化學能轉化為電能—電池（第1課時）教學設計案例
一、教材分析
本節(jié)知識是在《必修2》化學反應的應用中提到了原電池以及上一節(jié)《電解》中學習了電能轉化為化學能的知識背景下，進一步學習如何將化學能轉化為電能的有關知識。第1課時的任務是介紹原電池的工作原理，內容相對比較抽象，同時又是學習后面知識重要的基礎。教材中通過活動探究、交流研討等教學環(huán)節(jié)，將知識層層展示出來。在教學設計中，應該充分把握教材的內涵，通過有利于學生充分理解和掌握的教學方式設計課堂。
二、教學目標
1.知識與技能
（1）理解原電池的工作原理，掌握形成原電池的基本條件。
（2）能正確規(guī)范書寫電極反應方程式。
（3）能初步根據典型的氧化還原反應設計原電池。
2.過程與方法
（1）通過分組探究實驗的過程，使學生體會化學知識的獲取方法；同時培養(yǎng)學生的觀察能力、分析問題能力以及分工協(xié)作、互相協(xié)助的工作方式。
（2）通過設置探究問題，學生分組討論的過程，讓學生學會發(fā)現問題、解決問題的方法；同時進一步理解實踐→認識→再實踐→再認識的辨證唯物主義的思維方法。
3.情感態(tài)度與價值觀
（1）通過學生實踐動手實驗，激發(fā)其學習興趣與投身科學追求真理的積極情感。
（2）通過探究知識的問題討論，體驗科學探究的艱辛與愉悅，增強為人類的文明進步而積極學習化學的責任感和使命感。
三、教學重點、難點：原電池的工作原理
四、教學方法：自主探究實驗、互助交流討論
五、教學輔助：分組實驗、多媒體課件、實物投影
六、教學過程
教師活動
學生活動
設計意圖
【展示】一組知識情景圖片
（收音機、電動車等圖片；宇宙飛船、人造衛(wèi)星等圖片）
【敘述】這些我們生活中熟悉的東西以及高端技術品，它們工作動力如何解決？
【再展示】一組知識情景圖片
（電池造成的水污染圖片、鉛中毒圖片等）
【引入課題】電池為我們的生活和發(fā)展提供了便利，同時也帶來一些負面影響。要讓電池為我們更好的服務，同時減少它的負面作用，首先就需要我們理解原電池的工作原理，這也是我們本堂課的學習任務。
觀察、想象
積極發(fā)言：電池
觀察、思考
聆聽
引入知識的應用背景，激發(fā)學生的求知興趣
讓學生充分體會化學知識的用途，感知自己的社會責任。
【過渡】我們以鋅與CuSO4反應為例一起來分析電能的產生。
【分組探究實驗1】設計實驗分析鋅與CuSO4 反應中的能量變化情況。
儀器與藥品：CuSO4 溶液、鋅粒、燒杯、溫度計
【巡視指導實驗過程】
【小組實驗成果展示】請回答你們小組實驗的設計方式與實驗結論
【點評】小組合作非常成功。
學生分組協(xié)作進行實驗
（1）設計實驗方案
（2）觀察記錄實驗現象。
操作：鋅與CuSO4 溶液反應，測量反應前后溶液的溫度
結論：反應中向環(huán)境放熱
鍛煉學生實驗能力；引導學生感知知識的獲取過程
【過渡】反應中放出的熱能如何想辦法轉化為電能呢？
【分組探究實驗2】設計實驗將該反應所釋放的能量轉化為電能
儀器與藥品：CuSO4 溶液、鋅片、銅片、大燒杯、檢流計、導線
【巡視指導實驗過程】
【小組實驗成果展示】請回答你們小組實驗的設計方式與實驗現象、實驗結論
【引導】其他小組有需要補充的嗎?
【點評】很好。
學生分組協(xié)作進行實驗
（1）設計實驗方案
（2）觀察記錄實驗現象。
實驗圖：（圖1）
現象：電流計指針偏轉
結論：化學能轉化為電能
【過渡】這個裝置就是原電池。那么原電池究竟是如何將化學能轉變成電能的呢？
【思考交流研討1】
1、在實驗裝置上，標出電極名稱；并寫出電極上發(fā)生的反應及總反應。
2、試分析裝置中內外電路是怎樣形成電流的。
3、分析下圖并討論，構成原電池的條件是什么。
（圖2）
4、試歸納原電池的工作原理。
【小組分析結果展示】請回答你們小組的討論結果
【引導】其他小組有需要補充的嗎?
【點評】分析的非常詳細。
教師強調補充內部條件
【動畫演示】原電池的工作過程；微觀粒子的運動形成電流。
【教師歸納并板書】
一、原電池的工作原理
1、構成條件：（前提：自發(fā)的氧化還原反應）
（1）兩個活潑性不同的金屬電極（或石墨）
（2）電解質溶液
（3）形成閉合回路
2、工作原理
通過原電池裝置，使一個自發(fā)進行的氧化還原反應的氧化過程與還原過程分在兩個電極上進行，電子的轉移通過外電路進行，從而實現了化學能向電能的轉化。
討論后回答：
1、負極(鋅)：
Zn - 2e- = Zn2+
（氧化反應）
正極(銅)：
Cu2+ +2e- = Cu
（還原反應）
Zn + Cu2+ = Zn2++ Cu
2、內電路：陰陽離子的定向運動
外電路：自由電子的定向運動
3、①電極②電解質溶液③導線連接組成閉合回路
4、帶電粒子的定向運動
補充內部條件：自發(fā)的氧化還原反應
引導學生挖掘知識內在本質的能力
鍛煉學生的自主學習意識和解決問題能力
【思考交流研討2】
1、如圖，如果沒有鹽橋能否實現化學能向電能的轉化；有鹽橋的原電池與我們實驗用的裝置相比有什么優(yōu)點？ （圖3）
2、原電池正負極的確定方法有哪些？
【小組分析結果展示】請回答你們小組的討論結果
【引導】其他小組有需要補充的嗎?
【點評】同學們對問題理解的很到位。
【教師歸納并板書】
3、正負極的確定方法
（1）金屬電極的活潑性：活潑性強的為負極
（2）化學反應類型：負極發(fā)生氧化反應；正極發(fā)生還原反應
（3）電子運動：（外電路）電子流出的一極為負極
（4）離子運動：（內電路）陰離子向負極方向運動
討論后回答：
1、不能，無法形成閉合回路
可以徹底使氧化和還原過程分離互不干擾
2、
①電極活潑性
②反應類型
③電子運動
④離子運動
培養(yǎng)對規(guī)律性知識的歸納意識及能力
【課堂小結】
反應熱 原電池 （負極氧化）
熱能 化學反應 電能 氧化還原反應 原電池
電解池 （正極還原）
形成知識體系鞏固新學知識
【知識運用】
1．利用2Fe3+ + Cu=2Fe2++ Cu2+設計一個原電池，畫出示意圖，寫出電極反應。
2．1909年愛迪生發(fā)明了鎳鐵堿性電池,其化學反應原理如下:
Fe+NiO2+2H2O=Fe(OH)2+Ni(OH)2 ,請判斷負極和正極,電解質溶液是什么? 嘗試寫出電極反應。
知識應用與課堂效果檢測
【課后作業(yè)】
1、課后習題。
2、收集生活中的各種電池的資料，并利用原電池的工作原理進行分析。
課堂知識的延續(xù)與升華
七、教后反思
通過教學過程的實施，充分認識到學生有著想要零距離接觸科學知識的向往。整個教學實施中，學生積極的參與實驗設計、問題的討論等活動；并在實驗中提出了許多知識上的疑問，在小組討論和教師指導下基本上實現了自我學習、自我提高的學習效果。知識的理解非常到位，課堂應用的效果也比較理想。
這充分體現了，課堂中發(fā)揮學生主觀能動性的必要；做為教師更應該發(fā)揮好輔助、引導的作用，做好每一節(jié)課的課堂設計；課堂設計要更開放，要更加突出學生的參與；真正實現學生樂學、教師樂教的教學目的。
