化学选择性必修1原电池教学设计

这是一份化学选择性必修1原电池教学设计，共13页。教案主要包含了教师提出项目，感知神奇等内容，欢迎下载使用。

学校
课题
原电池的奥秘
年级
高一
学科
化学
教材分析
本部分内容围绕原电池展开，教材内容按照从现象到本质、从简单到复杂、从理论到实践的逻辑顺序进行编排，符合学生的认知规律，有助于学生逐步构建原电池的知识体系。通过引入菲律宾能源救星案例中的盐水灯以及相关的盐水小车等情境，逐步引导学生探究化学能转化为电能的原理和过程。首先从电流的实质和氧化还原反应的本质回顾入手，为学生理解原电池的工作原理搭建知识桥梁。接着通过铜锌原电池的实验探究，让学生直观地观察到化学能转化为电能的现象，并得出原电池的定义。
学情分析
学生在物理学科中已经学习了电流的相关知识，对电流的实质有一定的了解，这为本节课理解原电池中电能的产生提供了基础。在化学学科中，学生已经掌握了氧化还原反应的概念和本质，知道氧化还原反应中存在电子的转移，这是理解原电池工作原理的关键知识
点。然而，学生对于如何将氧化还原反应与电能的产生联系起来，以及原电池中具体的电子转移过程和电极反应等知识还比较陌生，需要教师通过引导和实验探究进行深入讲解。
教学目标
理解原电池的工作原理，掌握原电池的构成条件，能够准确描述原电池中电子的转移方向、电极反应和电流的形成过程。
了解单液原电池和双液原电池的特点及差异，知道盐桥和离子交换膜在原电池中的作用
通过实验探究活动，培养学生的观察能力、实验操作能力和实验数据分析能力，学会从实验现象中提取信息、分析问题和得出结论。
教学重难点
重点
原电池的工作原理，包括电极反应、电子转移和电流形成的过程，单液原电池和双液原电池的特点及改进方法，盐桥的作用。
电极反应式的书写。
难点
理解氧化还原反应与原电池工作原理的内在联系。分析单液原电池的缺陷及双液原电池的优势，
正确书写复杂氧化还原反应的电极反应式。
教学准备
1.录制预习微课。2.制作课前预习检测习题。3.课中学生分组实验准备：准备锌片、铜片、稀硫酸、硫酸铜溶液、盐桥（简易盐桥制作材料如滤纸、KCl 溶液）、电流表、导线、用于学生进行实验探究。准备不同浓度的盐水和相关的电池材料，以便在课堂上进行盐水小车等演示实验或让学生进行简单的拓展实验。4.录制数字化实验视频，节省实验准备的时间，提升课堂效率。
教学环节
教学内容
教师活动
学生活动
智慧课堂应用及分析
1.功能选择
2.应用价值
3.评价体现
时长
1.1
课前预
通过智慧课堂数据统计，检查学生经过预习微课的学习，对本节课的预习情况。
1分钟
1.2 导入
习检查
介绍菲 律宾能 源救星 案例及 “水动力”盐水
灯，引出原电池主
题。
（1）【教师提出项目】菲律宾居民使用盐水灯照明的真实情境。AisaMijen，是一名菲律宾科学家和环保工作者。2015年，她看到菲律宾群岛有超过 7000 多个岛屿居民仍用不上电，依靠蜡烛和煤油灯照明，于是研发出一款盐水 LED 灯，只需要 1 杯水和 2 茶匙盐，就可以让 LED灯照明 8h。考虑到海岛周边丰富的海水资源，这款产品在环保可再生能源中最为合适，已经风靡非洲等缺电或少电地区。
（2）展示 “水动力” 盐水灯实物（播放盐水灯视频），激发学生的好奇心：“今
天，我们有幸接触到类似的‘水动力’盐水灯，让我们一起揭开它的神秘面纱，探索其中的奥秘。
（ 3）
【感知神奇】教师拿出盐水小车，向学生
介绍：“在盐水灯解决了能源问题后，化学界又进一步衍生出了盐水小车， 同学们，看这个有趣的盐水小车，它不需要传统的电池，却能运动起来。你们知道它的动力来源是什么吗？” 引导学生观察小车的结构和连接方式。
（4）学生分组进行实验。并进行投屏展示。
（5）提问学生对小车运动动力来源的猜测，引导学生思考能量的转化方式，从而引出化学能可以转化为电能的话题，顺利过渡到本节课的主题 —— 原电池。
观察盐水灯、
“水动力”盐水灯 和盐水 小车，
上台操作盐水小车，猜测小车动力来源，分组讨论研究思路。
功能选择：利用数据统计功能。
应用价值：智学网数据统计，可以准确的看到学生预习情况，以及对本节课中不理解的知识的反馈。
评价体现：观察学生对情境的关注度和参与讨论的积极性。
9 分钟
2.知识铺垫
回顾电
流实质
和氧化
还原反应本
质，思
（ 1）教师 引导学生 回顾 电流 的相关知识：“同学们，在我们深入探究盐水小车的动力来源之前，我们先来复习一个重要的物理知识。大家都知道，电流在我们的生活中无处不在，那谁能说一说电流的实质是什么呢？” 引导学生回忆并回答电流
回忆电流实
质，思
考化学
能与电
能转化
5 分钟
考化学能与电能转
化。
的实质是带电粒子的定向移动。
（2） 电流 的实质是带 电粒子 的定 向移动，氧化还原反应的本质是电子的转移。
（3）思考转化建立联系：如何巧妙地利用氧化还原反应来实现化学能与电能的转化呢？这就是我们接下来要重点探究的问题。
问题。
3.实验探究一：
铜锌原电池
探究铜锌原电池的实验现
象、结论及定义。
（1）实验步骤：
• 学生分组进行实验，将锌片、铜片平行插 入 稀 疏 酸 中 ， 记 录 现 象 。
• 将铜片、锌片接触并串联电流表，观察现象。
（2）实验现象记录：
• 锌片、铜片平行插入时，锌片表面有气泡产生。
• 装置串联时，铜片上有气泡，小车向前运动。
（3）实验结论：小车向前运动说明有电能产生，装置中可能发生了化学反应，因此化学能直接转化为电能。
（4）得出原电池定义“通过大家的讨论和分析，我们发现当锌片和铜片接触并插入稀硫酸中时，形成了一个特殊的装置，在这个装置中化学能直接转化为了电能。这就是我们所说的原电池。” 从而得出原电池的定义：化学能直接转化为电能的装
置。
分组进行实
验，记录现
象，参与讨论分析实验结
论。
功能选择：智慧课堂投屏功能。应用价值：通过智慧课堂投屏功能能能够兼顾到每一位学生的课堂表现，能将学生个人的学习成果进行展示，提升学生课堂的主体性。
评价体现：丰富教学手段，提升教学率。
15
分钟
4.任务一：
分析铜锌
分析铜
锌原电
池工作
原理，
（1）提问：
提问学生：
“如何通过实验来判断这个铜锌原电池的正负极呢？”
根据课
前预习资料“直流电动
功能选择：智慧课堂分组讨论、投票、数据统计功能。
10
分钟
原电池工作原理
包括电极反
应、电子转移等。
•分组讨论得出方案，再通过智慧课堂手段让学生对方案是否合理进行投票。
结论：将铜片接在电动机的负极锌片接在电动机正极小车会向后运动，进行投屏展示。
• 铜片上的气泡是什么气体，如何产生？氢气从何而来？
• 电流如何产生？谁失去电子？ 电子从何而来？电子的转移方向？
•如何判断反应的正负极， 电极上分别发生了什么类型的反应？
（2）讲解 电极反应式 的含义和书写方法，学生思考并书写电极反应式。
（3）总结 ：负极 ：Zn - 2e- = Zn²+ ；正极：2H+ + 2e- = H2。
书写：讲解完后，教师让学生自己思考并尝试书写电极反应式，教师通过智慧课堂功能能，查看学生的书写情况，及时发现并纠正学生在书写过程中出现的问题。
•练习检测：并根据数据统计结果对习题与针对性讲解。
机工作原理”可知如果将电动机的正负极反接，即将铜片
和锌片互换位置，小车将会向后运动。分组实验
应用价值：智慧课堂互动中小功能能的使用，丰富教学色彩，增强教学趣味性。
评价体现：通过互动工具，增加了师生互动以及生生互动，增强了课堂的趣味
性，并通过大数据统计，可以了解学生对该知识点的掌握情况，精准教学。
功能选择 ：智慧课堂数据统计。
应用价值 ：智学网数据统计 ，可以准确的看到学生预习情况 ， 以及对本节课中不理解的知识的反馈。
评价体现 ：通过智慧课堂云集计算 ，将学生的学习结果实时得到反馈 ，教师可以针对学生的不足进行准确教学。
5.任务二：
设计简易单液原电池
根据给
定反应
设计简
易单液
原电池
并总结
设计思路。
（ 1）根据反应 Zn + CuSO4 = ZnSO4 + Cu，学生设计原电池。
• 选择 Cu 、Zn 分别做原电池的正极和负极，选择 CuSO4溶液做电解质溶液。
（2）总结原电池设计思路：
• 根据所给的氧化还原反应写出电极方程式。
• 确定正负极反应物。
• 选择电极材料。
设计原
电池，
展示方
案，参
与讨论
总结设计思
路。
15
分钟
6.实验探究二：
单液原电池的缺陷
探究单
液原电
池的缺
陷及原因分
析。
（1）进行探究实验。
• 预测实验现象： 铜片上有红色物质析出，电流表指针发生偏转。
• 实际现象：锌片表面附着红色固体。
（2）讨论单液原电池的缺陷：使用一段时间后电流会削弱，造成能量损耗，能量转化率低。
进行探究实
验，观察现
象，参
与讨论
单液原
电池缺
功能选择：智慧课堂投屏功能。应用价值：通过智慧课堂投屏功能能能够兼顾到每一学生的课堂表现，能将学生个人的学习成果
15
分钟
（3）分析原因：锌与硫酸铜溶液直接接触导致锌表面发生置换反应，促进了铜在锌片表面析出；锌与硫酸铜溶液接触的表面局部形成了原电池，转移的电子没有经过导线电流逐渐衰减，化学能转化为热
能，造成能量损失。
陷及原因。
进行展示，提升学生课堂的主体性。
评价体现：丰富教学手段，提升教学效率。。
7.实验探究三：
双液原电池
改进为双液原电池，探究其现象、作用及原理。
（1）改进方法：使还原剂锌与氧化剂硫酸铜溶液分开，避免直接接触。
（2）实验步骤：将盐桥分别放入两个烧杯中，将实验装置改进为双液原电池。
（3）实验现象：盐桥存在时电流表指针偏转，取出后盐桥电流表指针不偏转。
（4）任务：简要概括盐桥的作用。
（5）总结：盐桥的作用是避免氧化剂与还原剂直接接触、平衡溶液电荷、形成闭合回路。
制作盐桥和改进装
置，观察实验现象，概括盐桥作
用。
功能选择：智慧课堂全班作答、投屏功能。
应用价值：通过多媒体教学资源的使用，丰富了教学的内容，投屏技术的使用也使得难以被他人观察到的现象，可视化。
评价体现：智慧课堂通过都中教学手段增强了师生互动，生生互动，建立和谐课堂氛围增强学生学习体验。
20
分钟
8.对比分析
对比
单、双液原电池的异同及优点。
（1）分析比较单、双液原电池的异同：
• 相同点：均是氧化还原反应，离子移动和电子移动方向一致。
• 不同点：单液原电池氧化反应和还原反应在同一区域进行。双液原电池氧化反应和还原反应在不同区域进行。
（2）总结双液原电池的优点：相较单液原电池能量转化率高、电流稳定。并利用温度传感器进行验证。
分析比较单、双液原电池异同，理解双液原电池优点。
功能选择：智慧课堂投屏功能。应用价值：通过智慧课堂投屏功能，将学生个人学成果进行展
示，增强学生的自信心，也将不便于观察的实验结果通过拍照的功能能进行展
示，提升教学效果。
评价体现：智慧课堂通过都中教学手段增强了师
生互动，生生互动，建立和谐课堂氛围增强学生学习体验。。
5 分钟
9.拓展
介绍离子交换膜相关知识。
介绍图中的离子交换膜
1mlZnSO4 阳离子交换膜 1mlCuSO4
思考离
子交换
膜与盐
桥的比
较，理
解离子
交换膜
相关知识。
5 分钟
10.小结
回顾原电池变迁史，总结工作原
理、特点及改进方
法。
回顾原电池的变迁史：单液原电池—双液原电池—隔膜原电池。
（2）总结原电池的工作原理、单液原电池和双液原电池的特点及改进方法，强调盐桥和离子交换膜的作用。
（3）在科技飞速发展的今天，我国在电池技术领域取得了令人瞩目的成就， 自主设计出了燃料电池和超混动力汽车等先进产品。我们要以这些科研人员为榜样，努力学习科学文化知识，培养自己的创新思维和实践能力，将来为祖国的繁荣富强贡献自己的力量。
回顾知识，回答教师提问，巩固所学内
容。
功能选择：智慧课堂投屏功能。应用价值：通过多媒体教学资源的使用，丰富了教学的内容，投屏技术的使用也使得难以被他人观察到的现象，可视化。
评价体现：智慧课堂通过都中教学手段增强了师生互动，生生互
动，建立和谐课堂氛围增强学生学习体验。
5 分钟
板书设计
教学反思
通过本次教学，学生对原电池的概念和工作原理有了更深入的理解，掌握了单液原电池和双液原电池的特点及改进方法。在教学过程中，实验探究和讨论环节充分调动了学生的积极性，培养了学生的观察能力、分析问题和解决问题的能力。但在教学中也发现一些问
题，如部分学生对电极反应式的书写还存在困难，需要在后续的教学中加强练习和指导，进一步拓展原电池在实际生活中的应用，提高学生的学习兴趣和学习积极性。