高中化學-化學能與電能教學設(shè)計學情分析教材分析課后反思

教學設(shè)計一、教學目標知識與技能：1、通過火電站工作原理示意圖的展示，了解火力發(fā)電原理；2、通過類比于物理電路的形成，利用將氧化還原反應(yīng)分開的思想能夠設(shè)計一個原電池的模型3、通過教師講述學生能理解原電池的工作原理4、學生能夠判斷出原電池的負極并說出其判斷方式；5、通過動手實驗，掌握原電池形成的前提和條件，并能靈活應(yīng)用到設(shè)計更多的原電池。過程與方法：1、通過分組實驗，使學生經(jīng)歷探究性實驗的過程與方法。2、能運用觀察、比較、歸納等科學方法探究出原電池的形成條件。情感態(tài)度價值觀1、寓學于樂，同學們能夠積極參與實驗探究過程中，體驗化學思想與心靈的碰撞，產(chǎn)生認知沖突然后突破的快感，體會獲得成功的成就感。2、通過化學能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿闹匾饬x體會化學對社會科技的重要價值。3、通過研究火力發(fā)電的弊端使學生樹立綠色環(huán)保、節(jié)約的化學思想和為人類文明社會努力學習化學責任感和使命感。教學重、難點教學重點：氧化還原電子轉(zhuǎn)移為依據(jù)的原電池設(shè)計初步認識原電池的原理、概念、組成已經(jīng)應(yīng)用；原電池形成條件。教學難點：氧化還原反應(yīng)分開進行的思想與原電池模型設(shè)計的結(jié)合；原電池的本質(zhì)以及形成條件三、教學策略的選擇與設(shè)計激發(fā)動機策略通過探究過程學生自主設(shè)計激發(fā)學生學習欲望。直觀教學策略通過圖片、動畫實驗等材料讓學生對教學內(nèi)容形成直觀印象。交互教學策略通過學生的自由討論，自主設(shè)計并完成實驗建構(gòu)教育研究的過程。四、教學過程教學環(huán)節(jié)教師活動學生活動設(shè)計意圖情景導入【講述】上節(jié)課我們學過，化學能的變化通常體現(xiàn)為熱量的變化，也就是化學能轉(zhuǎn)化為熱能。而熱量極易散失，不方便儲存。同學們我們?nèi)粘Ｉ町斨凶畛Ｒ姷膬Υ婺芰康男问绞鞘裁矗课覀兪褂秒娖?，都需要電能。的確，電能是現(xiàn)代社會中應(yīng)用最廣泛、使用最方便、污染最小的一種能源。那么將化學能轉(zhuǎn)化為電能大勢所趨。今天我們就來看看化學能是如何轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿?。齊聲回答問題認真聽講回顧舊知，暴露出化學能轉(zhuǎn)化為熱能在實際生產(chǎn)中的弊端，從而引出應(yīng)用最廣泛的使用最方便、污染最小的電能轉(zhuǎn)化?；鹆Πl(fā)電原理【展示】2013我國發(fā)電總量構(gòu)成圖【講述】從這張發(fā)電總量構(gòu)成圖來看，我國目前火力發(fā)電占主導地位。接下來我們就來研究一下火力發(fā)電的原理。【展示】火電站工作原理示意圖【分析】火電是通過化石燃料的燃燒，將化學能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?，熱水使熱水變?yōu)檎羝苿诱羝麢C輪，將熱能轉(zhuǎn)化為機械能，然后帶動發(fā)電機，將機械能轉(zhuǎn)化為電能。【提問】火力發(fā)電有什么優(yōu)點和缺點？（同桌討論）【理答】火電站建廠造價低廉，不受自然環(huán)境影響（如季節(jié)氣候）。火力發(fā)電廠從儲存在煤中的化學能到最終轉(zhuǎn)變成電能，經(jīng)歷了多個環(huán)節(jié)，每一個環(huán)節(jié)的轉(zhuǎn)化，能量都不可能是100%利用的，那么必將造成大量能源的損耗，實際上目前我國火力發(fā)電中，能源的利用率僅為30%~40%。煤炭是不可再生資源，用完就沒了，所以我們要節(jié)約能源，從身邊做起【提問】為提高利用率，可不可以省去中間步驟，直接將化學能轉(zhuǎn)化為電能？需要什么類型的化學反應(yīng)？【講述】只有氧化還原反應(yīng)伴隨電子轉(zhuǎn)移，可能形成電流從而轉(zhuǎn)化為電能認真聽講思考、交流、討論并回答問題思考并回答問題。通過餅狀圖說明我國事火力發(fā)電占主導地位，并講述火電站工作原理并講述能量轉(zhuǎn)化。使學生發(fā)散思維盡情思考，激發(fā)學生興趣培養(yǎng)學生的化學能源觀價值觀。使學生加深節(jié)約的意識回憶并復習氧化還原的特點。使學生認識到氧化還原反應(yīng)是化學能轉(zhuǎn)化為電能過程的一個關(guān)鍵。學生實驗1原電池實驗【講述】想要有電能產(chǎn)生，就要有電流產(chǎn)生【提問】回憶一下物理當中電路產(chǎn)生電流的條件？【理答】物理當中產(chǎn)生電流的條件是1、有自由電子定向移動2、形成閉合回路?！局v述】類比于物理電路，化學反應(yīng)中也產(chǎn)生定向移動的電子就可以形成電流，（哪些反應(yīng)有電子參與？）我們知道氧化還原反應(yīng)中伴隨電子轉(zhuǎn)移，但是只是微觀上是定向，宏觀仍是無序的，不能產(chǎn)生電流。氧化反應(yīng)還原反應(yīng)在統(tǒng)一體系中進行就不會有電子的定向移動。如果使氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)分開進行，然后將兩部分導通，那么電子就會有規(guī)律的從失電子一方定向轉(zhuǎn)移到的電子的一方，就實現(xiàn)了電子的定向移動。試用Zn+H2S04=ZnSO4+H2↑這個氧化還原反應(yīng)為原理設(shè)計一個將化學能直接轉(zhuǎn)化成電能的裝置。反應(yīng)當中Zn失電子，溶液中H+得電子。我們想要使這兩部分分開進行，鋅在一邊失電子，用導線連接起來，通到溶液當中在另一邊得電子，這時候需要一個媒介來傳導電子，我們需要找一個即導電，又不與體系反應(yīng)的，銅片就可以?！咎釂枴坑檬裁礄z測電流是否產(chǎn)生？【理答】通過電流表的偏轉(zhuǎn)可觀察出是否有電流產(chǎn)生。這里我們使用靈敏電流計?！局笇嶒灐俊纠泶稹客瑢W們的裝置圖設(shè)置的各不相同，有的組電流表偏轉(zhuǎn)，說明有電流產(chǎn)生，可有的組指針不偏轉(zhuǎn)說明沒有電流產(chǎn)生?！局v述】我們來分析一下這兩種不同的實驗裝置，1中沒有形成閉合回路，電路斷路，2中溶液中又沒有電子、導線不能導電。3溶液當中有陰陽離子，并且能定向移動從而使整個電路流通。從而滿足了電流形成的條件，所以電流表檢測到了電流。我們觀察到了鋅片減少，銅片上產(chǎn)生氣泡，是否跟我們的設(shè)計意圖將氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)分開進行的目的吻合。通過這個裝置，我們實現(xiàn)了化學能轉(zhuǎn)化為電能。而這種將化學能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置叫做原電池。最早的化學電池就是根據(jù)原電池的原理制成的?！菊故尽吭姵匚⒂^原理動畫?！局v述】鋅容易失電子，被氧化成離子進入溶液，電子由鋅片通過導線流向銅片，溶液中的氫離子從銅片表面獲得電子被還原成氫原子，氫原子結(jié)合成氫氣分子從銅片上冒出，類比于物理電路，電子流動方向與電流流動方向相反，電流流出級為正極，流入極為負極，所以鋅片負極，銅片正極?！咎釂枴空埻瑢W們在學案上寫出兩極現(xiàn)象和正負極的電極反應(yīng)和發(fā)生的反應(yīng)，電子得失情況?；卮鸹卮痖_始實驗實驗（1）并記錄現(xiàn)象實驗（2）并記錄現(xiàn)象實驗（3）并記錄現(xiàn)象學生實驗的各種可能情況：1、無電流2、無電流有電流觀看并思考回答類比物理中電流產(chǎn)生條件，結(jié)合氧化還原中得失電子情況，引導學生頭腦中構(gòu)建出原電池的模型，并實際設(shè)計出原電池的裝置使同學發(fā)散思維，動手做實驗，鍛煉其思考交流動手能力。通過播放動畫直觀形象的讓同學們加深理解原電池微觀原理探究實驗探究原電池的形成條件【指導】分組完成學案上的實驗操作，記錄現(xiàn)象，并試著寫出原電池的形成條件?！咎釂枴看蠹覍嶒灦甲鐾炅?，請同學匯報得出結(jié)論【理答】原電池形成前提條件：自發(fā)的氧化還原反應(yīng)活潑型不同的電極（金屬和金屬、金屬和非金屬如碳）兩極插入電解質(zhì)溶液兩極相連形成閉合回路【提問】判斷原電池的負極有幾種方法？【理答】1、較活潑的一極失電子，電子流出的一級參與反應(yīng)質(zhì)量減少的一級發(fā)生氧化反應(yīng)完成學案上的實驗操作。并記錄填答回答問題同學們通過探究，自己歸納總結(jié)出原電池的形成條件，鍛煉了學生的各項能力。學生設(shè)計課后作業(yè)【提問】課下，完成基礎(chǔ)訓練相應(yīng)練習，并以2FeCl3＋Cu＝CuCl2＋2FeCl2為原理設(shè)計一個實驗裝置，畫出實驗裝置圖等完成學案。并完成后將學案交給課代表同意上交進行設(shè)計，完成學案鞏固原電池知識板書設(shè)計主板書附板書化學能與電能一、原電池定義：將化學能直接轉(zhuǎn)化為電能的裝置。原電池的形成條件前提條件：自發(fā)的氧化還原反應(yīng)1、活潑型不同的電極（金屬和金屬、金屬和非金屬如碳）2、兩極插入電解質(zhì)溶液3、兩極相連形成閉合回路氧化還原反應(yīng)產(chǎn)生電流的條件：有定向移動的電子并閉合回路。學情分析知識起點：物理中已經(jīng)學習過電流的形成條件；學生已經(jīng)學過氧化還原反應(yīng)并熟知其實質(zhì)是電子的轉(zhuǎn)移；上節(jié)學習了化學能與熱能的互相轉(zhuǎn)化，初步接觸到了化學的能量轉(zhuǎn)化觀點。能力起點：學生已經(jīng)具備了一定的設(shè)計和操作實驗技能，也能在大量的實驗器材中選出所用；并且已經(jīng)有相當?shù)乃伎?、交流、總結(jié)、歸納的能力。心理起點：高二的學生好奇心旺盛，很愿意探究，也愛做實驗。效果分析從整體教學效果來看,學生對知識點的掌握是相當不錯的,學生都能輕松,愉快地掌握并應(yīng)用,為后面的新內(nèi)容的學習打下堅實的基礎(chǔ)。更重要的是,也讓學生充分展示自己的機會,使課堂圍繞學生為中心的教學活動,真正體現(xiàn)學生的主體地位,大大激發(fā)學習積極性。通過本節(jié)課的教學還發(fā)現(xiàn)有些學生的自學能力不夠，沒有課前預習，探究實驗是往往造成盲目和無序；還有些學生的動手能力較差，實驗時畏畏縮縮，實驗的速度太慢，也影響了教學進度。今后還要教會學生適當?shù)恼n前預習和足夠的基礎(chǔ)知識儲備以及掌握基本的操作技能。另外要進一步解決探究如何開放，即開放哪些點的問題；開放到何種程度，即時間的把握等；以及探究后的討論、歸納等。教材分析本節(jié)課教學是人教版高中化學必修Ⅱ中第二章《化學反應(yīng)與能量》第二節(jié)《化學能與電能》的第一課時。與元素化合物的知識相比，化學反應(yīng)原理部分內(nèi)容更注重學科知識的應(yīng)用、整合以及學生的思維的有序性和縝密性的培養(yǎng)。本章是學生第一次接觸到化學反應(yīng)與能量之間的相互關(guān)系，是化學理論知識在工業(yè)生產(chǎn)中的重要應(yīng)用。而本節(jié)內(nèi)容則是側(cè)重于化學能轉(zhuǎn)化為電能的研究，從知識上說則是氧化還原反應(yīng)的重要應(yīng)用之一，也是實現(xiàn)氧化還原反應(yīng)這一主干知識的螺旋式上升的一個重要環(huán)節(jié)。因此本節(jié)課的重心是實現(xiàn)通過氧化還原反應(yīng)將化學能轉(zhuǎn)變成電能的裝置的研究，和原電池條件的探究。評測練習1、如下圖所示，電流表G發(fā)生偏轉(zhuǎn)，同時A極逐漸變粗，B極逐漸變細，C為電解質(zhì)溶液。則A、B、C分別為（）A.A是Zn，B是Cu，C是稀H2SO4B.A是Cu，B是Zn，C是稀H2SO4C.A是Fe，B是Ag，C是AgNO3溶液D.A是Ag，B是Fe，C是AgNO3溶液2、某學習小組對原電池的構(gòu)成及形成條件做如下探究性實驗，請你對可能的現(xiàn)象作出推測，并作出合理的解釋。編號裝置圖示實驗內(nèi)容現(xiàn)象解釋或說明1Cu、Zn分別插入2Cu、Zn同時插入，但不接觸3將Cu、Zn用導線連接起來4在Cu、Zn導線之間接電流計5將Cu、Zn導線互換再接電流計6Zn—Zn與稀硫酸進行實驗7Cu—石墨與稀硫酸進行實驗8Zn—石墨與稀硫酸進行實驗9Fe—Zn與稀硫酸進行實驗3、某化學興趣小組為了探究鋁電極在原電池中的作用，設(shè)計并進行了一下一系列實驗，實驗結(jié)果記錄如下：編號電極材料電解質(zhì)溶液電流計指針偏轉(zhuǎn)方向1Mg、Al稀鹽酸偏向Al2Al、Cu稀鹽酸偏向Cu3Al、C（石墨）稀鹽酸偏向石墨4Mg、Al氫氧化鈉溶液偏向Mg5Al、Zn濃硝酸偏向Al試根據(jù)表中的實驗現(xiàn)象回答下列問題：⑴實驗1、2中Al所作的電極（正極或負極）是否相同（填“是”或“否”）？答：⑵對實驗3完成下列填空：①鋁為極，電極反應(yīng)式：②石墨為極，電極反應(yīng)式：③電池總反應(yīng)那個式：⑶實驗4中鋁作負極還是正極，理由是。寫出鋁電極的電極反應(yīng)式。⑷解釋實驗5中電流計指針偏向鋁的原因⑸根據(jù)實驗結(jié)果總結(jié)出影響鋁在原電池中作正極或負極的因素：4、FeCl3用作催化劑、印刷電路銅板腐蝕劑和外傷止血劑等。⑴寫出FeCl3溶液腐蝕印刷電路銅板的離子方程式⑵若將⑴中的反應(yīng)設(shè)計成原電池，請畫出原電池的裝置圖，標出正、負極，并寫出電極反應(yīng)式。正極：，負極：。5、某同學進行下圖所示的銅鋅原電池實驗：⑴從理論上講，應(yīng)該能預期看到的現(xiàn)象是⑵實驗過程中，觀察到鋅極上有少量氣泡逸出，銅極上有大量氣泡逸出，請解釋原因。課后反思本案例是一節(jié)以學生為主體的實驗探究式新課。在教學中，我盡量讓實驗成為學生實踐體驗的一部分，通過自主實驗，啟發(fā)引導，小組合作，討論分析等方法，讓實驗成為幫助學生開展探究活動的積極手段，并在其過程中培養(yǎng)他們基本技能，激發(fā)他們的探究熱情，激活學生的學習內(nèi)驅(qū)力。從整節(jié)課的教學過程來看，我們重在探究、重實踐。在實驗探究中，不僅激發(fā)學生學習興趣獲得知識，更能啟迪學生思維、培養(yǎng)科學精神和創(chuàng)新能力，為學生的進一步發(fā)展創(chuàng)造一個新的局面。在實踐中學會交流，學會合作，并意識到合作是學習的有效途，培養(yǎng)集體意識，很好實現(xiàn)化學教學的情感目標。從整體教學效果來看，通過學生的大膽猜想和有目的的實驗探索，學生對知識點的掌握是相當不錯的，原電池的原理及形成條件，學生都能輕松、愉快地掌握并應(yīng)用，為后面的新內(nèi)容的學習打下堅實的基礎(chǔ)。同時，通過實踐──認識──再實踐的親身體驗的學習過程，加深了對知識的理解。更重要的是，也讓學生充分展示自己的機會，使課堂圍繞學生為中心的教學活動，真正體現(xiàn)學生的主體地位,大大激發(fā)學習積極性，但從細節(jié)方面來看還有待改進，如果把格林太太的故事作為課堂的開頭設(shè)置一個懸念，效果可能會更好，更能激發(fā)學生學習的熱情?？偟膩碚f，本堂課是成功的。但其中也存在些不足之處，如學生設(shè)計的實驗方案多種多樣，受實驗室條件的限制，無法一一滿足學生，使學生的探究受的限制。另學生在探究過程中往往發(fā)現(xiàn)許多新的問題，但因時間和條件的限制，他們的問題有時無法得到明確的結(jié)論，