教学设计化学能转化为电能电池第1课时化学高中.docx
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教学设计化学能转化为电能电池第1课时化学高中
教学设计
一、设计思想
原电池是把电能转化为化学能的一种装置,也是化学与能源相联系的很关键的内容,这些知识不但能让学生大开眼界,而且还能为环境、能源与可持续发展提供良好的教学内涵,本课时关于原电池工作原理的内容,首先由学生熟悉的铜与硫酸锌溶液反应入手,提出如何将该反应所释放的能量转化为电能这一问题,暗含的目的是使学生认识到原电池中所进行的过程必须是一个自发过程;其次,用学生熟悉的单液原电池实现将该反应所释放能量向电能的转化,并以该简单原电池为模型分析原电池的工作原理,在上一节建立起的电极反应概念的基础上分析原电池工作过程中所发生的电极反应,让学生体会到原电池与电解本质上是相同的;然后,提出一种学生没有接触过的原电池——双液原电池,向学生展示可以通过尽可能减少副反应的方法来使反应所释放能量更加有效地向电能转化,并介绍电池的正极、负极的概念以及电池反应的概念,使学生的认识上升。
这种分析逐步深入、教学循序渐进的构思分散了难点,符合学生的认知规律,降低了学生学习的难点,可以有效地提高学生的学习效率。
通过学习可以使学生认识到,原电池是一种将化学能转化为电能的装置;原电池有两个电极以及连接两个电极的导体构成,电极包含电极材料和电解质溶液;在原电池中,两极上分别自发的发生氧化反应和还原反应,从而产生直流电。
在上课过程中,注重与学生的沟通和交流,让课堂成为学生自主设计和自主学习、自主探究的环境。
本节课主体采用“搜集相关知识—实验操作—分析讨论—得出结论”的学习方法,在实验探究中学习原电池的工作原理。
让学生在“做中学”。
二、【教学目标与要点分析】
1、知识与技能目标:
(1)进一步认识原电池,牢固掌握原电池的工作原理及其构成条件;
(2)会写电极反应式、电池反应式
(3)了解简单原电池的缺点和改进方法;
2、过程与方法目标
(1)通过实验探究活动,进一步巩固化学实验的基本操作的规范性
(2)培养科学探究过程中的问题意识,善于发现问题并提出质疑,勤于思考对实验现象提出相关问题
(3)学会运用观察、实验、网络等多种手段获取信息,运用归纳总结、比较等方法对信息进行加工处理
3、情感态度与价值观
(1)通过实验探究,体验探究的基本过程,认识化学实验在化学研究中的作用
(2)在小组愉快的合作中体验学习的乐趣
(3)认识理论来源于实践,又指导实践,培养学生科学的世界观
三、【教学重点、难点】
1、知识与技能上的重点、难点
原电池的工作原理,写出简单的电极反应及电池反应
2、过程与方法上的重点、难点
学会运用观察、实验、网络等多种手段获取信息,运用归纳总结、比较等方法对信息进行加工处理
四、【教学策略】实验法、动画演示、分析归纳、交流研讨等
五、【教学实施】
1、对学生进行分组,进行组内分工,从而合理利用时间
2、进行实验仪器、药品的准备
3.学生课前准备:
①预习本课观察实验操作的方法及内容
②回顾必修2所学的原电池的初步知识及电能转化为化学能的相关知识
③查询XX网站收集原电池的有关资料
六、【课时安排】1课时
七、【教学过程】
教学内容
教学
环节
活动时间(大约)
教学活动
设计意图
教师活动
学生活动
投影图片
展示从远古时代到蒸汽时代对火的应用
1分钟
讲述我们的祖先及现代对火的应用以及现代各类电器的使用
观看思考
加深学生对能源的认识从而引出电池
投影学习目标
展示学习目标,突出学习重点。
0.5分钟
提出本节学习重点和难点
明确学习目标,知道本节课的学习任务。
使学生整体把握本节学习学习目标,防止其他内容的干扰。
温故知新
复习回顾必修2学过的原电池
1分钟
引导学生复习回顾原电池的工作原理
聆听思考
积极回答问题
从学生已经具备的知识出发,引入原电池的工作原理学习内容,有利于学生抓住本质。
学生实验
通过实际操作感受理论知识
5分钟
一、原电池的工作原理
【活动·探究】
①指导学生进行分组实验,对学生操作实验是否规范进行巡视指导。
②将锌粉加入硫酸铜溶液中,测量溶液温度的变化,分析能量变化情况。
③提出问题:
如果锌与硫酸铜溶液的反应是放热反应,请设计实验将该反应所释放的能量转化为电能并实施你所设计的实验。
①根据各组分析情况发现能量的转化
②观察讨论:
怎样设计实验实现热能与电能的转化?
①让学生尝试对实验的设计研究
②培养学生实验观察与对比能力
③培养学生动手操作能力
动画演示
形象的描述原电池工作原理
4分钟
【动画演示】铜锌原电池的工作原理
【引导】结合动画,引导学生对在必修2学习的原电池的时所作的实验及原电池的定义、工作原理和构成条件进行复习回顾
【复习回顾】在动画演示的帮助及教师的引导下,对在必修2中所学的原电池相关知识进行复习回顾,并进一步巩固掌握已有知识
带领学生较为全面地进行复习回顾。
同时,从学生已有知识入手,让学生做到温故知新,为本节课新知识学习打下基础。
实验
引入盐桥
10分钟
【实验探究一】随上述实验时间的延续,音乐卡的声音逐渐减小至最后消失,即没有电流通过,同时锌片表面逐渐被铜覆盖,为什么?
学生通过动手操作实验并观察实验现象,进行归纳总结
学生跟据观察思考回答问题,对锌片上产生铜的其他原因进行思考和讨论,并给出猜想:
锌和硫酸铜直接接触反应
培养学生分析解决问题的能力
【讲授】对学生的猜想从理论上进行肯定:
整套实验装置中提供了锌与硫酸铜直接接触的环境。
【提问】这样一种产生铜的方式对原电池是否有利?
【聆听】听老师讲解
思考老师问题,结合化学能与热能转化的知识得出这种方式会放热,不利于化学能到电能的转化
培养学生严谨的学习态度,通过实验发现问题解决问题。
教师与学生携手实验
分析盐桥
10分钟
【实验探究二】引导学生对如何改进原电池装置,提高化学能到电能的转化效率。
并在学生得出相关结论后,引出盐桥的概念。
ZnSO4CuSO4
【实验】由同学担任老师助手,对盐桥是否能实现所提出的想法进行验证
1、在盐桥插入之前,检流计指针是否发生偏转?
2、在盐桥插入之后,检流计指针是否发生偏转?
3、左右烧杯中各发生了什么反应?
4、该装置与普通锌铜原电池相比,有什么不同的地方?
【思考】对教师提出的问题进行讨论研究,得出相关想法:
不直接接触,分开装溶液
通过观察实验思考回答问题
通过探究,让学生体会获取知识的快乐,启发学生思考,使学生乐于接受,激发学生的学习兴趣
【讲授】在学生讨论的基础上,讲述盐桥的作用:
【讲授】介绍盐桥的构成:
在U型管中装满用饱和KCl溶液和琼胶作成的冻胶
盐桥的工作原理:
1、使Cl-向锌盐方向移动,K+向铜盐方向移动,使Zn盐和Cu盐溶液一直保持电中性,从而使电子顺利地不断从Zn极流向Cu极。
2、可避免负极与电解质溶液直接发生反应,使导线上的电子转移数目与实际反应失电子的数目一致。
【聆听、思考】通过听老师讲解,分析得出含盐桥原电池的构成:
1、①半电池中:
②另半电池中:
③外电路:
④内电路:
。
2、盐桥制法:
3、盐桥的作用:
①.勾通内电路
②平衡电荷,使溶液呈电中性
①通过讲解及实验演示帮助学生分析本节重点和难点,学生在不断的思考和探究中,通过与老师的互动自己分析得出部分结论,从而加深学习的印象和效果
②培养学生善于观察,善于总结的能力
知识小结
对盐桥的原电池进行小结
2分钟
提出问题:
1.盐桥的作用:
2.加入盐桥后由两个半电池组成的原电池工作原理:
讨论思考
回答问题
培养总结知识的能力
投影单液电池和双液电池
总结双液电池优点
2分钟
【总结】双液电池的优点:
1.有效避免了电极材料与电解质溶液的直接反应,增加了原电池的使用寿命
2.离子在盐桥中作定向移动,减少了离子的混乱,使离子移动更加有序,电流持续稳定,提高了原电池的使用效率
聆听整理
通过总结,使学生对原电池的工作原理有了更深的理解
总结
原电池的构成条件
2分钟
提问:
构成原电池的条件:
思考总结
引导学生对所讲知识进行回顾,加深理解。
投影练习题
测试对原电池的掌握程度
7分钟
请根据离子反应:
Cu+2Ag+=Cu2++2Ag设计一个带盐桥的原电池
思考、讨论得出答案
通过此题了解学生对原电池的掌握程度。
【练习】教师给出适量的练习题
【引导】引导学生对本节课所学知识进行小结
完成练习题,对所学知识的掌握情况进行检测
【讨论、总结】学生通过交流讨论,对本节课知识进行整理归纳
①通过对知识的回顾,从而加深对相关知识点的理解②培养学生归纳总结能力
总结本节收获
课后作业
本节收获:
1、你知道单液原电池和双液原电池的有什么不同吗?
2、你学会设计原电池吗?
课后思考:
1、对比电解池,它们在工作原理上有什么异同?
2、根据所学知识课后自己利用身边的物品设计几个原电池。
记录,思考
巩固本节重点和难点
八、【板书设计】
1.3原电池的工作原理
1、盐桥的作用:
①.勾通内电路
②平衡电荷,使溶液呈电中性
2、盐桥原电池的工作原理:
①半电池中:
还原性强的材料作负极,失电子被氧化
②另半电池中:
电解质溶液中氧化性强的离子在正极得电子被还原
③外电路:
电子由负极经导线流向正极
④内电路:
两极之间通过盐桥构成闭合回路。
3、构成原电池的条件(极、电、路、自发)
(1)有二种活泼性不同的金属(或金属与非金属)做电极;
(2)两电极在电解质溶液中;
(3)形成闭合回路;
(4)有自发的氧化还原反应
九、【巩固练习】
1.一个电池反应的离子方程式是Zn+Cu2+=Zn2++Cu,该反应的的原电池正确组合是
A
B
C
D
正极
Zn
Cu
Cu
Fe
负极
Cu
Zn
Zn
Zn
电解质溶液
CuCl2
H2SO4
CuSO4
HCl
2、X、Y、Z、W四种金属片进入稀盐酸中,用导线连接,可以组成原电池,实验结果如图所示:
则四种金属的活泼性由强到弱的顺序为_________________
3.如图所示,在铁圈和银圈的焊接处,用一根棉线将其悬在盛水的烧杯中,使之平衡;小心的向烧杯中央滴入CuSO4溶液,片刻后可观察到的现象是
A.铁圈和银圈左右摇摆不定
B.保持平衡状态
C.铁圈向下倾斜
D.银圈向下倾斜
4.(高考真题)依据氧化还原反应:
2Ag+(aq)+Cu(s)==Cu2+(aq)+2Ag(s)设计的原电池如图所示,请回答下列问题:
(1)电极X的材料是 ;
电解质溶液Y是 ;
(2)银电极为电池的 极,
发生的电极反应为
X电极上发生的电极反应为
(3)外电路中的电子是从 电极
流向 电极。
“原电池实验探究”评价量规
评价指标
好[0,0.8]
较好[0.8,0.6]
需改进[0.6,0]
自评
互评
教师
研究和搜集信息
(10分)
收集大量的信息,所有的都跟课题相关
收集一些基本的信息,大部分和课题相关
没有收集和该实验课题相关的任何信息
实验方案
(20分)
基本上是一个全新的设计,并有根有据
有较大改进,并引入了新想法,但依据上尚存不足
原版照搬课本方案与步骤,没有任何改进
实验操作
(20分)
规范、熟练
较熟练地操作基本仪器,偶尔有不规范之处
会操作基本仪器,但有较多错误或有不规范之处
合作交流
(20分)
经常合作,整个实验基本上在协作中完成。
时而合作,相互沟通研究状况
很少合作
实验效果
(15分)
明显,持续、无安全问题、讲做结合恰到好处
有较为明显的现象,成功,但持续欠足,讲做衔接基本恰当
有现象出现,但有安全问题,或基本成功,但尚有明显失误或错误,没有配合讲解
实验报告
(15分)
几乎没有文字错误,结构严谨规范,解释简洁、科学,并对可能性能作出预测
出现的文字表达错误不影响理解,结构基本合理,但没有对可能性进行探讨
错误较多,或结构不完整、不规范,给理解造成一定困难
总评
学生学习效果评价设计
评价方式
评价内容
评价项目
评价等级
A
B
C
D
自评
对本节知识的兴趣
浓厚
较浓厚
一般
弱
本节课独立思考的习惯
强
较强
中
弱
自信心体验到学习成功的愉悦
多
较多
一般
少
理解别人的思路,与同伴交流的意识
好
较好
一般
弱
在知识、方法等方面获得收获的程度
高
较高
一般
低
同伴互评
本节课发言的次数
多
较多
一般
少
质量
好
较好
一般
差
课堂练习的重要性
高
较高
一般
低
学生课堂表现评价量表
项目
A级
B级
C级
个人评价
小组评价
教师评价
听课情况
听课认真没有走神、讲闲话现象
听课较认真偶尔有走神、讲闲话现象
听课不认真严重有走神、讲闲话现象
发言情况
积极举手发言,有自己的见解
能较少举手发言,有自己的见解
很少发言,不表达自己的见解
合作学习情况
善于与人合作,虚心听取别人的意见
能与人合作,接受别人的意见
缺乏与人合作,难以听取别人的意见
课堂作业情况
认真迅速的完成作业,作业质量高
能完成作业,速度比较慢或质量一般
不能完成作业
我这样评价自己
同伴眼里的我
老师的话
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