分析能量变化情况

实验2：把一块铜片插入盛有稀硫酸的烧杯里。

实验3：把铜片和锌片用导线连起来插入稀硫酸的烧杯里。

要求同学认真观察现象，并思考原因

【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

化学能转化为热能

2、铜片上没有气泡，因为铜不能和稀硫酸反应

3、铜片上有气泡

【教师设疑】铜不与稀硫酸反应，铜片上的气体是哪里来的？

【学生讨论】学生激烈讨论的焦点问题有：

1、铜片上的气体是什么？

2、氢离子转变为氢气所需的电子从何而来？

3、锌片有什么变化？溶液中氢离子浓度发生了什么变化？

讨论结果：锌失去的电子通过导线转移到铜片上 ，氢离子在铜片上得电子转变为氢气

1 《原电池工作原理》信息化教学设计

教学主题 原电池工作原理（鲁科版《化学反应原理》模块第1章第3节）

一、教材分析

1.教材知识体系（如图1、图2所示）

图1 《化学反应原理》第1章教材知识体系图 图 2 《化学反应原理》第1章第3节教材知识体系

“原电池的工作原理”处于《化学反应原理》模块第1章第3节，其它两节依次为：化学反应的热效应、电能转化为化学能—电解。教材以“能量转化”为主线，首先介绍如何通过实验测定方法和理论计算方法来定量描述化学反应的热效应，其次介绍电能与化学能相互转化的具体形式——电解和电池。先学热化学后学电化学、先学电解后学原电池，符合由易到难，由简单到复杂的认知过程。第3节《化学能转化为电能——电池》又包含三部分内容，其先后顺序分别为原电池的工作原理、化学电源、金属的腐蚀与防护，先学习原理，然后再学习原理的应用，体现了原理的价值和功能。

2.学科价值

原电池作为化学电池的一种，不仅与物理学中的电学有重要的联系，还与化学学科中的几大领域也有着密切的关联。

通常人们都说原电池的本质就是氧化还原反应，但原电池之所以能够产生电流是由于原电池的两极存在电势差，而造成电势差的原因就是两极物质的结构不同，得失电子的能力就不同。物质的结构决定着物质的性质（氧化性和还原性）和氧化还原电对的电极电势，从而影响了氧化还原反应的过程和反应的方向以及限度，实现了物质的化学能到电能的能量转化，这些维度的研究便形成了物理化学中可逆电池研究的基础，而可逆电池的研究也为这些维度的发展提供了理论指导，研究化学电池的科学家更关注的是如何设计出可以批2 量生产的电池，这与材料科学的领域又有着密不可分的关系。

因此，原电池与化学学科的分支领域有着密切的联系，例如，物质结构、物质性质、化学反应、能量转化、反应方向和限度、分析化学、物理化学以及材料科学等。所以，有关原电池的研究是非常有价值的，对于学生化学学科的学习也是有很大的帮助的。

1 《原电池的工作原理》教学设计

授课题目 原电池的工作原理 课时 第一课时

授课类型 新授课 授课时间 2008.4

教学目标 知识与技能 1、了解原电池的工作原理，能-判断原电池的正负电极，能写出电极反应式。

2、通过实验与分析，初步掌握形成原电池的基本条件。

3、学习实验研究的方法，能设计并完成一些基本的化学实验。

过程与方法 1、经历对化学物质极其变化进行探究的过程，进一步了解科学探究的意义，学习科学探究的基本方法，提高科学探究能力。

2、在科学探究的过程中要具有较强的问题意识，敢于质疑勤于思索。

3、在学习中，学会运用观察、实验等多种手段获取信息，并运用比较等方法对信息进行加工。

情感态度与价值观 1、在化学学习的过程中体验并享受探究带来的快乐，感受化学世界的奇妙。

2、增强联系实际学习化学并将化学知识应用于生活的意识。

3、关注与化学有关的社会热点问题和科学前沿问题，增强环境保护的意识，逐步形成可持续发展的思想。

教学重点 原电池的工作原理，能写出简单的电极反应及电池反应。

教学难点 电解质溶液中阴阳离子的移动方向；对原电池工作原理的理解

教学方法 学案导学,实验探究式，多媒体辅助教学

教学手段 思考与交流,实验探究,多媒体辅助教学

仪器和药品 仪器：灵敏电流计、烧杯、导线

药品：锌片、锌粒、铜片、石墨棒（各2个）、稀硫酸、CuSO4溶液 、ZnSO4溶液、酒精

教学过程

教师活动 学生活动 设计意图

[展示]音乐贺卡（铜、锌）电池。

打开音乐贺卡，贺卡发出美妙的声音，取下电池，与铜锌原电池相连，贺卡又发出了动人的声音。

[提问]这是什么装置？

通过该装置可以实现什么能之间的转化？ 观看趣味实验

惊叹化学世界的奇妙

激起对原电池原理的强烈的探究欲望

唤起对必修2原电池知识的回忆

做练习1，复习必修2有关原电通过趣味实验创设情景，使学生由生活走进化学，在惊叹之余，激起对原电池原理强烈的探究欲望

原电池原理

课题： 2.2.1 原电池原理及组成 课时 1 授课班级

教

学

分

析 本课时是人教版必修2第二章第二节《化学能与电能》第一课时的内容。前面了解了化学反应中能量转化的原因，并感受了探究化学能与热能的相互转化过程之后，会对本课时化学能与电能之间的转化问题产生浓厚的兴趣。正是基于学生的这种心理特征，教材开始的几个设问，把学生带进了“化学能与电能之间相互转化”的研究之中。从能量转换角度看，本课时内容是对前一节课中能量的转化、能量守恒内容的补充和完善。从反应物之间电子转移角度看，原电池概念的形成是氧化还原反应本质的拓展和应用；从思维角度看，“将化学能直接转化为电能”的思想，是对“化学能→热能→机械能→电能”思维方式的反思和突破。

化学能与电能属于化学原理范畴，是化学学科的重要原理性知识之一，也是对氧化还原反应原理本质的拓展和应用。初中初步学习了“化学与能源”，在选修模块④将系统深入地学习化学反应与能量。本节课既是对初中化学相关内容的提升与拓展，又为选修奠定必要的基础。起到承前启后的作用。通过本节课的学习，要求学生形成一个氧化还原反应、能量转换、元素化合物知识、电解质溶液、物质的量有关计算等知识联系起来的知识网络。而且原电池在实际生活、工农业生产、科学研究中应用十分广泛，因此学好本节知识，具有重要的理论意义和现实意义。

学生在初中的学习过程中已了解金属活动性，在必修一的学习中了解了氧化还原反应，通过对物理学科电学的学习也有一定的电学知识。因此，已经具备学习本课的的理论基础。新课程背景下要求学生自主探索，主动求知，学会收集、分析和利用各种信息及信息资源，并以此发展学生的实践能力、创新精神，合作与分享意识、社会交往能力和社会责任感。因此，在设计《化学能与电能》这节课时，可采用学案导学、分组实验和小组讨论的形式让学生自主探索问题，分析问题，解决问题，强化学生的探究意识；以实验现象激发学生的探究兴趣，引发学生通过对实验现象的观察，实验原理的分析，真正理解了原电池的本质（氧化还原反应），分析归纳构成原电池的条件。这样，学生不仅掌握了化学知识和规律，而且获得了探求知识的途径与方法。