化学能与电能教学设计-田斌-2007210397.doc

第二届全国高等院校化学专业师范生教学素质大赛第二章 化学反应与能量第二节 化学能与电能（化学能转化为电能）教学设计内容来源：人教版普通高中课程标准实验教科书化学2（必修）（田斌，华中师范大学 化学学院，武汉 430079）一、教材分析1.教材的地位及作用 本节课选自人民教育出版社出版的全日制普通高中课程标准实验教科书化学2（必修）第二章第二节化学能转化为电能。其主要内容为原电池的概念、原理、组成条件及电极反应方程式，是电化学中的重要知识。本节内容既是对初中化学与能源相关内容的提升，又是为选修4“化学反应原理”奠定必要的知识基础。同时本节内容涉及金属、非金属材料性质，电解质溶液、氧化还原反应、能量守恒定律等，也为教学提供了大量实验素材。2.教学内容化学能转化为电能是学生从物质转化观过渡到能量转化观的起始，这一转化观念的学习直接影响到整个化学能量的学习。本课时新课标的内容要求为：学生能够举例说明化学能与电能的转化关系及其应用，了解化学实验是科学探究过程中的一种重要方法。考纲对学生的知识掌握有更高的要求：了解原电池的工作原理，能写出电极反应和电池反应方程式。根据新课程标准和考试大纲要求确立教学目标。3.教学目标 （1）知识与技能：学生基本能够了解化学能与电能的转化关系及其应用，认识原电池概念、原理、组成及电极反应方程式。 （2）过程与方法：通过实验，学习科学探究方法，提高科学探究能力；在实验中，培养学生的观察能力与分析问题、解决问题能力。 （3）情感态度与价值观：通过本节课程学习使学生树立能源观、转化观，增强社会使命感；同时在实验中体会科学探究的喜悦与合作精神；通过探究激发学生学习化学的兴趣与信心。4.教学的重点和难点 重点：原电池的原理、组成条件及电极反应方程式。 难点：原电池的原理。5.课时情况本节课是第二章第二节化学能与电能的第一课时化学能转化为电能，将本节内容的重难点知识进行分散学习。二、学情分析1.知识储备本节课教学伙伴是高一学生，经过了化学1的知识学习，学生已经具备了电解质、氧化还原反应本质、能量守恒定律等相关的理论知识，但学生在系统学习中还是第一次接触原电池概念，理解上有一定难度。这也是本节课重难点所在。2.能力层次学生化学1的学习，已经初步具备了一定分析问题、解决问题的能力以及实验探究的能力。但在思维上还保持着单一的物质转换观，缺乏抽象的能量转换观。三、教学方法引导法、实验法、讲授法。在教学中，结合教材特点及学生实际，以“学生主体、教师主导”的模式进行教学。在教师的引导下，力求让学生自主构建对知识的理解和应用，通过探究式教学完成本节课的学习。 以激发学生的学习动机为主线，通过质疑、提问、实验探究、观察、讨论、应用等形式，调动学生学习的积极性。建构主义教学过程的实施，将重难点在建立于实验探究的基础上再进行分散，使学生易于理解和掌握，既培养了学生实验探究的能力，又突显了重点，突破了难点，达到预期的教学目标。多层次、具有代表性的习题，进行巩固提高。为此按照上面思路要突破难点，掌握重点，完成教学目的，采用引导、讲授、实验等综合性的教学方法，并适时指导学生有关的学习方法，把教师的认识结构转化为学生认识体系，培养训练学生的思维和能力。四、学法指导发现法、探究法、演绎法。学生的主要学习方法与教师的教学方法一一对应，引导发现、实验探究、讲授演绎。此外，还涉及到一些其他的学习方法，如：推理法、归纳法、观察法、记笔记法等。这些方法的应用，都是为了使学生在学习过程中能够更好的掌握课堂知识与学习方法，并在思维能力、动手能力、情感态度与价值观上获得提高，形成更加系统、完善的知识体系。五、教学过程设计化学能转化为电能教学环节教师活动学生活动设计意图新课导入【视频】人类认识电的过程。【讲解】远古时期人类对电的敬畏宙斯手中的利器，雷公电母；17世界静电的认识；18世界中叶富兰克林的风筝实验；18世界末伏达电池的发明；现代社会对电的依赖以时间为依据，了解不同时期人类对电的认识过程。从敬畏认识使用依赖的认识过程，对电产生整体宏观认识。对电的认识史有一定的了解。从电能导入本节教学内容。【PPT】卫星拍摄的全球人类用电分布图。回忆生活中的人类对电的使用，生活中无处不存在着电。了解电能在生活中的应用。【活动】电是如何来的呢？简单进行电能来源的思考。电能引发思考。新知学习知识引导【PPT】我国2001年发电总量构成图及火力发电过程。联系导课得出化学能转化为电能过程。引导学生的能源观与转化观。实验注意事项讲解1.实验过程中动手动脑，不要高声喧哗！2.清点仪器和药品。3.每做完一个实验，容器和电极都要清洗干净，用到硫酸的实验一定要小心。4.做完实验后，将仪器和台面清洁，整理好。学生进行分组，全班分成三个大组，每组选派一个代表，总结实验现象及结果并进行发言。对实验仪器和药品有整体认识，在课堂中结合提供的实验材料进行思考。让学生了解基本的实验注意事项，加强学生的安全教育。同时在小组中分工合作，加强团队合作精神。原电池原理探究问题引导【设疑】1.电流是怎样形成的，在化学中，哪些反应可以产生电子的定向移动？2.氧化剂和还原剂直接接触进行反应时，化学能转化为热能，怎样才能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？3.氧化反应和还原反应分开在不同区域进行，怎样架设桥梁使电子从还原剂区域转移到氧化剂区域形成电流？怎样知道所架设的桥梁中有电子流过？学生思考、交流。答案1：氧化还原反应答案2：氧化、还原反应分区进行（教师加以引导）答案3：导出-导线（判断电流装置）-导入复习旧知，联系新知。阶梯式问题的设计，引导学生的探究思路。原理探究全部小组【实验1】用提供的材料构造氧化还原反应（Zn和稀硫酸）。写出实验1的离子方程式。教师加以引导，设计对照实验。【实验2】在实验1基础上添加导线和另一不反应的金属Cu，将电子从还原区域引出，再倒入氧化区域。对比实验1和实验2现象，分析其原因，以及实验2 铜电极上产生的气体是什么。试写出反应的电子式。学生自主设计原电池装置，教师加以引导。【实验3】在理解反应2可以进行的基础上，将晶体二极管连入导线，通过二极管接入电路的方向和是否发光，判断装置的正负电极。学生通过二极管接入方向和发光情况，判断装置的正负电极。判断导线中电子的定向移动的方向，得出正负极。交流讨论【思考】电子的定向移动方向。【微观讲解】微观分析：外电路电子转移方向为负极导线正极，溶液中电流流动时靠自由移动离子。化学能转换为电能装置电子流动分析。明白该装置的原理。原电池原理的讲解。讲授【宏观讲解】宏观分析：原电池的工作原理、正负电极的确定、电极反应方程式、反应类型以及总反应方程式。学生理解、掌握原电池的工作原理、正负极确定方法及电极反应式。电极及电极反应方程式的讲解。概念讲授【概念】原电池：直接将化学能转化为电能的装置。了解原电池概念。概念学习。原电池组成探究问题引导【思考】原电池组成条件是什么呢？【联想】刚才的实验装置，哪些是可以进行改变的，它们有什么规律？思考与交流，原电池的组成部分是什么？得出结论：电极、导线、溶液引导进行组成探究。组成探究分组进行【实验4】第一小组成员进行电极探究。更换原电池的电极，观察现象，总结电极规律。（小组视时间可再增加几组其他对比）观察实验现象，总结实验结论：正极一般不参与反应，只起导电作用；相对活泼的金属为负极，一般发生反应。原电池组成探究1电极探究，了解电极作用。【实验5】第二小组成员进行溶液探究。更换原电池溶液，观察实验现象。总结溶液规律。（小组成员视时间可再增加几组其他对比）观察实验现象，总结实验结论：溶液需要导电，而且必须有大量自由移动离子（强电解质）。原电池组成探究2电极探究，了解溶液作用。【实验6】第三小组进行反应探究。更换原电池电极，破坏氧化还原反应，观察实验现象，总结结论。（小组成员视时间可再增加几组其他对比）观察实验现象，总结实验结论：必须符合氧化还原本质。原电池组成探究3反应探究，氧化还原反应是原电池本质。交流讨论【思考】原电池正负极有哪些判断方法呢？【归纳】学生小组讨论发言，由教师进行综合归纳整理，得出原电池正负极判断的方法。1. 由两极材料判断：一般是活泼金属为负极；活泼性较弱的金属或能导电的非金属为正极。2.根据电流方向或电子流动方向判断：电流是由正极流向负极；电子流动方向是由负极流向正极。3.根据两极发生的变化来判断：原电池的负极总是失电子发生氧化反应，正极总是得电子发生还原反应。概念综合理解、应用。组成总结【讲解】总结原电池组成的特点：1.两个活泼性不同的金属电极或一个活泼金属电极和一个导电的非金属电极；2.构成回路和氧化还原反应；3.合适的电解液（一般与负极发生氧化还原反应）学生思考、做笔记。回忆实验、加强印象。使学生对原电池组成有整体认识。课程总结【总结】原电池概念、本质、原理及组成的回顾。回顾所学知识，明了重难点所在，对知识有整体认识。知识总结，加深重难点的认识。【活动】编写原电池原理及组成的口诀，加深记忆。1.原理：负极氧化失电子，溶液还原得电子，电子转移靠导线，正极只是来传递。2.组成：两极一液成回路。口诀记忆，加入娱乐元素，在玩中学，使学生快速记忆。课堂练习【习题1】知识概念巩固。思考、作答。掌握概念知识。【习题2】