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以“电子转移”统领原电池教学设计

作者:第一论文网 更新时间:2015年10月26日 21:04:51

 1 教学背景及设计意图
  这是一节高一“原电池”的新课(上海科学技术出版社)教学,从教学内容本身看,知识的理解难度相对较大,内容涉及电解质溶液(在“开发海水中的卤素资源”单元已补充)、氧化还原反应和物理学(电学)知识及实验,如电流的方向、产生条件及其检测等;从高一阶段学生的认知特点看,他们处于化学学科思想与方法培养的关键期,思维活跃,对新知识充满好奇,但在实验观察、探究、设计等方面的能力还有待提高;从教材安排与教学经验看,该内容属“剖析物质变化中的能量变化”单元知识,教学中一直注重从物质变化与能量变化的角度展开教学,注重宏观变化,相对弱化了“电子转移”这一微观本质,从而可能造成部分学生对原电池的工作原理理解不足。例如知道原电池是利用氧化还原反应把化学能转化为电能的装置,但在具体理解原电池装置如何实现能量转化(原理)、为什么可以转化(本质)、转化的必要条件(构成条件)等存在困难。为此,笔者尝试从氧化还原反应的本质“电子转移”出发,设计了与“电子转移”相关的十个问题,层层递进、逐步深入,统领原电池教学。
  2 教学目标
  (1)知识与技能:理解原电池的工作原理,知道原电池的构成条件与概念。
  (2)过程与方法:学生通过观察宏观现象,分析微观本质,感悟从“宏观到微观”的化学思维方法。
  (3)情感态度与价值观:通过对铜锌原电池的工作原理与构成条件的学习,体验“电子转移”的奇妙与科学价值,感受“电子转移”过程中物质变化与能量变化的辩证统一。
  3 教学流程与说明
  4 教学过程实录
  [课题引入]前面我们刚学习了氧化还原反应,它与非氧化还原反应的本质区别是什么?
  [学生回答]电子转移。
  [教师]大家想,若能设计一种装置使电子持续地定向流动起来,结果会怎样呢?
  [学生回答]形成电流。
  [教师]这样能形成电流的装置,就可以作为提供电能的电源。今天我们就要学习一类最原始的电源-原电池(primary battery)。
  4.1 观察与体验:电子转移是肉眼看不见的,我们是否能通过实验感受它的存在
  [教师]让我们动手做两个对照实验。(介绍试剂、实验方法,注意观察、将现象记录在学案上)
  [学生实验1]将铜片和锌片先后平行放入盛有稀硫酸的烧杯中,分别有什么现象?实验中边观察、边把实验现象记录在学案的表格中。
  [学生交流现象]铜片上无现象;锌片上有气泡、溶解;溶液颜色无变化。
  [教师]为什么?
  [学生解释] Zn比H活泼,可与硫酸反应,Cu没有H活泼,不能与酸反应。
  [教师]很好,我们一起来回忆一下金属活泼性顺序表。
  [板书]金属活泼性顺序表:
  K、Ca、Na、Mg、Al、Zn、Fe、Sn、Pb(H)、Cu、Hg、Ag、Pt、Au
  [教师] Zn与稀硫酸的反应是氧化还原反应吗?
  [学生回答]是。
  [教师]为什么?
  [学生回答]置换反应有化合价升降,一定是氧化还原反应。
  [教师]请同学们写出Zn与稀硫酸反应的离子方程式并画出电子转移方向与数目。
  [学生表达] Zn+2H+→Zn2++H2↑
  [学生实验2]铜片和锌片上部交叉接触放在烧杯中,再观察、记录实验现象。
  [学生交流现象]铜片上出现大量气泡、不溶解;锌片溶解、气泡少;溶液颜色无变化。
  [教师]如何解释上述现象?接触时铜片上为什么会产生大量气泡?(讨论)
  [引导]大量气泡说明Cu片上不断有H2产生,说明氢离子在铜片上得到电子。电子来自谁?
  [学生回答]来自于锌片,锌片失去电子,大量电子转移到Cu片上,H+到Cu片上得到电子。
  [教师]这能否认为Cu与稀硫酸反应呢?
  [学生回答]不可能,因为首先铜在金属活动性顺序表中位于H后;其次,若铜片反应,则Cu片会溶解,同时溶液会变蓝色,与事实不符。
  4.2 思考与探究:既然有电子转移,我们能否用实验来证明电子转移(提问后引导)
  [教师引导]电子转移会产生电流,检测是否有电流。
  [学生回答]串联灵敏电流计看是否有电流。
  [学生实验3]接上灵敏电流计观察、把现象记录在表格中。
  [教师说明]
  1.注意电流计的使用(正极接2.4 kΩ一极);
  2.观察电流计是否偏转,偏向哪一极。
  [学生交流]电流计发生偏转,偏向Cu。
  [教师]这说明有电流生成,且Cu为正极、Zn为负极。有没有同学实验中出现电流计不偏转的情况?有(三位同学举手回答)。
  [教师]什么时候会有?
  [学生回答]当Cu片、Zn片接触时,电流计指针归零。
  [教师]对,同学们想过为什么吗?
  [学生回答]电子绕近路走了,不经过电流计直接转移到Cu片上。
  [教师]因此,原电池装置要形成电流,必须要使两极分开。 1 教学背景及设计意图
  这是一节高一“原电池”的新课(上海科学技术出版社)教学,从教学内容本身看,知识的理解难度相对较大,内容涉及电解质溶液(在“开发海水中的卤素资源”单元已补充)、氧化还原反应和物理学(电学)知识及实验,如电流的方向、产生条件及其检测等;从高一阶段学生的认知特点看,他们处于化学学科思想与方法培养的关键期,思维活跃,对新知识充满好奇,但在实验观察、探究、设计等方面的能力还有待提高;从教材安排与教学经验看,该内容属“剖析物质变化中的能量变化”单元知识,教学中一直注重从物质变化与能量变化的角度展开教学,注重宏观变化,相对弱化了“电子转移”这一微观本质,从而可能造成部分学生对原电池的工作原理理解不足。例如知道原电池是利用氧化还原反应把化学能转化为电能的装置,但在具体理解原电池装置如何实现能量转化(原理)、为什么可以转化(本质)、转化的必要条件(构成条件)等存在困难。为此,笔者尝试从氧化还原反应的本质“电子转移”出发,设计了与“电子转移”相关的十个问题,层层递进、逐步深入,统领原电池教学。
  2 教学目标
  (1)知识与技能:理解原电池的工作原理,知道原电池的构成条件与概念。
  (2)过程与方法:学生通过观察宏观现象,分析微观本质,感悟从“宏观到微观”的化学思维方法。
  (3)情感态度与价值观:通过对铜锌原电池的工作原理与构成条件的学习,体验“电子转移”的奇妙与科学价值,感受“电子转移”过程中物质变化与能量变化的辩证统一。
  3 教学流程与说明
  4 教学过程实录
  [课题引入]前面我们刚学习了氧化还原反应,它与非氧化还原反应的本质区别是什么?
  [学生回答]电子转移。
  [教师]大家想,若能设计一种装置使电子持续地定向流动起来,结果会怎样呢?
  [学生回答]形成电流。
  [教师]这样能形成电流的装置,就可以作为提供电能的电源。今天我们就要学习一类最原始的电源-原电池(primary battery)。
  4.1 观察与体验:电子转移是肉眼看不见的,我们是否能通过实验感受它的存在
  [教师]让我们动手做两个对照实验。(介绍试剂、实验方法,注意观察、将现象记录在学案上)
  [学生实验1]将铜片和锌片先后平行放入盛有稀硫酸的烧杯中,分别有什么现象?实验中边观察、边把实验现象记录在学案的表格中。
  [学生交流现象]铜片上无现象;锌片上有气泡、溶解;溶液颜色无变化。
  [教师]为什么?
  [学生解释] Zn比H活泼,可与硫酸反应,Cu没有H活泼,不能与酸反应。
  [教师]很好,我们一起来回忆一下金属活泼性顺序表。
  [板书]金属活泼性顺序表:
  K、Ca、Na、Mg、Al、Zn、Fe、Sn、Pb(H)、Cu、Hg、Ag、Pt、Au
  [教师] Zn与稀硫酸的反应是氧化还原反应吗?
  [学生回答]是。
  [教师]为什么?
  [学生回答]置换反应有化合价升降,一定是氧化还原反应。
  [教师]请同学们写出Zn与稀硫酸反应的离子方程式并画出电子转移方向与数目。
  [学生表达] Zn+2H+→Zn2++H2↑
  [学生实验2]铜片和锌片上部交叉接触放在烧杯中,再观察、记录实验现象。
  [学生交流现象]铜片上出现大量气泡、不溶解;锌片溶解、气泡少;溶液颜色无变化。
  [教师]如何解释上述现象?接触时铜片上为什么会产生大量气泡?(讨论)
  [引导]大量气泡说明Cu片上不断有H2产生,说明氢离子在铜片上得到电子。电子来自谁?
  [学生回答]来自于锌片,锌片失去电子,大量电子转移到Cu片上,H+到Cu片上得到电子。
  [教师]这能否认为Cu与稀硫酸反应呢?
  [学生回答]不可能,因为首先铜在金属活动性顺序表中位于H后;其次,若铜片反应,则Cu片会溶解,同时溶液会变蓝色,与事实不符。
  4.2 思考与探究:既然有电子转移,我们能否用实验来证明电子转移(提问后引导)
  [教师引导]电子转移会产生电流,检测是否有电流。
  [学生回答]串联灵敏电流计看是否有电流。
  [学生实验3]接上灵敏电流计观察、把现象记录在表格中。
  [教师说明]
  1.注意电流计的使用(正极接2.4 kΩ一极);
  2.观察电流计是否偏转,偏向哪一极。
  [学生交流]电流计发生偏转,偏向Cu。
  [教师]这说明有电流生成,且Cu为正极、Zn为负极。有没有同学实验中出现电流计不偏转的情况?有(三位同学举手回答)。
  [教师]什么时候会有?
  [学生回答]当Cu片、Zn片接触时,电流计指针归零。
  [教师]对,同学们想过为什么吗?
  [学生回答]电子绕近路走了,不经过电流计直接转移到Cu片上。
  [教师]因此,原电池装置要形成电流,必须要使两极分开。
 1 教学背景及设计意图
  这是一节高一“原电池”的新课(上海科学技术出版社)教学,从教学内容本身看,知识的理解难度相对较大,内容涉及电解质溶液(在“开发海水中的卤素资源”单元已补充)、氧化还原反应和物理学(电学)知识及实验,如电流的方向、产生条件及其检测等;从高一阶段学生的认知特点看,他们处于化学学科思想与方法培养的关键期,思维活跃,对新知识充满好奇,但在实验观察、探究、设计等方面的能力还有待提高;从教材安排与教学经验看,该内容属“剖析物质变化中的能量变化”单元知识,教学中一直注重从物质变化与能量变化的角度展开教学,注重宏观变化,相对弱化了“电子转移”这一微观本质,从而可能造成部分学生对原电池的工作原理理解不足。例如知道原电池是利用氧化还原反应把化学能转化为电能的装置,但在具体理解原电池装置如何实现能量转化(原理)、为什么可以转化(本质)、转化的必要条件(构成条件)等存在困难。为此,笔者尝试从氧化还原反应的本质“电子转移”出发,设计了与“电子转移”相关的十个问题,层层递进、逐步深入,统领原电池教学。
  2 教学目标
  (1)知识与技能:理解原电池的工作原理,知道原电池的构成条件与概念。
  (2)过程与方法:学生通过观察宏观现象,分析微观本质,感悟从“宏观到微观”的化学思维方法。
  (3)情感态度与价值观:通过对铜锌原电池的工作原理与构成条件的学习,体验“电子转移”的奇妙与科学价值,感受“电子转移”过程中物质变化与能量变化的辩证统一。
  3 教学流程与说明
  4 教学过程实录
  [课题引入]前面我们刚学习了氧化还原反应,它与非氧化还原反应的本质区别是什么?
  [学生回答]电子转移。
  [教师]大家想,若能设计一种装置使电子持续地定向流动起来,结果会怎样呢?
  [学生回答]形成电流。
  [教师]这样能形成电流的装置,就可以作为提供电能的电源。今天我们就要学习一类最原始的电源-原电池(primary battery)。
  4.1 观察与体验:电子转移是肉眼看不见的,我们是否能通过实验感受它的存在
  [教师]让我们动手做两个对照实验。(介绍试剂、实验方法,注意观察、将现象记录在学案上)
  [学生实验1]将铜片和锌片先后平行放入盛有稀硫酸的烧杯中,分别有什么现象?实验中边观察、边把实验现象记录在学案的表格中。
  [学生交流现象]铜片上无现象;锌片上有气泡、溶解;溶液颜色无变化。
  [教师]为什么?
  [学生解释] Zn比H活泼,可与硫酸反应,Cu没有H活泼,不能与酸反应。
  [教师]很好,我们一起来回忆一下金属活泼性顺序表。
  [板书]金属活泼性顺序表:
  K、Ca、Na、Mg、Al、Zn、Fe、Sn、Pb(H)、Cu、Hg、Ag、Pt、Au
  [教师] Zn与稀硫酸的反应是氧化还原反应吗?
  [学生回答]是。
  [教师]为什么?
  [学生回答]置换反应有化合价升降,一定是氧化还原反应。
  [教师]请同学们写出Zn与稀硫酸反应的离子方程式并画出电子转移方向与数目。
  [学生表达] Zn+2H+→Zn2++H2↑
  [学生实验2]铜片和锌片上部交叉接触放在烧杯中,再观察、记录实验现象。
  [学生交流现象]铜片上出现大量气泡、不溶解;锌片溶解、气泡少;溶液颜色无变化。
  [教师]如何解释上述现象?接触时铜片上为什么会产生大量气泡?(讨论)
  [引导]大量气泡说明Cu片上不断有H2产生,说明氢离子在铜片上得到电子。电子来自谁?
  [学生回答]来自于锌片,锌片失去电子,大量电子转移到Cu片上,H+到Cu片上得到电子。
  [教师]这能否认为Cu与稀硫酸反应呢?
  [学生回答]不可能,因为首先铜在金属活动性顺序表中位于H后;其次,若铜片反应,则Cu片会溶解,同时溶液会变蓝色,与事实不符。
  4.2 思考与探究:既然有电子转移,我们能否用实验来证明电子转移(提问后引导)
  [教师引导]电子转移会产生电流,检测是否有电流。
  [学生回答]串联灵敏电流计看是否有电流。
  [学生实验3]接上灵敏电流计观察、把现象记录在表格中。
  [教师说明]
  1.注意电流计的使用(正极接2.4 kΩ一极);
  2.观察电流计是否偏转,偏向哪一极。
  [学生交流]电流计发生偏转,偏向Cu。
  [教师]这说明有电流生成,且Cu为正极、Zn为负极。有没有同学实验中出现电流计不偏转的情况?有(三位同学举手回答)。
  [教师]什么时候会有?
  [学生回答]当Cu片、Zn片接触时,电流计指针归零。
  [教师]对,同学们想过为什么吗?
  [学生回答]电子绕近路走了,不经过电流计直接转移到Cu片上。
  [教师]因此,原电池装置要形成电流,必须要使两极分开。 1 教学背景及设计意图
  这是一节高一“原电池”的新课(上海科学技术出版社)教学,从教学内容本身看,知识的理解难度相对较大,内容涉及电解质溶液(在“开发海水中的卤素资源”单元已补充)、氧化还原反应和物理学(电学)知识及实验,如电流的方向、产生条件及其检测等;从高一阶段学生的认知特点看,他们处于化学学科思想与方法培养的关键期,思维活跃,对新知识充满好奇,但在实验观察、探究、设计等方面的能力还有待提高;从教材安排与教学经验看,该内容属“剖析物质变化中的能量变化”单元知识,教学中一直注重从物质变化与能量变化的角度展开教学,注重宏观变化,相对弱化了“电子转移”这一微观本质,从而可能造成部分学生对原电池的工作原理理解不足。例如知道原电池是利用氧化还原反应把化学能转化为电能的装置,但在具体理解原电池装置如何实现能量转化(原理)、为什么可以转化(本质)、转化的必要条件(构成条件)等存在困难。为此,笔者尝试从氧化还原反应的本质“电子转移”出发,设计了与“电子转移”相关的十个问题,层层递进、逐步深入,统领原电池教学。
  2 教学目标
  (1)知识与技能:理解原电池的工作原理,知道原电池的构成条件与概念。
  (2)过程与方法:学生通过观察宏观现象,分析微观本质,感悟从“宏观到微观”的化学思维方法。
  (3)情感态度与价值观:通过对铜锌原电池的工作原理与构成条件的学习,体验“电子转移”的奇妙与科学价值,感受“电子转移”过程中物质变化与能量变化的辩证统一。
  3 教学流程与说明
  4 教学过程实录
  [课题引入]前面我们刚学习了氧化还原反应,它与非氧化还原反应的本质区别是什么?
  [学生回答]电子转移。
  [教师]大家想,若能设计一种装置使电子持续地定向流动起来,结果会怎样呢?
  [学生回答]形成电流。
  [教师]这样能形成电流的装置,就可以作为提供电能的电源。今天我们就要学习一类最原始的电源-原电池(primary battery)。
  4.1 观察与体验:电子转移是肉眼看不见的,我们是否能通过实验感受它的存在
  [教师]让我们动手做两个对照实验。(介绍试剂、实验方法,注意观察、将现象记录在学案上)
  [学生实验1]将铜片和锌片先后平行放入盛有稀硫酸的烧杯中,分别有什么现象?实验中边观察、边把实验现象记录在学案的表格中。
  [学生交流现象]铜片上无现象;锌片上有气泡、溶解;溶液颜色无变化。
  [教师]为什么?
  [学生解释] Zn比H活泼,可与硫酸反应,Cu没有H活泼,不能与酸反应。
  [教师]很好,我们一起来回忆一下金属活泼性顺序表。
  [板书]金属活泼性顺序表:
  K、Ca、Na、Mg、Al、Zn、Fe、Sn、Pb(H)、Cu、Hg、Ag、Pt、Au
  [教师] Zn与稀硫酸的反应是氧化还原反应吗?
  [学生回答]是。
  [教师]为什么?
  [学生回答]置换反应有化合价升降,一定是氧化还原反应。
  [教师]请同学们写出Zn与稀硫酸反应的离子方程式并画出电子转移方向与数目。
  [学生表达] Zn+2H+→Zn2++H2↑
  [学生实验2]铜片和锌片上部交叉接触放在烧杯中,再观察、记录实验现象。
  [学生交流现象]铜片上出现大量气泡、不溶解;锌片溶解、气泡少;溶液颜色无变化。
  [教师]如何解释上述现象?接触时铜片上为什么会产生大量气泡?(讨论)
  [引导]大量气泡说明Cu片上不断有H2产生,说明氢离子在铜片上得到电子。电子来自谁?
  [学生回答]来自于锌片,锌片失去电子,大量电子转移到Cu片上,H+到Cu片上得到电子。
  [教师]这能否认为Cu与稀硫酸反应呢?
  [学生回答]不可能,因为首先铜在金属活动性顺序表中位于H后;其次,若铜片反应,则Cu片会溶解,同时溶液会变蓝色,与事实不符。
  4.2 思考与探究:既然有电子转移,我们能否用实验来证明电子转移(提问后引导)
  [教师引导]电子转移会产生电流,检测是否有电流。
  [学生回答]串联灵敏电流计看是否有电流。
  [学生实验3]接上灵敏电流计观察、把现象记录在表格中。
  [教师说明]
  1.注意电流计的使用(正极接2.4 kΩ一极);
  2.观察电流计是否偏转,偏向哪一极。
  [学生交流]电流计发生偏转,偏向Cu。
  [教师]这说明有电流生成,且Cu为正极、Zn为负极。有没有同学实验中出现电流计不偏转的情况?有(三位同学举手回答)。
  [教师]什么时候会有?
  [学生回答]当Cu片、Zn片接触时,电流计指针归零。
  [教师]对,同学们想过为什么吗?
  [学生回答]电子绕近路走了,不经过电流计直接转移到Cu片上。
  [教师]因此,原电池装置要形成电流,必须要使两极分开。