利用化學(xué)實驗喚醒學(xué)生的參與意識

陳建峰+?オ?

一、教材分析

本節(jié)內(nèi)容為人教版選修4《化學(xué)反應(yīng)原理》第四章第1節(jié)原電池。首先回顧必修與本章前兩節(jié)相關(guān)知識，認(rèn)識哪些反應(yīng)可以設(shè)計成原電池，初步理解原電池和電解池在結(jié)構(gòu)上的區(qū)別，通過分析具體的氧化還原反應(yīng)，初步了解選擇簡單原電池電極材料的依據(jù)。通過實驗探究，使學(xué)生認(rèn)識化學(xué)能不僅可以轉(zhuǎn)化為熱能，而且通過原電池裝置可以把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能。通過這節(jié)課，學(xué)生可以認(rèn)識銅鋅原電池的工作原理，會判斷正負(fù)極和陰陽離子移動方向，會書寫簡單的電極反應(yīng)。本節(jié)課把“深入認(rèn)識銅鋅原電池的工作原理”作為基本點貫穿始終，初步構(gòu)建原電池的思維模型，理清學(xué)生的思路，解決學(xué)生的困惑，進(jìn)而使學(xué)生學(xué)會分析和解決簡單原電池的能力。教師在教學(xué)過程中應(yīng)注意以下幾點：①充分利用微觀模型和動畫課件幫助學(xué)生理解原電池的內(nèi)部電路中微粒的運(yùn)動狀態(tài)和反應(yīng)情況；②利用好實驗，使實驗成為學(xué)生解決問題的重要工具；③原電池的工作原理的教學(xué)要分層次、循序漸進(jìn)，即通過化學(xué)電源和金屬的腐蝕的教學(xué)使學(xué)生進(jìn)一步理解原電池的工作原理。

二、教學(xué)目標(biāo)

1.了解原電池的工作原理，學(xué)會根據(jù)電流的方向判斷原電池的正極和負(fù)極的方法，能夠正確書寫簡單電極反應(yīng)和電池反應(yīng)。

2.通過實驗與分析，初步掌握形成原電池的基本條件。

3.學(xué)習(xí)實驗研究的方法，能設(shè)計并完成一些基本的化學(xué)實驗。

三、教學(xué)策略

四、思維導(dǎo)圖

五、教學(xué)過程

教學(xué)環(huán)節(jié)與時間教師活動學(xué)生活動設(shè)計意圖

引入：通過復(fù)習(xí)提問引入新課

2 min

多媒體課件：

[復(fù)習(xí)提問]1.氧化還原反應(yīng)的特征是什么？

2.氧化還原反應(yīng)的本質(zhì)是什么？（答）元素化合價發(fā)生升降

（答）電子的轉(zhuǎn)移

復(fù)習(xí)舊知識，引入新知識，溫故而知新。為下一步強(qiáng)調(diào)氧化還原與原電池的密切聯(lián)系埋下伏筆。

指出存在的問題和困惑點1 min

預(yù)習(xí)反饋：1.大部分同學(xué)對概念把握較好，知道概念。

2.對概念的形象化處理較差，在與原電池裝置建立聯(lián)系時遇到困難。

展示學(xué)習(xí)目標(biāo)

回顧自己的學(xué)習(xí)狀態(tài)、分析錯題成因了解學(xué)習(xí)目標(biāo)

讓學(xué)生學(xué)會自我反思，指明困惑點明確學(xué)習(xí)目標(biāo)

設(shè)計原電池：1.選擇合適的化學(xué)反應(yīng)

3 min

下列反應(yīng)能否設(shè)計出原電池

C（s）+CO2（g）高溫2CO（g），ΔH>0

HCl（aq）+NaOH（aq）NaCl（aq）+H2O（l），ΔH<0

Zn（s）+CuSO4（aq）ZnSO4（aq）+Cu（s），ΔH<0

引導(dǎo)學(xué)生分析

學(xué)生根據(jù)必修知識可以排除第二個，選擇第三個。

第一個在判斷可能出現(xiàn)分歧。

引導(dǎo)學(xué)生回顧必修相關(guān)內(nèi)容和ΔH的含義。

閱讀課本深入體會4 min1. 電子轉(zhuǎn)移方式？

2. 反應(yīng)中的氧化劑和還原劑？

3. 溶液中存在哪些離子？陰陽離子是否發(fā)生定向移動？

4. 能量轉(zhuǎn)換方式？

閱讀課本

鋅原子將電子直接轉(zhuǎn)移給Cu2+

思考并回答：Zn失電子；Zn為還原劑；Cu2+得電子；CuSO4為氧化劑

體會置換反應(yīng)中電子轉(zhuǎn)移的特征——在鋅片表面直接轉(zhuǎn)移給Cu2+。

引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)氧化還原反應(yīng)分析氧化劑和還原劑，為設(shè)計原電池的電極材料打基礎(chǔ)。

同時，鞏固學(xué)生的離子觀。

設(shè)計原電池：2.選擇合適的裝置

1 min下列裝置能否把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能？

學(xué)生根據(jù)已有知識，選擇合適的裝置。

說出選擇的理由

幫助學(xué)生感性認(rèn)識電解池與原電池結(jié)構(gòu)，同時體會它們的根本區(qū)別——電解池需要外加電源。

通過把概念轉(zhuǎn)化為直觀的圖形，培養(yǎng)學(xué)生的信息轉(zhuǎn)化能力。

探究銅鋅原電池：實驗探究

5 min

溫馨提示：1.按照課前設(shè)計的裝置安裝儀器，注意銅電極接電流表的正極；

2.觀察鋅片、銅片、電流表的變化，并如實記錄；

3.注意分工合作，完成后整理儀器。

巡視指導(dǎo)完成實驗并記錄

學(xué)生通過實驗獲得感性認(rèn)識，進(jìn)一步理解原電池的工作原理，進(jìn)而對電極材料和電極上發(fā)生反應(yīng)的反應(yīng)物之間的關(guān)系形成初步認(rèn)識。

小組討論與展示10 min1.實驗現(xiàn)象：

2.總結(jié)原電池的構(gòu)成條件。

3.如何根據(jù)電子的得失判斷正負(fù)極？

4.寫出電極反應(yīng)，判斷陰陽離子的移動方向。

5. 寫出電池反應(yīng)，判斷能量變化形式。

（需畫裝置圖）

思考并回答：書寫電極反應(yīng)

負(fù)極：Zn-2e-Zn2+

正極：Cu2++2e-Cu

書寫電池反應(yīng)

總式：Zn+CuSO4Cu+ZnSO4培養(yǎng)學(xué)生的語言組織能力和獨立學(xué)習(xí)能力。

初步練習(xí)書寫電極反應(yīng)，體會書寫方法。

變式訓(xùn)練5 min巡回指導(dǎo)完成課本第P73頁習(xí)題1、2

鞏固提高，使學(xué)生由對實驗的感性認(rèn)識過渡到方法總結(jié)。

原電池思維模型的初步構(gòu)建

5 min繪制銅鋅原電池模型并標(biāo)出電子流向、正極、負(fù)極、電解質(zhì)（CuSO4）溶液中陰、陽離子移動方向等。同學(xué)間解說分析原電池的思維模型，并相互檢查評價。

能力提升，使學(xué)生初步形成分析原電池的思維模型，并在相互檢查評價中得到被贊賞的快樂。endprint

初步體會電極反應(yīng)的特點——氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)分別在兩個電極上進(jìn)行。

再次探究銅鋅原電池（帶鹽橋）：實驗探究

5 min1.按照課本第71頁圖4-1的裝置安裝儀器，注意銅電極接電流表的正極；

2.觀察并思考：

（1）在鹽橋插入之前，電流表指針是否發(fā)生偏轉(zhuǎn)？在鹽橋插入之后，電流表指針是否發(fā)生偏轉(zhuǎn)？

（2）與第一個實驗中的原電池相比，該原電池具有什么特點？你對原電池有了哪些新的認(rèn)識？

3.注意分工合作，完成后整理儀器。

巡視指導(dǎo)

完成實驗：觀察并記錄實驗現(xiàn)象；

根據(jù)實驗現(xiàn)象修正對“原電池的構(gòu)成條件”這一問題的認(rèn)識；

書寫電極反應(yīng)、

負(fù)極：Zn-2e-Zn2+

正極：Cu2++2e-Cu

書寫電池反應(yīng)

總式：Zn+CuSO4Cu+ZnSO4

培養(yǎng)學(xué)生通過實驗獲取證據(jù)的意識；

培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、提出問題、解決問題的能力。

閱讀自學(xué)3 min布置閱讀自學(xué)任務(wù)：閱讀課本第72頁最后4段，深入體會銅鋅原電池的工作原理

閱讀課本第72頁最后4段，對重點內(nèi)容強(qiáng)化記憶，加深理解，深入體會銅鋅原電池的工作原理

通過閱讀自學(xué)，使學(xué)生認(rèn)識雙液銅鋅原電池，加深學(xué)生對原電池工作原理、結(jié)構(gòu)特征和反應(yīng)特點的認(rèn)識。

鞏固練習(xí)5 min

把純凈的鎂條和鋁片用導(dǎo)線連接，再分別插進(jìn)稀硫硫和稀氫氧化鈉溶液中，畫出裝置圖，并分析兩個裝置能否構(gòu)成原電池，若能，請標(biāo)出電子流向、正極、負(fù)極、電解質(zhì)溶液中陰、陽離子移動方向等，寫出電極反應(yīng)和電池反應(yīng)。

畫出裝置圖，標(biāo)出電子流向、正極、負(fù)極、電解質(zhì)溶液中陰、陽離子移動方向等，寫出電極反應(yīng)和電池反應(yīng)。

如圖所示，在鐵圈和銀圈的焊接處，用一根棉線將其懸在盛水的燒杯中，使之平衡；小心的向燒杯中央滴入CuSO4溶液，片刻后可觀察到的現(xiàn)象是（ ）。

A.鐵圈和銀圈左右搖擺不定

B.保持平衡狀態(tài)

C.鐵圈向下傾斜，銀圈向上傾斜

D.銀圈向下傾斜，鐵圈向上傾斜

結(jié)合裝置圖分析，嘗試寫出電極反應(yīng)

體會電解質(zhì)溶液對電池反應(yīng)和電極反應(yīng)的影響。

提升學(xué)生知識的遷移應(yīng)用能力。

小結(jié)2 min組織學(xué)生對本節(jié)課內(nèi)容小結(jié)原電池的工作原理小結(jié)：原電池是一種負(fù)極流出電子，發(fā)生氧化反應(yīng)，正極流入電子，發(fā)生還原反應(yīng)，從而實現(xiàn)化學(xué)能轉(zhuǎn)換為電能的裝置?；仞亴W(xué)習(xí)目標(biāo)。

課外任務(wù)小組成員利用課余時間，設(shè)計一個簡易原電池，并制做成實用作品。回家后回收廢舊電池。搜集資料、整合信息、摸索實驗、操作、記錄、思考和討論，最后組織成果展示、發(fā)表演講等 提高學(xué)生的語言組織

能力和獨立學(xué)習(xí)能力。

六、教學(xué)反思

本節(jié)內(nèi)容有學(xué)生熟悉的銅鋅原電池，也有學(xué)生沒接觸過的“鹽橋”。學(xué)生在通過閱讀自學(xué)、實驗探究銅鋅原電池的工作原理時，擺脫原來記憶理解概念、電極反應(yīng)的方式，采用把概念形象化，與裝置圖建立聯(lián)系，進(jìn)而形成銅鋅原電池思維模型的教學(xué)模式。學(xué)生大都能理解電極材料是如何選擇的，會判斷正負(fù)極的方法，會書寫簡單的電極反應(yīng)。課堂反饋較好。

本節(jié)課內(nèi)容較多，課堂設(shè)計以原電池的工作原理為主線索，以學(xué)生活動來分析歸納銅鋅原電池的工作原理為引導(dǎo)逐步展開教學(xué)。學(xué)生完成設(shè)計的環(huán)節(jié)用時較長，處理起來時間緊，所以學(xué)生的課前預(yù)習(xí)非常重要，一些設(shè)計性的內(nèi)容應(yīng)該讓學(xué)生課前完成，上課時直接進(jìn)行實驗，這樣才能順利完成教學(xué)進(jìn)度。

這節(jié)課有實驗，學(xué)生比較活躍，課堂氣氛好，從課上檢查情況來看，學(xué)生敢于分享銅鋅原電池的思維模型，敢于自己動手書寫簡單的電極反應(yīng)。課后，學(xué)生還應(yīng)該加大練習(xí)，進(jìn)一步熟悉電極反應(yīng)的書寫方法。通過課外活動的設(shè)置，可以增強(qiáng)學(xué)生通過生活體驗化學(xué)的樂趣，使學(xué)生在玩中學(xué)，學(xué)中有所悟。通過了解為何回收廢舊電池，小組宣傳活動，增強(qiáng)學(xué)生的社會責(zé)任感。

（收稿日期：2016-02-12）endprint