《化学能与电能》的教学设计方案.doc

化学能与电能的教学设计方案（第一课时）一、教材内容分析本节内容位于普通高中课程标准实验教科书化学必修2第二章第二节化学能与电能第一部分。其教学内容分成四部分：（1）能源的简单分类（2）化学能转化成电能方式（3）原电池的概念及其构成要件。（4）原理池原理的实验探究。本节课内容是学生学习了化学必修1氧化还原反应与必修2的化学能与热能等内容之后而学习的，学好本节内容能为以后学好化学选修1（化学与生活）中金属腐蚀与防护，以及选修化学的学生学好化学选修4（化学反应原理）中的电解原理等知识打下基础。二、教学目标分析（1）知识与技能初步掌握原电池的概念和形成条件，理解原电池的原理。提高实验操作技能 。（2）过程与方法：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。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。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 .教学重难点分析1、教学重点本节课是学生初次接触原电池的知识，而在后面的选修模块中还会详细介绍原电池原理的不同应用，加深对原电池原理的充分理解。因此我将本节课的重点定位为：理解氧化还原反应与原电池原理之间的联系，了解原电池的形成条件和简单原电池原理的分析。2、教学难点学生此时对于氧化还原反应的知识已经有一定程度的储备，但是化学反应原理的实际应用却是第一次接触，而对于将一个氧化还原反应分为两个半反应在两个不同场所发生也十分陌生，因此我将本节课的难点定位为：原电池装置的设计。四、教学设计理念及方法根椐课标的要求，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、教学手段教师的资源：课程标准内提供的资源，从网上查到的有关图片，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、教学思路七.教学步骤教学环节教师活动学生活动设计意图情境引入【讲述】2008年年初的雪灾中，大雪阻碍了交通，造成煤供应不上，使得许多火力发电厂的供电能力大大降低。因此造成了许多南方省市的大面积停电，给国家带来了巨大的经济损失。没有了电，人民的生活也很不方便。由于原料来源丰富，建厂占地面积小，成本和技术要求都比较低，火力发电目前在我国的电力结构中居首位，占了总电量的80%以上。那么，储存在煤中的化学能是如何转变成电能的呢？【展示】火力发电的工作原理示意图【提问】根据图示分析其中发生的能量形式的转换。【讲述】从储存在煤中的化学能到最终转变成电能，经历了多个环节，每一个环节的转化，能量都不可能是100%利用的，那么必将造成大量能源的损耗，实际上目前我国火力发电中，能源的利用率仅为30%40%。而且，煤作为一种不可再生资源，终将会有用完的一天，因此我们不得不思考以下问题：1能不能找到一类物质来代替煤发电？2能不能减少中间的能量转化环节而将化学能直接变为电能？ 分析火力发电的过程中的能量形式的转换。化学能转变为热能；热能转变成机械能；机械能转变成电能；进入情境，激发兴趣和思考创设问情境，激发兴趣从生活情境引入，说明设计一套从化学能转化成电能的装置的必要性【提问】我们能不能利用某一类型的反应，将化学能直接转变成电能？如果可以，该反应是属于什么类型的反应？思考、交流后回答：加强氧化还原反应与原电池原理之间的联系，让学生深原电池装置的设计【观察学生反应情况可适当予以提示】1.电流的实质是什么？2.我们已经学过那些类型的化学反应？这些反应类型的特点是什么？3.哪种类型的反应最有可能实现将化学能转变成电能的设想？要想产生电能，需要有电流产生，而电流的实质是带电粒子的定向移动，我们所学过的反应中，只有氧化还原反应具备这一特征，即电子从还原剂转移至氧化剂。刻理解氧化还原反应是原电池形成的前提条件这一事实。实现对设计一套从化学能转化成电能的装置的可行性的研究【演示实验】锌粉与稀硫酸反应【提问】是否观察到电流产生？为什么？【提问】通过同学们刚才的分析，我们知道化学能转化成电能则一定有电流产生，而刚才的实验中我们并没有观察到电流的产生，那么我们如何检测反应中是否有电流产生呢？请以反应Zn+2H+=Zn2+H2为例分析，设计一套实验装置，来验证你的猜想。并用实验证明之。【板书】化学能与电能一、原电池1定义：将化学能转变成电能的装置。观察现象：有无色气体产生；没有观察到电流产生，因为没有外电路，没有电流计。思考、交流后画出装置简图；用实验验证是否有电流产生。汇报实验信息。生1：实验装置实验现象：无电流产生生2：实验装置实验现象：无电流产生生3：实验装置实验现象：有电流产生生4：实验装置：实验现象：有电流产生让学生更深刻理解原电池将氧化还原反应分为氧化反应和还原反应在两个不同场所反应发生原电池形成条件的探究【讲述】通过实验我们知道铜-锌-稀硫酸可以形成原电池，但是刚才大家所设计的装置中，不是所有的装置都产生了电流，这说明原电池的形成需要一定的条件，请大家分析刚才的几个装置图，找出原电池的形成必须满足哪些条件？分析，交流后回答：(1)形成闭合回路。进行阶段性总结，让学生对充分认识到原电池装置的基本要素之一：形成闭合回路，对后面探究原电池形成的其他条件时的实验起指导作用，节约试验时间。【板书】2.形成条件(1)形成闭合回路笔记【提问】电极材料除了锌、铜可否是别的材料？反应液除了稀硫酸可否是别的液体？设计实验方案探究原电池形成的其他条件。【用excel表格记录学生汇报的实验信息，提问选择该实验顺序的理由】实验整理记录，汇报培养学生思维的有序性及实验能力和口头表达能力【根据学生要求用excel表格筛选功能整理实验信息】【提问】对刚才产生电流和没有产生电流的实验装置进行分析，并总结出原电池的形成条件？【板书】(2)有自发发生的氧化还原反应(3)有两种活泼性不同的金属做电极；(4)有电解质溶液。根据实验信息的汇总总结原电池形成的其他条件：(2)有自发发生的氧化还原反应(3)有两种活泼性不同的金属做电极；(4)有电解质溶液。根据试验信息总结出共性、规律，加强对原电池形成条件的认识，培养学生的信息处理能力原电池的工作原理分析【提问】我们已经设计出了一套完整的原电池装置，成功的实现了化学能直接向电能的转变，那么原电池是如何实现这一转变的呢？以写出Zn-Cu-稀硫酸原电池为例分析电池的正负极，并分析两极上可能发生的化学变化，说明是氧化反应还是还原反应，并尝试写出两极上的电极反应式。【板书】3工作原理负极 Zn Zn-2e-=Zn2+ 氧化反应正极 Cu 2H+2e-=H2 还原反应分析下列原电池装置中，正极上可能出现的现象。教师播放微观的flash动画分析交流写电极反应方程式笔记分析后回答：碳棒上附着一层红色物质。提高学生分析问题的能力和逻辑思维能力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。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。 课堂信息反馈，作为学习效果评价的一个方面。进一步强化对原电池原理的认识.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。理论与实践相结合同时也为下节课的化学电源课堂小结一、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)：Zn2eZn2 （氧化反应） 正极(Cu)：2H+2eH2（还原反应）总反应式：Zn2H+Zn2H23. 原电池的构成条件：(1)形成闭合回路(2)有自发发生的氧化还原反应(3)有两种活泼性不同的金属做电极；(4)有电解质溶液。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八、教学反思本节课的内容始终围绕着化学转变成电能这一核心问题展开，与以往的教学设计相比，更注重氧化还原反应与原电池原理之间的联系，让学生更深刻认识到原电池是氧化还原反应知识的应用，真正体现了对氧化还原反应这一主干知识的理解的螺旋式上升，符合新课程理念。起初，有的老师表示这节课的有些环节对于高一学生来说有些难，比如装置的设计环节，可能对学生来说就是一个障碍，但是根据实施