原电池原理及其应用-教学案例评析

原电池原理及其应用-教学案例评析（共9篇）

原电池原理及其应用-教学案例评析 篇1

[学生实验，教师指导]

[学生思考的问题]

（1）锌和稀H2SO4直接反应的实质是什么？

（2）插入铜丝接触到锌粒后，为什么在铜丝上出气泡？

（3）铜丝上的电子由何处而来，出来的是什么气体？

学生根据实验，建议讨论步骤：现象（易）——解释（难）——结论（难）

一、原电池

对比铜锌原电池与直流电源或干电池的实验，得出有关的电极名称，电流流动方向，电子流动方向等。

电极反应：负极（锌片） Zn - 2e = Zn2+（氧化反应）

正极（铜片）2H+ + 2e = H2↑（还原反应）

原电池反应：Zn + 2H+ = Zn2+ + H2↑

定义：把化学能转变为电能的装置叫做原电池。

原电池中：电子流入的一极是正极（较不活泼金属），电子流出的一极是负极（较活泼金属）。

原理：较活泼的金属发生氧化反应，电子从较活泼的金属（负极）流向较不活泼的金属（正极）。

原电池组成：①两块相连的活泼性不同的金属（或可以导电的其它材料）；②电解质溶液（中学只局限活泼金属与电解质溶液能自发进行氧化还原反应的情况）。

原电池形成电流的条件：两块相连的活泼性不同的金属（或可以导电的其它材料）与电解质溶液接触构成闭合回路。

经常用做惰性电极材料的物质是Pt（铂）或C（石墨），如下图两个装置的电极反应是相同的。

说明：教学软件不能代替教学实验，不过可以在总结时用演示教学软件。

[练习]判断下列装置那些能构成原电池，标出电极名称，写出电极反应。

二、化学电源

（教师可以布置课外文献检索，课堂时间有限，不可能涉及过多内容，局限于教材即可）

1、干电池

家庭常用电池。

常见的是锌-锰干电池。如图：

2、铅蓄电池

目前汽车上使用的电池。

铅蓄电池的构造是用含锑5%—8%的.铅锑合金铸成格板。PbO2作为阳极，Pb作为阴极，二者交替排列而成。电极之间充有密度为1.25%—1.28%gcm-3的硫酸溶液。

3、锂电池

锂电池是一种高能电池，锂作为负极，技术含量高，有质量轻、体积小、电压高、工作效率高和寿命长等优点。常用于电脑笔记本、手机、照相机、心脏起博器、火箭、导弹等的动力电源。

4、新型燃料电池

还原剂（燃料）在负极失去电子，氧化剂在正极得到电子。

目前常见的有，氢气、甲烷、煤气、铝等燃料与空气、氯气、氧气等氧化剂组成的燃料电池。

特点是能量大、使用方便、不污染环境和能耗少等。

三、金属的腐蚀和防护

（1）金属的腐蚀

金属腐蚀是指金属或合金跟周围接触到的气体或液体进行化学反应而腐蚀损耗的过程。

◇ 析氢腐蚀（在酸性条件下）

说明：析氢腐蚀备有Flash演示教学软件，请查阅或选用。

钢铁在潮湿的空气中，钢铁表面吸附的水膜由于溶入二氧化碳，使H+增多。

H2O + CO2 H2CO3 H+ + HCO3-

构成的原电池：铁（负极）——碳（正极）——酸性电解质薄膜

负极（铁）Fe – 2e = Fe2+ （被氧化）

正极（碳）2H+ + 2e = H2↑（被还原）

◇ 吸氧腐蚀（在弱酸性或中性条件下）

说明：吸氧腐蚀备有Flash演示教学软件，请查阅或选用。

钢铁在潮湿的空气中，钢铁表面水膜溶解了氧气。

构成的原电池：铁（负极）——碳（正极）——电解质薄膜

负极（铁）2Fe – 4e = 2Fe2+ （被氧化）

正极（碳）2H2O + O2 + 4e = 4OH-（被还原）

◇ 析氢腐蚀和吸氧腐蚀往往同时发生，一般情况下，钢铁腐蚀主要是吸氧腐蚀。

[讨论] 析氢腐蚀或吸氧腐蚀钢铁表面水膜溶液的PH值会有什么变化？

（2）金属的防护

[通过研究讨论学习]

1、改变金属的内部组织结构。

2、在金属表面覆盖保护层。

涂油脂、油漆，覆盖搪瓷、塑料，电镀、热镀、喷镀，在钢铁表面形成致密而稳定的氧化膜。

3、电化学保护法。

Ⅲ作业——教材69页：一、二、三题

[课后研究课题]

通过查找资料（包括上网）了解一种新型电池的详细化学原理和优缺点。（如海水电池、氢氧燃料电池、纽扣电池、锂电池等）

原电池原理及其应用-教学案例评析 篇2

第一, 教学过程过于程序化。一节课的所有环节都写出来了, 体现了大容量。但是这也限制了教师必须以导学案中写出的唯一一种方式进行该堂课的教学, 所有的必须按照预先设计好的一条路走, 扼杀了教师对课堂的应变, 也不便教师对学生的实际学习情况进行有效调控。

第二, 教学设计否定学生差异性。由于学生的自主学习存在很大差异性, 教学设计的使用中也存在一定差异, 并不能真实反映学生的学习过程, 不利于学习成绩较差的同学掌握教学内容, 融入到教学课堂中来, 课堂上回答问题的同学总是成绩较好的同学, 而大部分同学都是比较缺乏主动性的。没有完完全全全的落实到“学”上, 而讨论解决问题习惯的养成也使得学生缺失了独立学习的能力。

二、以“活动元”为教学模式所存在的优势

活动元的含义是为了完成在教学中的某一学习作业中一个或者几个同时进行的作业并且是相对独立学习的活动。并且在完成过程中该核心是以学生为核心力量, 依托于学习作业为背景下进行的。活动元素模式是指活动元素的分类, 从元、活动元素抽象和操作步骤, 设计和使用利润元素的同一类型的活动教学计划的提取。而其这种教学模式的优点在于:充分体现了新课程理念。

三、《原电池原理》案例分析

《原电池原理》中的几个活动设计

1. 课前预习活动设计前的课程预习

(1) 研究该课程中火力发电存在的利弊问题。 (2) 导致氧化还原真实存在的原因和实质内容。 (3) 清晰原电池中的相关课本知识。 (4) 原电池的构成条件评价:设计课前预习, 可以减少学生的盲目性, 对课本知识点有一定的预知能力, 对于教学活动来说, 可以缩短老师的教课时间。

2. 设计活动

[活动的引入]在火力发电的过程中, 能量是怎样进行转换的?

[学生分组讨论得出结论]在火力发电过程中, 经历了一系列的能量转换:

[活动的展开]

在火力发电过程中, 化学能要经过一系列能量转换环节才能转化为电能, 由于转换环节多, 能源利用率低, 造成能源极度浪费。那么能否将化学能直接转化为电能, 提高能量的利用率?

问题1.氧化剂和还原剂直接接触进行反应时, 化学能转化为热能, 再经过一系列能量转换环节才能转化为电能。那么要使氧化还原反应释放的能量不经过热能, 而直接转化为电能, 所要解决的第一问题是什么? (电子的定向移动形成电流)

问题2.若将氧化反应和还原反应分开在不同区域进行, 那么, 怎样架设桥梁使电子从还原剂区域转移到氧化剂区域, 同时形成电流?

问题3.怎样知道所架设的桥梁中有电子流过?如何从电学角度考虑仪器选择和组装问题?

评价:设置阶梯式问题, 对学生进行探究思路引导, 有利于启迪学生的思维能力。

3. 设计实验如何将化学能直接转化为电能?

[学生组成课堂学习小组, 设计实验探究方案, 分组实验, 进行实验探究, 观察实验现象并记录, 小组成员交流探讨]

评价:学生组成课题学习小组进行讨论, 交流, 初步了解科学探究步骤, 建立科学探究模型, 学生通过上述实验方案进行探究, 并对实验结果进行探讨交流的过程中锻炼了学生的创造力。

4. 教师活动, 课堂讲授活动一:原电池电极的确定

[教师引导, 学生归纳, 共同得出结论]

原电池中的电极名称:

负极:电子流出的一极 (如上述原电池中的锌片) ;

正极:电子流入的一极 (如上述原电池中的铜片) ;

电极反应式:表示负极、正极得失电子的情况的式子。

[提问]上面我们通过实验探究了原电池的工作原理, 初步形成了原电池的概念, 那么, 原电池是由哪些部分组成的?即:原电池的构成条件是什么?

评价:教师的教授是体现教师价值的时候, 适当的引导教育可以让学生更加全面的掌握知识结构, 让学生能够真正的与教学课程和实践内容紧密联系起来, 能有独立思考问题的能力, 培养学生良好的科学态度和观念。

四、活动元教学的几点收获

1. 充分利用实验进行探究, 利用对比归纳进行总结, 学生从中养成良好的科学素养。

2. 把课堂活动分成了若干个活动元, 有利于学生活动的展开和达成。

3. 教学发展的需要。

4. 增强学生的自信心与热爱。

参考文献

[1]傅兴春.基础教育课程改革纲要 (试行) .

[2]新课程活动元教学设计和教学原理[M].天津教育出版社.

[3]教育部.基础教育课程改革纲要 (试行) [Z].教基[2001]17号.

原电池原理及其应用-教学案例评析 篇3

某次讲课比赛，本人的题目是《原电池原理及其应用》。这节课涉及生物、物理、化学以及日常生活内容较多，通过这节课的教学，本人谈一下有关做法和认识。

首先，本节课是讨论化学能如何转化为电能的问题，即利用氧化还原反应产生的电子转移，通过实现电子的定向移动，从而形成电流，实现它们之间的转化。在这里关键问题有两点：如何实现电子的定向流动，电子为什么会自动地定向移动。这也是本节课的重点、难点以及应该探讨清楚的问题。

为此，我查阅了大量资料，并请教了几位物理教师，明白了电子要发生定向移动，必须存在电场或在导体两侧存在电势差的道理，实际上学生已经知道、清楚了这个问题。所以，作为教师必须要知道、了解的更多，这就需要不断地学习。在此基础上，我又查阅了有关资料，弄明白了电极电势产生的原因，以及电子如何在电场中运动的问题。

其次，在追溯原电池起源的问题上，通过查找网上信息，我了解到：有关电池的研究已有数百年历史。它起源于一位意大利解剖学家和医学教授在一次解剖青蛙时的一个偶然发现（一只已解剖的青蛙放在一个潮湿的铁案上，当解剖刀无意中触及蛙腿上外露神经时，死蛙的腿猛烈地抽搐了一下）。后来，另一位物理学家和化学家伏打读到有关论文，多次重复了实验，证明了：只要把两种不同的金属片放入电解质溶液，就会产生不同的电极电势，这也是推动电子定向移动的本质原因。后来，伏打发明了伏打电池。这是一项重大发明，它使人们第一次获得了比较强的稳定而持续的电流，为科学家们从对静电的研究转化为对动电的研究创造了物质条件，导致了电化学、电磁联系等一系列重大的科学发现，加深了人们对光、热、电磁化学变化之间的关系的认识。

再次，联系到生活实际。通过实物展示和借助多媒体课件，介绍大家常见的干电池的工作原理，增强了知识的趣味性，加强了同学们对环境保护的意识。

通过这节课我体会到：

1.对于知识的理解不能单纯从某一学科孤立地理解，那样是不会推动科学的发展的。理科综合的提法，是非常有道理的，不仅如此，它还應该是一种更广泛的各学科之间的综合、渗透，这样才有利于我们对科学知识的整体认识和把握。

2.在目前的高考形式下，我们唯有学科间不断加强联系，相互学习，相互借鉴，努力提高自身业务素质，才能培养具有综合素质的国家栋梁之才，这也是教育改革的根本所在。

原电池原理及其应用-教学案例评析 篇4

教学目的

1．使学生理解原电池原理．

2．常识性介绍日常生活中常用的化学电源和新型化学电池． 教学重点：原电池原理． 教学难点：原电池原理．

教学方法：实验探究法——通过实验、分析、讨论、总结、应用等过程，诱导学生观察、思考、推理、探究．

教学用具：铁丝、铜丝、锌片、铜片、稀硫酸、导线、烧杯、电流计 教学过程：

[引言] 前几节我们学习了有关金属的知识，了解了铁和铜的性质．铁是比较活泼的金属，能溶于稀硫酸，铜是不活泼金属，不溶于稀硫酸．如果我们把铁和铜连接在一起，同时放到稀硫酸中，会发生什么现象呢？下面我们做这个实验．

[学生实验] 见课本图3－18 [讲述] 把铁丝和铜丝的上端连在一起，放入稀硫酸中，在金属丝上有电子流动，构成一个小电池我们叫它原电池．今天我们就来研究原电池的原理和应用．

[板书] 第四节 原电池原理及其应用

一、原电池

[实验] 下面我们用锌片和铜片、稀硫酸做实验 [投影]

[设疑] ①锌片和铜片分别插入稀硫酸的现象是什么？ ②锌片和铜片用导线连接后插入稀硫酸中，铜片上为什么有气泡产生？ ③锌片的质量有无变化？溶液中c(H+)如何变化？ ④写出锌片和铜片上变化的离子方程式 ⑤电子流动的方向如何？ [学生讨论] 略．

[板书] 锌片 Zn－2e-=Zn2+(氧化反应)铜片 2H+＋2e-=H2↑(还原反应)电子由锌片经导线流向铜片

[讲述] 我们知道，物质发生反应时，常伴有化学能与热能、光能等的相互转化．如：镁条在空气中燃烧的化学反应，伴有放热、发光等．这说明化学能转变为热能和光能．那么，我们做的这个实验是化学能转变为哪种能呢？

[学生回答] 略．

[教师总结] 这种化学能转变为电能的装置叫做原电池． [板书] 原电池的定义：化学能转变为电能的装置．

[讲述] 这一现象早在1799年被意大利的物理学家伏打捕捉到并加以研究，发明了世界上第一个电池：伏打电池，即原电池．

[投影] [学生填写下表]

[引导思考] 原电池的两极材料如何选择呢？ [讨论] 略． [学生精读课本] [投影]

[讲述] 下面我们再做几个实验共同探讨一下原电池的组成条件和原理．请大家仔细观察现象，认真思考．

[投影]

[设疑] ①哪种装置可以形成原电池？ ②正、负极各为什么物质？两极上各发生什么变化？ ③电子的流动方向如何？

[学生讨论] A、B、C可形成原电池(可让学生在黑板上书写电极反应式)[讲述] 1．通过以上我们做的几个实验，我们共同总结一下组成原电池的条件及原理． [讨论] 略．

[板书] 2．组成原电池的条件

①有两种活动性不同的金属(或一种是非金属导体)作电极． ②电极材料均插入电解质溶液中． ③两极相连形成闭合电路．

3．原电池的原理：较活泼的金属发生氧化反应，电子从较活泼的金属(负极)流向较不活泼的金属(正极)[讲述] 人们应用原电池原理，制作了多种电池，如：干电池、蓄电池、充电电池、高能电池等，以满足不同的需要．请同学们说说你所知道的电池的用途．

[投影](课本图3－20，学生分别述说电池的用途)[板书]

二、化学电源

[讲述] 下面简单介绍几种常见电池和新型电池 1．干电池 [展示干电池实物] [学生讲述] 学生通过预先准备好的拆开的干电池介绍干电池的构造(正、负极以及电解质溶液)[阅读] 课本 2．铅蓄电池 3．锂电池 4．新型燃料电池 [练习] 1．X、Y、Z都是金属，把A浸入C的硝酸盐溶液中，A的表面有C析出，A与B组成原电池时，B为电池的负极．A、B、C三种金属的活动性顺序为

[

]

A．A＞B＞C

B．A＞C＞B C．B＞A＞C

D．B＞C＞A 2．试用三个实验来比较铁和铜的金属活动性，并写出离子方程式 [小结] 按板书的内容，归纳本节的内容和要点． [作业] 本节课本习题

一、1，2，二、1，2，3 阅读选学内容：金属的电化学腐蚀

(天津红桥区教研室

孙秉从

原电池原理的教学案例. 篇5

苏教版高一年级原电池的教学设计

杭州市萧山六中 邱新德 311261 chisasa@163.com

一、设计思想

指导思想： 为学生创设好学习、研究的环境，把时间留给学生，把想象的空间留给学生，把认知过程留给学生。

理论依据：根据能量守恒定律，“变化都是由能量驱使的”，能量从高到低是自发过程，从能量的角度来分析原电池中所发生的变化。

设计特色：创设相关的情境，帮助学生理解并应用能量守恒定律解释原电池中的电子流向、电极及其反应、溶液中的离子移动等变化过程。

二、教材分析

1．分析《课程标准》、《学科教学指导意见》对本课教学内容的要求。2．分析本课内容的组成成分和在模块学习中的地位和作用；

三、学情分析

1．学生已有的认知水平和能力基础：对于电化学来讲，学生的认知还是处于空白状态，加上目前多数学校都是以讲题为主来提高学生的成绩，学生的分析能力明显不足，理解能力也亟待加强，因此，本节内容从以往的教学经验来看，学生理解得都不好很普遍。

2．本课中学生可能遇到的困难：电池中电能的能量来源，为什么正极上只发生还原反

第1页，共7页 应、负极上只发生氧化反应，或者把正负极上发生的反应弄错。

四、教学目标

知识与能力：

1．使学生了解原电池的概念和组成条件，理解原电池的化学原理。2．初步掌握形成原电池的基本条件。能正确规范书写电极反应方程式。能初步根据典型的氧化还原反应设计原电池。过程与方法：

1．通过对比水电站的工作原理，培养学生观察分析能力和知识迁移能力。2．通过电子在电路中的流向分析电极上发生的反应。态度情感价值观：

1．通过电池方方面面知识，培养学生的科学态度。

2．激发学生的学习兴趣与投身科学追求真理的积极情感。

五、重点难点

教学重点：原电池能量来源、电极及电极反应。

教学难点：许多学生把精力放在了原电池的装置上，忽视了原电池工作时的能量变化及电极反应。

六、教学策略与手段

本课运用参照水电站的能量转换的方式、结合能量守恒原理，使学生理解原电池工作时的能量来源，通过电路中的电子流向，分析不同电极上所发生的氧化反应和还原反应。

七、课前准备

1．教师的教学准备；图片收集、课件制作 2．教学用具：Zn、Cu、稀H2SO4溶液、电流计

八、教学过程

这是教学设计的主体部分。分几个环节具体说明教师指导活动、学生学习活动及师生交互活动。一般应采用文字叙述加点评的格式，不要采用表格或流程图的形式。

电已经成为生产中无法缺少的能源，就连生活中也无法离开电。曾经有一个

第2页，共7页 冰箱企业为了说明冰箱省电，在广告中说他们的冰箱一天只需一只5号电池。你会相信吗？

一只5号电池中到底会含有多少“电量”呢？学完了这节课之后再作回答。

（一）原电池

1．让学生感触化学锌与稀硫酸反应的能量变化

[学生实验]在试管中先加入锌粒，再加入5mL稀硫酸。一分钟后，触摸试管外壁。

让学生感觉试管已经有些烫手，证明反应可以放出较多的能量。

2．能量守恒定律：能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只能从一种形式转化为别的形式，或者从一个物体转移到别的物体，在转化或转移的过程中其总量不变。

展示三峡大坝图片，并同时引用毛泽东《水调歌头 游泳》，激发学生想象力。高峡是指水位很高，此时水的势能很大。

图1 三峡大坝电脑效果图

三峡大坝将水能变成了电能!这就是一个能量守恒的例子，大坝并没有产生新的能量，而是将大坝里的水具有的一部分能量通过相应的装置－整．．．．．套发电装置，转变成了电能。

3．三峡大坝将水的能量转变成电能，锌与稀硫酸反应放出的能量也能转变成电能吗？燃烧反应也能放出热量，中和反应也可以放热，这些反应中放出的热量，怎样才能转变成电能呢？

4．有了象三峡电站这样的大型电站，我国还拥有许多的电站，那为什么需

第3页，共7页 要电池？哪些地方需要电池呢？

在许多用电不方便的地方，比如手机、助听器以及许多特定的地方，电池可以提供普通电源无法提供的电能。这里就是要让学生对电池能“提供能量”树立牢固的印象。

5．听MP3的时候，电池里的“电”会很快被用完了，这是为什么呢？

电池就是通过物质发生化学时释放的化学能转变成电能，而电池的体积就那么一点点大，里面的物质总是很有限的，当电池中的用来提供能量的物质消耗完了的时候，反应也就停止了，没有了能量，电池也就没“电”了。

通过对电池是一个有限的能量源的确认，让学生明确电池的能量来源是“物质变化”所产生的。

6．需要一个什么样的装置？

[学生实验]电流计中指针偏转，说明已经有了电流。

只需要把一块锌片和一块铜片，放进盛有稀硫酸的烧杯里，就可以构成原电池了。原来装置还很简单。

7．在这个装置中，反应放出的能量为什么会转变成电能？ 结合前面的图片，了解水电站的工作简单原理： A.具有较高的能量的水(筑坝)B.能量以一定的方式转换(水高速流下带动发电机)对照右图来看这个可以产生电流的装置：

（1）金属锌中的电子能量比铜的电子的能量高，所以锌的电子可以通过导线“冲向”铜。就像像坝上的水沿管道冲向坝下。但是只是能量高是不够的。坝上的水流到坝下并不能发电。

流向铜片的电子如果还在铜片中，那么后面的电子

124稀H2SO43

图2 铜、锌电池 就不会源源不断地流过来。这样，电路中就不会有电流

的。

（2）流向铜片的电子的能量其实就像坝上的水，与流到坝下的水能量是一样的。因此铜片上的电子能量与锌片上的电子一样，可以与溶液中的H+结合，形成了H2：

第4页，共7页 2H+ +2e－ =H2 氢气从铜片表面逸出。

（3）溶液中H+的可以不断结合由锌片“流”过来的电子，这样，锌的电子也就源源不断地流向了铜。因此，导线中也就形成了电流。这样，电子就完成了图二中从①到②的定向移动，在两个电极间的导线中产生电流。

Zn －2e－ = Zn2+

（4）溶液中的H+不断向铜片移动，锌片上的锌原子失去了电子，变成了Zn2+进入了溶液中，填补H+被消耗形成的电荷“空缺”。溶液中由于Zn2+和H+的定向移动，也就形成了电流。阳离子完成了图二中从③到④的定向移动，在溶液中产．．．生了电流。

(5)整个电路就可以形成一定强度的电流（在电路中，电子移动的方向与离子移动的方向是相反的，但电流的方向是一致的）。

8．电池的电极与氧化、还原反应：导电接力－导线中是电子导电，溶液中是离子导电。正是这两种不同的导电方式，必然在电极上出现电子“流入”与“流出”，从而一定有氧化反应和还原反应的出现。

电源的电极在物理学上有明确的规定：电流流出的极为正极，电流流入的极为负极；电子流出的极为负极，电子流入的极为正极。

导线中的导电是由电子完成的，溶液中的导电是由离子完成的。导线中的电子是无法直接从电极进入溶液中完成导电任务的，溶液的离子也是无法进入电极的，那么，外电路导线的电子导电与溶液中的离子导电要进行“转变”。这样，就会有一个在正极上电子接收的过程，也同时有一个在负极上电子给出的过程。有了这样一个电子的转移过程，必然会有一个氧化还原反应的发生。电极是转变导电方式的场所，当然也是发生氧化还原反应的场所。

在上述装置中，铜片上的“外来”电子必须 “传递”给溶液的离子，氢离子得到电子，在铜片上（正极）就一定发生还原反应。同样，锌把电子给到外电路，锌原子失去电子，因此，在锌片上（负极）一定发生氧化反应。

总 反 应: 2H+ ＋ Zn = H2↑ + Zn2+ 负极反应: Zn － 2e－ =

Zn2+

正极反应: 2H+ ＋ 2e－ = H2 ↑

如果没有氧化还原反应，就不会有电子的转移；没有电子转移，就没有电流的产生。从这里可以得到一个结论：并不是所有放出能量的化学反应都可以用来作为电池的能量来源，而必须是氧化还原反应。因为只有氧化还原反应才有电子转移，才能满足电池中的由电子导电到离子导电的转变。

第5页，共7页

9．回答前面提出的问题：

燃烧是氧化还原反应吗？能不能把氢气与氧气进行的反应置于原电池的装置中进行，得到电流？

一只电池的电量可以让一个大冰箱正常运转一天吗？当然是不能！但从价格上看：一只普通的电池只需0.3元，而一个节能冰箱正常运转所需要的电费也约为0.3元，但是冰箱广告中故意使用了含糊不清的语言，这是不生产道德的。

中和反应虽然也能放出能量，但是由于反应中没有电子转移，所以不能在原电池的装置中直接转换成电能，只能通过其他的方式实现。

10．还需要解释的一个现象

在原电池反应过程中，锌片上的气泡比铜片上还多，可是在课本上，却没有气泡。这是为什么呢？

一、锌片上的电子经过导线流向铜片有阻力，锌片上的电子可以直接与溶液中的H＋结合生成氢气，所以流向铜片的电子只占一总分。

二、但是，锌片直接与H＋反应并不产生氢气，所以“锌片上产生气泡”这一现象与原电池无关，所以本中并没有将其表现出来。

九、知识结构或板书设计

原电池

1．能量守恒定律：能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只能从一种形式转化为别的形式，或者从一个物体转移到别的物体，在转化或转移的过程中其总量不变。

2．三峡大坝将水的能量转变成电能

3．电池的能量来源是“物质变化”所产生的。4．原电池装置

5．水电站的工作简单原理： A.具有较高的能量的水(筑坝)B.能量以一定的方式转换(水高速流下带动发电机)6．电池的电极与氧化、还原反应：导电接力－导线中是电子导电，溶液中是离子导电。

总 反 应: 2H+ ＋ Zn = H2↑ + Zn2+ 负极反应: Zn － 2e－ =

Zn2+

第6页，共7页 正极反应: 2H+ ＋ 2e－ = H2 ↑

十、作业设计

水果电池功率竞赛：自己找水果

【问题研讨】

提出2-3个与本课设计相关的、值得反思和讨论的问题。原电池的教学难度相当大，学生要掌握好很困难。

这个设计经过了我多年探索，得到了这个案例，教学效果较好。

【参考资料】

具体列出本课设计的主要参考资料，格式举例如下： 著作类

参考文献：

[1].华彤文,杨骏英,陈景祖,刘淑珍.普通化学原理.北京大学出版社.第二版 [2].蔡少华,黄坤耀,张玉容.元素无机化学.中山大学出版社.第一版 [3].薛金星.中学教材全解（高二化学上）.陕西人民教育出版社.第七版 [4].人民教育出版社化学室.化学（第二册）.人民教育出版社.第一版 [5].人民教育出版社化学室.化学（第三册）.人民教育出版社.第一版

手持技术在原电池教学中的应用 篇6

杨延光

王东录（安徽省合肥一中，230601）

摘要：通过教学实践，探索手持技术在原电池教学中的应用，使先进的仪器能发挥提高教学有效性的作用，对学生初步掌握如何控制变量来研究问题。关键词：手持技术；原电池；教学有效性；控制变量

手持技术，顾名思义，在掌上就可以操作的技术，它是由数据采集器、传感器和配套的软件组成的定量采集和处理数据系统，并能与计算机连接完成各种后期处理的实验技术系统。手持技术可以广泛应用于理科实验中，可以方便而迅速地收集各类物理、化学、生物、环境等数据，如电流、电压、光强度、温度、力、气压、磁场、音量、距离、pH、溶解氧、电导率、CO2 浓度、色度以及Ca2+、NO3-、NH4 +、Cl-的浓度、相对湿度、心电图、光强度等等。手持技术是一种高科技的、现代化的方法，是实验改革和发展的有效手段，使实验更加现代化。

笔者在人教版必修二原电池教学中采用传统的做法，使用了电流计、音乐卡上的声光组件等定性地表明了电流的产生，在选修四《化学反应原理》采用了手持技术，突出了手段的信息化、现代化，在教学生初步掌握如何控制变量来研究问题方面取得了良好的教学效果。笔者使用的仪器是宁波华茂电子有限公司出产，一台数字化实验系统主机，八个传感器及副件（图1）。

图1

1、加深对盐桥作用的理解

通过必修教材的学习，学生已了解原电池的基本组成，但对原电池的理解还是不深，对原电池存在单池的思维定势，知道如何判断电流的有无，但对实用电池的原理尚不清楚。在原电池中设置盐桥不是一个普通的技术改进，而是对旧的思维模式的一个质的突破。过去认为氧化剂、还原剂只有直接接触、相互作用才能发生电子的转移，而现在，是使氧化剂和还原剂近乎完全隔离，并在不同的区域之间通过特定的装置实现了电子的定向转移，为原电 池持续、稳定地产生电流创造了必要的条件，也为原电池原理的实用性开发［１］奠定了理论基础。

通过手持技术，学生直观地看到没有盐桥时与有盐桥时２４h电流强度图形（教师事先做好）是不一样的，从而以事实表明使用盐桥的必要性。盐桥有利于电池的实用化，没有盐桥，单池原电池是没有任何实用价值的。

2、探究不同电极对电流的影响

在必修一中学生已知构成原电池的条件之一是要有不同的电极，通常活泼的作负极，不活泼的作正极。那么当用稀硫酸为电解质溶液，用铜片与锌片做电极时和用铜片与镁条为电极时电流强度有何不同呢？利用手持技术可以很快得到答案（图2），并作出初步假设：其他条件相同时，当电极的活泼性相差比较大时电流较强。课后再组织研究性学习小组对此作进一步的探究。

图2

通过课堂演示几种代表性的原电池可以防止学生对电极材料产生片面认识，同时又可以练习电极方程式的书写。笔者演示了如下几种：铝铜浓硝酸原电池，由于铝与浓硝酸发生钝化，所以铜作负极被氧化；氯化铁，Ｃ||Ｃ，碘化钾原电池；做镁-铝-氢氧化钠原电池时，手持技术的优越性更是表现明显，通过电流强度直观的图形呈现结果可知开始十来秒是镁作负极，之后是铝作负极，经同学们讨论可得如下结论：开始因铝表面有氧化膜先与碱反应，所以是镁条发生吸氧腐蚀，之后镁不与碱反应而铝与碱反应，所以金属活泼性弱的铝反而当负极。

3、探究不同溶液对电流的影响

使用相同的电极材料，更换不同种类的相同浓度的电解质溶液，或同种溶质不同浓度的溶液，探究其对电流强度的影响。在教师用书中就有补充实验：观察比较铜锌硫酸原电池与铜锌硫酸铜原电池产生电流大小，这表明定量研究是在定性研究基础上进行的更高一个层次，有利于学生思维能力的培养。通过实验表明：相同PH值的稀盐酸与稀硫酸作电解质溶液时前者电流强度大，相同浓度的硫酸与硫酸铜作电解质溶液时后者电流强度大。

4、探究电极面积对电流的影响

组装好铜锌硫酸电原电池，调节锌片的位置，使锌片下端恰好与硫酸溶液接触，然后开始测量，数据为1次/秒，采集500个数据，通过图像能清晰地看出电极表面变小时电流强度变小，在154秒时锌片与溶液脱离，电流为零。（图3图4）

图3

图4

影响电流强度的其他因素探究可作为研究性学习小组课后内容。

实验能力不只是简单的操作技能，它是思维与实践能力的综合。无论是实验之前，实验过程中，还是取得实验数据之后，都需要通过思维来对需要研究的问题进行归纳和整理，分析解释所观察到的现象或测量到的数据。由于技术上的改进和手段上的更新，仪器会自动显示给学生清晰的实验结果而不需进行复杂的数据处理工作，符合中学生学习的认知规律，这样原本难于理解的科学概念和原理，借助于手持技术的实验变得容易认知。通过使用手持技术进行原电池的教学，有利于培养学生定量研究意识以及变量控制观点与实践，提高学生进行科学探究和解决问题的能力。

科学实验与技术的进步密切相关的，技术的进步使我们能够看得更远、更细，测得更准、更快，极大地拓宽了科学实验的范畴，提高了科学实验的可信度。相信手持技术在中学化学教学实践中会有更多的应用，对提高教育教学质量起到极大的推动作用！

参考文献

原电池原理及其应用-教学案例评析 篇7

下面就这节课我谈三点看法:

●取点之“微”

原电池原理是中学化学重要的基础理论之一,也是电化学部分的核心内容。该部分内容理论性强、微观抽象,是知识谱系中的重点、难点、焦点,所以有必要将其制作成微课程让学生在课前进行自主学习,教师的微视频满足了教学及学生的实际需求。

●精练之“美”

要将平时近一课时才能完成的教学任务,放在本节仅长6分51秒的微视频中,这需要教师在微视频脚本上对知识点的精确把握,对教学方法的精准使用,对技术手段的多维运用。本节微课涵盖了图片、PPT、实验视频的放大处理、铜锌原电池原理的微观过程的Flash动画……不同文件处理对码流、分辨率、帧速、时长、大小等技术要求还是比较高的。整体画面设计美观大方,配色合理,图像和内容契合度高,动画运用合理流畅,切换自然。配音清晰,语速适中,有利于学生理解内容。精简的语言表述、精良的剪裁制作、精美的画面声音都体现了本节微课的精练之“美”。

●设计之“巧”

微课限于容量则更需要设计。本节课从课堂流程、教案与PPT课件、主题的导入、主题的讲授、活动的开展、互动的环节、课尾小结等一切要件都经过精心设计,体现了微课的设计之“巧”。

建构主义的学生观和《高中化学课程标准》都要求教师:一切教学活动都要从学生出发,发挥学生的主体作用,学生要成为真正意义上的主动建构者。在设计微课时教师往往过分追求知识与能力目标,忽略了过程与方法目标、情感态度与价值观目标;注重知识的灌输和解题方法的培养,对学生进行科学探究的需要不太重视。于是基本上是以教师讲解为主,学生被动接受,师生之间缺乏感情共鸣。

本课的教学设计重视学生的全面发展,设计了多个探究活动,创设了多个学习情境,利用丰富的教学手段开展课堂活动:1首先展示日常生活中常见到的各种各样的电池图片,简要介绍化学史——伏打电池的起源,以激发学生浓厚的学习兴趣,同时明确本节微课的学习任务就是研究铜锌原电池的工作原理,自然引入了本课题的学习;2实验一视频:将锌片和铜片平行插入到稀硫酸中,引导学生观察实验现象。根据学生已学过的知识,不难完成任务中的问题和练习。在此基础上提出问题:如何将反应释放的能量转化为电能呢?强化学生的探究欲;3实验二视频:将铜片和锌片分别用导线连接在电流表的正、负两极,引导学生观察铜片上有什么现象,电流计的指针发生了怎样的变化;4为进一步解释铜片上产生气泡的原因,将铜锌原电池原理的微观过程制作成Flash动画,帮助学生实现由形象思维到抽象思维的飞跃;5提示学生通过观看动画并联系物理学科的相关知识,学会判断铜锌原电池的正负极、外电路中电子的流向、电流的流向以及溶液中离子定向移动的方向,引导学生学习铜锌原电池的电池反应式的书写;6在借助学习任务单完成学习任务的基础上,又提供了几个与其难度相当的题目检验自主学习成效;7设计了根据铜锌原电池的工作原理,让学生自己在家制作一个水果电池的实践作业,以便培养学生动手实践的能力。这样的处理能化难为易,变枯燥为乐趣,变结论性知识为探究性学习,让学生饶有趣味地、自主地参与探究,建构新知,从而逐步提高解决问题的能力。

本节课的设计之巧还体现在问题的设计上。先提出适当的问题以引起学生的思考;再启发诱导学生去发现规律、纠正和补充错误的或片面的认识;最终提出对所学知识的延伸思考以加深学生对所学内容的理解。教师时刻注意让学习任务始终处于学生的最近发展区,并提供一定的“支架”和辅导。教师的作用从传统的向学生传递知识的权威角色转变为学生学习的辅导者,成为学生学习的紧密合作者。通过问题激发学生在课堂上进行科学探究的强烈渴望,也达到了教师透过屏幕与学生进行心灵对话、思维碰撞的较高目标。

原电池教学设计 篇8

【教学目标】

1、〔知识与技能〕

让学生了解原电池的工作原理。

2、〔过程与方法〕

①通过实验方式探究原电池工作原理，感

悟科学探究的过程和方法。

②培养实验中的观察能力，思考意识和应变能力；培养语言智能。

3、〔情感态度与价值观〕通过化学知识与生活、生产相联系，让学

生感到化学就在身边，化学很有用，很亲切；引导学生关注生活、生产中的化学。

【教学重点】了解原电池的工作原理。【教学难点】原电池的工作原理。【探究建议】实验探究、问题解决。【课时划分】一课时 【教学过程】

【展示图片】（实物展示各种电池）

【师】在平时用到的计算器、手机、MP5、电子表、笔记本电脑等都要用到电池，可以说现代生产、生活都离不开电池。【问】哪位同学能说一下电池的能量转换呢？ 【学生回答】

【导入课题】我们这节课来学习化学能转化为电能的装置---原电池。

【板书】

一、原电池 【师】 在学习新知识的之前，同学们先对导学案上的预习成果进行组内交流、讨论（限时2分钟）。然后回答以下问题：

【预习检测】

1.根据物理科电学知识，电流产生的原因

，电流的流动方向由电源的 极到

极，电子的流动方向由电源的 极到

极。

2.氧化还原反应的实质是：。

3.电解质的概念是：。

以下物质能导电的有

，属于电解质的是

。石墨、氯化钠固体、氯化钠溶液、铁、铜、蔗糖固体、蔗糖溶液、稀硫酸。能导电的原因是

。【学生活动】学生举牌抢答。

【创设情境】动画展示“病历档案”：同学们，面向我们的并不是一位快乐的美眉！自从先后装上两颗假牙（分别是不锈钢和黄金假牙），“笑笑”女士心情一直不爽----头痛、失眠、心情烦躁。

【问题导入】今天，我想请大家当一次医生，开个处方，让笑笑女士笑起来。

【初步假设】想一想，病因估计处在哪里？（假牙）

【设计方案】是不是这样呢？让我们模拟口腔中的环境，把稀硫酸想成口腔溶液----唾液，用Zn和Cu分别代表两颗不同的假牙----不锈钢和黄金……通过实验来找病因！

【学生分组实验】（分9组实验）

【探究实验一】 把锌片和铜片平行插入稀硫酸溶液中（锌片和铜片不接触），观察实验现象。【探究实验二】 把锌片和铜片上端用导线连接起来放到稀硫酸溶液中（锌片和铜片不接触），会出现什么现象？

【探究实验三】 把锌片和铜片用导线通过电流计连接起来放到稀硫酸溶液中（锌片和铜片不接触），会出现什么现象？

【问题探究】

1、把锌片和铜片平行插入稀硫酸溶液中（锌片和铜片不接触），有何现象？写出有关反应方程式和离子方程式？

2、把锌片和铜片上端用导线连接起来放到稀硫酸溶液中（锌片和铜片不接触），有何现象？写出铜片和锌片上的电极反应式以及电子由

流向。

3、把锌片和铜片用导线通过电流计连接起来放到稀硫酸溶液中（锌片和铜片不接触），有何现象？从能量转化角度，你能得出什么结论？

4.如何确定该电池的正负极？

【学生观察并回答】讨论结果采用竞赛抢答形式展示。【多媒体展示】原电池工作原理flash动画模拟过程

【学生交流讨论，归纳小结】原电池工作原理：锌与稀硫酸发生氧化还原反应，锌失电子成Zn2+，电子从锌片经导线通过电流计流向铜片，H+从铜片上得电子被还原成H2，【板书】

1、把化学能转化成电能的装置叫原电池。

2、Cu---Zn原电池的工作原理

锌片（负极）：Zn-2e-=Zn2+（氧化反应）铜片（正极）：2H+ +2e-=H(还原反应)

总反应方程式：Zn+ 2H +=Zn2++H2

【解决问题】 通过实验，你认为笑笑女士的病因是什么？（两颗假牙在口腔溶液中够成原电池，产生的电流刺激脑神经，使该女士头痛、失眠、心情烦躁）【课堂检测】

【课堂小结】 原电池是将化学能转化为电能的装置。原理是利用自发进行的氧化还原反应，电子由负极流向正极，从而产生电流，将化学能转化为电能。

【思考题】

Cu—Zn原电池产生的是持续稳定的电流吗 ？ 【自主发展作业】回家后利用家庭能够提供的一些材料创新设计各种电池。

【板书计划】

第二节 化学能与电能

一、原电池

1、原电池定义

把化学能转化成电能的装置叫做原电池。

2、原电池的工作原理

锌片（负极）：Zn-2e-=Zn2+（氧化反应）

铜片（正极）：2H+ +2e-=H(还原反应)

总反应方程式：Zn+ 2H +=Zn2++H2

【教学反思】

本节课一直是高一学生学习的难点，其理论比较抽象，而且要求学生动手实验。本节课我花了很长时间准备（备学生、备教材、备教法、理论联系实际备问题），上完本节课进下心来，细细回顾，特反思如下：

1、“知识的检测””知识的探究” 采用学生分组讨论，学生抢答的形式，活跃了课堂气氛，激发学生学习积极性。

2、巧用病例这一情景开头，切实联系所要学的知识，实例生动有趣，一下抓住学生的心。

3、让学生分组实验，提高动手能力，观察能力，在探究中学到知识。

4、借助现代媒体的微观动画可生动直观的展开原电池工作原理，有利于学生突破原电池原理这一教学难点。

5、让每一小组做一牌子，以拍卖形式抢答问题在竞争中体现小组群体智慧。

高中化学《原电池》教学设计 篇9

1、了解原电池的定义;了解原电池的构成条件极其工作原理;并学会判断原电池的正负极。

2、通过老师的讲解和演示实验学会判断该装置是否是原电池装置、判断电池的正负极。

3、发展学习化学的兴趣，乐于探究化学能转化成电能的奥秘，体验科学探究的乐趣，感受化学世界和生活息息相关。

教学重点：

进一步了解原电池的工作原理，并判断原电池的正负极。

教学难点：

原电池的工作原理(解决方法：通过演示实验观察实验现象，加上老师的引导学生思考正负极发生什么变化，电子流动方向。)

教学方法：

讲授法、演示实验法。

教学过程：

【板书】化学能与电能

教师导入语：随着科学技术的发展和社会的进步，各式各样的电器进入我们的生活。

使用电器都需要电能。那么，我们使用的电能是怎么来的呢?

学生答：水力发电、火力发电、核能……

教师：我们来看看我国发电总量构成图吧。

教师：由图看出火力发电占发电总量的首位、其次还有水力发电……

教师：我们来看这幅图思考一下火力发电过程能量是怎样转化的?

【学生思考】让学生思考1分钟。

教师：通过燃烧煤炭，使化学能转变成热能，加热水使之汽化为蒸汽以推动涡轮机，然后带动发电机发电。

【投影】化学能→热能→机械能(涡轮机)→电能。

教师：但是煤炭发电有很多缺点，大家一起来说说。

学生：污染大、转化率低、煤炭是不可再生能源。

教师：那么是否可以省略中间的过程直接由化学能→电能?

【实验一】将铜片和锌片分别插入稀硫酸溶液中，观察现象并解释原因。

【现象】Zn片上有气泡(H2)，Zn片逐溶解;Cu片无明显现象。

【板书】Zn片上发生反应：Zn+2H+==Zn2++H2↑

【实验二】将铜片和锌片用导线与电流表连接，并插入稀硫酸溶液中，观察现象并解释原因。

【现象】Zn片逐渐溶解但无气泡;Cu片上有气泡(H2);电流计指针偏转。

【设疑】为什么只在铜片和锌片上连接了一条导线，反应现象就不同了呢?思考一下。

【学生讨论】一分钟

教师：指针偏转，说明电路中有电流通过，说明发生了电子定向移动。Zn比Cu活泼，用导线连在一起时，锌片逐渐溶解，说明Zn片失去的电子，电子经导线流向Cu片，溶液中的H+由于电场作用下移向Cu片得电子被还原成H2(播放Flash动画)。

【板书】铜片上：2H++2e-=H2↑;锌片上Zn-2e-=Zn2+。

【过渡】实质上实验二的.装置就是一个原电池的装置，下面就让我们一起来了解一下原电池吧。

【板书】原电池定义：将化学能直接转变成电能的装置。

负极：失去电子(或电流流进)

原电池

正极：得到电子(或电流流出)。

教师：原电池的工作原理。

在外电路中，负极失去电子，正极得到电子，电子从负极向正极移动。

在内电路中(在溶液中)，溶液中的阴离子向负极移动过，溶液中的阳离子向正极移动。这样整个电路构成了闭合回路，带电粒子的定向移动产生电流。

教师：

[过渡]回忆思考：通过以上实验想想原电池是由哪几部分组成的，构成原电池的条件又有哪些?

教师：原电池组成条件：两极一液一连线。

①两种活泼性不同的金属(或其中一种为能导电的非金属，如“碳棒”)作电极，其中较活泼金属为负极。较不活泼金属(或非金属)为正极。

②电解质溶液。

③形成闭合回路。

④能自发地发生氧化还原反应。

教师：一个原电池装置我们怎样来判断它的正负极呢?

【归纳小结】

判断原电池正、负极的方法。

1、由组成原电池的两极材料判断：

一般是活泼的金属为负极，活泼性较弱的金属或能导电的非金属为正极。

2、根据电流方向或电子流动方向判断：

电流是由正极流向负极，电子流动方向是由负极流向正极。

3、根据原电池两极发生的变化来判断：

原电池的负极总是失电子发生氧化反应，正极总是得电子发生还原反应。

4、电极反应现象

不断溶解，质量减少为负极;有气体产生，或质量增加或不变为正极。

教师：我们来看一下原电池原理有哪些应用。

①制作化学电源

②加快反应速率

③判断金属活动性的强弱

④防止金属的腐蚀

教师：这节课我们初步了解了原电池装置，其实我们身边有很多原电池，同学们要善于从生活中发现化学，培养对化学的兴趣。

作业处理：

1、调查我们周围有哪些电池是利用原电池原理生产的。