《归纳与整理》教学设计(北京市省级优课)-化学教案

教学案例基本信息对应信息技术主题PPT、白板、投影等多媒体辅助化学教学开始时间2017.1结束时间2017.3学科化学学段选修4年级高二案例名称化学反应与能量单元复习课教材书名：化学选修4出版社：人教版出版日期：2016年6月教学案例设计参与人员分工姓名单位联系方式设计者张爱平北师大燕化附施者张爱平北师大燕化附科指导者朱栓平、宗志强北师大燕化附13641249310信息技术指导者宗志强北师大燕化附件制作者张爱平北师大燕化附程说明（信息技术与学科教学内容结合方面的指导思想与理论依据）PPT、白板、投影在不抛弃黑板和粉笔的前提下，增加了展示、编辑、批注等功能，创造了一个既是低结构化的又能方便的引入数字化资源、既可适时人机交互又能充分人人交互的优良数字化、信息化教学环境，能增强学生课堂的参与度和兴趣点，也可提高教学的容量和实效性。信息技术环境软硬件要求及搭建环境情况该课程将在学校电子录课室上课，具备多媒体、白板、投影等技术要求，PPT、图片、视频等资料教师自备。教学背景分析1、学习内容分析“化学反应与能量”在不同的教育阶段各有侧重，呈现出逐层深入递进的特点:义务教育阶段（初中），没有形成独立的主题，而是纳入“化学与社会发展”的一级主题之下，要求学生宏观感受化学反应体系和环境之间的能量转化，初步形成感性认知，知道化学反应伴随着发光、放热等现象，通过化学反应可以获取能量。高中必修阶段（高一），“化学反应与能量”是一级主题，要求学生以能量守恒为依据从宏观角度上理解化学反应的热效应，从微观化学键的角度来解释化学反应中为什么会有能量变化，这些认识还多处于定性的层面。高中选修阶段（高二），将“化学反应与能量”这个一级主题纳入了“化学反应原理”模块中，提出了核心概念“焓变”,要求学生对化学反应与能量的学习达到定量、系统的认识水平，能够主动的从物质和能量两个视角分析问题。2、学习价值分析能量是我们认识生物、物质和技术世界的关键点，也是连接各个学科的桥梁，与我们生活息息相关。能量概念是科学教育的一个核心概念，也是近年来国际科学教育研究的一个热点话题。化学反应与能量主题的学科价值在于：揭示了物质与能量的关系；学习焓、化学能、内能、动能等能量的重要概念以及化学反应与能量变化之间的关系，从而建构该主题下的化学反应中能量变化的实质、形式、以及化学反应方向等一系列的知识体系。本章教学的跨学科价值在于：学生能够对化学反应的认识更加全面，对能量的认识也更加全面，另外物理学科和化学学科中的相关概念也有了更为清晰的认识，建构出对能量相关概念的知识体系，更重要的是给学生提供一个新的视角从能量的视角来认识物质和认识反应，对于学生能量观的培养有不可替代的作用。学生学习该主题的应用价值在于：建构了化学反应与能量的双向关系；通过借助化学反应可以获得能量、并且选择和优化能量形式；反之，通过借助能量也可以使化学反应按人们想要的方向进行，以及得到想要的产物。3、学生分析学生的已有认知和存在问题：学生知道化学反应伴随能量变化，但面对化学反应或生活中的具体问题时，缺乏主动从能量视角看问题的意识。知道物理课上学习的部分能量相关概念（内能、动能、势能等）和化学课上学习的能量相关概念（化学能、焓变、键能等），但对这些能量概念混淆不清，对概念的含义和概念之间的关系缺乏清晰的认识；能定性解释化学反应中的能量变化，也能应用键能对焓变进行定量计算，但各种认识比较孤立，对物质与能量、定性与定量、宏观与微观之间关系的认识缺乏联系，即对反应与能量的认识缺乏系统性；学生知道生活生产中的一些与能量相关的问题，但不能在能量观基础上进行分析，评价，甚至于调控。学生认识发展提升策略：本节课以生活中最常见的反应实例“葡萄糖为人体供能”为情境素材，首先让学生从物质-能量、宏观-微观多个角度认识化学反应；同时辨析内能、化学能、焓变、键能、动能和势能等能量的相关概念；以焓变作为核心概念，对物质本身和化学反应中的能量进行从物质到能量、从宏观到微观、从定性到定量、包含理论和实验方法的系统分析，使学生在已有认识的基础上，发展对能量的认识，建构能量观。教学目标1、知识与技能：①进一步学会从焓的认识层次上理解物质本身具有能量，物质的种类、数目、状态决定焓的大小。②进一步学会从焓变的认识层次上理解化学变化及物理变化中的能量变化。③将宏观和微观两个层面对焓变的认识联系起来，会利用键能定量估算焓变，加深对盖斯定律的理解。=4\*GB3④培养从能量视角分析化学反应，通过定量计算和实验测定获知化学反应中的能量变化的能力。2、过程与方法：①使学生学会主动从物质-能量两个视角，认识物质本身及物质变化。②使学生学会主动从宏观-微观两个角度，分析物质本身具有能量以及化学反应伴随焓变。③学会从多个不同角度系统分析化学反应中的能量变化。3、情感态度与价值观：①进一步形成正确的化学能量观，从能量视角看化学反应。②进一步认识到化学反应与能量的关系，体会到应用化学反应来转移和利用能量的价值。4、教学重点：①主动从物质和能量两个视角认识物质及物质变化。②运用宏观辨识和微观探析的思想，从两个角度理解焓及焓变。③系统分析化学反应中的能量变化，发展能量观。5、教学难点：①对焓变这一核心概念作用的理解，化学能和键能等概念的辨析。②系统分析能量变化，深化发展能量观。

教学过程教学阶段教师活动学生活动设置意图技术应用时间安排环节一多个视角认识反应【情境素材】课前给学生们观看做面包视频。【驱动性问题】1、你知道面包在体内如何提供能量的？书写其主要反应的热化学反应方程式。C6H12O6(s)+6O2(g)=6H2O(g)+6CO2(g)△H<02、从宏-微观角度思考该反应中物质、能量是如何变化的？1、学生思考回答，并书写热化学反应方程式2、从物质—能量、宏观—微观认识角度分析反应从面包在人体内发生的化学反应入手，启发学生从不同角度认识化学反应白板书写热化学方程式6min环节二系统分析能量变化【情境素材】1片面包可折算成葡萄糖约30克。30g葡萄糖可以让你步行25min，让你上一节40min的课。【问题】如何知道30g葡萄糖能到底提供多少千焦的能量？【任务一】请尽可能多的设计可行的方案。可能的方案有：1、利用标准摩尔生成焓计算焓变2、利用键能计算出焓变3、设计实验直接测定30g葡萄糖燃烧释放出的热量对化学反应中的能量变化进行理论结合实验的、宏观到微观的系统分析投影定格学生思考并进行展示分析10min环节三定量计算反应焓变【任务二】利用给出的标准摩尔生成焓或键能数据分组计算该反应的焓变。【展示】从宏观和微观角度都可以定量计算焓变，展示具体过程。学生计算，得出结果，并交流理解并学会定量计算焓变PPT展示计算过程8min环节四讨论焓变影响因素【思考】用焓差和键能两种方案算出的焓变数值存在一些差异，分析为什么？【资料】1、2015年2月，科学家首次观察到化学键形成过程：首先，氧原子和一氧化碳被激活后，开始碰撞并形成过渡阶段——旧键未完全断裂，新键未完全形成。2、键能的定义：常温常压下，将1mol理想气体分子AB拆开为气态原子A和B的焓变。【任务三】计算30g葡萄糖完全氧化提供的能量？教师引导学生解读资料：1、根据盖斯定律可知，化学反应的能量变化与过程无关，故没有完全断键并不影响用键能计算焓变。2、键能的定义中条件是常温常压，对象是气态分子，而葡萄糖氧化反应中的物质并不全都是气态物质，物态的变化和反应条件也会引起焓变，所以键能计算出的结果不完全准确。分析得出物态变化对于反应焓变也有影响。利用键能计算焓变是一种抓住主要因素的估算。PPT展示分析订正计算误差过程8min环节五知识应用总结提升【练习】工业上常用碳来提供能量，现有两种做法。第一种方法是直接燃烧；第二种方法是将固体C转化成乙醇后再燃烧利用；你认为那种方法好，为什么？【小结】1、物质本身具有焓，化学反应伴随焓变；能量的变化是以物质变化为基础的。2、不论物质还是能量的变化，都有宏观的结果，也有微观的过程，我们可以定性的分析是吸热还是放热，也可以定量计算焓变的多少，这些都是相互联系的。学生可能答案：从物质角度（清洁、可再生等）和能量角度（放热量大，转化率高等）系统分析鼓励学生和老师一起总结本节课的内容和提升点。认识到焓变是一个统括性的衡量体系能量变化的核心概念PPT展示核心概念，辅助学生小结8min板书设计化学反应与能量变化复习课（主板书）（副板书）学习效果评价【课堂观察】学生参与讨论积极，有生发性问题；学生参与课堂任务（计算、思考）充分，能积极参与对原有问题和知识的重构。【课后访谈记录】教师：这节课是化学反应与能量知识在新课基础之上的复习课。你们自己有什么体会？学生：我知道考虑的角度是从物质与能量的两个角度来考虑的。教师：能具体说说嘛？学生：我原来就是用盖斯定律算，从来不会想它是怎么变化的。换句话说就是原来学化学反应的时候，就看物质变化，学化学反应与能量的时候就看能量，现在就是把这两件事打通了。另外，我觉得把以前觉得乱的知识稍微的梳理了一下。现在的思路过程比以前清晰了一些。梳理以后对于知识有一个更深的了解。教师：那你能不能说一说你以前在哪里会比较乱？学生：比如说原来的键能、反应与焓变我是单独来看的，然后这节课老师讲了转化，我就把这个知识是给串起来了，原来解题就是可能这一块儿用焓变，那一块儿用键能，现在就是再做这样的题可能键能与焓变我是可以建立联系的，这样的思路会清晰一些。从对学生的课后访谈中可以看到学生在本节课的学习效果很好，他们感觉到对一些概念的认识更清楚了，分析能量相关的问题思路更清晰了，也有了思考问题角度，零散的知识方法变得系统化，达到了课前的预期。本教学设计与以往未使用信息技术教学设计相比的特点本次课利用PPT、白板、投影等信息技术手段，通过对面包提供能量这样一个真实情景的热化学思考，将化学反应与能量单元中的核心知识（焓变、热化学方程式、盖斯定律等）进行了复习和应用。其间，多媒体技术的应用对课堂上师生的信息交互起到了很好的促进作用。本次课使用的信息技术主要有三个方面：一是PPT展示文字、图片和数据信息，多为问题、任务和资料，主要是驱动学生参与课堂教学，方便学生理解；二是教师用白板交互模式将学生的课堂思考和回答的关键词书写下来，提高学生关注度，也便于归纳整理；三是使用实物投影将学生的作业和书写展示出来，有利于师生沟通和订正。若没有上述信息技术手段的帮助，课堂资料信息的呈现将出现困难；学生参与讨论课堂问题时很难留下思考痕迹，也不方便对比分析；学生作业的呈现和展示也会出现不便。总之，信息技术的使用对课堂效果的达成起到了很好的促进作用。教学反思本节复习课的设计不是零散知识的简单堆砌，不是对事实的重复记忆，而是将教学重心转移到理解那些可迁移的核心概念，在学生已有认知的基础上，对学生尚存在的很多概念进行纠偏，让学生对那些更为根本的知识结构进行深层理解，形成和发展那些超越课堂之外的具有持久价值和迁移价值的关键性概念、方法、角度和观念。本节课实施过程中教学环节流畅，收到了较好的教学效果，基本达到了本节课的教学目标，使学生对能量的相关概念有了更深入的理解，在焓变这一核心概念的统括下，学生对化学反应与能量形成了更系统、多角度的认识，使学生的能量观得以发展。本节课的重点在于这些概念、角度、观念的进一步建构，着力于化学反应与能量的学科理论价值，兼顾从化学反应中获取能量的应用价值。然而要将这节课建构起来的概念、角度和观念等理论积累让学生加以强化和应用，则需要在下面课程中去实现，同时在接下来的教学中发展学生利用化学反应选择和优化能量形式、借助能量调控化学反应的能力，构建更为完整的化学反应与能量的双向关系。

学案【任务】要想知道30g葡萄糖为人体提供多少能量，提出你认为可行的方案。（要求：写出方案的分析角度并绘出能量—反应过程图，简要写出计算表达式。）方案一：分析角度能量——反应过程图计算表达式能量能量反应过程方案二：分析角度能量——反应过程图计算表达式能量能量反应过程其它方案：资料1：物质本身具有的绝对焓不可测，于是人们给物质定义了一个相对焓，叫做标准摩尔生成焓，这样就可以直接用标准摩尔生成焓来比较物质焓的大小或者用于焓变的计算了。资料2：计算可能需要的信息和数据。表一298K（25℃）时物质的标准摩尔生成焓（△HfΘ）物质C6H12O6(s)O2(g)H2O(l)CO2(g)标准摩尔生成焓(kJ/mol)-12600-285.8-393.5表二298K（25℃）,101kPa时，经计算，求得1mol以下物质包含的所有化学键的键能之和如下下表。物质（1mol）C6H12O6O2H2OCO2各键能之和（kJ/mol）94414989301606资料3：2015年2月，科学家首次观察到化学键形成过程。首先，氧原子和一氧化碳被激活后，开始碰撞并形成过渡阶段——旧键未完全断裂，新键未完全形成。资料4：键能定义——常温常压下，将1mol理想气体分子AB拆开为气态原子A和B的焓变。练习：工业上常用碳来提供能量。现有两种做法：方法一：直接燃烧C(s)+O2(g)=CO2(g)△H=-393.9kJ/mol，方法二：将固体C转化成C2H5OH后再利用，C2H5OH的