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【标题】
苏教版高一年级原电池的教学设计
杭州市萧山六中 邱新德 311261 chisasa@163.com
一、设计思想
指导思想： 为学生创设好学习、研究的环境，把时间留给学生，把想象的空间留给学生，把认知过程留给学生。
理论依据：根据能量守恒定律，“变化都是由能量驱使的”，能量从高到低是自发过程，从能量的角度来分析原电池中所发生的变化。
设计特色：创设相关的情境，帮助学生理解并应用能量守恒定律解释原电池中的电子流向、电极及其反应、溶液中的离子移动等变化过程。
二、教材分析
1．分析《课程标准》、《学科教学指导意见》对本课教学内容的要求。2．分析本课内容的组成成分和在模块学习中的地位和作用；
三、学情分析
1．学生已有的认知水平和能力基础：对于电化学来讲，学生的认知还是处于空白状态，加上目前多数学校都是以讲题为主来提高学生的成绩，学生的分析能力明显不足，理解能力也亟待加强，因此，本节内容从以往的教学经验来看，学生理解得都不好很普遍。
2．本课中学生可能遇到的困难：电池中电能的能量来源，为什么正极上只发生还原反
第1页，共7页 应、负极上只发生氧化反应，或者把正负极上发生的反应弄错。
四、教学目标
知识与能力：
1．使学生了解原电池的概念和组成条件，理解原电池的化学原理。2．初步掌握形成原电池的基本条件。能正确规范书写电极反应方程式。能初步根据典型的氧化还原反应设计原电池。过程与方法：
1．通过对比水电站的工作原理，培养学生观察分析能力和知识迁移能力。2．通过电子在电路中的流向分析电极上发生的反应。态度情感价值观：
1．通过电池方方面面知识，培养学生的科学态度。
2．激发学生的学习兴趣与投身科学追求真理的积极情感。
五、重点难点
教学重点：原电池能量来源、电极及电极反应。
教学难点：许多学生把精力放在了原电池的装置上，忽视了原电池工作时的能量变化及电极反应。
六、教学策略与手段
本课运用参照水电站的能量转换的方式、结合能量守恒原理，使学生理解原电池工作时的能量来源，通过电路中的电子流向，分析不同电极上所发生的氧化反应和还原反应。
七、课前准备
1．教师的教学准备；图片收集、课件制作 2．教学用具：Zn、Cu、稀H2SO4溶液、电流计
八、教学过程
这是教学设计的主体部分。分几个环节具体说明教师指导活动、学生学习活动及师生交互活动。一般应采用文字叙述加点评的格式，不要采用表格或流程图的形式。
电已经成为生产中无法缺少的能源，就连生活中也无法离开电。曾经有一个
第2页，共7页 冰箱企业为了说明冰箱省电，在广告中说他们的冰箱一天只需一只5号电池。你会相信吗？
一只5号电池中到底会含有多少“电量”呢？学完了这节课之后再作回答。
（一）原电池
1．让学生感触化学锌与稀硫酸反应的能量变化
[学生实验]在试管中先加入锌粒，再加入5mL稀硫酸。一分钟后，触摸试管外壁。
让学生感觉试管已经有些烫手，证明反应可以放出较多的能量。
2．能量守恒定律：能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只能从一种形式转化为别的形式，或者从一个物体转移到别的物体，在转化或转移的过程中其总量不变。
展示三峡大坝图片，并同时引用毛泽东《水调歌头 游泳》，激发学生想象力。高峡是指水位很高，此时水的势能很大。
图1 三峡大坝电脑效果图
三峡大坝将水能变成了电能!这就是一个能量守恒的例子，大坝并没有产生新的能量，而是将大坝里的水具有的一部分能量通过相应的装置－整．．．．．套发电装置，转变成了电能。
3．三峡大坝将水的能量转变成电能，锌与稀硫酸反应放出的能量也能转变成电能吗？燃烧反应也能放出热量，中和反应也可以放热，这些反应中放出的热量，怎样才能转变成电能呢？
4．有了象三峡电站这样的大型电站，我国还拥有许多的电站，那为什么需
第3页，共7页 要电池？哪些地方需要电池呢？
在许多用电不方便的地方，比如手机、助听器以及许多特定的地方，电池可以提供普通电源无法提供的电能。这里就是要让学生对电池能“提供能量”树立牢固的印象。
5．听MP3的时候，电池里的“电”会很快被用完了，这是为什么呢？
电池就是通过物质发生化学时释放的化学能转变成电能，而电池的体积就那么一点点大，里面的物质总是很有限的，当电池中的用来提供能量的物质消耗完了的时候，反应也就停止了，没有了能量，电池也就没“电”了。
通过对电池是一个有限的能量源的确认，让学生明确电池的能量来源是“物质变化”所产生的。
6．需要一个什么样的装置？
[学生实验]电流计中指针偏转，说明已经有了电流。
只需要把一块锌片和一块铜片，放进盛有稀硫酸的烧杯里，就可以构成原电池了。原来装置还很简单。
7．在这个装置中，反应放出的能量为什么会转变成电能？ 结合前面的图片，了解水电站的工作简单原理： A.具有较高的能量的水(筑坝)B.能量以一定的方式转换(水高速流下带动发电机)对照右图来看这个可以产生电流的装置：
（1）金属锌中的电子能量比铜的电子的能量高，所以锌的电子可以通过导线“冲向”铜。就像像坝上的水沿管道冲向坝下。但是只是能量高是不够的。坝上的水流到坝下并不能发电。
流向铜片的电子如果还在铜片中，那么后面的电子
124稀H2SO43
图2 铜、锌电池 就不会源源不断地流过来。这样，电路中就不会有电流的。
（2）流向铜片的电子的能量其实就像坝上的水，与流到坝下的水能量是一样的。因此铜片上的电子能量与锌片上的电子一样，可以与溶液中的H+结合，形成了H2：
第4页，共7页 2H+ +2e－ =H2 氢气从铜片表面逸出。
（3）溶液中H+的可以不断结合由锌片“流”过来的电子，这样，锌的电子也就源源不断地流向了铜。因此，导线中也就形成了电流。这样，电子就完成了图二中从①到②的定向移动，在两个电极间的导线中产生电流。
Zn －2e－ = Zn2+
（4）溶液中的H+不断向铜片移动，锌片上的锌原子失去了电子，变成了Zn2+进入了溶液中，填补H+被消耗形成的电荷“空缺”。溶液中由于Zn2+和H+的定向移动，也就形成了电流。阳离子完成了图二中从③到④的定向移动，在溶液中产．．．生了电流。
(5)整个电路就可以形成一定强度的电流（在电路中，电子移动的方向与离子移动的方向是相反的，但电流的方向是一致的）。
8．电池的电极与氧化、还原反应：导电接力－导线中是电子导电，溶液中是离子导电。正是这两种不同的导电方式，必然在电极上出现电子“流入”与“流出”，从而一定有氧化反应和还原反应的出现。
电源的电极在物理学上有明确的规定：电流流出的极为正极，电流流入的极为负极；电子流出的极为负极，电子流入的极为正极。
导线中的导电是由电子完成的，溶液中的导电是由离子完成的。导线中的电子是无法直接从电极进入溶液中完成导电任务的，溶液的离子也是无法进入电极的，那么，外电路导线的电子导电与溶液中的离子导电要进行“转变”。这样，就会有一个在正极上电子接收的过程，也同时有一个在负极上电子给出的过程。有了这样一个电子的转移过程，必然会有一个氧化还原反应的发生。电极是转变导电方式的场所，当然也是发生氧化还原反应的场所。
在上述装置中，铜片上的“外来”电子必须 “传递”给溶液的离子，氢离子得到电子，在铜片上（正极）就一定发生还原反应。同样，锌把电子给到外电路，锌原子失去电子，因此，在锌片上（负极）一定发生氧化反应。
总 反 应: 2H+ ＋ Zn = H2↑ + Zn2+ 负极反应: Zn － 2e－ =
Zn2+
正极反应: 2H+ ＋ 2e－ = H2 ↑
如果没有氧化还原反应，就不会有电子的转移；没有电子转移，就没有电流的产生。从这里可以得到一个结论：并不是所有放出能量的化学反应都可以用来作为电池的能量来源，而必须是氧化还原反应。因为只有氧化还原反应才有电子转移，才能满足电池中的由电子导电到离子导电的转变。
第5页，共7页
9．回答前面提出的问题：
燃烧是氧化还原反应吗？能不能把氢气与氧气进行的反应置于原电池的装置中进行，得到电流？
一只电池的电量可以让一个大冰箱正常运转一天吗？当然是不能！但从价格上看：一只普通的电池只需0.3元，而一个节能冰箱正常运转所需要的电费也约为0.3元，但是冰箱广告中故意使用了含糊不清的语言，这是不生产道德的。
中和反应虽然也能放出能量，但是由于反应中没有电子转移，所以不能在原电池的装置中直接转换成电能，只能通过其他的方式实现。
10．还需要解释的一个现象
在原电池反应过程中，锌片上的气泡比铜片上还多，可是在课本上，却没有气泡。这是为什么呢？
一、锌片上的电子经过导线流向铜片有阻力，锌片上的电子可以直接与溶液中的H＋结合生成氢气，所以流向铜片的电子只占一总分。
二、但是，锌片直接与H＋反应并不产生氢气，所以“锌片上产生气泡”这一现象与原电池无关，所以本中并没有将其表现出来。
九、知识结构或板书设计
原电池
1．能量守恒定律：能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只能从一种形式转化为别的形式，或者从一个物体转移到别的物体，在转化或转移的过程中其总量不变。
2．三峡大坝将水的能量转变成电能
3．电池的能量来源是“物质变化”所产生的。4．原电池装置
5．水电站的工作简单原理： A.具有较高的能量的水(筑坝)B.能量以一定的方式转换(水高速流下带动发电机)6．电池的电极与氧化、还原反应：导电接力－导线中是电子导电，溶液中是离子导电。
总 反 应: 2H+ ＋ Zn = H2↑ + Zn2+ 负极反应: Zn － 2e－ =
Zn2+
第6页，共7页 正极反应: 2H+ ＋ 2e－ = H2 ↑
十、作业设计
水果电池功率竞赛：自己找水果
【问题研讨】
提出2-3个与本课设计相关的、值得反思和讨论的问题。原电池的教学难度相当大，学生要掌握好很困难。
这个设计经过了我多年探索，得到了这个案例，教学效果较好。
【参考资料】
具体列出本课设计的主要参考资料，格式举例如下： 著作类
参考文献：
[1].华彤文,杨骏英,陈景祖,刘淑珍.普通化学原理.北京大学出版社.第二版 [2].蔡少华,黄坤耀,张玉容.元素无机化学.中山大学出版社.第一版 [3].薛金星.中学教材全解（高二化学上）.陕西人民教育出版社.第七版 [4].人民教育出版社化学室.化学（第二册）.人民教育出版社.第一版 [5].人民教育出版社化学室.化学（第三册）.人民教育出版社.第一版
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