必修2第二章·第二节化学能与电能

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。由于学生之前没有电化学的基础，理解原电池原理有一定的难度。第一课时的主要内容有：原电池的概念、原理、组成原电池的条件。原电池原理和组成条件是本节课的重点，原电池原理是本节课的难点。    本节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。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。    当然，为了更好地实施探究教学，笔者对本节教材内容作了以下处理：    1. 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。    2. 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，因此教学中将学生分成四个实验大组，每个大组包括七个小组，做一个对比实验，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. 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。可以练习将1组实验装置改成原电池装置让大家写出电极反应式或总反应式，从而进一步明确正负极的判断方法，更有利于启发学生的思维，提高学生的实验设计能力。    4. 在完成上述内容后，将课本后面的家庭小实验——水果电池，移到课堂中，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。 二、 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，并给学生充分的表达自己想法的机会。    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。    在教学内容的安排上，按照从易到难，从实践到理论再到实践的顺序，首先通过一组实验，引入课题。在实验——观察——讨论——推测——验证的过程中，学习和理解原电池的概念和原理。在此基础上，通过实验探索和讨论组成原电池的条件。最后，让学生自己设计一个原电池以检验学生对所学知识的实际应用能力。    根据学生的知识结构、心理特点和教学内容的实际需要，采取了启发、讨论、实验探究等教学方法，并结合多媒体进行教学。 三、教学目标     知识与技能    1. 让学生体验化学能与电能相互转化的探究过程；    2. 使学生进一步了解原电池的工作原理和构成原电池的条件；    3. 能够写出电极反应式和电池反应方程式。     过程与方法     1. 通过分组实验培养学生观察能力与分析思维能力。    2. 通过实验引导学生以问题为中心的学习方法。学会发现问题、解决问题的方法。　加深理解实践→认识→再实践→再认识的辨证唯物主义的思维方法。     情感态度与价值观     1. 通过病例分析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，增强为人类的文明进步学习化学的责任感和使命感。 四、教学重点、难点 教学重点：原电池的工作原理。教学难点：原电池的形成条件及电极反应；原电池电极名称的判定。教学手段：学生分组实验、多媒体教学课件。 五、教学过程 教师活动 学生活动 教学意图 以一件生活中的事例——格林太太的两颗假牙（一颗黄金制作，一颗不锈钢制作）导致格林太太头痛、失眠、心情烦躁等症状引入本节主题—原电池。 问题与思考： ①什么原因导致格林太太牙痛的？ ②你可以为格林太太开一个药方吗？ 引入病例分析激发学生探究科学的兴趣。   在现代生活、生产和科学技术发展中，大到宇宙火箭、人造卫星的上天，小至手机、照相机、收音机、电子表的使用，都离不开各种各样的电池，今天，我们就一起来学习电池放电的基本原理。（板书课题） 结合实际，引起兴趣，产生联想，做好学习新知识的准备。   创设学习情境。 请同学们完成两个实验，要求认真观察、记录现象，并思考如何解释现象 1.  将锌片、铜片平行插入稀硫酸中 现象_______ 解释________ 2.  将锌片、铜片接触插入稀硫酸中 现象_______ 解释_________ 问：1. 铜片上气体的成分是什么？ 2. 铜片上的电子是什么物质失去的？哪个实验现象可以证明？ 3.  锌、铜之间有电流产生吗？如何用物理方法测定？若有，如何测定电子流向？ 确定后，连接用电器（音乐贺卡） 动画模拟：原电池的工作原理             动手实验，观察、记录，动脑思考，回答问题。 培养学生动手能力、观察能力及分析实验现象得出结论的能力，同时能体会到创造成功的快乐。 通过实验和模拟，可以清楚看到：将锌、铜连接前与连接后的现象是不同的，请同学们再从以下两个方面进行比较： 1.   氧化反应和还原反应发生的位置一样吗？ 2.  反应的实质相同吗？   明确：1. 原电池设计的基本思想就是将氧化还原反应中的氧化反应和还原反应分开，使其在不同的位置发生，将电子转移的过程变为电子的定向移动，从而产生电流。 2. 电极反应式的书写及电极反应式与总反应式的关系。 3. 从理论上讲，任何一个氧化还原反应都可以设计成原电池。   过渡：既然要设计，则意味着要满足一定的条件，那么，构成原电池要满足什么样的条件呢？ 将学生分成三个大组，七个实验小组，做一个对比实验，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。 实验内容：探究组成原电池的条件 根据学生的实验结果，引导学生分析总结原电池的构成条件 第一组实验  ①② 形成条件一： 活泼性不同的两个电极,     负极：较活泼的金属；     正极：较不活泼的金属、石墨等。   第二组实验③④⑤⑥ 形成条件二：电极需插进电解质溶液中；                                                                                        第三组实验⑦ 形成条件三：必须形成闭合回路                                                                                                                     形成条件四： 内部条件：能自发进行氧化还原反应     练习：将以下实验装置改成原电池装置   （具体改后，再概括原则） 问：若将前者一块锌片改成镁或改成碳，所发生的电池反应一样吗？请写出电极反应式或总反应式。 通过练习，要大家进一步明确，在原电池中，相对活泼的电极作负极，一般要发生失去电子的氧化反应，而相对不活泼的电极作正极，一般不参与反应，只提供发生还原反应的场所，可以说，是被保护的一极。 练习：根据下列反应设计原电池 反    应 负极材料 及反应式 正极材料 及反应式 电解质溶液 Fe+2HCl =FeCl2 + H2↑       Zn+ Cu2+ =Zn2++ Cu         答案： 反    应 负极材料 及反应式 正极材料 及反应式 电解质溶液 Fe+2HCl =FeCl2 + H2↑ 铁 Fe-2e- =Fe2+ 比铁活性弱 2H++2e- = H2↑ 盐酸   Zn+ Cu2+ =Zn2++ Cu 锌 Zn-2e- =Zn2+ 比锌活性弱 Cu2++2e- =Cu 含Cu2+的溶液   实践创新：现有桔子、金属片、导线等，请设计一个水果电池。 本节知识总结 原电池的构成条件： 必备材料： 两个电极、电解质溶液 材料要求：两个电极活性不同；           一极能和电解质溶液反应                材料联接：两极插入电解质溶液，两                    极用外电路相连时，形成                    闭合电路。 布置作业：课后习题 【研究性学习】 在一 瓣橘子上相隔0.5 cm分别插一小铜片 和铝片，把铜片和铝片的另一端通过导线接触耳机的两极，试试能否听到“嘎嘎”声。能够从耳机中听到“嘎嘎”声，说明了什么？用其他金属、水果、液体再试一试。   思考回答问题     练习电极反应式和总反应式的书写 负极（锌片）： Zn－2e -= Zn 2+  （氧化反应） 正极（铜片）：Cu2++2e-= Cu             （还原反应） 电池反应（总化学方程式）：Zn + Cu2+ = Zn 2+ + Cu 动手实验，观察、记录现象，同时思考所实验装置能产生电流或不能产生电流的原因。总结构成原电池的条件。               现象：①②③⑤有电流 ④⑥⑦无电流   动脑、动手练习，对所学知识理解掌握。   回答设计方案，写出电极反应式，                         根据反应设计原电池并总结的主要原则。                   动手组装水果电池。         学生总结           培养学生通过现象——分析原因——揭示本质的科学的学习方法。           培养学生类比实验、总结归纳的能力，使学生理解掌握原电池的构成条件                   培养学生举一反三，触类旁通的能力                                             从正逆两个方面锻炼学生对原电池构成条件的应用。                             培养学生实践创新能力。               巩固落实 六、学习评价设计     本课时为实验探究教学模式，教学时主要从以下几个方面综合考虑：    1. 教材处理是否合理。探究性教学要以大纲为依据，教材仅仅是本参考书。因为现有教材的知识大都是以陈述性方式直接呈现，而探究性教学要求教材提供问题情景和解决问题所必需的事实材料，而不只是结论的堆砌，因此，笔者对现有教材作了适当处理。    2. 教学过程是否优化。优化的教学过程就是灵活机智地运用各种教学策略。如激励性策略，即使用鼓励性语言，肯定学生任何一个微小的闪光点；自主性策略，即要求设计的问题有一定思维含量，讨论要注重实效性，讨论过程要注意学法指导，并培养学生善于思考、勇于提出问题的习惯；诊断性策略，即教学过程中经常注意学生的学习情况，根据反馈的信息调整教学程序；创造性策略，即鼓励学生大胆质疑，发表不同意见尤其是创造性的意见。    3. 教学效果是否显著。教学效果就是教学目标的达成度。首先，学生要有良好的学习状态，如学生学习兴趣浓厚，思维得到很好的启发，教学过程中学生参与面广、参与时间长、参与空间大等；其次，好、中、差不同水平层次的学生的知识目标、能力目标、情感目标要基本达成或得到一定程度的发展。