新原電池教案

徐桂霞+黃校兵

一、教學設計思路

（一）教學內容

以人民教育出版社《普通高中課程標準實驗教科書化學選修4》第四章第一節(jié)《原電池》為教材依據(jù)，鞏固已學原電池的基礎知識，并進一步拓展相關概念和原理，使學生從更高的層次認識和理解原電池。本課教學力求體現(xiàn)新課程的教學理念，充分尊重學生的主體意識，調動學生學習的主動性，提高學生的科學素養(yǎng)和人文素養(yǎng)。

（二）教材分析

選修教學的重要目標便是深化認識和優(yōu)化思維品質，這一目標的實現(xiàn)應基于學生在必修中建立的已有認識。要創(chuàng)設實際問題情境，并在解決這一問題的過程中引導學生自主形成相應的程序和方法。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識原電池原理和形成條件。第二節(jié)在此基礎上進一步理解實用電池，因此本節(jié)內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，需要學生在知識和能力上進行一次較大的跨越。如何尋找學生的“最近發(fā)展區(qū)”，完成跨越是在本節(jié)教學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、內電路、外電路等概念，從本質上了解原電池的工作原理，是必修2基礎上的深化。

（三）教學設計基本流程

圍繞“原電池的設計”展開思路，結合學生的認知能力和必修2中相關知識的介紹，以實驗探究模式設計四個學生活動，最后教師總結提升以突破學生的思維障礙打破學生的思維定式。

二、教學設計

（一）教學目標

1.知識與技能：深入認識原電池工作原理及構成條件;根據(jù)氧化還原反應設計雙液原電池。

2.過程與方法

通過實驗探究的過程，并利用科學探究的方法，從而提高科學探究的能力，培養(yǎng)科學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、積極實踐的科學精神和科學態(tài)度。

（二）教學重、難點

重點：雙液原電池的工作原理和構成條件。

難點：鹽橋的引入及作用;根據(jù)氧化還原反應設計雙液原電池。

（三）教學過程

本節(jié)課的學習目的是進一步深化對原電池工作原理的認識。

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

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，尤其這兩個現(xiàn)象，并填入學案。

（2）請學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，短期內衰減。）

鋅所失電子是否完全轉化為電能？（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：雙液原電池相對于單液原電池僅是結構改變但原理不變，結合學案師生共同總結：由兩個半電池和一個鹽橋構成，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：鋅失去電子沿導線流到了銅片上。

內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：雙液電池結構和生活中的實用電池更接近，只是用了具有類似功能但內阻更小膜替代鹽橋例如干電池中的牛皮紙，燃料電池的質子交換膜。結構的改變不只是電池性能的提高而是舊的思維模式的質的突破，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。同學們能否根據(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)不謀而合的應用于海上航標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）總結提升

通過帶鹽橋原電池的學習突破思維障礙，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溶液，還可以是溶解在其中的物質。

（六）布置作業(yè)

板書設計：

4.1原電池

一、原電池的構成條件

二、單液體原電池（結構/原理/缺點）

三、雙液原電池（結構/原理/缺點）