全國優(yōu)質(zhì)課一等獎高中化學(xué)《化學(xué)能與電能》教學(xué)設(shè)計

PAGEPAGE3第二節(jié)化學(xué)能與電能(第1課時)一、三維目標(biāo)知識與技能獲得化學(xué)能與電能轉(zhuǎn)化的化學(xué)實驗的基礎(chǔ)知識和基本技能，學(xué)習(xí)實驗研究的方法，能設(shè)計并完成化學(xué)能與電能轉(zhuǎn)化的化學(xué)實驗。形成原電池的概念，探究構(gòu)成原電池的條件過程與方法經(jīng)歷對化學(xué)能與電能轉(zhuǎn)化的化學(xué)實驗探究的過程，進(jìn)一步理解探究的意義，學(xué)習(xí)科學(xué)探究的基本方法，提高科學(xué)探究的能力能對自己探究原電池概念及形成條件的學(xué)習(xí)過程進(jìn)行計劃、反思、評價和調(diào)控，提高自己學(xué)習(xí)化學(xué)的能力。情感態(tài)度與價值觀發(fā)展學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣，樂于探究化學(xué)能轉(zhuǎn)化電能的奧秘體驗科學(xué)探究的艱辛和喜悅，感受化學(xué)世界的奇妙與和諧。贊賞化學(xué)科學(xué)對個人生活和社會發(fā)展的貢獻(xiàn)，關(guān)注能源問題，逐步形成正確的能源觀。二、教學(xué)重點原電池的概念與構(gòu)成條件三、教學(xué)難點用己經(jīng)學(xué)過的有關(guān)知識探究化學(xué)能與電能的條件和裝置四、教學(xué)過程[引入]在化學(xué)反應(yīng)中，物質(zhì)中的化學(xué)能的變化通常表現(xiàn)為熱量的變化，即化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?。那么，物質(zhì)中的化學(xué)能能不能轉(zhuǎn)化為電能呢？請同學(xué)們閱讀教材中火力發(fā)電站工作原理示意圖，簡要說明火力發(fā)電站的工作原理。[板書]第二節(jié)化學(xué)能與電能一、化學(xué)能與電能的相互轉(zhuǎn)化[學(xué)生]火力發(fā)電是通過化石燃料的燃燒，使化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?，加熱水使之汽化為蒸汽以推動汽輪機，然后帶動發(fā)電機發(fā)電。[板書]化學(xué)能→熱能→機械能→電能[講述]從上面的分析我們可以看出，火力發(fā)電的過程中能量的轉(zhuǎn)化還是比較復(fù)雜的，化學(xué)能首先要轉(zhuǎn)人為熱能，熱能再轉(zhuǎn)化為機械能，機械能最后再轉(zhuǎn)化為電能，由于在能量轉(zhuǎn)化過程中，每一過程都有能量損失，過程越復(fù)雜能量損失越多，所以我們說火力發(fā)電過程中化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能效率還是比較低的。[設(shè)問]如何克服這一問題呢？由于火力發(fā)電過程比較多，造成能量轉(zhuǎn)化效率比較低，如果我們能設(shè)計一種裝置能夠?qū)⒒瘜W(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能，那么化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的效率一定是很高的。下面我們就來探究這種裝置，即把化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能的裝置。[老師]在火力發(fā)電中，燃燒是使化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的關(guān)鍵。同學(xué)們想一想，我們學(xué)過的燃燒反應(yīng)是氧化還原反應(yīng)還是非氧化還原反應(yīng)？[學(xué)生]都是氧化還原反應(yīng)[老師]氧化還原反應(yīng)的本質(zhì)是什么？[學(xué)生]電子的轉(zhuǎn)移[老師]在氧化還原反應(yīng)中電子是如何轉(zhuǎn)移的？[學(xué)生]是還原劑把電子轉(zhuǎn)移給氧化劑[老師]由于在氧化還原反應(yīng)中，還原劑是把電子直接轉(zhuǎn)移給氧化劑的，因此不會形成電流，同學(xué)們設(shè)想一下，如果我們將還原劑和氧化劑中間用一段導(dǎo)線連接起來，使還原劑失去的電子經(jīng)過導(dǎo)線給氧化劑，在導(dǎo)線上能不能產(chǎn)生電流呢？[學(xué)生]能產(chǎn)生電流[老師]請同學(xué)們來看一個實驗。[實驗]將鋅片和銅片用導(dǎo)線連接起來，平行地插入盛有稀硫酸的燒杯中，在導(dǎo)線中間接入一個電流表。[現(xiàn)象]鋅片不斷溶解，銅片上有氣泡產(chǎn)生，電流表發(fā)生了偏轉(zhuǎn)。[老師]電流表發(fā)生了偏轉(zhuǎn)，說明在導(dǎo)線中產(chǎn)生了電流，同學(xué)們想一想，這個電流是如何產(chǎn)生的？[學(xué)生]由于鋅和銅的活動性不同，鋅容易失去電子，被氧化成鋅離子進(jìn)入溶液，電子由鋅片經(jīng)過導(dǎo)線流向銅片，溶液中的氫離子從銅片上獲得電子被還原成氫原子，兩個氫原子再結(jié)合成氫氣分子，從銅片上逸出。[老師]這一過程我們可以表示為：[板書]鋅片：Zn-2e-=Zn2+(氧化反應(yīng))銅片：2H++2e-=H2(還原反應(yīng))[老師]由于這一裝置把氧化還原反應(yīng)中的氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)分開了，使氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)是在兩個不同的區(qū)域里進(jìn)行反應(yīng)，這樣還原劑失去的電子就要經(jīng)過導(dǎo)線轉(zhuǎn)移給氧化劑，從而形成了電子的定向移動即電流。象這種將化學(xué)能直接轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置稱之為原電池。[板書]1、原電池①定義：將化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置[設(shè)問]同學(xué)們根據(jù)學(xué)過的物理知識想一想，這個銅鋅稀硫酸組成的原電池中哪一極是負(fù)極，哪一極是正極？[學(xué)生]鋅片是負(fù)極，銅片是正極。[老師]為什么？[學(xué)生]因為在電池里正負(fù)極是這樣規(guī)定的，電子流出的一極是負(fù)極，而電子流入的一極是正極。鋅失電子，電子流出，再經(jīng)過導(dǎo)線流入到銅片，所以鋅是負(fù)極，銅是正極。[板書]②原電池正負(fù)極負(fù)極：電子流出的一極正極：電子流入的一極[老師]同學(xué)們?nèi)绾闻袛嘣姵氐恼?fù)極？[學(xué)生]活潑性較強的金屬作原電池的負(fù)極，不活潑的金屬作原電池的正極。[老師]在導(dǎo)線中是電子導(dǎo)電，在電解質(zhì)溶液中是離子導(dǎo)電，那么在電解質(zhì)溶液中離子是流向如何？[學(xué)生]陽離子向正極移動，陰離子向負(fù)極移動。[老師]原電池的負(fù)極發(fā)生了氧化反應(yīng)還是還原反應(yīng)？[學(xué)生]發(fā)生了氧化還原[老師]原電池的正極發(fā)生了什么反應(yīng)？[學(xué)生]發(fā)生了還原反應(yīng)[講述]這就是原電池的工作原理。[板書]③工作原理負(fù)極：失電子發(fā)生氧化反應(yīng)正極：得電子發(fā)生還原反應(yīng)[探究]根據(jù)己具備的氧化還原反應(yīng)知識和電學(xué)知識，利用提供的實驗用品，設(shè)計原電池。[學(xué)生]鎂鐵原電池，鎂銅原電池，鐵銅原電池[思考]通過以上實驗和探究，試說明化學(xué)電池應(yīng)由哪幾部分構(gòu)成，各起什么作用？[學(xué)生]原電池都是由正極、負(fù)極和電解質(zhì)構(gòu)成的。[板書]④電子流向負(fù)極經(jīng)過導(dǎo)線到正極[板書]⑤離子流向陽離子向正極移動陰離子向負(fù)極移動[老師]要形成一個原電池，必須具備哪些條件呢？[實驗]設(shè)計幾種裝置，根據(jù)電流表是否移動，判斷是不是原電池。[小結(jié)]形成原電池的條件[板書]2、形成原電池的條件①要有自發(fā)發(fā)生的氧化還原反應(yīng)②要有兩個電極③要有電解質(zhì)溶液④要形成閉合回路[練習(xí)]判斷下列裝置哪些是原電池，哪些不是原電池？（第2課時）一、三維目標(biāo)知識與技能：在獲得原電池概念和組成條件的基礎(chǔ)上，能設(shè)計出一些原電池實驗，學(xué)習(xí)實驗研究的方法。過程與方法：1、在探究設(shè)計原電池實驗的過程中，學(xué)會運用觀察、實驗、查閱資料等多種手段獲取信息，并運用比較、分類、歸納、概括等方法對信息進(jìn)行加工。2、能對自己的化學(xué)學(xué)習(xí)過程計劃，反思、評價和調(diào)控，提高自主學(xué)習(xí)化學(xué)的能力。情感、態(tài)度與價值觀：1、有參與化學(xué)科技活動的熱情，有將原電池知識應(yīng)用于生產(chǎn)、生活實踐的意識，能夠?qū)εc化學(xué)有關(guān)的社會和生活問題作出合理的判斷。2、了解原電池對個人生活和社會發(fā)展的貢獻(xiàn)，關(guān)注能源問題，逐步形成可持續(xù)發(fā)展的思想。二、教學(xué)重點：在實驗探究的基礎(chǔ)上認(rèn)識原電池的組成及應(yīng)用三、教學(xué)難點：對研究成果以及學(xué)習(xí)過程和結(jié)果的評價與反思四、教學(xué)過程：[復(fù)習(xí)]什么是原電池？原電池的正負(fù)極是如何規(guī)定的？原電池的工作原理是怎樣的？[學(xué)生]原電池是一種將化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置。在原電池中電子流入的一極是負(fù)極，電子流出的一極是正極。原電池的負(fù)極發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)，正極是得電子的還原反應(yīng)。[復(fù)習(xí)]要形成一個原電池必須具備哪些條件？[學(xué)生]要有兩種活潑性不同的金屬或金屬與導(dǎo)體，要有電解質(zhì)溶液，要形成閉合的回路。[過渡]我們現(xiàn)在使用的電池其工作原理與原電池是一樣的，下面我們給大家介紹幾種常見的電池。[板書]二、發(fā)展中的化學(xué)電源一次性電池干電池負(fù)極：Zn-2e-=Zn2+正極：2NH4++2e-=2NH3+H2總反應(yīng)式：Zn+2NH4+=Zn2++2NH3+H2充電電池鉛蓄電池負(fù)極：Pb+SO42--2e-=PbSO4正極：PbO2+4H++SO42-+2e-=PbSO4+2H2O總反應(yīng)式：Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O燃料電池①堿性燃料電池負(fù)極：2H2+4OH--4e-=2H2O正極：O2+2H2O+4e-=4OH-總反應(yīng)式：2H2+O2=2H2O②酸性燃料電池負(fù)極：2H2-4e-=4H+正極：O2+4H++4e-=2H2O總反應(yīng)式：2H2+O2=2H2O[板書]三、鋼鐵的腐蝕1、吸氧腐蝕負(fù)極：2Fe-2e-=2Fe2+正極：O2+4e-+2H2O=4OH-2、析氫腐蝕負(fù)極：2Fe-2e-=2Fe2+正極：2H++2e-=H2教學(xué)反思：本課時為實驗探究教學(xué)模式，本課時教學(xué)是否成功，筆者認(rèn)為，應(yīng)從以下幾個方面綜合考慮：1、教材處理是否合理。探究性教學(xué)要對教材內(nèi)容有所揚棄。探究性教學(xué)要以大綱為依據(jù)，教材僅僅是本參考書。因為現(xiàn)有教材的知識大都是以陳述性方式直接呈現(xiàn)，而探究性教學(xué)要求教材提供問題情景和解決問題所必需的事實材料，而不只是結(jié)論的堆砌，因此，探究性教學(xué)首先要求對現(xiàn)有教材作適當(dāng)處理。2、教學(xué)過程是否優(yōu)化。優(yōu)化的教學(xué)過程就是靈活機智地運用各種教學(xué)策略。如激勵性策略，即使用鼓勵性語言，肯定學(xué)生任何一個微小的閃光點；自主性策略，即要求設(shè)計的問題有一定思維含量，討論要注重實效性，討論過程要注意學(xué)法指導(dǎo)，并培養(yǎng)學(xué)生善于思考、勇于提出問題的習(xí)慣；診斷性策略，即教學(xué)過程中經(jīng)常注意學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，根據(jù)反饋的信息調(diào)整教學(xué)程序；創(chuàng)造性策略，即鼓勵學(xué)生大膽質(zhì)疑，發(fā)表不同意見尤其是創(chuàng)造性的意見。3、教學(xué)效果是否顯著。教學(xué)效果就是教學(xué)目標(biāo)的達(dá)成度。首先，學(xué)生要有良好的學(xué)習(xí)狀態(tài)，如學(xué)生學(xué)習(xí)興趣濃厚，思維得到很好的啟發(fā)，教學(xué)過程中學(xué)生參與面廣、參與時間長、參與空間大等；其次，好、中、差不同水平層次的學(xué)生的知識目標(biāo)、能力目標(biāo)、情感目標(biāo)要基本達(dá)成或得到一定程度的發(fā)展。

本節(jié)課采用實驗探究式教學(xué)，既符合化學(xué)的學(xué)科特點，也符合學(xué)生的心理和思維的發(fā)展特點?；瘜W(xué)是一門以實驗為基礎(chǔ)的學(xué)科，實驗事實是最具有說服力的。本節(jié)課以實驗事實設(shè)疑，又以實驗事實釋疑，讓學(xué)生從直觀、生動的實驗中發(fā)現(xiàn)問題，進(jìn)一步引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行推理和分析，再通過實驗驗證分析的結(jié)果。這樣得出的結(jié)論學(xué)生才能真正理解和牢固掌握。從學(xué)生的心理特點來看，高一的學(xué)生對新鮮事物有強烈的好奇心和探索欲望，對老師的講授敢于質(zhì)疑，有自己的想法和主見。往往不滿足于老師告訴他是什么，而更愿意自己去探索是什么和為什么。并且具備了初步的探索能力。在思維發(fā)展的層次上，學(xué)生的形象思維已充分發(fā)展，抽象思維也正在迅速發(fā)展之中。實驗探究是讓學(xué)生在具體實驗事實的基礎(chǔ)上分析問題得出結(jié)論，符合學(xué)生的思維特點，有利于在形象思維的基礎(chǔ)上發(fā)展學(xué)生的抽象思維。但學(xué)生的抽象思維和探索能力畢竟還處于初級階段，尚不成熟，這就決定了他們還不能成為完全獨立的探索主體，探索活動需要在教師的組織引導(dǎo)下，有目的有計劃地進(jìn)行。教師的作用是“引導(dǎo)和啟發(fā)”，即引導(dǎo)學(xué)生獨立思考，主動探索，當(dāng)學(xué)生的思考和探索遇到困難時，及時給予啟發(fā)、提示、點撥，以幫助學(xué)生順利地開展實驗探索活動，既不是灌輸也不能放任自流。因此，本節(jié)課的部分實驗是由教師預(yù)先設(shè)計