高中化學(xué)-原電池實(shí)驗(yàn)的高效化與微型化創(chuàng)新改進(jìn)教學(xué)設(shè)計(jì)學(xué)情分析教材分析課后反思

PAGE3PAGE《原電池實(shí)驗(yàn)的高效化與微型化創(chuàng)新改進(jìn)》——選修四原電池單位姓名

《原電池實(shí)驗(yàn)的高效化與微型化創(chuàng)新改進(jìn)》教材分析本節(jié)內(nèi)容選自高中化學(xué)人教版選4《化學(xué)反應(yīng)原理》的第四章第一節(jié)原電池的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。以化學(xué)必修2第二章第二節(jié)“化學(xué)能與電能”為基礎(chǔ)，將從科學(xué)概念的層面和定量的角度比較系統(tǒng)介紹原電池的組成和工作原理，為電解池學(xué)習(xí)做鋪墊,在原有知識(shí)基礎(chǔ)上起到一個(gè)承前啟后的作用，它是電化學(xué)學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)內(nèi)容也是核心內(nèi)容，在生活中占有重要地位。學(xué)習(xí)本節(jié)內(nèi)容，既可以加深對(duì)氧化還原理論的理解，又加深學(xué)生對(duì)電化學(xué)反應(yīng)所遵循規(guī)律的了解；本節(jié)設(shè)計(jì)了一些創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)和科學(xué)探究活動(dòng)，有利于學(xué)生增強(qiáng)探索化學(xué)反應(yīng)原理的興趣，提高學(xué)習(xí)的社會(huì)責(zé)任感，同時(shí)樹(shù)立學(xué)習(xí)和研究化學(xué)的遠(yuǎn)大志向。二、學(xué)情分析學(xué)生已掌握氧化還原反應(yīng)理論、金屬活動(dòng)性順序以及物理學(xué)中的電學(xué)知識(shí)；初步了解單液原電池和鹽橋原電池的優(yōu)缺點(diǎn)。具備設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單化學(xué)實(shí)驗(yàn)方案的能力，但創(chuàng)新思維還不成熟，缺乏多角度的綜合分析能力。教學(xué)目標(biāo)1、知識(shí)與技能：①使學(xué)生理解原電池的化學(xué)原理，能初步設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單的原電池；②掌握形成原電池的基本條件，并能將理論應(yīng)用于實(shí)際；2、過(guò)程與方法：利用問(wèn)題驅(qū)動(dòng)科學(xué)方法探究實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新設(shè)計(jì)改進(jìn)方案；通過(guò)實(shí)驗(yàn)不斷總結(jié)、發(fā)現(xiàn)、歸納知識(shí)的要點(diǎn)，培養(yǎng)學(xué)生的思維能力和創(chuàng)造能力。3、情感態(tài)度與價(jià)值觀：通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究和問(wèn)題討論，陪養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神及創(chuàng)新、求實(shí)的科學(xué)態(tài)度，激發(fā)學(xué)生的研究興趣，培養(yǎng)積極探索和精益求精的科學(xué)態(tài)度。重點(diǎn)：進(jìn)一步了解原電池工作原理；難點(diǎn)：原電池微型化高效化創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)方案的選擇與評(píng)價(jià)；四、教學(xué)環(huán)境與準(zhǔn)備授課地點(diǎn)是教室。多媒體教學(xué)系統(tǒng)、投影儀，學(xué)習(xí)網(wǎng)站，案例素材等。教學(xué)過(guò)程1、新課導(dǎo)入，學(xué)情調(diào)查美國(guó)特斯拉電動(dòng)跑車視頻導(dǎo)入，激發(fā)學(xué)生們的學(xué)習(xí)積極性，以及引入課題內(nèi)容。2、問(wèn)題展示，合作探究讓同學(xué)們根據(jù)導(dǎo)學(xué)案【問(wèn)題1】設(shè)計(jì)兩種原電池，進(jìn)行驗(yàn)探究一單雙液原電池優(yōu)缺點(diǎn)比較。同學(xué)們動(dòng)手實(shí)驗(yàn)得出結(jié)論：雙液原電池優(yōu)點(diǎn)：電流穩(wěn)定持續(xù)；缺點(diǎn)：電流小。然后理論分析提煉出雙液原電池的理論模型，并總結(jié)出：氧化劑與還原劑不接觸也能發(fā)生氧化還原反應(yīng)。設(shè)計(jì)目的：完善原電池構(gòu)成條件的知識(shí)，突破思維局限性。【問(wèn)題2】鹽橋原電池電流小的原因是什么？同學(xué)們通過(guò)對(duì)比兩組電池，發(fā)現(xiàn)電流變小原因：一是鹽橋距離長(zhǎng)，離子運(yùn)動(dòng)距離變長(zhǎng)；二是鹽橋與電解質(zhì)溶液接觸面積小，離子運(yùn)動(dòng)通道變窄，導(dǎo)致原電池內(nèi)阻變大電流變小。如何改進(jìn)？同學(xué)們自然想到改進(jìn)方法：將鹽橋加寬變短，減小原電池內(nèi)阻。【問(wèn)題3】如何改進(jìn)實(shí)驗(yàn)得到高效化的原電池，首先我通過(guò)展示大壩攔截水的圖片，引導(dǎo)同學(xué)們進(jìn)行思考。最終同學(xué)討論得出創(chuàng)新方案1：用培養(yǎng)皿代替兩個(gè)燒杯，用條狀凝膠柱代替U型管鹽橋。教師自制實(shí)驗(yàn)教具，同學(xué)們根據(jù)創(chuàng)新方案1進(jìn)行試驗(yàn)探究二：原電池高效化創(chuàng)新改進(jìn)。我們來(lái)看一下實(shí)驗(yàn)效果。通過(guò)實(shí)驗(yàn)我們可以看出培養(yǎng)皿式原電池，電流增大數(shù)倍，藥品用量大大降低。設(shè)計(jì)目的：通過(guò)教師步步設(shè)疑、同學(xué)解決問(wèn)題，可以培養(yǎng)同學(xué)分析問(wèn)題，并用實(shí)驗(yàn)解決問(wèn)題的能力!【問(wèn)題4】培養(yǎng)皿原電池電流增大數(shù)倍，藥品用量依然很大，能否設(shè)計(jì)更微型化的原電池？教師引導(dǎo)濾紙可以吸收大量的溶液，可以作為反應(yīng)容器。同學(xué)們分組討論，根據(jù)實(shí)驗(yàn)桌上的器材，最終在教師引導(dǎo)下得出創(chuàng)新方案2：用濾紙做反應(yīng)池，用蘸有飽和KCl溶液濾紙作為鹽橋。根據(jù)創(chuàng)新方案2進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究三：原電池微型化創(chuàng)新改進(jìn)，我們看一下同學(xué)們的實(shí)驗(yàn)展示。實(shí)驗(yàn)結(jié)論，藥品用量確實(shí)大大降低，但電流從0.07A降到0.02A。也就是我們改進(jìn)后的濾紙?jiān)姵仉m然微型化但并不高效，改進(jìn)不完善?！締?wèn)題5】能否設(shè)計(jì)既高效又微型化的原電池？教師通過(guò)展示紐扣式銀鋅電池圖片。同學(xué)們觀察到兩電極中間為浸了KOH溶液的隔板，因此紐扣電池體積雖小能量卻很大！引導(dǎo)同學(xué)們可以將原電池改進(jìn)為夾心式銅鋅原電池！中間為隔膜，兩邊為銅鋅電極，隔膜與電極間為電解質(zhì)溶液。對(duì)于隔膜，同學(xué)們提出可以采用以下三種材料：陽(yáng)離子交換膜、蘸有飽和氯化鉀溶液的濾紙、塑料薄膜，并分組實(shí)驗(yàn)探究。我們來(lái)看一下實(shí)驗(yàn)效果。陽(yáng)離子交換膜電池電流為0.11A，持久穩(wěn)定；蘸有飽和氯化鉀溶液的膜電池電流開(kāi)始為0.13A，逐漸在減小，電流不穩(wěn)定；塑料薄膜沒(méi)有電流通過(guò)。原因分析：一是陽(yáng)離子交換膜原電池，僅通過(guò)陽(yáng)離子，平衡電荷，電流持久穩(wěn)定，實(shí)驗(yàn)效果最佳。濾紙交換膜原電池可以通過(guò)任何離子，相當(dāng)于單液原電池，銅離子不斷在鋅片析出，電流逐漸變小，效果不佳。塑料薄膜原電池不能透過(guò)任何離子，相當(dāng)于斷路，無(wú)電流通過(guò)。3、知識(shí)梳理，歸納總結(jié)總結(jié)原電池改進(jìn)思路：以改進(jìn)鹽橋?yàn)橹骶€，實(shí)現(xiàn)了從單液原電池改進(jìn)為雙液原電池，最終實(shí)現(xiàn)了既高效又微型化的膜電池創(chuàng)新改進(jìn)，具有體積小、藥品用量小、電流持久穩(wěn)定、操作簡(jiǎn)便快速等優(yōu)點(diǎn)。改進(jìn)后膜電池就是生活中常見(jiàn)電池的最基本模型（包括正極、負(fù)極、隔膜、電解質(zhì)，在加漂亮的外殼）。而膜電池也是我們高考中的熱點(diǎn)與難點(diǎn)。設(shè)計(jì)目的：通過(guò)類比歸納，構(gòu)建模型，用實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)來(lái)說(shuō)話，提高學(xué)生科學(xué)探究精神。4、學(xué)以致用，鞏固提高讓學(xué)生利用陽(yáng)離子交換膜原電池讓石英表轉(zhuǎn)起來(lái)活動(dòng)教案基本信息表作者姓名電子信箱215754305@作者單位山東省郵編255100教案名稱《原電池實(shí)驗(yàn)的高效化與微型化創(chuàng)新改進(jìn)》手用教材人教課時(shí)1課時(shí)《《原電池實(shí)驗(yàn)的高效化與微型化創(chuàng)新改進(jìn)》——選修四原電池高三年級(jí)的學(xué)生個(gè)性活潑，對(duì)新鮮事物充滿好奇心，具有強(qiáng)烈的參與意識(shí)，經(jīng)過(guò)前面的學(xué)習(xí)，已經(jīng)具備了初步的邏輯思維能力和簡(jiǎn)單的抽象概括能力，養(yǎng)成了一些良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣，掌握了一些科學(xué)的學(xué)習(xí)方法，學(xué)會(huì)了獨(dú)立思考和與人溝通、協(xié)商、合作、交流的能力，學(xué)會(huì)了探究問(wèn)題，并能根據(jù)具體情況提出合理的問(wèn)題，還能正確解決問(wèn)題的能力。無(wú)論是理解問(wèn)題的能力，還是分析、解決問(wèn)題的能力均有所提高，基礎(chǔ)知識(shí)和基本技能打得也比較扎實(shí)，對(duì)化學(xué)實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)有著濃厚的興趣，樂(lè)于參與到學(xué)習(xí)活動(dòng)中去，特別是對(duì)一些動(dòng)手操作，合作學(xué)習(xí),實(shí)踐活動(dòng)等學(xué)習(xí)內(nèi)容尤為感興趣。大部分學(xué)生學(xué)習(xí)態(tài)度端正，掌握基礎(chǔ)知識(shí)比較牢固，學(xué)習(xí)目的明確，上課專心聽(tīng)講，遇到不懂的問(wèn)題能主動(dòng)問(wèn)老師，部分學(xué)生在課堂只停留在認(rèn)真、專心聽(tīng)，缺少主動(dòng)參與的意識(shí)和習(xí)慣，但也有小部分學(xué)生基礎(chǔ)比較差。本課時(shí)教學(xué)的內(nèi)容不是很難，學(xué)生有良好的學(xué)習(xí)態(tài)度均可掌握。

《原電池實(shí)驗(yàn)的高效化與微型化創(chuàng)新改進(jìn)》——選修四原電池1.知識(shí)與技能學(xué)生對(duì)原電池工作原理以及本質(zhì)為氧化還原反應(yīng)有了更深層次的理解。并能用化學(xué)方程式、能量觀、守恒觀以及微粒觀表征出原電池工作的原理，深刻理解了陽(yáng)離子交換膜原電池的優(yōu)點(diǎn)。提煉出雙液原電池的理論模型，并總結(jié)出：氧化劑與還原劑不接觸也能發(fā)生氧化還原反應(yīng)。完善原電池構(gòu)成條件的知識(shí)，突破思維局限性。教學(xué)目標(biāo)基本達(dá)成。2.情感態(tài)度學(xué)生通過(guò)本次實(shí)驗(yàn)課熱愛(ài)化學(xué)，通過(guò)教師步步設(shè)疑、同學(xué)解決問(wèn)題，可以培養(yǎng)同學(xué)分析問(wèn)題，并用實(shí)驗(yàn)解決問(wèn)題的能力，通過(guò)問(wèn)題引導(dǎo)，教師在教學(xué)內(nèi)容融入情感，教師對(duì)待不同水平的學(xué)生以引導(dǎo)為主，讓學(xué)生自主思考，使學(xué)生能夠愉悅參與課堂，積極參與實(shí)驗(yàn)，參與思考，有利于學(xué)生增強(qiáng)探索化學(xué)反應(yīng)原理的興趣，提高學(xué)習(xí)的社會(huì)責(zé)任感，同時(shí)樹(shù)立學(xué)習(xí)和研究化學(xué)的遠(yuǎn)大志向。本節(jié)課結(jié)合教材和學(xué)生的身心特點(diǎn)，在本課時(shí)的教學(xué)設(shè)計(jì)中，從學(xué)生的興趣和認(rèn)識(shí)水平出發(fā)，利用漂亮的圖片吸引學(xué)生的注意力。通過(guò)觀看動(dòng)畫(huà)，玩游戲以及實(shí)驗(yàn)探究活動(dòng)。讓學(xué)生在愉快中學(xué)習(xí)，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣，幫助他們建立學(xué)習(xí)的成就感和自信心。達(dá)到預(yù)期效果！《原電池實(shí)驗(yàn)的高效化與微型化創(chuàng)新改進(jìn)》——選修四原電池本節(jié)內(nèi)容選自高中化學(xué)人教版選4《化學(xué)反應(yīng)原理》的第四章第一節(jié)原電池的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。以化學(xué)必修2第二章第二節(jié)“化學(xué)能與電能”為基礎(chǔ)，將從科學(xué)概念的層面和定量的角度比較系統(tǒng)介紹原電池的組成和工作原理，為電解池學(xué)習(xí)做鋪墊,在原有知識(shí)基礎(chǔ)上起到一個(gè)承前啟后的作用，它是電化學(xué)學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)內(nèi)容也是核心內(nèi)容，在生活中占有重要地位。學(xué)習(xí)本節(jié)內(nèi)容，既可以加深對(duì)氧化還原理論的理解，又加深學(xué)生對(duì)電化學(xué)反應(yīng)所遵循規(guī)律的了解；本節(jié)設(shè)計(jì)了一些創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)和科學(xué)探究活動(dòng)，有利于學(xué)生增強(qiáng)探索化學(xué)反應(yīng)原理的興趣，提高學(xué)習(xí)的社會(huì)責(zé)任感，同時(shí)樹(shù)立學(xué)習(xí)和研究化學(xué)的遠(yuǎn)大志向。《原電池實(shí)驗(yàn)的高效化與微型化創(chuàng)新改進(jìn)》——選修四原電池本節(jié)課學(xué)生具有強(qiáng)烈的參與意識(shí)，我出示了不同水平的A、B、兩組練習(xí)題；選擇部分A組題第三題部分同學(xué)有些問(wèn)題，B組題綜合題學(xué)生規(guī)范性答題方面略有問(wèn)題，整體掌握情況良好。原電池練習(xí)題A級(jí)1.原電池中發(fā)生的反應(yīng)一定是（）A．化合反應(yīng)B.置換反應(yīng)C．非氧化還原反應(yīng)D.氧化還原反應(yīng)2.下列各變化中屬于原電池反應(yīng)的是（）A、在空氣中金屬鋁表面迅速氧化形成保護(hù)層B、鍍鋅鐵表面有劃損時(shí)，仍然能阻止鐵被氧化C、紅熱的鐵絲與冷水接觸，表面形成藍(lán)黑色保護(hù)層D、濃硝酸比稀硝酸更能氧化金屬銅3.如圖所示的裝置中，在產(chǎn)生電流時(shí)，以下說(shuō)法不正確的是（）A．Fe是負(fù)極，C是正極B．負(fù)極反應(yīng)式為：Fe－3e－=Fe3＋C．內(nèi)電路中陰離子移向FeCl2溶液D．電流由石墨電極流向Fe電極4.銅鋅原電池（右圖）工作時(shí)，下列敘述正確的是（）A．正極反應(yīng)為：Zn－2e－=Zn2＋B．電池反應(yīng)為：Zn＋Cu2＋=Zn2＋＋CuC．在外電路中，電子從正極流向負(fù)極D．鹽橋中的K＋移向ZnSO4溶液B級(jí)1、依據(jù)氧化還原反應(yīng)：2Ag＋(aq)＋Cu(s)=Cu2＋(aq)＋2Ag(s)設(shè)計(jì)的原電池，如圖所示。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：(1)電極X的材料是________；電解質(zhì)溶液Y是________。(2)銀電極為電池的________極，銀電極發(fā)生的電極反應(yīng)為_(kāi)___________________________；X電極發(fā)生的電極反應(yīng)為_(kāi)___________________________。(3)外電路中的電子是從________極流向______極。2.[2014·新課標(biāo)全國(guó)卷Ⅰ，27(4)]H3PO2也可用電滲析法制備。“四室電滲析法”工作原理如圖所示(陽(yáng)膜和陰膜分別只允許陽(yáng)離子、陰離子通過(guò))：(1)寫(xiě)出陽(yáng)極的電極反應(yīng)式：______________________________________________________。(2)分析產(chǎn)品室可得到H3PO2的原因：______________________________________________。(3)早期采用“三室電滲析法”制備H3PO2：將“四室電滲析法”中陽(yáng)極室的稀硫酸用H3PO2稀溶液代替。并撤去陽(yáng)極室與產(chǎn)品室之間的陽(yáng)膜，從而合并了陽(yáng)極室與產(chǎn)品室。其缺點(diǎn)是產(chǎn)品中混有____________雜質(zhì)。該雜質(zhì)產(chǎn)生的原因是_________________________________。《原電池實(shí)驗(yàn)的高效化與微型化創(chuàng)新改進(jìn)》——選修四原電池本節(jié)課的主要教學(xué)目標(biāo)是讓學(xué)生掌握原電池創(chuàng)新的一般思路，結(jié)合教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行以下反思：教學(xué)層次清楚、條理分明。本課的教學(xué)采取的是“問(wèn)題情境→實(shí)驗(yàn)探究→質(zhì)疑討論→分析推理→整合運(yùn)用”基本教學(xué)程序，實(shí)驗(yàn)是化學(xué)課教學(xué)的靈魂，上好實(shí)驗(yàn)課時(shí)提高課堂教學(xué)質(zhì)量的關(guān)鍵。這一節(jié)以學(xué)生熟悉的實(shí)驗(yàn)開(kāi)始，不斷地把實(shí)驗(yàn)展開(kāi)、深化，讓學(xué)生動(dòng)手操作，動(dòng)腦分析思考，動(dòng)口討論，歸納總結(jié)出概念和規(guī)律，對(duì)學(xué)生一時(shí)不能理解的問(wèn)題或需要深化的概念，教師要講并且要講透，每一個(gè)關(guān)鍵性問(wèn)題要總結(jié)，要落實(shí)，為了培養(yǎng)和發(fā)展學(xué)生的思維和能力，要及時(shí)鞏固（如讓學(xué)生的多數(shù)，做練習(xí)等）吧學(xué)會(huì)的只是加以應(yīng)用，盡可能解決一些實(shí)際問(wèn)題（如實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的解釋）。把實(shí)驗(yàn)操作、現(xiàn)象的觀察分析和本質(zhì)的歸納總結(jié)，形成知識(shí)體系，再運(yùn)用到實(shí)際中去解決實(shí)際問(wèn)題形成螺旋上升的全過(guò)程。評(píng)價(jià)方法的多樣性。本節(jié)課我采用了多種教學(xué)評(píng)價(jià)方法，既有教學(xué)過(guò)程中表現(xiàn)性的評(píng)價(jià)，也有對(duì)作品的總結(jié)性評(píng)價(jià)，教學(xué)過(guò)程，關(guān)注學(xué)生每個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)的表現(xiàn)，為所在小組進(jìn)行加分，激發(fā)他們積極主動(dòng)地學(xué)習(xí)，最終促進(jìn)學(xué)習(xí)目標(biāo)的完成。通過(guò)對(duì)最終作品進(jìn)行的自評(píng)、互評(píng)，小組評(píng)，師生共評(píng)，讓學(xué)生體會(huì)到了成功的喜悅，增強(qiáng)了學(xué)習(xí)的自信心。三、本節(jié)課的亮點(diǎn)所在：亮點(diǎn)一：新思路:改進(jìn)鹽橋?yàn)橹骶€，層層深入，步步探究，提高科研探究精神；亮點(diǎn)二：巧方法:巧用濾紙、陽(yáng)離子交換膜，創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)綠色化學(xué)；亮點(diǎn)三：補(bǔ)知識(shí):高度還原高考實(shí)驗(yàn)，學(xué)生深刻理解膜電池的工作原理；亮點(diǎn)四：貼生活:貼近生活，讓學(xué)生感受化學(xué)的美，化學(xué)的魅化學(xué)就在我們身邊的情感態(tài)度！教師語(yǔ)言表達(dá)不夠精簡(jiǎn)。在教學(xué)過(guò)程中，由于總是擔(dān)心學(xué)生對(duì)教學(xué)的重難點(diǎn)記憶不夠深刻，因此對(duì)這部分進(jìn)行了多次重復(fù)，占用了學(xué)生不少時(shí)間，今后還要注意精講多練，將更多的時(shí)間留給學(xué)生?！对姵貙?shí)驗(yàn)的高效化與微型化創(chuàng)新改進(jìn)》——選修四原電池本課時(shí)的教學(xué)內(nèi)容是原電池的高效化和微型化創(chuàng)新改進(jìn)，學(xué)生學(xué)完后應(yīng)當(dāng)形成對(duì)原電池高效化和微型化創(chuàng)新改進(jìn)分析的基本思路和框架.1、知識(shí)與技能：①使學(xué)生理解原電池的化學(xué)原理，能初步設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單的原電池；②掌握形成原電池的基本條件，并能將理論應(yīng)用于實(shí)際；2、過(guò)程與方法：利用問(wèn)題驅(qū)動(dòng)科學(xué)方法探究實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新設(shè)計(jì)改進(jìn)方案；通過(guò)實(shí)驗(yàn)不斷總結(jié)、發(fā)現(xiàn)、歸納知識(shí)的要點(diǎn)，培養(yǎng)學(xué)生的思維能力和創(chuàng)造能力。3、情感態(tài)度與價(jià)值觀：通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究和問(wèn)題討論，陪養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神