化学能与电能的教学设计.docx

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化学能与电能的教学设计

化学能与电能的教学设计

一、概述

这节课是新课程化学2第二章的第二节《化学能与电能》第一课时的内容。

生活在现代社会，学生对“电”有着丰富而又强烈的感性认识。

当学生们了解了化学反应中能量转化的原因，并感受了探究化学能与热能的相互转化过程之后，会对化学能与电能之间的转化问题产生浓厚的兴趣。

正是基于学生的这种心理特征，教材开始的几个设问，把学生带进了“化学能与电能之间相互转化”的研究之中。

从能量转换角度看，本节课程内容是对前一节课中“一种能量可以转化为另一种能量，能量也是守恒的；化学能是能量的一种形式，它同样可以转化为其他形式的能量，如热能和电能等”论述的补充和完善。

从反应物之间电子转移角度看，原电池概念的形成是氧化还原反应本质的拓展和应用；从思维角度看，“将化学能直接转化为电能”的思想，是对“化学能→热能→机械能→电能”思维方式的反思和突破。

二、教学目标分析

（1）知识与技能

①初步掌握原电池的概念和形成条件，理解原电池的原理。

②训练学生的实验操作技能。

（2）过程与方法：

①通过教师创设问题情境、学生进行实验探究，帮助学生自主建构原电池的概念，理解和掌握原电池的原理。

②通过化学史实引导学生以问题为中心发现问题、解决问题的学习方法。

（3）情感态度

①通过对原电池工作原理及条件的探究，培养浓厚的学习兴趣，养成严谨求实的科学态度。

②利用实验进行探究，树立绿色化学理念，培养科学发展观，增强为人类的文明进步学习化学的责任感和使命感。

三、学习者特征分析

学生在必修1中已经学习了钢铁的腐蚀，在日常生活中也见到各种类型的电池，认识到生活中处处有化学。

也已经习惯了新教材的学习思路和学习方法，同时已具备一定的化学思维基础和基础实验技能，这些都将提高学生学习本课的积极性，也为提高学生的课堂解决问题能力和实践动手能力创造了条件。

从反应物之间电子转移角度看，原电池概念的形成是氧化还原反应本质的拓展和应用；从思维角度看，“将化学能直接转化为电能”的思想，是对“化学能→热能→机械能→电能”思维方式的反思和突破。

四、教学策略选择与设计

根椐课标的要求，在课堂教学中实施以探究为核心的多样化教学方式，本课根据学生已掌握的有关知识入手，通过小组合作学习，实验探究来组织课堂教学。

1、从对“火力发电”进行完整透彻的剖析入手，提出如何将化学能直接转化为电能，引入新课学习。

2、通过的化学实验，帮助学生探究和理解化学能转化为电能的原理，并认识其本质是氧化还原反应。

3、学生根据提供的材料，设计装置示意图，并根据示意图进行分组实验、小组讨论，判断哪些装置可以形成原电池，最终得出构成原电池的条件的结论。

4、通过课本上的实践活动——水果电池的制作，实现本课教学内容的应用和延伸，让学生体验科学探究的艰辛与喜悦，感受化学世界的奇妙与和谐。

五、教学资源与工具设计

教师的资源：

课程标准内提供的资源，从网上查到的有关图片，电池的历史，相关的flash动画辅助学生从微观角度了解电池原理。

学习环境：

带有多媒体的标准化实验室，实验的必要仪器

六、教学过程

1、创设问题情境，引导学生进入新思维

（1）创设问题情境，引入课题

①指导学生阅读课本关于电力在当今社会的应用和作用，提出问题：

物质中的化学能在什么条件下能转化为电能呢？

又是如何转化的呢？

②多媒体呈现20XX年我国发电总量构成图和火力发电的相关图片、影响和图表，引导学生分析燃烧的氧化还原本质及其能量的变化。

（2）建立新思维，提出新的研究任务

①什么是火力发电，火力发电的原理是什么？

②指出火电站中从开始到结束能量是怎样转化的？

③火力发电的利与弊是什么？

学生回答：

（教师回答完后，用ppt进一步归纳）

利：

1、我国煤炭资源丰富廉价方便;

2、电能清洁安全，又快捷方便，节省时间。

弊：

1、排出大量温室效应气体（CO2）和废气（SO2），能导致酸雨;

2、产生废渣（有毒金属和致癌化合物）、废液;

3、能量转化效率低。

4、与低碳经济相悖

思考与交流：

假设你是电力工程师，面对这些利与弊，你会如何应对呢？

学生回答：

a、改进火力发电

b、研究新的发电方式

教师总结：

用多媒体呈现，方式之一就是尝试将化学能直接转化为电能。

就像电池。

其好处就是减少中间环节能损，高效、清洁利用燃料，不浪费能源，更方便。

燃料电池

2、师生互动，传授新知

（1）原电池的原理教学：

问题引导、实验探究、动画模拟、讨论交流、归纳总结。

①设置阶梯式问题，对学生进行探究思路引导。

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？

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？

②实验探究：

原电池及其原理。

第一小组：

实验探究一

实验记录与报告

实验序号

实验1

实验2

实验步骤

锌片插入稀硫酸

铜片插入稀硫酸

实验现象

思考问题

寻找答案

问题1：

反应中哪种物质失去电子？

哪种物质得到电子？

问题2：

Zn是通过什么途径将电子转移给溶液中的H＋的？

问题3：

怎样想办法让这种电子的转移变成电流？

组内交流

列出想法

A

第二小组：

实验探究一

实验记录与报告

实验序号

实验3

实验4

实验步骤

将锌片和铜片用导线连接，平行插入盛有稀硫酸的烧杯中，观察现象。

将锌片和铜片用导线连接，插入盛有稀硫酸的烧杯中，在导线之间接入灵敏电流计，观察现象。

实验现象

思考问题

寻找答案

问题1：

反应中哪种物质失去电子？

哪种物质得到电子？

问题2：

电子从Zn到溶液中H＋经历了哪种途径？

问题3：

导线在这个过程中起到什么作用？

问题4：

电流计在这个过程中起什么作用？

组内交流

列出想法

③师生互动、分析现象、总结规律：

学生交流自己的实验结果，教师播放微观的flash动画，使学生加深对原理的理解。

原电池：

把化学能转变为电能的装置。

2、原电池的构成条件教学：

分组实验、比较探究、交流讨论、归纳总结。

①分组实验：

实验探究二

实验序号

第一小组：

实验①②③④

实验装置

①　　　②　　③　　　④

能否构成原电池

能能不能不能

构成原电池条件一

活动性不同的两个电极

实验序号

第二小组：

实验⑤⑥⑦

实验装置

⑤　　　　⑥　　　　⑦　　　　　　　

能否构成原电池

构成原电池的条件二

实验序号

第三小组：

实验⑧⑨

实验装置

⑧　　⑨

能否构成原电池

构成原电池条件三

②交流讨论：

各组同学相互交流自己的实验情况及解释与结论。

③归纳总结：

原电池的构成条件：

1.有两种活动性不同的金属（或非金属导体）作电极；

2.电极材料均插入电解质溶中；

3.形成闭合回路。

3、反馈练习

适当的课堂练习一方面是学生对本堂课学习情况的反馈，同时使学生对所学知识巩固加深。

并使用多媒体展示，根据条件组合原电池。

1.下列装置中能组成原电池形成电流的是（　）

2.下列装置哪些属于原电池，请说明理由。

如是，请指出正极、负极。

3、组合原电池

通过flash控件，让同学们自由组合，测试学生是否真正理解了电池的原理和构成条件。

4、情感升华

用多媒体展示电池的发明史

5、实践活动

在完成上述内容后，指导学生制作水果电池，培养学生实践创新能力。

从正逆两个方面锻炼学生对原电池构成条件的应用，以达到学以致用，使学生觉得化学就在我们身边，化学很有用，从而激发学生学习兴趣，启迪学生思维。

用多媒体，播放水果电池的制作过程。

6、课堂小结

一、化学能与电能的相互转化

1.火力发电的过程。

2.原电池：

将化学能转化为电能的装置。

负极（Zn）：

Zn－2e－＝Zn2＋（氧化反应）

正极（Cu）：

2H+＋2e－＝H2↑（还原反应）

总反应式：

Zn＋2H+＝Zn2＋＋H2↑

3.原电池的构成条件：

①有两种活动性不同的金属（或非金属导体）作电极。

②电极材料都插入电解质溶液中。

③两极相连形成闭合电路。

7、作业布置

有下列材料：

镁条、铜片、铁片、导线、金属夹、手电筒用小灯泡（或发光二极管）、果汁（橙汁、苹果汁、柠檬汁等）、500mL烧杯，请设计一个能使电流表指针发生偏转的原电池。

方式：

最好先独立设计，并动手试验，边做边改进，也可与邻座同学相互讨论和观摩，或请老师指导。

实验用品及操作

实验现象

结论

8、板书设计

第二节化学能与电能

（1）

一、火力发电的过程

二、原电池：

将化学能转化为电能的装置。

三、原电池产生电流的原因：

在电池内发生的氧化还原

反应中，还原剂转移给氧化剂的电子经过外电路就产生了电流。

四、构成原电池的必要条件（两极一液成回路）

极：

两个电极

液：

电解质溶液能发生氧化还原反应

路：

形成闭合回路

9、教学流程图

七、教学评价设计

①依据知识总结和习题完成情况，进行自我知识评价。

②对自己在学习过程中设计、实验、推理、判断、分析、归纳、抽象等技能方法进行评价。

③思考：

过去所学的哪些知识对你在本节课的学习有所帮助？

在本节课的学习中你认为最有用的方法是什么？

学习中你是怎样与本组同学进行合作的？

八、帮助和总结

为了凸显重点，突破难点，采用指导发现、探究教学模式，其过程可表示为：

围绕原电池的概念、原理和组成组织学生开展发现性学习活动，在“实现化学能直接向电能转化”的一系列探究实验中让学生形成解决问题的经验及化学知识技能。

教师作为引导者和参谋，在整个活动中帮助学生尽可能排除失败和无效学习。