化學能與電能的教學設計

一、教學內容分析

本節的內容是化學能與電能。化學反應與能量是最重要的原理性知識之一，也是在社

會生產、生活和科學研究中廣泛應用的知識，是對人類文明進步和現代化發展有著重大價值

的知識，與我們每個人息息相關。化學能對人類的重要性決定了本節學習的重要性。在上一

節已經學習了“化學能與熱能”的關系，通過實例和實驗，了解化學能與熱能的相互轉化,

了解化學能轉化為熱能在生產、生活中的應用及其對人類文明發展的貢獻。在選修模塊''化

學反應原理”中，將從科學概念的層面和定量的角度比較系統深入地學習化學反應與能量、

電化學基礎。本節內容是對前一節課中“一種能量可以轉化為其他形式的能量，如熱能和電

能等”論述的補充和完善，又是為學習“電化學基礎”奠定必要的基礎。

課程標準關于化學能與電能在必修模塊和選修模塊中均有安排，在本模塊中只要求舉例

說明化學能與電能的轉化關系及其應用，認識研制新型電池的重要性。本節根據學生對‘電”

的感性認識及其對化學能與電能之間轉化問題產生的興趣，通過幾個設問把學生帶進了“化

學能與電能之間相互轉化”的研究之中，并通過實驗探究發現構成原電池的條件。通過原電

池和傳統干電池（鋅鎰電池）初步認識化學電池的化學原理和結構，并不要求上升為規律性的

知識；通過介紹新型電池（如鋰離子電池、燃料電池等）體現化學電池的改進與創新，初步形

成科學技術的發展觀。激發學生科學知識的求知欲。

二、學情分析

生活在現代社會，學生對“電”有著豐富面又強烈的感性認識。當學生們了解了化學

反應中能量轉化的原因，并感受了探究化學能與電能的相互轉化過程之后，會對化學能與電

能之間的轉化問題產生濃厚的興趣。正是基于學生的這種心理特征，教學設計了的幾個設問，

把學生帶進了“化學能與電能之間相互轉化”的研究之中。學生在必修一中已學習氧化還原

反應并知道氧化還原反應的實質是電子轉移。從反應物之間電子轉移角度看，原電池概念的

形成是氧化還原反應本質的拓展與應用。

知識方面：

學生通過“化學必修1”的學習，已經了解了氧化還原反應的實質是電子的得失或偏移,

通過初中物理的學習已經知道帶電粒子的定向移動形成電流。

能力方面：

通過一年多化學學科的學習，學生具備了一定的實驗動手能力、觀察能力、分析與歸納

能力。因此本節課主要采用學生探究實驗獲得大量的感觀材料之后加以分析的方法來進行學

習。

情感方面：

電池與生活各方面息息相關，中學生普遍對新鮮事物感興趣，求知欲旺盛，因此，本節

課教學通過分組實驗、演示實驗、多媒體模擬動畫，充分調動學生的積極性和主動性。學生

的學習障礙學生對于將一個氧化還原反應分為兩個半反應在兩個不同場所發生這種情況是

第一次接觸,很難想象氧化劑和還原劑還能分開反應，而且能真實感受到電子確實發生了轉

移，覺得很神奇。因此，在教學中設計了大量的對比實驗，然后通過實驗事實的直觀材料

去分析原電池的工作原理，形成條件、實際應用，降低了難度，符合學生的認知規律。

三、教學目標

知識與技能：1、理解原電池的原理和原電池正負極的判斷

2、掌握形成原電池的條件及原電池的本質

3、知道常見的幾種化學電池

過程與方法：通過研究性學習，引導自我探究，自我發現，自我提升和自我應用能力。

情感態度與價值觀：

1、通過教學充分享受電池給人類帶來的美好生活

2、讓學生通過對原電池的研究，憧憬原電池應用的美好前景。

四、教學重難點

【教學重點】

初步認識原電池概念、反應原理、構成及應用。認識化學能轉化為電能對現代化的重

大意義。

【教學難點】

通過對原電池實驗的探究，引導學生從電子轉移角度理解化學能向電能轉化的本質。

五、教學過程

1.教學流程圖

【學習目標】--【情境引入】---【原電池的工作原理分析】--一【原電池形成條件

的探究】一一【發展中的化學電源】--一【課堂小結】-——【回扣目標提升自我】——【當

堂檢測】-一一【教師寄語】。

2、教學過程

教

學

教師活動學生活動設計意圖

環

節

【學習目標】

請同學們出生閱讀本節課學習目

標

同學們出生閱讀本節課學習明確學習目標

【視頻引入】

目標

電能是現代社會中應用最廣泛、使

用最方便、污染最小的一種二次能源。

情觀看能源危機,環境保護到改變能源

2001年火力發電目前在我國的電力結構

境結構，大力發展新能源汽車的視頻

中居首位，占了總電量的80%以上.那么，

引創設新能源美好前景

儲存在煤中的化學能是如何轉變成電能

入情境，激發興趣。

的呢？

從火力發電情境引入，

【展示】火力發電的工作原理示意圖

觀看火力發電的工作原理示意圖和聽說明設計一套從化學

【講述】化學能轉變為熱能；熱能轉變

老師講述能轉化成電能的裝置

成機械能；機械能轉變成電能。經多次能

進入情境，激發興趣和思考的必要性

量轉換，能量損耗大，燃料的利用率低；

環境污染嚴重。能不能減少中間的能量轉

化環節而將化學能直接變為電能？

【動畫模擬實驗】鋅、銅與稀硫酸反應

將一Zn片、Cu片平行插入稀硫酸中，

有什么現象？分析有關反應的離子方程

式。

離子方程式：Zn+2H=Zn2'+H2t

Cu和稀硫酸不反應.Zn與稀硫酸反應

現象：Zn片上產生大量氣體，Cu片上

時，Zn把電子直接給了溶液中的H+

無變化。

將鋅片和銅片用導線連接，導線中間接

一電流計，插入稀硫酸中。有什么現象？

為什么？讓學生更深刻理解原

Zn:U

銅片上產生氫氣，線路中有電流流過。U1電池將氧化還原反應

這種裝置就把化學能直接轉化為電能。我分為氧化反應和還原

們把這種將化學能轉變成電能的裝置稱反應在兩個不同場所

銅片上產生大量氣彳本。電流計發生偏

為原電池。反應發生

轉。

實驗現象：有電流產生

【板書】化學能與電能

一、原電池

1.定義：將化學能轉變成電能的裝置。

【探究一】原電池的工作原理

1）鋅片的質量有無變化？溶液中

C（H+）如何變化？

2）確定Zn片，Cu片的正負極是怎樣

的？

3）請分別寫出鋅片和銅片上變化的離

原

子方程式，再寫出總反應的離子方程

電［講述］通過實驗我們知道銅-鋅-稀硫酸進行階段性總結，讓學

式。

可以形成原電池，請同學們完成探究一中

池鋅片：生對充分認識到原電

的五個問題，這個裝置通過那些變化來實現銅片：池裝置的基本要素之

工化學能轉化為電能。總反應：-：形成閉合回路，對

）電流方向？電子方向？陰陽離子流

作4后面探究原電池形成

動方向？

原的其他條件時的實驗

理起指導作用，節約試驗

分時間。

5）正極金屬起什么作用？誰在正極上

析得電子？

【板書】

2.工作原理學生自主歸納整理，小組合作交流

負極ZnZn-2e=Zn"氧化反應展示

正極Cu2H*+2e-=H2t還原反應

IHI

,1

口

：

1

%

師生一塊梳理原電池中變化--加深理解

、

原電池工作原理

比

J

",

I"

【提問】我們已經設計出了一套完整的原【探究二】構成原電池的條件【科學探先設計實驗裝置圖，在

原

電池裝置，成功的實現了化學能直接向電究(P41)】進行實驗驗證。從理論

電

目標：根據已具備的氧化還原反應知識

能的轉變，那么原電池是如何實現這一轉走向實踐，提升學生對

池和電學知識，利用提供的實驗用品，設

變的呢？原電池的認識，能夠設

形計一套電池裝置。

【板書】計并組裝簡單的電池。

成用品：鎂條、鋅片、銅片、導線、電流

3.構成原電池的條件水到渠成地探究出原

表、無水酒精、稀硫酸、電解槽。

條

(1)(2)(3)(4)方式：最好先設計，并動手實驗，邊做電池形成條件。

件

氧化還原反應邊改進。

的

【演示實驗】小風扇的轉動先用南孚電學生先設計實驗裝置圖，在進行實驗驗留足展示時間，充分發

探證。學生進行實驗做好實驗展示

池演示，再用鎂一銅一稀硫酸原電池演揮學生的想像力，提高

究并總結原電池構成條件

小。取眉子生切于頭瞼四紅忡電他。創新能力。從實驗探究

3.構成原電池的條件到形成概念最后到實

際應用，一步步提升學

(1)有活潑性不同的兩個電極

生對原電池的認識。

(2)用導線相連(或直接接觸)

(3)插入電解質溶液里，形成閉合回

路

(4)在電極表面上能發生自發進行的

氧化還原反應

化學電池的反應本質

發

展

中

請同學們用兩分鐘的時間閱讀教材一發閱讀教材42頁到44頁發展中的化學電

的知道常見的幾種化學

展中的化學電源。源。

化電池

分類總結化學電源

學

電

源

課

堂請同學總結我們今天學習的化學能與電

學生構建知識網絡形成知識體系

小能，并做展示準備。

結

回

扣學習目標：

II1、理解原電池的原理和原電池正負極的

標判斷回扣目標提升自我

提2、掌握形成原電池的條件及原電池的本學生回憶中。。。。。。知識梳理力爭達標

升質

自3、知道常見的幾種化學電池

我

習題一：原電池的判斷

1、下列裝置中能組成原電池形成電流的

是（）

課堂信息反饋，作為學

習效果評價的一個方

面。

習題二：原電池的工作原理

2.某金屬能跟稀鹽酸作用放出氫氣，該金

屬與鋅組成原電池時，鋅為負極，此金屬

是（）

A.MgB.FeC.AlD.Cu

3.由銅鋅和稀硫酸組成的原電池工作時，

電解質溶液的pH()

A.不B先變大后變小

C逐漸變大D.逐漸變小

4、把a、b、c、d四塊金屬片浸入稀硫酸

中，用導線兩兩相連組成原電池。若a、

b相連時，a為負極；c、d相連時，電流

由d到c；a、c相連時，c極上產生大量

氣泡，b、d相連時，b上有大量氣泡產生，

則四種金屬的活動性順序由強到弱的為

()

A.a>b>c>dB.a>c>d>

b

C.c>a>b>dD.b>d>c>

a

【講述】希望同學們牢記習近平總書記提

教

出：“創新，協調，綠色，開放，共享”樹立科學發展觀，引導

師

五大發展理念！在新能源開發的道路上，學生聆聽學生積極進取，永攀科

寄

做出自己的貢獻！學高峰。

語

六、板書設計

化學能與電能

一、化學能轉化為電能一-原電池

1、定義化學能直接電能

2、工作原理

負極Zn：Zn_2e=Zn'!"

正極Cu：21I++2e=H；f

3.構成原電池的條件

(1)(2)(3)(4)

氧化還原反應

化學能與電能的學情分析

生活在現代社會，學生對“電”有著豐富面又強烈的感性認識。當學生們了解了化學反應中能

量轉化的原因，并感受了探究化學能與電能的相互轉化過程之后，會對化學能與電能之間的轉化問

題產生濃厚的興趣。正是基于學生的這種心理特征，教學設計了的兒個設問，把學生帶進了“化學

能與電能之間相互轉化”的研究之中。學生在必修一中已學習氧化還原反應并知道氧化還原反應的

實質是電子轉移。從反應物之間電子轉移角度看，原電池概念的形成是氧化還原反應本質的拓展與

應用。

知識方面：

學生通過“化學必修1”的學習，已經了解了氧化還原反應的實質是電子的得失或偏移，通過初

中物理的學習已經知道帶電粒子的定向移動形成電流。

能力方面：

通過一年多化學學科的學習，學生具備了一定的實驗動手能力、觀察能力、分析與歸納能力。

因此本節課主要采用學生探究實驗獲得大量的感觀材料之后加以分析的方法來進行學習。

情感方面：

電池與生活各方面息息相關，中學生普遍對新鮮事物感興趣，求知欲旺盛，因此，本節課教學

通過分組實驗、演示實驗、多媒體模擬動畫，充分調動學生的積極性和主動性。學生的學習障礙學

生對于將一個氧化還原反應分為兩個半反應在兩個不同場所發生這種情況是第一次接觸，很難想象

氧化劑和還原劑還能分開反應，而且能真實感受到電子確實發生了轉移，覺得很神奇。因此，在

教學中設計了大量的對比實驗，然后通過實驗事實的直觀材料去分析原電池的工作原理，形成條件、

實際應用，降低了難度，符合學生的認知規律。

化學能與電能效果分析

本節課以新能源汽車發展視頻引課，先理論分析化學能轉化為電能再實驗探究原電池裝置，通

過實際動手組裝原電池，來達到理解原電池工作原理及構成條件。本節課充分運用了實驗和多媒體

教學手段，把演示實驗改為動畫模擬實驗，加強了理論的針對性，通過實驗引導學生從理論到實踐。

學生在活動中獲得的，在活動中感受知識的形成過程，體現生本教育的理念。這些活動都大大提高

了學生的參與度，從中感悟化學之神奇，提高了學生的學習積極性。課堂教學中采用學案導學的方

法，通過學生自學、小組討論、合作探究、上黑板展示、教師評價等形式，創建自主合作探究，總

結升華的課堂。通過“動腦動手”實踐活動、回扣目標、當堂檢測等問題的設置，鞏固所學知識，

檢測學生的學習效果，使教學更有針對性。

在本節課中，我通過設計“科學探究”環節，學習小組先設計裝置簡圖，再組裝電池裝置，學

生之間相互交流合作，讓基礎較好的同學在過程中充分體會到思維的快樂和成功的體驗，而基礎較

差同學也可在其他同學的知道和啟發下進行思維與理解，提高學生化學科學素養，同時“通過以上

實驗與探究，試說明原電池應由哪幾部分構成，化學電池的反應本質是什么？"突破教學重點。

化學能與電能教材分析

本節的內容是化學能與電能。化學反應與能量是最重要的原理性知識之一，也是在社會生產、

生活和科學研究中廣泛應用的知識，是對人類文明進步和現代化發展有著重大價值的知識，與我們

每個人息息相關。化學能對人類的重要性決定了本節學習的重要性。

在上一節已經學習了“化學能與熱能”的關系，通過實例和實驗，了解化學能與熱能的相互轉

化，了解化學能轉化為熱能在生產、生活中的應用及其對人類文明發展的貢獻。在選修模塊“化學

反應原理”中，將從科學概念的層面和定量的角度比較系統深入地學習化學反應與能量、電化學基

礎。本節內容是對前一節課中“一種能量可以轉化為其他形式的能量，如熱能和電能等”論述的補

充和完善，又是為學習“電化學基礎”奠定必要的基礎。

課程標準關于化學能與電能在必修模塊和選修模塊中均有安排，在本模塊中只要求舉例說明化

學能與電能的轉化關系及其應用，認識研制新型電池的重要性0本節根據學生對“電”的感性認識

及其對化學能與電能之間轉化問題產生的興趣，通過幾個設問把學生帶進了“化學能與電能之間相

互轉化”的研究之中，并通過實驗探究發現構成原電池的條件。通過原電池和傳統干電池（鋅銃電

池）初步認識化學電池的化學原理和結構，并不要求上升為規律性的知識；通過介紹新型電池（如鋰

離子電池、燃料電池等）體現化學電池的改進與創新，初步形成科學技術的發展觀。激發學生科學

知識的求知欲。

一、教學重點的分析與確定

本節課是學生初次接觸原電池的知識，而在后面的選修模塊中還會詳細介紹原電池原理的不同

應用，加深對原電池原理的充分理解。因此我將本節課的重點定位為：初步認識原電池概念、反應

原理、構成及應用。認識化學能轉化為電能對現代化的重大意義。

二、教學難點的分析與確定

學生此時對于氧化還原反應的知識已經有一定程度的儲備，但是化學反應原理的實際應用卻是

第一次接觸，而對于將一個氧化還原反應分為兩個半反應在兩個不同場所發生也十分陌生，因此我

將本節課的難點定位為：通過對原電池實驗的探究，引導學生從電子轉移角度理解化學能向電能轉

化的本質。

【訓練案】

【當堂檢測】

知識點1原電池的判斷

知識點2原電池的工作原理

2、某金屬能跟稀鹽酸作用放出氫氣，該金屬與鋅組成原電池時，鋅為負極，此金屬是（）

A.MgB.FeC.AlD.Cu

3、由銅鋅和稀硫酸組成的原電池工作時，電解質溶液的pH（）

A.不變B先變大后變小

C逐漸變大D.逐漸變小

知識點3利用原電池電極判斷金屬性強弱

4、把a、b、c、d四塊金屬片浸入稀硫酸中，用導線兩兩相連組成原電池。若a、b相連時，a為負

極；c、d相連時，電流由d到c；a、c相連時，c極上產生大量氣泡，b、d相連時，b上有大量氣

泡產生，則四種金屬的活動性順序由強到弱的為（）

A.a>b>c>dB.a>c>d>b

C.c>a>b>dD.b>d>c>a

【課后鞏固練習】

1.下列各組材料中，不能組成原電池的是（）

ABCD

兩極材料Zn片、石墨Cu片、Ag片Zn片、Cu片Fe片、Cu片

插入溶液硫酸溶液AgN03溶液蔗糖溶液稀鹽酸

2.由銅、鋅和稀硫酸組成的原電池工作時，電解質溶液的pH怎樣變化（）

A.逐漸變大B.先變小后變大C.不變D.逐漸變小

3.下列敘述中正確的是（）

A.原電池的負極得電子，發生還原反應

B.原電池中較活潑的金屬作正極

C.原電池的電極一定要由兩種不同的金屬組成

D.原電池中發生氧化反應的電極是負極

4.把a、b、c、d四塊金屬片浸入稀硫酸中，用導線兩兩相連可以組成各種原電池。若a、b相連，

a為負極；c、d相連時，c為負極；a、c相連時，c為正極；b、d相連時，b為正極。則此四種金

屬的活潑性由強到弱的順序為（）

A.a>b>c>dB.a>c>d>bC.c>a>b>dD.b>d>c>a

5.將—能轉變為—能的裝置叫做原電池。原電池中正極發生反應，負極發生一

反應。原電池中，在外電路，電子由極經過導線流向極。在內電路，陽離子向極移動,

陰離子向極移動，這樣就形成了閉合回路。原電池的反應本質是反應。

6.如圖裝置，電流表G發生偏轉，同時A極逐漸

變粗，B極逐漸變細，C為電解質溶

液，則A、B、C應是下列各組中的哪一組（）

A、A是鋅，B是銅，C為稀H2s04

B、A