新原電池教案

徐桂霞+黃校兵

一、教學(xué)設(shè)計思路

（一）教學(xué)內(nèi)容

以人民教育出版社《普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實驗教科書化學(xué)選修4》第四章第一節(jié)《原電池》為教材依據(jù)，鞏固已學(xué)原電池的基礎(chǔ)知識，并進(jìn)一步拓展相關(guān)概念和原理，使學(xué)生從更高的層次認(rèn)識和理解原電池。本課教學(xué)力求體現(xiàn)新課程的教學(xué)理念，充分尊重學(xué)生的主體意識，調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性，提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)和人文素養(yǎng)。

（二）教材分析

選修教學(xué)的重要目標(biāo)便是深化認(rèn)識和優(yōu)化思維品質(zhì)，這一目標(biāo)的實現(xiàn)應(yīng)基于學(xué)生在必修中建立的已有認(rèn)識。要創(chuàng)設(shè)實際問題情境，并在解決這一問題的過程中引導(dǎo)學(xué)生自主形成相應(yīng)的程序和方法。必修2以銅鋅單液電池模型為載體初步介紹原電池原理和構(gòu)成條件，并簡單介紹實用電池。選修4以雙液電池模型為載體深化認(rèn)識原電池原理和形成條件。第二節(jié)在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步理解實用電池，因此本節(jié)內(nèi)容起到承上啟下的作用。但是從單液電池模型上升到雙液電池模型，需要學(xué)生在知識和能力上進(jìn)行一次較大的跨越。如何尋找學(xué)生的“最近發(fā)展區(qū)”，完成跨越是在本節(jié)教學(xué)中重點要解決的問題。通過對電池效率的探究，引出半電池、鹽橋、內(nèi)電路、外電路等概念，從本質(zhì)上了解原電池的工作原理，是必修2基礎(chǔ)上的深化。

（三）教學(xué)設(shè)計基本流程

圍繞“原電池的設(shè)計”展開思路，結(jié)合學(xué)生的認(rèn)知能力和必修2中相關(guān)知識的介紹，以實驗探究模式設(shè)計四個學(xué)生活動，最后教師總結(jié)提升以突破學(xué)生的思維障礙打破學(xué)生的思維定式。

二、教學(xué)設(shè)計

（一）教學(xué)目標(biāo)

1.知識與技能：深入認(rèn)識原電池工作原理及構(gòu)成條件;根據(jù)氧化還原反應(yīng)設(shè)計雙液原電池。

2.過程與方法

通過實驗探究的過程，并利用科學(xué)探究的方法，從而提高科學(xué)探究的能力，培養(yǎng)科學(xué)的思維方式和問題意識。

3.情感、態(tài)度與價值觀

培養(yǎng)勇于創(chuàng)新、積極實踐的科學(xué)精神和科學(xué)態(tài)度。

（二）教學(xué)重、難點

重點：雙液原電池的工作原理和構(gòu)成條件。

難點：鹽橋的引入及作用;根據(jù)氧化還原反應(yīng)設(shè)計雙液原電池。

（三）教學(xué)過程

本節(jié)課的學(xué)習(xí)目的是進(jìn)一步深化對原電池工作原理的認(rèn)識。

（投影：知識回顧：（1）判斷下列裝置能否能構(gòu)成原電池？（2）能否以反應(yīng)Zn+CuSO2=ZnSO2+Cu為原理設(shè)計簡單的原電池？在學(xué)案上畫出裝置簡圖？）

1.實驗1體驗簡單電池

（1）為節(jié)約資源，我們提供了更簡易的設(shè)備。看大家能否嘗試完成實驗。圓形餐盤和已固定的兩電極，將小紙片緊密覆蓋在電極上，并用溶液充分潤濕，連接電流表，注意連接方式。要求動作要快，但觀察要仔細(xì)，尤其這兩個現(xiàn)象，并填入學(xué)案。

（2）請學(xué)生記下電流表的初始讀數(shù)，保持電路連通，現(xiàn)在請一位學(xué)生回答該電池的工作原理？（電子流通線路為外電路，離子定向移動為內(nèi)電路）

（3）觀察到什么現(xiàn)象？發(fā)現(xiàn)問題？（電流不穩(wěn)定，短期內(nèi)衰減。）

鋅所失電子是否完全轉(zhuǎn)化為電能？（工作效率低。）

即使斷開電路時？（開路損耗。）

分析原因：Zn與Cu2直接接觸導(dǎo)致。

簡單電池的優(yōu)化：如何解決上訴問題？Zn與Cu2分開（分居兩室）

2.實驗2體驗鹽橋原電池

是否有電流，觀察極板現(xiàn)象？實驗1中的問題是否解決？

重點知識總結(jié)：雙液原電池相對于單液原電池僅是結(jié)構(gòu)改變但原理不變，結(jié)合學(xué)案師生共同總結(jié)：由兩個半電池和一個鹽橋構(gòu)成，鋅和硫酸鋅溶液組成了鋅半電池，銅和銅離子溶液組成了銅半電池。

外電路電子流向：鋅失去電子沿導(dǎo)線流到了銅片上。

內(nèi)電路鹽橋中氯離子流向鋅極區(qū)，鉀離子流向銅極區(qū)。

鹽橋的作用：構(gòu)成通路（離子通道），維持溶液電中性（離子庫）。

知識遷移：雙液電池結(jié)構(gòu)和生活中的實用電池更接近，只是用了具有類似功能但內(nèi)阻更小膜替代鹽橋例如干電池中的牛皮紙，燃料電池的質(zhì)子交換膜。結(jié)構(gòu)的改變不只是電池性能的提高而是舊的思維模式的質(zhì)的突破，讓氧化劑和還原劑在近乎完全隔離的條件下仍發(fā)生反應(yīng)。同學(xué)們能否根據(jù)你所擁有的實驗用品，打破思維定式組裝一個看似不可能發(fā)生的原電池，比一比哪組動作快。

3.創(chuàng)新探究

分組實驗：查看你擁有的實驗用品，更換電解質(zhì)溶液，組裝一個原理有別于之前的原電池，越特別越好，看看哪一小組能首先用自己組裝的原電池讓音樂賀卡工作起來。

事實證明，學(xué)案第一題C選項。若再給你個電極鋁穿越一下說不定你的創(chuàng)作就和我國首創(chuàng)不謀而合的應(yīng)用于海上航標(biāo)燈的鋁空氣海水電池原理類似，這期的奧秘在第四節(jié)中會尋找到答案。

（四）總結(jié)提升

通過帶鹽橋原電池的學(xué)習(xí)突破思維障礙，即使氧化劑還原劑不直接接觸，也可實現(xiàn)電子的轉(zhuǎn)移。通過動手創(chuàng)新實驗要打破思維定式氧化劑不一定是電解質(zhì)溶液，還可以是溶解在其中的物質(zhì)。

（六）布置作業(yè)

板書設(shè)計：

4.1原電池

一、原電池的構(gòu)成條件

二、單液體原電池（結(jié)構(gòu)/原理/缺點）

三、雙液原電池（結(jié)構(gòu)/原理/缺點）