化学能转化为电能教学设计

化学能转化为电能教学设计 化学组 林秉珠 一、设计意图 高中化学新课程的一种重要理念是学习生活中的化学，学习有用的化学。而能源是社 会发展、人类文明进步不可或缺的重要条件。本单元把化学能与电能转化联系起来，让学 生认识到能源科学的发展与化学科学的发展息息相关。学生已经掌握氧化还原反应的本质 及化学反应中存在的能量的变化和转化，这是学习本单元重要的知识基础。我所在的学校 释厦门六中，学生普遍思维活跃，想法大胆又创新，具备了一定的自主探究的经验和能力。 本单元安排 3 个课时完成教学任务，重点是第一课时化学能转化为电能 ，而原电 池的原理和应用又是第一课时的重点和难点。 在第一课时的教学中，首先利用学生日常生活中熟知的事物，创设问题情境导入新课， 激发学生的探究欲往。其次，对原电池工作原理的学习，设计到较多需要想象的抽象思维 概念，学生理解起来较为费力。可先设计四个操作简单、对比性强、现象明显的实验，引 导学生也能够实验探究发现问题：化学反应过程中会产生电能。再借助动画演示形象地分 析原电池的工作原理，帮助学生更加快更深刻地理解原电池的工作原理。并且引导学生进 行分组实验探究原电池的构成条件，有效地反馈学生的学习情况，进一步培养学生的各种 能力。 最后，引导学生进行实践活动：1、制作水果电池，以巩固原电池的工作原理，引出 原电池的应用：制作电源。2、对比实验：粗锌和纯锌分别与稀硫酸反应，让学生在自主探 究中喜获新知：利用原电池能加快化学反应速率。也为认识钢铁腐蚀及防止金属腐蚀原理 作了很好的铺垫，使学生对原电池的原理和应用有更深刻的认识和体验。 二、教案 （一）课时：1 课时 （二）教学目标 1、 知识与技能： 通过实验探究，认识化学能可以转化为电能； 掌握原电池的工作原理和构成条件； 了解原电池原理在生产、生活中的实际应用。 2、过程与方法： 利用实验探究方法学习原电池的原理和构成条件。 3、情感态度与价值观： 通过实验探究，培养严谨细致的科学态度和质疑精神。 （三）重、难点 教学重点： 1、 初步了解原电池的原理和组成 2、 了解原电池原理在生产、生活中的实际应用 教学难点 1、 化学电源的组成和工作原理 2、 原电池原理在生产生活中的实际应用 （四）教学方法 教法：试验法、讲授法、探究法、阅读讨论法 学法：自主学习、探究学习、合作学习相结合 （五）板书设计 第三单元 化学能与电能的转化 第一课时 化学能转化为电能 一、原电池: 将化学能转化为电能的装置。 二、原电池的工作原理 三、组成原电池的条件 1.两种活泼性不同的金属（或一种金属和另一种非金属导体）构成电极。 2.电解质溶液。 3.构成闭合回路。 4.发生一个氧化还原反应。 四、原电池的应用 1. 制造多种多样的化学电源 2. 利用原电池反应加快化学反应速率 3. 利用原电池原理防止金属腐蚀 （六）教学过程 活动元设 计 创设问题 情景 （预设时 间为 3 分 钟） 活动与 探 究 （一） （预设时 间为 8 分 钟） 学生活动设计 学生思考、讨论、交流 （预设学生的回答情况） 学生甲：电流的形成原因是电子的 定向流动 学生乙：氧化还原反应的本质是发 生电子的转移 分组实验：铜锌原电池原理 实验 1：把一块锌片和一块铜片 分别插入盛有稀硫酸的烧杯里. 实验 2：把一块锌片和一块铜片 同时插入盛有稀硫酸的烧杯里，但 不接触。 实验 3：用导线将锌片和铜片连 起来。 实验 4：在导线中接入一个灵敏 电流计。 学生积极思考并交流讨论 （预设学生的回答情况） 学生甲：实验 2 中，锌片表面有气 泡产生，而铜片表面仍然无明显反 应现象。实验 3 中，用导线连接后， 锌片表面仍有气泡产生，但同时铜 片表面也有气泡冒出。 学生乙：这种气体可能是氢气。 学生丙：锌片质量减少，铜片质量 不变 学生丁：电子从负极流向正极。该 装置的正极是铜，负极是锌。 教师活动设计 电能是现代社会最清洁、也 是最重要的二次能源，人类生产、 生活的各个方面都离不开它。 播放录像 提问1、电流的形成条件是什 么？ 2、氧化还原反应的本质 与电流有何联系？ 鼓励学生踊跃回答 如何让氧化剂与还原剂之间得失 的电子能够定向流动，形成电流。 请同学们设计实验实现设想。 引导学生观察 投影： 1. 实验 2 和实验 3 中的现 象有何不同？ 2. 实验 3 和实验 4 中铜片 表面有气泡产生，你认为这种气 体可能是什么？ 3. 锌片和铜片的质量如何 变化？溶液中 c（H +）如何变化？ 4. 实验 4 中电子流动的方 向如何？该装置的正负极分别是 什么？ 设计意图 通过联系学生 熟悉的问题情 境，以吸引学 生注意力，激 发学生的探究 欲望。学生的 自然兴趣事提 高学生的内部 动力。 学生通过试验 探究发现问题： 化学反应中会 产生电能，体 验自己探究知 识的乐趣；更 加注重实验的 操作和实践能 力的培养，缩 短探知的时间， 降低学习的难 度，同时使学 生进一步认识 化学实验的作 用，从而有限 地激发学生的 创造性。 活动元设 计 自主学习 （预设时 间为 8 分 钟） 学生活动设计 学生阅读课本 38-39 页 学生思考并记录 教师活动设计 ppt 演示 该实验中电流计的指针发生偏转， 说明导线中有电流通过。像这样 能将化学反应中的化学能转化为 电能的装置，我们称之为原电池。 板书 一、原电池：将化学能转化为电 能的装置。 巡视并指导学生自学 设问 那么，原电池装置是如何 把化学能转化为电能的呢？我们 一起来分析它的工作原理。 板书 二、原电池的工作原理 ppt 演示 设计意图 Flash 动画模拟 实验达到了一 目了然的效果， 对学生获得更 真切的理解起 着重要作用， 让学生更加形 象、生动、深 刻地去认识原 电池的工作原 理，从而有助 于培养学生的 抽象思维和分 析能力。 活动与 探 究 （二） （预设 时间为 5 分钟） 实践与 活动 （三） （预设 时间为 5 分钟） 分组实验： 原电池的构成条件 实验 1：把一块锌片和一块铜片 插入盛有酒精的烧杯里，用导线将 锌片和铜片连起来，在导线中接入 一个灵敏电流计。 实验 2：把两块铜片插入盛有稀 硫酸的烧杯里，用导线将铜片连起 来，在导线中接入一个灵敏电流计。 实验 3：把一块锌片和一块铜片 分别插入两个盛有稀硫酸的烧杯里， 用导线将锌片和铜片连起来，在导 线中接入一个灵敏电流计。 归纳小结原电池的构成条件 分组实验：制作水果电池 学生利用各种自备的水果、金属片 制作电池，用微安电流计测试是否 产生电流，并比较电流的大小。 ppt 演示 工作原理：氧化还原反应分别在 正、负两极进行，还原剂(负极) 失去电子，通过导线流向正极， 转移给氧化剂，从而产生电流。 那么构成原电池需要哪些条件呢？ 我们一起来探究原电池的构成条 件！ 板书 三、组成原电池的条件 指导学生观察和养成规范的实 验操作 充分肯定学生的成果后投影 原电池的构成条件： 1.两种活泼性不同的金属 （或一种金属和另一种非金属导 体）构成电极。 2.电解质溶液。 3.构成闭合回路。 4.发生一个氧化还原反应。 教师参与活动并适时点拨、鼓励 和引导 投影：你用什么水果和金属片做 实验？你观察到了什么现象？这 是什么原因呢？ 学生通过理性 地分析问题， 推测问题，自 主设计、小组 合作、动手实 验，在实验中 不断地发现问 题，解决问题， 构建自己的 知 识结构理论与 实践相结合， 增强教学的时 效性。 学生通过自己 亲自动手制作 水果电池，再 次他就原电池 的工作原理和 组成条件，不 仅将本节课知 识得到升华， 更极大地跳动 了学习化学的 积极性，充分 体验化学实验 的乐趣，将课 堂气氛推向高 潮。 活动元设 计 联系实际 课后作业 学生活动设计 学生做笔记 学生分组实验 分别往两个表面皿中加入等量的稀 硫酸，分别加入一粒粗锌和一粒纯 锌 （注意要同时） 小组讨论后交流 （预设学生的回答情况） 实验中粗锌反应速率比纯锌快。 原因是粗锌中含有重金属，构成 原电池，加快反应速率。 阅读课本 39 页相关内容 学生思考，讨论后交流 教师活动设计 投影： 四、原电池的应用 4. 制造多种多样的化学电 源 5. 利用原电池反应加快化 学反应速率 6. 利用原电池原理防止金 属腐蚀 投影： 实验室用锌和稀硫酸反应制取氢 气，为了提高氢气的生成速率， 可以使用含有重金属杂质（如铜） 的粗锌。 实验中你观察到什么现象？这是 为什么？ 引导：通过这个实验，也说明不 纯的金属更容易被腐蚀。这就是 钢铁比纯铁更容易被腐蚀的原因。 投影 1、 什么是电化学腐蚀？ 2、 在潮湿的空气里，钢铁 制品的表面为什么会形 成无数微小的原电池 3、 正、负极各是什么？对 应的电极反应分别是什 么？ 4、 如何防止钢铁的电化学 腐蚀 肯定学生的回答，投影 海轮的钢铁外科很容易被腐 蚀，在船底镶上比铁更活泼的锌 片，可以减少钢铁外壳的腐蚀。 设计意图 让学生在自主 探究中喜获新 知：利用原电 池能加快化学 反应速率。也 为人事钢铁腐 蚀以及防止金 属腐蚀原理作 了很好的铺垫， 使学生对原电 池的原理和应 用有更深刻的 认识和体验。 活动元设 计 小结 （预设时 间 2 分钟） 学生活动设计 学生思考并一起回答 学生异口同声地回答：是因为构成 了原电池。 教师活动设计 小结 原电池的组成、原理和应用 利用 Flash 编制动画放映格 林太太的假牙 在伦敦的上流社会，有一位贵 族夫人格林太太，幼年时曾掉 了一颗牙齿，后来在一次车祸 中又掉了一颗牙齿。为了显示 富有，格林太太特意装上了一 颗金牙和一颗不锈钢牙。不料 从此以后。这位夫人就感到精 神萎靡，找遍各大医院会诊也 不见效果。后来是一位化学家 解除了她的痛苦：换掉一颗假 牙。 聪明的你知道其中的原因吗 设计意图 利用生动有趣 的动画结束本 节课，让学生 充分体验学习 化学的愉悦， 增强对化学的 兴趣和热爱。 课后作业 1、 导与练59 页课时训练 2、家庭小实验：收集废旧干电池。 拆开洗净，弄清原理 对教学效果进 行反馈，帮助 学生巩固知识。 （七）教学反思 在本节课的学习中，