利用化學實驗喚醒學生的參與意識

陳建峰+?オ?

一、教材分析

本節內容為人教版選修4《化學反應原理》第四章第1節原電池。首先回顧必修與本章前兩節相關知識，認識哪些反應可以設計成原電池，初步理解原電池和電解池在結構上的區別，通過分析具體的氧化還原反應，初步了解選擇簡單原電池電極材料的依據。通過實驗探究，使學生認識化學能不僅可以轉化為熱能，而且通過原電池裝置可以把化學能轉化為電能。通過這節課，學生可以認識銅鋅原電池的工作原理，會判斷正負極和陰陽離子移動方向，會書寫簡單的電極反應。本節課把“深入認識銅鋅原電池的工作原理”作為基本點貫穿始終，初步構建原電池的思維模型，理清學生的思路，解決學生的困惑，進而使學生學會分析和解決簡單原電池的能力。教師在教學過程中應注意以下幾點：①充分利用微觀模型和動畫課件幫助學生理解原電池的內部電路中微粒的運動狀態和反應情況；②利用好實驗，使實驗成為學生解決問題的重要工具；③原電池的工作原理的教學要分層次、循序漸進，即通過化學電源和金屬的腐蝕的教學使學生進一步理解原電池的工作原理。

二、教學目標

1.了解原電池的工作原理，學會根據電流的方向判斷原電池的正極和負極的方法，能夠正確書寫簡單電極反應和電池反應。

2.通過實驗與分析，初步掌握形成原電池的基本條件。

3.學習實驗研究的方法，能設計并完成一些基本的化學實驗。

三、教學策略

四、思維導圖

五、教學過程

教學環節與時間教師活動學生活動設計意圖

引入：通過復習提問引入新課

2 min

多媒體課件：

[復習提問]1.氧化還原反應的特征是什么？

2.氧化還原反應的本質是什么？（答）元素化合價發生升降

（答）電子的轉移

復習舊知識，引入新知識，溫故而知新。為下一步強調氧化還原與原電池的密切聯系埋下伏筆。

指出存在的問題和困惑點1 min

預習反饋：1.大部分同學對概念把握較好，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系時遇到困難。

展示學習目標

回顧自己的學習狀態、分析錯題成因了解學習目標

讓學生學會自我反思，指明困惑點明確學習目標

設計原電池：1.選擇合適的化學反應

3 min

下列反應能否設計出原電池

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

引導學生分析

學生根據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分歧。

引導學生回顧必修相關內容和ΔH的含義。

閱讀課本深入體會4 min1. 電子轉移方式？

2. 反應中的氧化劑和還原劑？

3. 溶液中存在哪些離子？陰陽離子是否發生定向移動？

4. 能量轉換方式？

閱讀課本

鋅原子將電子直接轉移給Cu2+

思考并回答：Zn失電子；Zn為還原劑；Cu2+得電子；CuSO4為氧化劑

體會置換反應中電子轉移的特征——在鋅片表面直接轉移給Cu2+。

引導學生根據氧化還原反應分析氧化劑和還原劑，為設計原電池的電極材料打基礎。

同時，鞏固學生的離子觀。

設計原電池：2.選擇合適的裝置

1 min下列裝置能否把化學能轉化為電能？

學生根據已有知識，選擇合適的裝置。

說出選擇的理由

幫助學生感性認識電解池與原電池結構，同時體會它們的根本區別——電解池需要外加電源。

通過把概念轉化為直觀的圖形，培養學生的信息轉化能力。

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。

巡視指導完成實驗并記錄

學生通過實驗獲得感性認識，進一步理解原電池的工作原理，進而對電極材料和電極上發生反應的反應物之間的關系形成初步認識。

小組討論與展示10 min1.實驗現象：

2.總結原電池的構成條件。

3.如何根據電子的得失判斷正負極？

4.寫出電極反應，判斷陰陽離子的移動方向。

5. 寫出電池反應，判斷能量變化形式。

（需畫裝置圖）

思考并回答：書寫電極反應

負極：Zn-2e-Zn2+

正極：Cu2++2e-Cu

書寫電池反應

總式：Zn+CuSO4Cu+ZnSO4培養學生的語言組織能力和獨立學習能力。

初步練習書寫電極反應，體會書寫方法。

變式訓練5 min巡回指導完成課本第P73頁習題1、2

鞏固提高，使學生由對實驗的感性認識過渡到方法總結。

原電池思維模型的初步構建

5 min繪制銅鋅原電池模型并標出電子流向、正極、負極、電解質（CuSO4）溶液中陰、陽離子移動方向等。同學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

初步體會電極反應的特點——氧化反應和還原反應分別在兩個電極上進行。

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，電流表指針是否發生偏轉？在鹽橋插入之后，電流表指針是否發生偏轉？

（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識？

3.注意分工合作，完成后整理儀器。

巡視指導

完成實驗：觀察并記錄實驗現象；

根據實驗現象修正對“原電池的構成條件”這一問題的認識；

書寫電極反應、

負極：Zn-2e-Zn2+

正極：Cu2++2e-Cu

書寫電池反應

總式：Zn+CuSO4Cu+ZnSO4

培養學生通過實驗獲取證據的意識；

培養學生發現問題、提出問題、解決問題的能力。

閱讀自學3 min布置閱讀自學任務：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，對重點內容強化記憶，加深理解，深入體會銅鋅原電池的工作原理

通過閱讀自學，使學生認識雙液銅鋅原電池，加深學生對原電池工作原理、結構特征和反應特點的認識。

鞏固練習5 min

把純凈的鎂條和鋁片用導線連接，再分別插進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成原電池，若能，請標出電子流向、正極、負極、電解質溶液中陰、陽離子移動方向等，寫出電極反應和電池反應。

畫出裝置圖，標出電子流向、正極、負極、電解質溶液中陰、陽離子移動方向等，寫出電極反應和電池反應。

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象是（ ）。

A.鐵圈和銀圈左右搖擺不定

B.保持平衡狀態

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

結合裝置圖分析，嘗試寫出電極反應

體會電解質溶液對電池反應和電極反應的影響。

提升學生知識的遷移應用能力。

小結2 min組織學生對本節課內容小結原電池的工作原理小結：原電池是一種負極流出電子，發生氧化反應，正極流入電子，發生還原反應，從而實現化學能轉換為電能的裝置。回饋學習目標。

課外任務小組成員利用課余時間，設計一個簡易原電池，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、發表演講等 提高學生的語言組織

能力和獨立學習能力。

六、教學反思

本節內容有學生熟悉的銅鋅原電池，也有學生沒接觸過的“鹽橋”。學生在通過閱讀自學、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、電極反應的方式，采用把概念形象化，與裝置圖建立聯系，進而形成銅鋅原電池思維模型的教學模式。學生大都能理解電極材料是如何選擇的，會判斷正負極的方法，會書寫簡單的電極反應。課堂反饋較好。

本節課內容較多，課堂設計以原電池的工作原理為主線索，以學生活動來分析歸納銅鋅原電池的工作原理為引導逐步展開教學。學生完成設計的環節用時較長，處理起來時間緊，所以學生的課前預習非常重要，一些設計性的內容應該讓學生課前完成，上課時直接進行實驗，這樣才能順利完成教學進度。

這節課有實驗，學生比較活躍，課堂氣氛好，從課上檢查情況來看，學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。課后，學生還應該加大練習，進一步熟悉電極反應的書寫方法。通過課外活動的設置，可以增強學生通過生活體驗化學的樂趣，使學生在玩中學，學中有所悟。通過了解為何回收廢舊電池，小組宣傳活動，增強學生的社會責任感。

（收稿日期：2016-02-12）endprint