1、化学能与电能教学案例广东肇庆中学 曾凯芳一、教材分析本节内容是本章知识中的重点。本课时的主要内容有：原电池的概念、原理、组成原电池的条件。原电池原理和组成条件是本节课的重点，原电池原理是本节课的难点。本节教材设置了大量的探究教学素材，富有深刻的探究教学思想内涵。首先，新课引入的两个演示实验为探究教学创设了问题情景，当学生观察到 “铜片上产生气泡”这一反常的实验现象，就会情不自禁地提出一系列问题，产生强烈的探索欲望，并提出各种各样的假设；紧接着，演示实验为学生提供“实证性”材料，学生根据实验现象，经过严密的逻辑推理，得出相关结论；当学生理解原电池的原理后，教材又设置了一个讨论题，让学生自己归纳“
2、组成原电池的条件”。同时，课本后面的“家庭小实验水果电池”，习题中的“用铜、银和硝酸溶液设计一个原电池”都是本课时探究教学内容的应用和延伸。当然，为了更好地实施探究教学，还需对本节教材内容作必要的处理和补充。变教材中的教师演示实验为学生动手实验。对于原电池正负极的判断，教材是以叙述的形式提出的，这不利于学生对概念的理解和记忆。可以利用一节干电池让学生自己设计实验得出结论。这比直接提出正负极的判断方法更有利于启发学生的思维，提高学生的实验设计能力。增加了“组成原电池的条件”这一个讨论题，考虑到学生的知识迁移能力和概括能力还不是很强，单纯的讨论可能会无从谈起，因此教学中设计了一组学生实验习题，通过
3、对比分析，归纳出规律，最终得出组成原电池的三个必要条件。将课本后面的家庭小实验水果电池，移到探讨“组成原电池的条件”的课堂教学中，不仅能帮助同学理解组成原电池的其中一个必要条件电解质溶液，而且能达到学以致用，使学生觉得化学就在我们的身边，从而激发学生学习兴趣，启迪学生思维。在完成上述内容后，可以让学生自己设计一个原电池，将刚学的内容进行应用和巩固，有利于培养学生的知识迁移能力和发散思维能力。这样处理教材内容后，教学就可能按照“设置问题情景学生提出问题进行假设和推理通过实验验证得出相关结论引发新的问题情景提出新问题实验提供直接经验对比分析，总结规律应用原理、规律”的程序进行二、 设计思路指导思想
4、：以学生为主体，让学生自主地参与知识的获得过程，并给学生充分的表达自己想法的机会。学生初次接触电化学知识，对原电池的工作原理有神秘感和探索欲望。要充分利用学生的好奇心和求知欲，设计层层实验和问题情境，使学生在自主实验、积极思考和相互讨论中自己发现问题、分析问题和解决问题。在教学内容的安排上，按照从易到难，从实践到理论再到实践的顺序，首先通过一组实验，引入课题。在实验观察讨论推测验证的过程中，学习和理解原电池的概念和原理。在此基础上，通过实验探索和讨论组成原电池的条件。最后，让学生自己设计一个原电池以检验学生对所学知识的实际应用能力。根据学生的知识结构、心理特点和教学内容的实际需要，采取了启发、
5、讨论、实验探究等教学方法，并结合多媒体进行教学。三、 教学准备1.对学生进行分组：四人为一个小组2.实验准备：每组一个灵敏电流计，两片铜片、两片锌片、一根石墨电极、一节干电池、两杯相同浓度的硫酸、一杯硫酸铜溶液、一杯无水乙醇、一杯水、一颗葡萄（或小西红柿等水果）。3.制作铜锌原电池工作原理的模拟动画4.场地：五楼有多媒体放映设备的实验室教 案学习目标：知 识 技 能： 初步掌握原电池的的概念，原理和构成条件。过 程 方 法： 通过原电池的实验探究，体会化学能与电能的转化情景。情感态度与价值观： 通过体验实验探究的乐趣，增强学习和研究化学与能量问题的兴趣，树立正确的能量观念。教学重点：原电池的概
6、念，原电池的原理和构成条件。教学难点：原电池的构成条件。教学准备：课前投影：实验注意事项一、水果已经切开，只要将电极贴上去就行，用后放回到表面皿中，下个班级将继续用。二、每做完一个实验，容器和电极都要清洗干净，否则实验效果将受到影响。用到硫酸的实验放在烧杯中进行。三、做完实验后，要将仪器和台面清洁，整理好。原电池有关实验准备（由实验室按要求提前准备好）课件准备。（见课件）教学过程：（教学时间：40分钟）概念辨析问题讨论：下例能源中：属于一次能源的是（ ） 属于二次能源的是（ ） A 流水 B 地热 C 氢气 D 电力 E 水煤气 F 天然气 G 原煤 H 潮汐 I 风力 J 蒸气 K 太阳能
7、L 原油思考交流 我国目前电力构成的总体情况课件演示：燃煤火力发电的基本原理与主要过程火力发电是通过化石燃料燃烧（发生氧化还原反应），经过一些的能量转化，使化学能最终转化为电能。转化的过程为：化学能热能机械能电能。特点：能量转化的环节多讨论与交流 燃煤火力发电的主要有那些缺点 1、能量转化率低 2、 环境污染严重 3、设备投资大引导性设问： 怎样将化学能直接转化为电能呢？ 原电池- 将化学能转化成电能的装置实验感悟 实验2-4 铜锌原电池实验 学生动手实验：利用现有实验桌上的各种配件，组装一个铜锌原电池，进行实验教师指导：稀硫酸的安全使用，灵敏电表的使用注意事项等。 实验现象与原理探讨：自由发
8、言，讨论。动画演示：铜锌原电池原理小结：原电池的电极名称、电极反应、现象与结果 原电池的电极名称与电极反应电极名称负极正极电极材料较活泼的金属较不活泼的金属或惰性电极电子流向电子流出电子流入电极反应氧化反应还原反应电极反应式Zn-2e- =Zn2+2H+2e- = H2 离子方程式Zn + 2H+ = Zn2+ + H2 作用结果被腐蚀没被腐蚀（被保护）外电路电流方向： 从正极流向负极外电路电子流动方向：从负极流向正极化学能转化成电能原电池的形成加快了化学反应的速度科学探究利用实验台上现有的仪器和材料，自我设计各种原电池方案，并进行实验，探究组成原电池的条件，记录好实验的现象，并在小组内交流。
9、实验参考方案材料组合现象结论铜/锌/柠檬果铁/铜/柠檬果铁/铁/柠檬果石墨/锌/乙醇铜/锌/分别插入两片柠檬果讨论归纳构成原电池的条件 1、有两种活动性不同的金属（或非金属）作电极 2、电极材料插入电解质溶液中 3、两极相连形成闭合电路有奖竟答（投影显示问题，学生分组讨论，代表发言，教师评价，鼓励，详细解析）问题一：电子表所用的纽扣电池的两极材料为锌和氧化银，电解质溶液为KOH溶液，其电极反应是：Zn+2OH-2e-=ZnO+H2OAg2O+H2O+2e-=2Ag+2OH-电池的总反应式为：Ag2O+Zn=2Ag+ZnO，下列判断正确的是（ ）A、锌为正极，Ag2O为负极B、锌为负极，Ag2O
10、为正极C、原电池工作时，负极附近溶液的p H值减小D、原电池工作时，负极附近溶液的p H值增大答案：BC解析：原电池的负极上发生氧化反应，所以锌为负极，根据题目给出的电极反应式，负极的氧化反应要消耗OH-，溶液的碱性减小，因此负极附近溶液的p H值变小。问题二： 把A、B、C、D四块金属片浸入稀硫酸中，分别用导线两两相连可以组成原电池。A、B相连时A为负极；C、D相连时，电流由D C；A、C相连时，C极上产生大量气泡；B、D相连时，D极发生氧化反应。这四种金属的活动顺序是（ ）A、ABCDB、ACDBC、CABDD、BDCA答案：B解析：这道题主要考查对原电池正、负两极的判断，在原电池中，比较
11、活泼的金属为负极。A、B相连时A为负极说明A比B活泼；C、D相连时，电流由D C，由于电子流动的方向与电流方向相反，所以C为失去电子的一极，C比D活泼；A、C相连时，C上产生气泡，即C上发生的反应是2H+2e-=H2，是还原反应，所以A比C活泼；B、D相连时，D极发生氧化反应，则D为正极。综合以上结论可知，B是正确答案。课后作业：学材本节第一课时练习“课堂引入”教学过程实录 本课一开始，教师便向学生提出了关于一次能源与二次能源的概念辨析，让学生去讨论，一下就将学生引入了能源这个问题中，通过讨论学生对次能源与二次能源这么一个常识有了一个清楚的认识。 紧接着，教师展示了我国目前能源状况的录像素材，
12、然后又展示了火电厂的生产过程。然后进入下一环节，思考交流 我国目前电力构成的总体情况得出以下结论：燃煤火力发电的基本原理与主要过程火力发电是通过化石燃料燃烧（发生氧化还原反应），经过一些的能量转化，使化学能最终转化为电能。转化的过程为：化学能热能机械能电能。特点：能量转化的环节多 学生的讨论十分热烈，没等到老师提出后一个问题已被学生提出来了燃煤火力发电的主要有那些缺点 1、能量转化率低 2、 环境污染严重 3、设备投资大于是老师因势利导提出了下列引导性设问：设问：怎样将化学能直接转化为电能呢？回答：原电池- 将化学能转化成电能的装置展示各种电池，然后又问，原电池是怎样构成的呢？至此一堂探究性实
13、验课带着学生的强烈求知欲开始了教 学 体 会1、合理处理教材内容。一方面，对教材中的探究性内容进行深刻挖掘；另一方面，对教材中不适宜探究性教学的内容进行适当的处理，补充一些问题情景，拓展了教材的思想内涵。 2、讲究探究教学策略。首先，在教学过程中制造一个宽松民主的氛围，有利于学生互相讨论、主动发言，并大胆质疑，提出一些独特的想法，学生主体作用得到充分发挥；其次，设置的问题恰到好处，并具有一定的发散性，学生不能立即作答，但通过一段时间的思维，不同水平层次的学生可从不同方向去思考，得到他自己认为合理的答案；第三，每次讨论时，给学生足够的时间和空间，使讨论较充分和彻底；第四，课堂组织严密，一个问题提
14、出后，首先在组内讨论，讨论后各组在中心发言时又会引发组间讨论，公开课中，师生对话、生生对话不断，整堂课气氛热烈而有序。3、突出实验基础作用。本课时中问题背景的设置、讨论后假设的验证、到最后规律的得出都是通过学生亲自动手获得，这不仅提高了学生的基本实验技能，使学生有了亲身体验，更使学生懂得了实验是化学知识的来源，也是化学最高法庭，使学生明白尊重事实、实事求是是科学研究的最基本精神。4、发挥多媒体辅助功能。本课时多媒体课件制作精美，给人以美的享受，借助现代媒体生动直观地展示原电池原理，有利于学生突破原电池原理这一教学难点。参考文献： 原电池原理及其应用 第一课时 教学案例 乐清市虹桥中学 邵益君 特别是首尾有较多引用。本文只作校内交流，如向外交流还需进一步修改。
