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1、 1 化学能转化为电能课例分析 一 背景分析 本节内容是电化学中的重要知识。由于学生之前没有电化学的基础，理解原电池原理有一定的难度。第一课时的主要内容有：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。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，通过（4-15）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；
2、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“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。二 案例叙述 片段一：实验探究【引入】我们的生活中离不开各种电池。大到宇宙火箭、人造卫星，小到照相机、手机，都要用到各种各样的电池。如：干电池、蓄电池、充电电池、高能电池等。其实，这些电池都是应用原电池的原理制成的。那么到底什么是原电池？它的工作原理怎样？今天我们就想通过一些实验一起来研究一下原电池的原理。【板书】原电池原理及其应用 【实验指导】介绍实验桌上的物品，指导学生做以下三个实验：
3、1.将锌片插入稀硫酸中 2.将铜片插入稀硫酸中 3.将锌片和铜片用导线连接后插入稀硫酸中 说明实验注意事项，要求同学认真观察现象，并思考原因 【学生活动】实验并观察现象 【学生回答】1.锌片上有气泡，因为锌能和稀硫酸反应放出氢气 2.铜片上没有气泡，2 因为铜不能和稀硫酸反应 3.铜片上有气泡 【设疑】铜片上的气体是哪里来的？【学生讨论】学生激烈讨论，讨论的焦点问题有：1、铜片上的气体是什么？（学生认为可能是氢气或 SO 2 或是氧气。最后同学认为最有可能的是氢气。本处不展开）2、氢离子转变为氢气所需的电子从何而来？（学生提出许多假设）学生甲：电子应是铜失去的，因为气泡是在铜片上产生的。学生乙
4、：电子应是锌失去的，因为锌比铜活泼，易失去电子。学生甲：电子应是铜失去的，若是锌失去电子，气泡应该出现在锌片上，怎么会在铜片上出现气泡呢？学生乙：锌片失去的电子可以通过导线传递到铜片上，溶液中的氢离子在铜片上得到电子，因此，铜片上有气泡。学生丙：既然电子是锌片失去的，氢离子为什么不直接在锌片上得电子，而要到铜片上得电子呢？（对这个问题学生感到难以回答，期待老师的评判和解释。但老师不必急于回答）【引导】电子究竟是锌片还是铜片失去的，我们可以用实验来证明。那么，如何通过实验来证明锌片上的电子是否通过导线转移到了铜片上？【学生回答】在铜片和锌片中间连接一个灵敏电流计，检测有无电流 【实验指导】使用灵
5、敏电流计的注意事项 【学生活动】实验并观察现象 【学生回答】现象：电流计指针偏转 结论：有电流流过，说明导线中有电子流过，说明氢离子得到的电子确实是锌片失去，通过导线传递到铜片上的。（但是，对于刚才同学提出的问题，即“既然电子是锌片失去的，氢离子为什么不直接在锌片上得电子，而要到铜片上得电子呢？”还是觉得难以解释。）【动画演示】由于锌片失去电子后产生锌离子，锌片的周围有许多来不及扩散到溶液中去的锌离子，对氢离子有排斥作用，使氢离子很难在锌片上直接得到电子 3【学生小结】锌片：较活泼，电子流出，发生氧化反应 Zn 2e-=Zn 2+铜片：较不活泼，电子流入，发生还原反应 2H+2e-=H 2 能
6、量变化：化学能转变为电能 【板书】1.原电池的概念：【实验指导】给你一节干电池，用实验证明铜锌原电池的正负极 【学生活动】实验并观察现象 【学生回答】现象：测干电池时，电流计指针偏向正极方向，测铜锌原电池时，电流计指针偏向铜片方向 结论：锌片为负极，铜片为正极 【板书】2.原电池的原理：负极：电子流出，较活泼，（锌片）：Zn 2e-=Zn 2+（氧化反应）正极：电子流入，较不活泼，（铜片）：2H+2e-=H 2（还原反应）【引导】写出铜锌原电池的总反应方程式，并比较其与锌片直接跟稀硫酸反应有何异同。总反应方程式为：Zn+2H+=Zn 2+H 2 相同点：总反应方程式相同 不同点：电子转移途径不
7、同 【评析：变教材中的教师演示实验为学生动手实验。这样不仅使学生观察到明显的现象，还能使学生直接参与知识的获得过程，获得直接的体验。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。】片段二：探究原电池的形成条件【过渡】原电池的实质是氧化还原反应，氧化还原反应都可以设计成原电池，那么构成原电池要有哪些条件呢？【板书】3.组成原电池的条件 【实验习题】请用实验验证下列哪些装置构成原电池？并引导学生进行实验探究，据此对比分析，讨论构成原电池的条件
8、。【学生活动】实验并观察现象。【学生讨论】（通过对比分析、讨论和补充、修改，最后得出组成原电池的条件）学生甲：从 A、B 不构成原电池可知，构成原电池必须有两种活动性不同的金属 作电极。从 F、G 不构成原电池可知，要组成原电池还必须构成闭合回路 学生乙：H 也构成原电池，是因为水果呈酸性，说明构成原电池需酸溶液。学生丙：D 也能构成原电池，说明构成原电池不一定要酸溶液，也可以是盐溶液，结 4 合 E 可知，构成原电池电极材料必须与电解质溶液接触。学生丁：从 C 可知，电极材料也可以是象石墨这样能导电的非金属。【学生小结】组成原电池的条件：有两种活动性不同的金属（或一种是非金属导体）作电极 电
9、极材料均插入电解质溶液中 两极相连形成闭合回路 【练习】对于上述能组成原电池的装置，分析正负极和发生的电极反应（在学生回答过程中，教师引导学生注意正极材料本身并未发生变化，负极和电解质溶液之间发生了氧化还原反应）【追问】假如把上述 C 装置的电极改为 Cu 和 Ag，能组成原电池吗？【学生回答】不能，要构成原电池，负极和电解质溶液之间必须有自发的氧化还原反应 【练习】请同学结合组成原电池的条件，将氧化还原反应：Fe+Cu 2+=Cu+Fe 2+设计成 一个原电池。【学生回答】负极：铁正极：铜电解质溶液：硫酸铜 【学生补充】正极材料还可以是石墨或比铁不活泼的其他金属，电解质溶液中必须含 Cu 2
10、+，除硫酸铜外，还可以是氯化铜、硝酸铜等。【评析：教材中“组成原电池的条件”这一个讨论题，问题过于空泛，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（以教材后面的一个习题为蓝本），让学生通过实验获得直接经验，再通过对比分析，归纳出规律，最终得出组成原电池的三个必要条件。】片段三：设计原电池【过渡】通过本节课的学习我们已经掌握了有关原电池的工作原理以及形成条件，同学们想不想试试自己来设计一个原电池呢？（教师拿出事先准备好的水果电池的材料拿出来指导学生设计水果电池）【学生活动】表现出很大的兴趣，跃跃欲试，在教师的指导下尝试用各种水果设计成
11、原电池，并相互交流成果。【评析：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 5“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。】三、课后反思 本节课采用实验探究式教学，
12、既符合化学的学科特点，也符合学生的心理和思维的发展特点。化学是一门以实验为基础的学科，实验事实是最具有说服力的。本节课以实验事实设疑，又以实验事实释疑，让学生从直观、生动的实验中发现问题，进一步引导学生进行推理和分析，再通过实验验证分析的结果。这样得出的结论学生才能真正理解和牢固掌握。从学生处反馈的结果也较好。大部分同学都认为这节课课堂气氛特别活跃，学生全面参与，感受到自己真正成为知识的探究者。这样的课较符合他们的心理需求，充分满足了他们动手实验的欲望。学习效果好，知识结论是自己探究中得到，影响深刻。有些学生发出感叹说“原来学习也能学得如此快乐”，“这堂课让我对化学的学习更感兴趣了”，“老师这
13、样的课要多上些，我们很喜欢”。而且从他们后期的考试中也体现出这块知识掌握得较扎实。从学生的心理特点来看，高一的学生对新鲜事物有强烈的好奇心和探索欲望，对老师的讲授敢于质疑，有自己的想法和主见。往往不满足于老师告诉他是什么，而更愿意自己去探索是什么和为什么。并且具备了初步的探索能力。在思维发展的层次上，学生的形象思维已充分发展，抽象思维也正在迅速发展之中。实验探究是让学生在具体实验事实的基础上分析问题得出结论，符合学生的思维特点，有利于在形象思维的基础上发展学生的抽象思维。但学生的抽象思维和探索能力毕竟还处于初级阶段，尚不成熟，这就决定了他们还不能成为完全独立的探索主体，探索活动需要在教师的组织
14、引导下，有目的有计划地进行。教师的作用是“引导和启发”，即引导学生独立思考，主动探索，当学生的思考和探索遇到困难时，及时给予启发、提示、点拨，以帮助学生顺利地开展实验探索活动，既不是灌输也不能放任自流。因此，本节课的部分实验是由教师预先设计的，但同样起到了实验探究应有的作用。本节课应给学生充分的讨论时间和自由发表意见的机会。因为小组的每个成员的知识水平存在差异，对问题的分析能力不同，充分的讨论有利于组内的交流和互助，使实验探究活动成为全体同学而不是部分尖子生的活动。在实验探究的过程中，学生肯定发现了不少新问题，心里有很多想法，其中不乏正确的 6 和错误的、常规的和富于创新的想法。因此要让学生把
15、他的想法表达出来，这既能丰富学生对原理和正确结论的多角度的认识，也是对学生探究精神的一种肯定和保护。由于本节课采取讨论式和学生实验探究的教学模式，课堂组织尤为重要。应在课前对学生进行分组，四人为一小组较合适，以便于学生展开实验探究活动和讨论。在学生实验和讨论过程中，教师应深入学生中，接受反馈信息，及时发现学生实验过程中可能出现的问题并加以个别指导。总的来说，本堂课是成功的。但其中也存在些不足之处，如学生设计的实验方案多种多样，受实验室条件的限制，无法一一满足学生，使学生的探究受的限制。另学生在探究过程中往往发现许多新的问题，但因时间和条件的限制，他们的问题有时无法得到明确的结论，虽然我们的本意
16、是重过程，重参与，轻结论，但这还是使学生的信心和兴趣减弱。原电池原理及其应用课堂教学点评:乐清市教研室/马金余 今年 11 月 26 日，在虹桥中学召开了乐清市高中化学探究式课堂教学研讨会，张老师为大家上了一节题为原电池原理及其应用的公开课，本案例系该课的教学实录。公开课后，听课教师对公开课作了高度的评价，归纳如下：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
17、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。7 4、发挥媒体辅助功能。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。5、教师有较强的课堂驾驭能力。公开课中，学生会偶而提出课前没有预设的问题，邵老师都能临时调整教学程序，对学生临时提出的一些有意义的问题，或讨论，或解释，作了适当的处理。文献出处：2010 年全国高中化学优质课评选与观摩活动（优酷网）