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视频课题：高中化学人教版选修4化学反应原理第四章第一节原电池 -北京
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高中化学人教版选修4化学反应原理第四章第一节原电池 -北京市 - 石景山
《原电池》教学设计
一、教材分析与学情分析
1、教材分析：在人教版教材必修2中以铜锌单液电池模型为载体，简单介绍了原电池的工作原理和形成条件；在选修4《化学反应原理》的第四章第一节中以双液电池模型为载体，深化认识原电池原理和形成条件；随之，第二节《化学电源》则在此基础上介绍实用化学电池及其工作原理。因此，本节课在教材内容上起着承上启下的作用。
2、学情分析：
【认知基础】对原电池原理有初步认识；具有一定的实验探究能力。 【局限认识】氧化剂和还原剂只有接触才可能发生氧化还原反应。
【发展方向】通过实验活动对原电池原理形成完整认识，提高解决问题的能力。 从单液电池模型到双液电池模型，学生的知识和能力层次需要进行一次较大的跨越。因此，本节课的关键是寻找学生的“最近发展区”，帮助学生主动思考，突破认识的局限性，完成对原电池原理及形成条件的认知跨越。
二、教学目标与教学策略：
1、教学目标设计 预习目标:
【知识与技能】通过设计铜锌稀硫酸原电池，复习回顾原电池的工作原理，并会绘制模型图
【过程与方法】根据所给材料设计水果电池，每组至少设计一种方案并做实验验证是否成功，并根据自己的方案提出质疑或作出评价，实验过程要求录像和拍照（实验装置）。 【情感态度与价值观】培养严谨求实的科学态度，学习科学研究的过程。 课堂目标:
【知识与技能】通过单液原电池向双液原电池的跨越,能说出双液原电池的工作原理 【过程与方法】通过Fe-Cu-CuSO4电池的设计活动，初步形成认识、设计原电池的思维模型和方法
【情感态度与价值观】通过制作水果电池的实验活动体验建构原电池模型的过程。 【教学重点】双液原电池工作原理和形成条件
【教学难点】氧化还原反应完全分开在两极发生(分池、分液)
2、教学策略设计
教师引导下的学生实验探究与模型建构相结合：
学生根据铜—锌—稀硫酸原电池实验的缺陷，学生分析可能的原因，并设计蔬果电池以避免铜—锌—稀硫酸原电池实验的缺陷。并将实验过程录像拍照。依据蔬果电池的模型设计铁—铜—硫酸铜原电池，并用实验验证能避免上述情况的模型。 3、教学用品：
多媒体电脑及投影设备、灵敏电流计、导线、原电池容器两个、铜丝、铁丝、盐桥、硫酸铜溶液、硫酸亚铁溶液、氯化钠溶液
4、教学流程
预习环节：复习回顾：将Zn+H2SO4=ZnSO4+H2设计成原电池，并回顾工作原理
发现问题
设计实验：设计水果电池并实验 教学环节：展示设计，回顾基础 蔬果电池，提炼模型 设计电池，完善认知 总结方法，巩固训练
比较异同，得出结论
三、教学过程设计
教学环节
教师活动
学生活动
设计意图 设计展示 回顾基础
【预习交流】展示预习成果 铜锌原电池装置图，构成条件 及工作原理
【质疑】正极材料参与反应了吗？ 正极材料的作用是什么？
【回顾复习】 原电池工作原理： 负极：氧化反应 失电子 正极：还原反应 得电子 电子从负极流向正极， 阴离子从正极流向负极，形成闭合回路。
思考：正极材料没有参与反应
导电
第一次理论分析，激活学生对原电池原理及形成条件的已有认知。为后续产生认知冲突奠定基础。 提醒学生要熟悉教材原型，但
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可以换成别的电极材料吗？ 指出学生预习中的局限性，如果写成阴离子移向负极，阳离子移向正极就突破了具体模型的局限。 【回归实验】回归到铜锌原电池实验中，发现一些现象：锌片上有气泡，溶液温度升高，电流强度减弱。 【展示原因】锌片上有气泡是因为锌与硫酸直接接触（分开）；溶液温度升高是因为锌与硫酸的反应放热；电流衰减可能是因为氢离子浓度降低，也可能是部分化学能转化为热能，能量转化率低，部分氢离子在锌片上的电子，截获了一部分电子，使电流减弱。 小组讨论：可换成石墨，或者比锌活动性差的金属
接受并吸收
接受同伴的分析，反思自己的设计
不能局限在教材的原型中，学习过程中要赋予知识一定的灵活性和创造性。 帮助学生从一般模型的认知上升到方法的认知。
为后续展示分析各组的设计方案和实验成果提供心理准备
蔬果电池
提炼模型
【方案展示，提炼模型】
为了避免电流衰减快，有的同学将两个电极分开在不同的水果进行反应，有的同学多串联几个水果，有的同学试图将西红柿榨成汁，以提高氢离子浓度，有的同学用不同的水果实验 【展示成果】学生实验成果，课前实验的图片和录像
让各组之间相互认同，相互学习教师引导，学生主动建构模型，集体讨论修改： 方案1 方案2方案3
序号 方案、现象
设计评价
方案1 铜丝和铁丝同时插入单个西红柿中 (有电流) 单池单液
方案2 铜丝和铁丝分别插入柠檬中（之间
有膜）(有电流) 分池单液 方案3
铜丝和铁丝分别插入分开的两个水果中，中间用导线连接(无电流)
分池双液
通过蔬果电池实验的方案讨论，使学生从“单液”→“单液有膜”的实验
演化成“单池”→“双池”的模型建构；从“膜”上升到“盐桥”的认识。
第二次理论分析提出双池-盐桥模型，在模型
分析中再次强调电流的形成过程，同时强调盐桥的作用。
【针对方案2提问】为何有膜也能产生电流？
【针对方案3】实验发现两个电极插入分开的两个水果中不能产生电流？如何改进，产生电流？【教师演示学生事实验视频】 【提问】解释方案3中产生电流的原理
【知识介绍】在化学实验中常用
的盐桥是在U型管里装含有琼胶的饱和KCl溶液。
【可能解释】因为两瓣中间的膜可以让离子通过，离子定向移动形成闭合回路。
【可能解释】未形成闭合回路。解决方法：将两个水果用导线连接起来。
【可能解释】在“桥”中离子能够定向移动，构成闭合回路。 【原理分析】
负极（氧化反应）：Fe-2e- =Fe2+ 正极（还原反应）：Cu2++2e- = Cu 电子：负极——导线——正极 离子：阴离子——负极 阳离子——正极
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实验探究 完善认识
【提出问题】现有反应Fe＋CuSO4＝FeSO4＋Cu，设计成双池原电池装置？
【组织学生交流，确定设计思路】先将氧化还原反应拆分，再根据反应确定电极材料和电解质溶液。
【提出实验目的】按盐桥模型，根据Fe＋CuSO4＝FeSO4＋Cu反应设计成原电池装置。 准备仪器和药品：灵敏电流计、
铜丝、铁丝、导线、FeSO4溶液、NaCl溶液、CuSO4溶液、盐桥。 注意：及时清洗电极。
联系已学知识，回忆根据化学反应设计成原电池装置的思路和方法。
思路1：先选材料，后定反应。 Fe是负极，发生氧化反应； Cu是正极，发生还原反应。 思路2：先拆反应，后选材料。 Fe-2e-=Fe2+ 氧化反应 负极 Cu2++2e-=Cu还原反应 正极
【指导学生设计】
通过方法讨论和交流，后面学生实验过程会有的放矢，防止漫无目的的实验。
通过实验活动，感悟科学探究的思路和方法，进一步体会控制变量在科学探究中的应用。
在讨论交流方案的过程中，学生对实验现象
【交流方案，教师演示实验验证】
【方案1】为何Zn表面会变黑？从能量转化的角度说明什么问题？
（分析现象）Fe接触到CuSO4溶液，会直接发生置换反应。说明Fe
失去的电子并没有完全转化成电能，电能转化率较低。 【方案2】为何会产生电流？
（理论分析）①因负极和正极已有提供电子和接受电子的物质，两者存在电势差，有电子定向移动的趋势。
②当通过盐桥连接两极时，阴离子从正极溶液通过盐桥向负极移动，此时形成闭合回路，就形成了电流。 【问题】负极液的作用？正极液的作用？
方案 负极 负极液 正极 正极液 现象 1
Fe
CuSO4
Cu
CuSO4
Zn表面变黑
有电流产生 2 Fe FeSO4 Cu CuSO4
Zn表面不变黑
有电流产生
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（学生通过对比分析）负极液只起导电作用；正极液中Cu2+发生还原反应，且起导电作用。
【问题】负极液还可以选别的溶液吗？可以选什么溶液？ 【思考】氯化钠等
【总结交流】如何快速准确的设计双液原电池？ 1、找出氧化还原反应，将氧化还原反应拆成电极反应 即氧化反应和还原反应 2、根据电极反应选择电极和电解质溶液 3、将氧化剂和还原剂分开
【练习】请你利用反应Cu + 2Fe3+== Cu2+ + 2Fe2+，设计原电池将化学能直接转化成电能，并记录你设计原电池的思路。 的解释，深入认识原电池原理和形成条件，上升到完整认识。通过双液电池模型的建构，渗透对立统一的辩证唯物主义思想。
比较异同 得出结论
对比单液和双液的电池相同和不同点？
交流感受。
使学生最终落实本节课的目标，为什么要学习双液原电池，双液原电池的优势是什么？
四、教学反思
1、教学素材选取得当，有助于激发学习兴趣，突破教学难点
本节课前学生设计蔬果电池的活动，大大提升了学生的学习兴趣和探究意识，，使学生在探究过程中自主建立了分池、盐桥等观点，从而突破了对原电池原理认知发展的教学难点。
2、教学中问题线索及学生活动设计得当
教学中问题线索设计及学生活动设计有利于使学生产生认知冲突，可以为学生提供真实的科学探究背景，模拟解决实际问题的过程，符合学生认知发展的规律。从而使学生在已有基础上发现问题，并在不断解决新问题的过程中实现能力升华，达成教学目标。
3、教学设计应安排得更紧凑
本节课的实际教学中教师还安排了对比单液和双液的电池相同和不同点？对本节内容的升华内容，由于教学设计欠妥，教学效果欠佳。
第四章 电化学
第一节 原电池
【课前学习目标】
1、 通过设计铜锌稀硫酸原电池，复习回顾原电池的工作原理，并会绘制模型图
2、 根据所给材料设计水果电池，每组至少设计一种方案并做实验验证是否成功，并根据自己的方案提出质疑或作出评价，实验过程要求录像和拍照（实验装置）。通过实验活动体验建构原电池模型的过程。
【课前任务单】
任务一：复习回顾——将Zn+H2SO4=ZnSO4+H2设计成原电池，并在实验的基础上完成下列问题
1、将你设计的装置图画在下面 2、形成原电池的条件
3、 工作原理分析
负极材料：______；电极反应：__________________反应类型：____________
正极材料：______；电极反应：__________________反应类型：____________
电子流向：________________________离子流向：__________________________
现象：负极_____________________________；正极__________________________
归纳为：
实验还有一些现象：锌片上有气泡冒出，溶液温度升高，电流强度衰减，请你分析原因？
__________________________________________________________________________________________________________________________________________
提出问题：如何优化原电池的装置？
任务二：优化方案——分组实验：蔬果电池
仪器和药品：灵敏电流计、铜丝、铁丝、导线、培养皿、蔬果（自选）
要求：将自己的方案用实验验证，根据实验现象提出质疑且做出评价，实验过程要求录像和拍照
第一节 原电池（课堂探究）
【学习目标】
1、通过水果电池实验活动体验建构原电池模型的过程
2、通过Fe-Cu-CuSO
4电池的设计活动，初步形成认识、设计原电池的思维模型和方法
【新课探究】
任务一：蔬果电池、提炼模型
最优模型工作原理分析
任务二：设计电池，完善认知
根据反应Fe+CuSO
4=FeSO
4+Cu设计双池原电池，选出电极和电解质溶液，画在学案上。实验验证哪种模型能有效避免上述问题。
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实验方案 |
装置图（标出正负极材料，电解质溶液） |
实验现象及评价 |
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最优装置原理分析：（图示分析）
对比单液和双液的电池相同和不同点？（电池优化后的优点）
方法总结：如何快速准确的设计双液电池？
视频来源：优质课网 www.youzhik.com
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