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視頻標簽：電池
所屬欄目：高中化學優質課視頻
視頻課題：魯科版高中化學選修一電池探秘教學-海南省 - 樂東
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電池探秘教學設計
高中化學
一、教材分析
“化學能轉化為電能”原電池的工作原理是氧化還反應原理的應用。這一課時接在化學反應中能量的變化章節后，學生通過學習能從氧化還原的角度初步認識原電池的工作原理，能以原電池為例認識化學能可以轉化為電能。教材中通過活動探究的形式，希望學生能基于實驗具體的現象，分析成因、發現問題、提出猜想、設計實驗證明，證據推理出原電池的工作原理，初步建立原電池基本模型認知。通過電池的發展史，了解研制新型電池重要性，體會化學學科的社會價值。
二、學情分析
高一學生已經對于物理學中電學知識有了初步的了解，知道電勢差，外電路電流、電子的流向。對于化學學科的氧化還原反應的相關知識也有了一定的認知。這些知識給這一節課起到穿針引線的作用。學生對于電能的應用已經有了豐富的感性認識，但是對于化學反應中化學能如何轉化成電能還很陌生又好奇的。通過實驗探究的形式引導學生對化學能與電能的轉化問題進行理解原電池的工作原理。希望學生能從實驗的宏觀現象、分析成因搜集證據理解原電池的工作原理。學生能從宏觀和微觀的兩個視角相結合理解原電池的工作原理并運用化學符號表示出原電池的模型認知。學生可能會遇見的問題：理解原電池的工作原理時，難以從微觀角度探析宏觀現象的成因。解決這個問題有兩個主要措施：1.學習小組課前預習引發思考。2.老師在課堂上要起到引導啟發作用，設問合理、層層引深的問題。利用動畫、學生動手繪畫方式展示微觀過程，建構原電池工作原理的模型認知。
三、教學目標與評價目標（根據2017年普通高中化學課程標準P28）
（一）教學目標
1.通過對新能源汽車電池的了解，知道電池的廣泛利用與電池技術的進步。
2.通過實驗探究Zn-Cu原電池的形成過程，實驗方案的實施，獲取證據，并運用化學符號表示出原電池的工作原理。
3.通過原電池技術轉化為產品-化學能源，體會研制新型電池重要性，化學知識服務于社會，贊賞并致力于應用化學科學技術促進社會發展。
(二)評價目標
1.通過對新能源汽車電池的了解，診斷學生對于化學學科價值視角的認識。
2.通過學生實驗探究Zn-Cu-H2SO4原電池的形成過程，診斷學生證據推理和信息處理的能力,建立觀點、結論、證據之間的邏輯關系的水平。診斷小組學習合作的能力，發現問題、分析提出猜想、實驗證明、證據推理的能力，建構原電池基本認識模型。
3.通過原電池技術轉化為產品-化學能源診斷學生理解學科價值的基礎上，逐漸形成對化學學科技術應有的科學精神和社會責任感。
2
四、教學與評價思路
五、教學方法與實驗準備
教學方法:學案導學法 實驗探究法 問題教學法 實驗準備
試劑：稀H2SO4
實驗用品：鋅片、銅片、洗瓶、鑷子、廢液容器、導線、電流表
六、教學流程
【學習任務1】課本P50-51預習，填寫導學案，思考與記錄困惑點。 【評價任務1】診斷學生對電學、氧化還原反應掌握的程度、學生的自學水平、獲取信息能力和認知的不足。
教師活動
學生活動
設計意圖
【新課引入】
大家知道嗎？海南會在2030年取消燃油車的銷售，推行全島使用新能源汽車，為全球島嶼經濟體在推行綠色能源上做出貢獻。隨著科技的進步，電池使用越來越廣泛，應用領域也越來越高端。科學家發明了各種各樣的電池，大家想知道這些電池在工作時是如何產生電流的嗎？我們今天一起探索一下吧
引導學生復習電學知識，分
觀看視頻《新能源汽車電池的種類》，ppt展各種電池的圖片 【知識鏈接】預習可完成
1.根據我們學過的知識，正極的電勢高于負極，產生電勢差。回憶一下電流從電源哪極流出？電子從哪極流出呢？電流是如何產生的？
2.寫出Zn和稀硫酸反應的離子方程式，用雙線橋的方式表示出該反應的電子轉移的方向。找出氧化劑、還原劑。氧化還原反應的本質是？
通過對新能源汽車電池
的了解，了解電池技術的革新，引發學生的對于原電池工作原理好奇心
通過與電學知識和氧化還原知識的回顧為本節課的學習做好鋪墊。通過學生自己分析氧化還原反應的本質，知道氧化還原反應發生電子的轉移，啟發學生能不能設計一個裝置這個使反應的電子轉移發生定向移動從
課中 學習活動1：
展示預習成果，相互評價，引入新課化學能轉化為電能。診斷學生對初中電學基礎和氧化還原反應原理掌握情況。 學生活動2：
實驗探究如何通過鋅與稀硫酸這個氧化還原反應將化學能轉化為電能，理解原電池的工作原理。診斷學生實驗實施，收集證據，建立觀點、結論、證據之間的邏輯關系的水平。
課中 學生活動3
畫出實驗過程的宏觀現象微觀探析圖
診斷學生能從宏觀與微觀的視角解決相關問題。 學生活動4 利用
Zn+CuSO4=ZnSO4+Cu的反應設計原電池，畫出其工作原理，診斷小組學習合作的能力，建構原電池基本認識模型
課后
問題解決 課后作業
1.利用氧化還原反應Cu ＋ 2FeCl3 = 2FeCl2 ＋ CuCl2， 利用這一反應設計一個原電池
2.嘗試制作一個水果電池
診斷知識的應用能力。
課前
印發課時導學案、布
置預習任務
復習物理的電學知識
與氧化還原反應相關
知識
診斷自學水平，困惑
所在
3
析氧化還原反應的原理 【追問】該氧化還原反應的本質是什么？
【過渡】我們可不可以設計一個裝置使氧化還原反應反應中的電子的得失發生定向移動 ，從而產生電流呢？ 表揚預習到位的學生，鼓勵學生養成預習的好習慣。
預設：
氧化還原反應的本質：發生電子的轉移
而產生電流。
培養學生良好的學習的習慣
【學習任務2】實驗探究：如何將化學能轉化為電能的過程，理解原電池的工作原理
【評價任務2】診斷學生實驗實施，收集證據，建立觀點、結論、證據之間的邏輯關系的水平。
教師活動
學生活動
設計意圖
組織學生
【實驗與探究】 以鋅與稀硫酸這個氧化還原反應為例，探究如何將化學能轉化為電能。完成實驗操作一
【實驗操作一】 組織學生進行實驗，提醒學生觀察現象并記錄。組織學生分析實驗現象和結論。引導根據實驗現象分析其中的反應原理。 帶領學生畫出操作一的微觀示意圖。 【實驗操作二】
組織學生完成實驗操作二，提醒學生觀察現象并記錄。組織學生進行完成思考討論二并進行交流與展示
【追問】你怎樣才能知道導線中有電子通過？
組織學生自己畫出操作二的微觀示意圖，并進行展示，學生之間互相評
【實驗與探究】P50 以鋅與稀硫酸這個氧化還原反應
為例，探究如何將化學能轉化為電能
操作一 現象
銅片插入稀硫酸
銅片表面
鋅片插入稀硫酸
鋅片表面
【思考與討論一】通過操作一的實驗現象，請分析 1.反應中，哪種物質失電子發生什么反應，哪種物質得電子發生什么反應？
2.根據實驗現象分析，H+在哪里得到電子？在下圖畫出其過程。
【思考與討論二】通過操作二的實驗現象，請分析 1.哪種物質失電子？H+在哪里得到電子？
2. Zn如何將電子轉移給H+ ？在下圖畫出其過程。 3.你怎樣證明導線中有電子發生定向移動？
通過實驗明確銅片與稀硫酸不發生反應。希望能讓學生分析出鋅片和硫酸發生氧化還原反應，其中鋅片失去電子，H+
得到電子。 操
作
二
：
操作一：宏觀現象與微觀探析圖
4
操作二：宏觀現象與微觀探析圖
【學習任務3】【學以致用】利用Zn+CuSO4=ZnSO4+Cu的反應設計原電池，畫出其工作原理（用雙色筆） 【評價任務3】診斷小組學習合作的能力，建構原電池基本認識模型
價。
【實驗操作三】 組織學生進行實驗，提醒學生觀察現象并記錄。組織學生分析實驗現象和結論。引導根據實驗現象分析其中的反應原理。
【合作探究】
組織學生進行討論分析原電池的工作原理。 老師從而引出電極材料和電極反應式、總反應方程式
【視頻】原電池工作原理 原電池工作原理動畫模擬
操作三 現象
銅片和鋅片之間再連一電流表
【思考與討論三】通過操作三的實驗現象，請分析
1.是否有電流產生，Cu片是否參加反應，Cu片在這個過程中起什么作用？
2.你認為這個過程中能量的轉化形式是怎樣的？
【合作探究】
通過實驗現象和P51圖2-3-9 分析原電池工作原理： 1. 根據你所了解的電學知識，
你如何判斷裝置的正負極？
2.利用氧化還原反應知識分析鋅片及銅片上發生的反應？ 3.硫酸溶液中的陰、陽離子應該怎樣移動？為什么？ 【我的小結】 電極 電極材料 電極反應 反應類型 電子流向 電流方向 負極
正極
組織學生自己畫出操作
二的微觀示意圖，將抽
象思維具體化，為接下來的原電池工作原理的分析做好鋪墊。
操作三的設計意圖是：連接了電流表后學生能
觀察到電流表的指針發
生了偏轉，證明有電流
產生。驗證了操作二的分析是合理的。電子發生了定向移動從而產生了電流。接下來問題設
計突破Cu片的作用，為分析原電池的工作原理打好基礎。 【合作探究】設計意圖
是以問題的形式驅動學
生理解原電池的工作原
理。在學生分析的過程
當中，老師可以將學生的分析體現在黑板上，幫助學生理解原電池的工作原理從而建構模型。 學生自我小結，內化原
電池的工作原理。
學生活動
設計意圖
【學以致用】 利用
Zn+CuSO4=ZnSO4+Cu的反應設計原電池，畫出其工作原理（用雙色筆） 【學以致用】Zn+CuSO4=ZnSO4+Cu的反應設計原電池，畫出其工作原理（用雙色筆）
1. 畫出裝置示意圖，標出電極材料，電解質溶液 2. 標出該原電池的正負極，電子流向，電流流向 3. 標出溶液中陰陽離子的運動方向，寫出電極反應式和總反應式
檢測學生對原電池工作原理的掌握程度。
5
【課堂小結】
同學們，你感受化學實驗的魅力了嗎？每一次實驗我們都有可能會遇見意想不到的實驗現象。這個美麗的意外引起我們的好奇心，使我們不斷的探索，不斷的進步與創新。科學家也是這樣進行研究的。根據原電池的原理，我們還可發明趣味的水果充電電池，發明許多不同種類的電池服務于我們的生活。 【視頻】電池的發展史 【課后作業】
1.在Cu-Zn原電池中，下列說法中正確的是( )
A.原電池是把電能轉為化學能的裝置 C.Cu、Zn兩極均發生氧化還原反應 B.原電池中Zn片電子流出是正極，發生氧化反應 D.原電池中的陽離子向正極移動 2.已知氧化還原反應Cu ＋ 2FeCl3 = 2FeCl2 ＋ CuCl2，
利用這一反應設計一個原電池，畫出示意圖，標出電極材料，電解質溶液，寫出電極方程式 3.課后嘗試制作一個水果電池
七、板書設計
八、課時案例說明
本節課從引導學生設計實驗出發為這節課的學習過程具有較為豐富的化學學科素養發展價值。 1. 課前預習和課上突破
課前進行預習電學知識、氧化還原的相關知識為本節課探究原電池的工作原理做好鋪墊、課上設計分步探究實驗，培養學生科學探究的意識。課上學生實驗方案的實施及收集證據。通過“銅片上出現氣泡”這一現象的認知沖突分析、提出問題、做出猜想，設計實驗證明，環環緊扣，有助于實現學生的深度學習，培養學生探究科學實驗能力。
2. 活動層層遞進，發展核心素養。
本課時包括3個學習任務，每個學習任務有1~3個思考問題，問題和活動的設計指向學生的能力進階，即核心素養的表現進階水平，學生在完成任務、經歷活動的過程中實現化學學科素養的發展。例如從操作一的微觀示意圖到操作二的微觀示意圖最終讓學生根據氧化還原的方程式設計出原電池。這都是步步遞進，幫助學生建構原電池的認知模型。通過電池的發展歷史，培養學生的科學精神與社會責任。學以致用，化學與生活之間的關系，贊賞并致力于應用化學科學技術服務于社會，促進社會發展。
視頻來源：優質課網 www.jixiangsibao.com
