原电池教案范例6篇

原电池教案

原电池教案范文1

一、案例展示

教 材:人民教育出版社 高中化学必修二

课 题:原电池

课 型:新知识教学

案例形式:教学设计――原电池工作原理

二、案例的分析

“原电池”在学生头脑是一个陌生的科学概念,在学生头脑中很有可能存在相异构想,对于“原电池

”的教学,关键是帮助学生构建起“原电池模型”。教学处理方式对学生原电池模型的建构有很大的影响,因而本研究以不同的教学方式为切入点,来探讨教学对于学生“原电池”学习的具体影响。选择高二年级两个水平相当的理科重点班采取不同的教学方法处理讲解“原电池及其应用”整节知识。(教学设计1、2分别对应的授课班级称为实验班和对比班)

教学引入:均设置情景激发学生兴趣,指出讨论的相关内容。[2]

实验班从能源的角度引入,直接引入原电池的概念

对比班是从趣味电池出发,为建立原电池模型作铺垫。

教学环节1:是帮助学生构建原电池模型。

实验班引入“盐桥”模型,围绕“电流是怎么产生的”这个问题进行讨论,构建的模型比对比班更为本质,思维的关注点在于正负极可能发生的反应以及由此引发的结果。

对比班则围绕“构成原电池的条件”进行分析,对比班建构的模型是出于宏观层面的,具体的落脚点是发生的化学反应以及模型所提供的材料

教学环节2:均是为了使学生巩固上一环节构建的原电池模型,使学生能正确的分析书写电极反应,认识电极反应和氧化还原反应的关系,同时明确Fe―NaCl―C模型的电极反应,为讨论钢铁腐蚀打下基础。在实验班中,增加了对Zn―ZnSO4ZnSO4―Cu模型的讨论,使学生进一步内化“盐桥”模型[3]

三、教学效果的测查结果与分析

1.测查工具

在教学活动进行过程中和教学活动结束后,均采用了相应的测试题对两个教学班进行了测查,实验班和对比班使用的测试题是相同的。测查一共分为2个部分:第1部分是测查学生对于基本的原电池模型的分析能力。测查的时间是学生学习完第一课时,在第二课时正式讲新课以前,测查的目的在于考察学生通过第一课时的学习,在不同的教学处理下建立的原电池模型在分析简单原电池问题上是否存在差异。(见测查问卷1)

第2部分是测查学生应用原电池模型分析金属防腐措施的原理。测查的时间是学生学习完原电池原理及其应用整节知识以后。测查的目的在于考察学生对于生活中与原电池原理密切相关问题的分析能力,学生是否可以顺利准确抽提出原电池模型,分析电极以及电极反应,并且进行正确描述。[4]

2.测试统计结果与分析讨论

关于学生对于基本原电池模型分析能力的测查结果及其分析讨论

测查结果表明,实验班和对比班对于电池的正负极判断均正确率很高,正确率在85%以上,对比班的结果要略好于实验班。对比班在判断Fe―H2SO4―Cu 模型、Fe―H2SO4―C模型和Zn―CuSO4―Cu 模型的正负极时正确率达到了100%。在书写电极反应的正确率上,实验班要明显好于对比班,1、2、3、4组电池的电极反应书写,正确率实验班分别比对比班高出了6.8%、12.6%、38.9%和26.8%。同时测试结果显示,实验班的同学只要判断出电池的正负极一般都可以把相应得电极反应书写正确,而对比班尽管很多同学可以判断出电池的正负极,但是当中的很多同学并不能写出相应的电极方程式。[5]

在对比班的教学处理中,详细讨论了原电池构成的基本条件,对于电池正负极判断的时候,明确得出了“活泼物质作负极,不活泼物质作正极”,通过这个结论,对比班的同学因而可以很容易的通过比较电极物质失电子能力的差异性得出正确的结论。实验班的同学判断电池的正负极时,由于在教学处理中没有出现“活泼物质作负极,不活泼物质作正极”这样的结论,学生不可能以此直接作为判断依据。实验班学生的判断只能是依据于对整个装置的工作过程的判断,分析电流是如何产生的分析在两电极发生的变化,从电流的方向判断出正负极。[6]

原电池教案范文2

新课程标准对电极电势等概念不做要求,在理论方面降低了知识的难度,因此在教学中只需借助氧化还原理论和金属活动顺序,以及物理学中的电学知识,对有关问题进行定性介绍和分析。

二、教材分析

《化学反应原理》第一章着重研究了化学反应与能量的关系,而第四章电化学基础着重研究化学反应与电能的关系,二者都属于热力学研究范畴。原电池作为电化学的基础,利用其原理可制成多种电池,另一个重要意义是从本质上弄清金属的腐蚀,找到金属防护的方法。

三、教学重点和教学难点

重点:进一步了解原电池的工作原理,能够写出电极反应方程式和电池反应方程式

难点:原电池的工作原理。

四、三维目标

知识与技能目标:进一步了解原电池的工作原理,写出电极反应方程式。

过程与方法目标:(1)通过原电池实验的观察和分析,体会化学反应原理的形成过程;(2)通过原电池实验的探究,掌握解决问题的方法。

情感态度与价值观目标:(1)通过学习原电池联系社会、生活与实践,提高学生的学习兴趣;(2)通过课堂探究活动,培养学生的探究能力,以及与人合作、交流的能力。

五、教学内容的处理

在处理教学内容时,把教学内容分为以下几个步骤:(1)在必修2“化学能与电能”的基础上进一步介绍原电池的组成和原理;(2)学生讨论且设计实验方案;(3)学生讨论并归纳总结出原电池中盐桥的重要性及其作用。

思路:引入新课(实验引入)、学生讨论分析、实验演示、多媒体演示分析、归纳总结、反馈检测、课堂小结。

六、教学方法和教学手段的选择

教学方法:实验探究式教学法。

教学策略:采用学生“自主—合作—探究”的学习模式。

教学手段:利用多媒体辅助教学,如演示原电池盐桥中离子的移动方向,使学生更直观地掌握化学原理。

七、学法指导

合作探究法、教师直接演示法、多媒体演示法。

八、教学过程分析

(一)复习

1.请大家回忆,原电池是怎样进行能量转化的?

2.原电池的形成是有条件的,大家还记得是什么条件?

(二)练习

请根据这幅图片,解释外电路电子流向、溶液中离子流向,写出该原电池的电极反应式和电池反应方程式。

(三)学生动手练习

1.探究问题:探究锌—铜—硫酸铜溶液原电池。

(1)总的离子反应方程式

Zn电极是 极,其电极反应为 ,该反应是 反应(填氧化反应或还原反应);

Cu电极是 极,其电极反应为 ,该反应是 反应(填氧化反应或还原反应)。

(2)若电流计接入,预测该原电池反应现象是什么?

(3)请同学们动手进行上述实验,观察现象,并解释原因(请注意导线的正负极连接以及小组合作:实验员、观察员、记录员、官方发言人)。

2.学生活动

(1)实施方案。

(2)描述实验现象:(都有电流,但不稳定;两个电极上都有红色物质生成)随着实验时间的延续,电流表指针偏转的角度逐渐减小,最终没有电流通过,同时锌片表面逐渐被铜覆盖。

分析(学生或老师引导学生进行):由于锌片与硫酸铜溶液直接接触,在反应一段时间后,不可避免溶液中的铜离子在锌片表面直接还原,一旦有少量的铜在锌片表面析出,就在锌表面构成了原电池,进一步加速铜在锌表面析出,致使向外输出的电流强度减弱(浓度降低也能使电流强度减弱)。

假设问题:这样的原电池能不能用来做电源?

过渡:如何才能使我们刚才设计的原电池产生持续稳定的电流呢?

提示:从不稳定因素着手(铜离子与锌片接触),作为原电池,其功能就是将化学能转换为电能,上述实验中在负极上的变化趋势影响了供电效率,是否可以设法阻止溶液中的铜离子在负极锌片上被还原?

(留给学生足够的时间让他们小组之间讨论,找到问题的原因。)

(3)交流原因,找到改进设想:将铜离子与锌分开。

提示根据原电池的形成条件:小组之间交流,选择合理的方案:

①若是导线,形成原电池时,在两极形成电荷堆积,导线上也会出现电子堆积,电阻致使电子不能畅通定向移动,无法形成持续稳定地电流;

②若是电解质溶液,外电路的电子定向移动,内电路离子也定向移动,构成一个内外循环的通路,就可以得到持续稳定的电流。

(4)论证实验可行性。

(5)实验,描述现象。

(6)写出两个半电池反应的电极方程式及总方程式:

(7)尝试让学生解释盐桥的作用(盐桥:充满饱和KCl溶液的琼脂):

①使整个装置构成闭合回路,避免两溶液直接接触;

②平衡电荷。

原电池教案范文3

【关键词】理实一体化教学 必要性 方案设计

【中国分类法】G71

1、职业教育的特点体现

职业技术教育的培养目标和定位应该是培养技能型或者高机能型人才。中职校侧重于技能能型人才,高职校侧重于高级技能型人才,两者都要培养技能人才,谈到技能就离不开职业能力,职业能力与岗位任务是紧密联系的,实际上培养技能型人才就是在培养满足岗位需求、能胜任岗位任务的人才。这样就要求职业教育与实际岗位任务要紧密相连.

2、情境教学在职业教育中的必要性

岗位任务如何与理论知识点相联系呢,首先要分析岗位任务及任务需求,再分析每一项任务需要哪些知识点来支撑,实现岗位任务向学习领域转化;那么有了与岗位任务相对应的知识点之后,如何才能让学生高效率地掌握这些知识点,这就需要有好的教学手段和方法,这个手段和方法必须能使理论知识点与任务联系,既预教于任务当中,这就是情景教学,在教学每一个知识点时都要将其设计在一个工作情景当中,才能避免枯燥的理论知识点的讲授,尽而收到良好教学效果。

同济大学姜大源老师在基于工作过程的职业教育研究中,认为学习情景是工作过程导向的课程教学,也即实施方案。它是在工作任务及其工作过程的背景下,将学习领域中的能力目标或学习内容进行基于教学论和方法论转换后,在学习领域框架内构成“小型”的主题学习单元,例如项目、任务、案例、产品等。

因此,学习情景应该是与学习内容相关的知识文化背景、学习环境和各种活动。学习情景,应是在课堂教学环境中,作用于学生并引起积极学习情感反应的教学过程。 它具有两个特征:

(1)学习情景是一种特殊的环境,是教学的具体情景的认知逻辑、情感、行为、社会和发展历程等方面背景的综合体,具有文化属性。建构主义学习理论强调“情景”对意见建构的重要作用。它指出,学是与一定的社会文化背景即“情景”相联系的,在实际情景下进行学习,可以激发学生的联想思维,使其运用自己原有认知结构中的有关经验,去同化和索引当前学习的新知识,从而在新旧知识之间建立起联系,并赋予新知识以某种实际意义。

(2)学习情景是指知识在其中得以存在和应用的环境背景或活动背景,它能够引起学生某种积极的情感反应。行动导向学习理论强调学习不再是外部控制而是一个自我控制的过程。学习情景的创设可以使学生融入其中,关注学生的兴趣和经验,强调合作和交流,最大限度地激发学生的学习热情,充分发挥学生的创造性思维空间和实践空间,使学生自觉、自动地建构知识。

可以看到,创设、呈现学习情景,是在确定行动领域、学习领域的前提下,教师和学生一起,设计出有利于学生认知、建构知识的场景、情境,使学生在真实或接近真实的情景下进行生活、社会实践,从而提高培养自身的职业能力,完成学习领域的能力目标。它有利于克服纯粹认知活动的缺陷,使学习成为一种包括情感体验在内的综合性活动,对于提高学习效果具有重要的积极意义。

3、情景教学的设计思路和方法

学习领域要通过学习情境开发。这些情景是一个学习领域框架内的最小主题单元。这些单元面向职业,促进整体的和自我决策的学习过程的能力发展,包括专业能力、个人能力、社会能力和方法能力。

学习情景应作为完整行为过程来处理,按照“六步法”来完成,即咨询、决策、计划、实施、检查、评估六个步骤。

笔者根据德国培训学习所得,探索开发了一个汽修专业学习情景案例,即“基于工作过程系统化的《蓄电池组件检查与维护作业》学习情景开发”,结合此案例来探讨“学习情景”的设计会更具体、清晰。

《学习情景:蓄电池组件检查与维护作业》

计划安排:第2学年/参考学时:12课时

目标:

学生能通过提供的资料及查询网络或平台,查找出蓄电池相关的知识,基本掌握汽车用蓄电池组件检查与维护作业工作方法。能够分析部件和部件组的功能和相互作用、检查可能故障对系统功能造成的影响。能进行团队成员的有效沟通与协作。

教学情境需要的设备:

实训室(实车、蓄电池)、相关资料查询网络平台、黑板和粉笔、信息页、投影仪…

教学情境设计:

1客户报修:车主反映其所用车辆蓄电池必须重复充电。

2信息收集:

2.1客户接待、沟通问诊,填写派工单。

2.2可能原因:蓄电池到使用寿命;发动机充电不足;因用电器损坏造成蓄电池放电。

2.3带着问题、任务收集“蓄电池知识”:(从所提供的资料、查询网络中获得)

2.3.1何谓蓄电池?

2.3.2汽车用蓄电池有几种类型?

2.3.3蓄电池的功用有哪些?

2.3.4何谓蓄电池容量?单位?

2.3.5使用蓄电池时必须遵守哪些安全说明?

2.3.6如何使用充电器为蓄电池充电?

2.3.7汽车使用中蓄电池常见故障有哪些?如何诊断和排除蓄电池故障?

3计划、决策:

对学生进行分组,5人一组,明确组长,以小组形式进行任务教学法。对汽车故障现象分析,结合所收集信息,对解决、排除故障任务做出计划、决策。

4实施:

学生以小组为一个团队,根据任务和计划,进行实施。

任务一:查看车辆上的蓄电池,确认其种类。并收集资料分析蓄电池的种类

任务二:收集资料写出蓄电池的结构和型号表示:

任务三:蓄电池的工作原理分析(收集资料完成自我学习):

任务四:使用蓄电池时必须遵守哪些安全说明

任务五:蓄电池的充电方法及密度计的观察(收集资料完成自我学习):

任务六:蓄电池的维护内容:

任务七:蓄电池的检测方法(收集资料完成自我学习):

5检查:

5.1监控汽车蓄电池组件检查与维护作业过程中的操作,并及时提出正确的改进意见。

5.2指出学生在合作、方法等的不足,并提出合理意见。

5.3回答学生提出的问题。

6评估:

6.1小组成果展示:

各小组展示本组成果,各组分享、提问、讨论。

6.2学生互评、自评:

互评:可采用小组间评价,组长组织小组成员进行互评。

自评:组长组织小组成员进行自评,也可通过完成“自我评估问卷、试卷”。

6.3教师评价:

教师在各行为阶段中对学生活动的观察,并给予评价。

原电池教案范文4

关键词:动力电池;多学科交叉;虚拟项目;教学改革

中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2017)09-0122-02

随着环境污染和能源危机的加剧,电动汽车技术被认为是未来汽车领域最具发展前景的技术之一[1]。了解并掌握电动汽车核心技术是汽车产业对车辆工程专业人才提出的新挑战,因此高校车辆工程专业开设“新能源汽车”类课程成为当勿之急。江苏大学车辆工程专业在课程设计和改革别添加了新能源教学模块,《动力电池技术》就是其中一门很重要的专业选修课。动力电池系统主要包括动力电池及电池管理系统,动力电池涉及化学及材料等领域,电池管理系统已延伸到电气和控制科学等相关专业。因此,如何把握多学科交叉课程《动力电池技术》教学主线,高效地介绍基础知识并摒弃冗余部分取得最佳教学效果是一个非常值得探讨的问题。

本文系统地分析了《动力电池技术》课程结构特点,针对性的提出了基于虚拟项目的教学方法与考核方式的改革,增强学生对动力电池系统关键技术的理解和研究兴趣。

一、《动力电池技术》课程结构

《动力电池技术》课程开设在大学四年级上学期,为专业选修课程,共2学分,30学时。根据车辆工程的专业平台课程与专业基础课程的要求,并结合江苏大学车辆工程优势学科的特色和教研方向,《动力电池技术》课程的理论教学结构主要包括两大部分,九个小模块,如图1所示。

第一部分,讲述新能源汽车的发展背景,分析动力电池与新能源汽车间的关系,强调电池管理系统的必要性。

第二部分,介绍化学电池的基本性能,分析电池反应的动力学过程及电池工作原理。

第三部分,介绍铅酸电池、镍氢电池、锂离子电池等结构及工作原理;着重强调锂离子电池电极材料、基本结构、制造工艺、工作原理等。

第四部分,介绍单体电池成组技术,并在此基础上讲述动力电池的性能指标及电化学性能测试方法。

第五部分,着重进行电池管理系统的介绍,分析电池管理系统基本构成及其功能,并讲述当前主流的电压监测方案。

第六部分,对锂电池的外特性进行分析,对常规电池模型进行介绍。

第七部分,介绍电池剩余电量的概念,着重强调几种经典的评估方法,探讨剩余电量估计的难点。

第八部分,强调电池均衡控制管理的意义,并对常规的电池均衡控制管理方案进行对比分析。

第九部分,阐述电池寿命定义及其评价指标,分析电池寿命影响因素,介绍电池寿命估计及电池梯次利用与回收研究现状。

从以上《动力电池技术》理论教学结构可以看出,课程具有“多”、“新”和“实”的特点[2]。“多”是指课程涵盖内容多,涉及化学、材料、电气、控制等多个学科。“新”是指该课程是一门新的综合课程,需要采用新的教学方法来满足教学的需求;同时,《动力电池技术》的教学内容也在不断更新。“实”是指课程与工程实践密切相关,授课时理论和实践必须做到高度统一。鉴于以上特点,如何将大量的知识在有限的时间内传授给车辆专业的学生难度可想而知。为达到课程教学目的和要求,必须对课程教学方法与考核方式进行改革。

二、《动力电池技术》课程教学方法的探索

传统教学一般以教师为中心,在短时间内教师讲授大量知识点,学生被动强制记忆大量生疏的概念和定义[3]。这种教学方式的缺点在于难以最大限度的调动学生的积极性,且课堂的互动性不强。

“虚拟项目”教学是将学生进行分组,形成以项目为导向的学习小组,而教师的角色则转变成项目咨询师及成果验收专家。虚拟项目教学模式在于以项目和工程技术问题引导学生,增加学生的学习兴趣。

《动力电池技术》课程是一门集理论与实践于一体的专业课,因此在教学过程中采用了“虚拟项目”与传统教学相结合的授课方法。第一大部分“动力电池”主要由材料学的老师来授课,利用多媒体教学,形象直观的通过动画及示意图等来展示动力电池内部结构和工作原理。在课堂上综合运用讲解、提问、讨论等多种授课方法。另外利用混合动力车辆技术国家地方联合工程研究中心平台的条件,引入参观实验课程,让学生亲自动手组装电池,直观认识电池元件结构。

第二大部分“电池管理系统”中则采用“虚拟项目”教学模式。将整个部分分成五个案例,具体内容见表1。学生分别完成“电池建模与仿真”、“电池剩余电量评估”、“电池均衡控制”、“电池寿命估计”、“电池梯次回收利用”五个项目,经过小组内部讨论学习后,由学生代表在课堂上进行PPT讲演,再由全部学生提讨论,最后老师对学生的演讲内容进行点评,完成整个教学过程。

三、《动力电池技术》课程考核方式的改革

考核是检查教学效果和实现课程目标的重要手段之一,《动力电池技术》课程具有多学科交叉的特点,传统的“出勤成绩+期末考查”的考核形式已不能胜任,因此课程采用“前沿阅读报告+闭卷考试+平时课堂表现”模式对学生进行考核。

第一大部分“动力电池”中,由于电池正负极材料的快速发展,新材料不断出现,因此考核采用文献查阅并撰写报告的方式,此部分为前沿阅读报告占40%;第二大部分“电池管理系统”在课程讲授时已采用了“虚拟项目”教学模式,另外这部分内容与车辆工程专业结合紧密,因此采用闭卷考试的形式,考察了学生对知识点的记忆及分析的能力,此部分成绩占50%;最后平时成绩包括课堂表现,占10%,按照这样的比例权重进行成绩的最后评定。

四、结论

《恿Φ绯丶际酢肥且幻哦嘌Э平徊娴淖ㄒ悼纬蹋首先根据动力电池的发展方向,遴选授课内容,解决授课内容“多”的问题;其次探究“新”的教学及考核方法适应“新”的课程及内容,提出了基于虚拟项目与传统教学相结合的教学方法满足了课程“实”的需要。在考核方式上提出了“前沿阅读报告+闭卷考试+平时课堂表现”的考核方式,全面考察多学科交叉课程中学生对知识点的掌握程度。这套对教学方法与考核方式的改革的探索,增强学生对新能源汽车的研究兴趣,为将来他们在新能源汽车领域的发展打下良好的基础。

参考文献:

[1]王丽梅.磷酸铁锂电池组安全保护技术研究[D].济南:山东大学,2015.

[2]马海啸.“新能源发电技术”课程教学内容和方式探索[J].中国电力教育,2013,(10):106-107.

[6]韩杨.复合型创新人才培养模式下“新能源发电技术”教学探索[J].中国电力教育,2013,(5):46-47.

Exploration on the Teaching Reform of "Power Battery Technology" Course Based on Virtual Project

WANG Li-mei,LIU Liang,LI Guo-chun

(Automotive Engineering Research Institute,Jiangsu University,Zhenjiang,Jiangsu 212013,China)

原电池教案范文5

关键词:翻转课堂;探究教学;本土化

中图分类号:G633.8 文献标识码:A 文章编号:1009-010X(2015)33-0075-03

一、问题的提出

起源于美国而后风靡全球的翻转课堂给了正处于课程与教学改革探索中的我国中小学教师许多启发,微视频教学、翻转课堂成为教学改革的热点。但最初的新鲜和兴奋过后,越来越多的人开始思考,翻转课堂能否带来课堂教学的真正革命,其价值何在?能否成为今后课堂教学的一种“新常态”?

如同硬币一样,任何事物都有其两面性,目前来看翻转课堂教学还有一些需要解决的问题。

第一,微视频难以满足高级思维的培养。课前学生观看微视频,但学生“知道什么”不等于他们“能够干什么”,更不等于“能够干好什么”,因为“应知”不等于“应会”。缺少了探究性学习的知识内化似乎又回到了接受性学习的老路上去了。“摒弃低级思维的训练,重视高级思维的培养”,恰恰是我国教育教育改革的重要任务之一。

第二,微视频难以呈现或取代课堂教学过程中的交流与碰撞、互动与分享、预设与形成……,而这些正是课堂教学特别是探究性教学过程中最精彩、最有价值的部分。

第三,课上如何组织学生进行深层次探究性学习是翻转课堂的难点。怎样与探究性教学结合起来,这对教师的方方面面都提出了更高的要求。

翻转课堂能否本土化?课堂翻转了,探究性教学还能进行吗?我认为一个好的教学方法的移植需要一个本土化的过程,这就像器官移植一样,要和我们自身的教学相匹配,不能匹配,就不能吸收利用甚至会产生排斥。如何在翻转课堂理念下实施探究教学,这方面的探索还处于起步阶段,需要我们且行,且思考,且实践。本文意图通过选修4《原电池》一节中几个探究教学环节的设计,来实现翻转课堂理念下的探究性教学。

二、设计意图

翻转课堂颠覆了传统的课堂教学,但它不是视频取代教师;不是学生无序学习、孤立学习。

翻转课堂是一种手段,是让学生对自己学习负责的环境,老师是学生身边的“教练”。

本节课的设计意图就是要探索学习传递给学生后,课堂内如何进行高质量的探究学习活动。

学情方面,从必修到选修,学生知识能力需要进行较大的跨越。选修教材中呈现的带盐桥的双液电池模型与必修阶段的锌铜单液模型承载的功能截然不同。学生的局限认识:氧化剂和还原剂只有接触才可能发生氧化还原反应。如何帮助学生完成新旧知识跨越,形成对原电池原理完整认识,是本节课教学中重点要解决的问题。

三、教学设计过程

环节1:巩固旧知,开启“心智”

在确定学生课前观看了教学视频并完成了预习学案后,教师为学生播放了一段“橘子电池”的视频,从中提炼出必修2中Zn-CuSO4-Cu原电池装置进行复习,并提问:什么样的化学反应可以设计成原电池?即形成原电池的条件:

1.活性不同的两种金属;

2.电解质溶液;

3.闭合回路。

再通过Zn-CuSO4-Cu原电池的构造,提醒学生回忆:

1.此铜锌原电池装置中正负极分别发生了什么反应?

2.电流是如何产生的?

经过以上教学阶段的充分铺垫之后,教师逐渐将学生引入“探究区”。

请学生根据:Zn+CuSO4=ZnSO4+Cu这个氧化还原反应设计一个原电池

(为了使实验效果明显,教师将实验所用电解质溶液浓度和体积确定好,并采用手持数字万用表测定电流的变化)。

实验的结果使他们大吃一惊:

1.锌片部分溶解、锌片上有铜析出;

2.铜片上有铜析出;

3.有电流产生但不稳定且不断减小;

学生产生了困惑,疑问自然而然地产生了:

1.锌片上为什么有铜析出?

2.电流为什么不稳定?

点评:教师设计好问题情境后,如果直接提出探究问题,学生思维处于被动应对状态,学习兴趣不高。利用认知冲突,可以将隐性的探究学习方法显性化,自觉化,主动化。

认知冲突引发强烈的求知欲望,此时学生的思维已进入“激化区”,但从哪里着手探究,还感觉到很茫然,缺乏方向感。

环节2:把握时机,引领探究

这时教师应给以适当的引领,可以从以下三个方面给予分析提示:

1.从Cu2+得电子的途径分析;

2.从能源转化的角度分析;

3.从开路损耗的角度分析。

通过分析学生认识到这是一个低效率的电池,并且不实用。而这源于锌与硫酸铜溶液直接接触的结果。学生回想课前学习,意识到应该把锌与硫酸铜溶液分开,放在一个不与锌反应的溶液中,他们选择了硫酸锌溶液,并且知道找一个“载体”连接两种溶液。即“盐桥”。经过讨论选择了用“餐巾纸、棉线、布条、滤纸等”浸上电解质溶液连接,他们用自己设计的“载体”材料进行实验,发现改进后的原电池锌片上不再有铜析出,并且电流也稳定了。成功的喜悦愉悦学生的身心,思维也处于亢进状态,教师此时顺势乘胜追问:改进后的原电池装置有哪些优点?

通过热烈讨论,学生达成了以下三点共识:

1.提高了能量转换率;

2.化学能不会自动释放;

3.氧化剂和还原剂不直接接触也能发生反应。

点评:做出来的,才会懂得。学生对自己主动探究获得的感悟,印象深刻。因为这样的新知识是自己构建出来的。

教师的追问解决了化学能自动释放的问题。同时也使学生重新思考氧化剂和还原剂在溶液中的反应,为什么氧化剂和还原剂不直接接触也能反应呢?

环节3:理论提升,完善认知

再次引导学生分析整个盐桥电池,用任务驱动:持续、稳定的电流产生的动因是什么?学生分析后得出:

锌半电池反应(负极):Zn-2e-=Zn2+ 氧化反应

铜半电池反应(正极):Cu2++2e-=Cu 还原反应

总反应:Zn+Cu2+==Zn2++Cu

并且知道了盐桥的作用相当于一个离子库,它分别向正、负极所在的电解液中提供阳离子和阴离子,构成了原电池的闭合回路。此时进行拓展:请学生根据原理自行设计其它盐桥电池。

展示学生设计的盐桥电池,如:Cu+2Ag+= Cu2++2Ag 反应。通过分析原电池本质,学生深刻理解了:“原电池是以氧化还原反应为依据,使氧化反应与还原反应分别在两个不同区域内进行,再以适当的方式连接起来,从而获得更稳定更持续的电流。”此时学生思维升华了。理论的提升,也完善了他们的知识体系。

点评:学生现有的水平决定他们很难看到问题的本质,如何利用探究学习来提升、完善学生的知识体系,完成最后的一跃,需要教师适时的推动。

四、课后总结与反思

原电池教案范文6

关键词:高中化学;化学教学;电化学原理

中图分类号:G633.8 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2013)35-0240-02

历年高考化学考试大纲中,对原电池、电解池原理的要求都是理解层次。因此电化学原理考查一直是高考卷中的常考点。本文通过对近几年高考卷中该考点试题的解析与反思,望同学们能对电化学试题分析有一个清晰的思路。纵观近年高考电化学的命题方向,主要有以下三种类型。

一、结合装置单一考查原电池原理

例1.(2010广东理综卷-23)铜锌原电池(如图)工作时,下列叙述正确的是

A.正极反应为:Zn—2e-=Zn2+

B.电池反应为:Zn+Cu2+=Zn2++Cu

C.在外电路中,电子从负极流向正极

D.盐桥中的K+移向ZnSO4溶液

答案:B、C

解析:本题以教材中经典的含盐桥原电池命题,考查电极反应、闭合回路外电路中电子流向及内电路中离子定向移动方向。首先判断出Zn是负极;电池总反应即活泼金属Zn置换出Cu的离子反应;闭合回路外电路中负极失去电子流向正极,导致正极积累负电荷;电池内电路电解质溶液中,阳离子定向移动向正极。

例2.(2009福建卷-11)控制适合的条件,将反应2Fe3++2I-?葑2Fe2++I2设计成如右图所示的原电池。下列判断不正确的是

A.反应开始时,乙中石墨电极上发生氧化反应

B.反应开始时,甲中石墨电极上Fe3+被还原

C.电流计读数为零时,反应达到化学平衡状态

D.电流计读数为零后,在甲中溶入FeCl2固定,乙中石墨电极为负极

答案:D

解析:本题将一个可逆的氧化还原反应设计成带盐桥的原电池装置,考查电化学和化学平衡。分析甲乙烧杯中起始电解质溶液,可知反应开始向正向进行,甲中电极反应为Fe3++e-=Fe2+,则甲中石墨电极得电子,Fe3+被还原;乙中电极反应2I--2e-=I2,乙中石墨电极失电子发生氧化反应;当灵敏电流计为零时,说明电路中没有电子发生转移,反应达到平衡状态。当灵敏电流计为零(即反应平衡)后,再加入Fe2+,平衡逆向移动,此时视逆反应为原电池反应,乙中正反应产物I2反过来得电子放电,其中的石墨电极作正极。

二、综合原电池、电解池原理考查

例3.(2012福建卷-9)将右图所示实验装置的K闭合,下列判断正确的是

A.Cu电极上发生还原反应

B.电子沿ZnabCu路径流动

C.片刻后甲池中c(SO42—)增大

D.片刻后可观察到滤纸b点变红色

答案:A

解析:本题将带盐桥的Zn—Cu原电池装置和滤纸型电解池串联起来。对原电池来说,Zn作负极,Cu作正极,Cu电极上发生还原反应。B选项电子流向ab是内电路溶液环境,溶液中不可能通过电子;C选项中硫酸根离子不会放电,浓度应基本保持不变。D选项中滤纸a点连接负极Zn,作电解池阴极,水中的氢离子放电,溶液中氢氧根有剩余,显碱性变红色。反思:近几年无论江苏、广东、上海化学单

科卷,还是大纲和新课标理综卷,不断出现将原电池、电解池综合设计在一个题中综合考查。分析时,紧抓“氧化还原反应”根,构造如左图的思维模型,理清分析思路。

总之,电化学反应分析时,可抓住以下四点:

1.自发的(不通电可反应)且放热的氧化还原反应可设计为原电池反应;受迫的(通电才反应)氧化还原反应可设计为电解池反应

2.无论原电池、电解池,抓住“负极恒为电子流出的一极”为起点进行分析。

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