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《化学反应与电能》教学设计

《化学反应与能量变化》（第2课时）

内容分析

“化学反应与电能”是“化学反应与能量变化”第2课时的内容，它是电化学知识的基础。本节课的重点在于理解原电池的概念、工作原理及形成条件，知识理论性强，微观分析多，较为抽象。教学中要注意结合学生已有的学科知识和生活经验引出并分析新知，注意宏观现象与微观探析紧密结合，通过实验现象的观察和分析，理解氧化还原反应与原电池原理之间的联系，了解原电池的形成条件。利用自主学习渠道，拓展学生学习内容，促进学生体验学科价值。

素养指向

教学目标

证据推理与模型认知

学生通过实验探究认识化学能与电能之间转化的实质，理解原电池的概念及工作原理，建立认知模型。

科学探究与创新意识

学生通过分析、推理、设计实验等方法认识构成原电池的条件，正确判断原电池的正负极，并能利用原电池原理设计原电池。

科学精神与社会责任

学生通过对比火力发电与化学电池的能量利用率和环保效率等，感受社会热点问题，提升将化学知识应用于生产和生活的社会责任感，形成可持续发展意识和绿色化学观念。

教学重点

理解氧化还原反应与原电池原理之间的联系，理解原电池的工作原理及形成条件。

教学难点

探究原电池的形成条件及原电池的设计

教学过程

教学环节

教师活动

学生活动

设计意图

环节一

情境引入

【展示】电动小风扇

【提出问题】电池为什么能使小风扇转起来？电池中的电从何而来？

【小结】我们把这种将化学能转化为电能的装置叫原电池，为了这样一个能让人类观察到明显电流的装置，200多年前，伏打也作出许多尝试，最终做出了第一个原电池--伏打电堆。

【引入】化学史实--伏打电堆

根据已有的物理和化学知识回答问题

让学生感受化学反应中产生的电能，激发学生的探究欲望。同时引导学生初步形成科学探究的方法：提出假设→理论分析→实验论证→获得结论。

环节二

初识原电池（理解模型）

【提问】通过伏打电堆的学习，我们能否从实验室中寻找材料验证伏打的猜想呢？画出你设计的装置图，并实施实验。

【素材】铜片、锌片、稀硫酸、导线、电流计

【实验探究1】锌-铜原电池工作原理

(1)将锌片和铜片插入盛有稀硫酸的烧杯中，观察现象。

(2)用导线连接锌片和铜片，观察、比较导线连接前后的现象。

(3)用导线在锌片和铜片之间串联一个电流计，观察电流计指针是否偏转。

【提问】

思考1：反应中有电子转移吗？

思考2：铜片表面产生的是什么气体？

是何种微粒转变的？电子从何而来？

用导线连接后，转移的电子形成了电流吗？

思考3：这个装置中的正负极？

溶液中阴、阳离子是如何移动的？

铜片在装置中起什么作用？

要使电子定向移动需要什么条件？

【小结】原电池的工作原理

【过渡】既然我们已经理解了原电池的工作原理，那么哪些条件是构成原电池的必要条件呢？我们任然通过对比实验来获得结果。

【实验探究2】原电池的形成条件

实验目的：利用提供的实验用品，设计微型原电池，探寻原电池的形成条件。

小组合作：实验员，观察记录员

仪器：点滴板、锌片（2片）、铜丝、导线、灵敏电流计

药品：稀硫酸、CuSO4溶液、无水乙醇

【小结】原电池的形成条件

讨论并画出简易装置图

利用提供素材，按照实验要求，进行实验，并填好表格

交流实验现象得到的实验结论：

锌片上有气泡，铜片上没有，

Zn+2H+=Zn2++H2↑，铜片不与稀硫酸反应。

（2）讨论交流，分析原电池工作原理：导线连接后，铜片上有气泡产生，说明电子通过导线流动到铜片上，H+在铜片上得电子产生H2。电流表的指针发生偏转说明导线中有电流产生。

书写电极反应式。

（3）电流方向是从正极流向负极，电子流动方向与电流相反。所以锌做负极，铜做正极。

通过对以上原电池原理的分析，小组设计并进行实验，整理记录实验信息，汇报。

根据小组汇报的实验信息，讨论总结构成原电池的必要条件。

诊断学生收集证据、分析推理的水平，发展依据信息建构模型的能力。

学生明确锌与稀硫酸反应，铜不与稀硫酸反应。但用导线连接后，铜片上却产生气泡，引发学生的认知冲突，引导学生进行深层思考，通过观察能辨识宏观现象，能运用多种符号表征物质变化。从微观层面理解其现象产生的原因，并能理解证据与结论的关联，认识现象与模型之间的关系。观察到锌片上也有气泡产生，对培养学生尊重事实、证实与证伪的能力很有裨益。

引导学生引用干电池做对照，进行推理论证，并结合氧化还原反应归纳总结原电池正负极的判断。

分组实验，培养学生良好的实验习惯，同时促进学生的实验的协作能力和总结表达能力。

形成模型化认知，加强学生对原电池形成条件的认知，培养学生实验探究和信息处理能力。

环节三

设计原电池

（建构模型）

【过渡】通过原电池的工作原理和形成条件的学习，我们能否设计一个原电池？

【小结】简单原电池的设