资源简介

化学能与电能的教学设计
一、概述
这节课是新课程化学2第二章的第二节《化学 ( http: / / www.21cnjy.com )能与电能》第一课时的内容。生活在现代社会，学生对“电” 有着丰富而又强烈的感性认识。当学生们了解了化学反应中能量转化的原因，并感受了探究化学能与热能的相互转化过程之后，会对化学能与电能之间的转化问题产生浓厚的兴趣。正是基于学生的这种心理特征，教材开始的几个设问，把学生带进了“化学能与电能之间相互转化”的研究之中。从能量转换角度看，本节课程内容是对前一节课中“一种能量可以转化为另一种能量，能量也是守恒的；化学能是能量的一种形式，它同样可以转化为其他形式的能量，如热能和电能等”论述的补充和完善。从反应物之间电子转移角度看，原电池概念的形成是氧化还原反应本质的拓展和应用；从思维角度看，“将化学能直接转化为电能”的思想，是对“化学能→热能→机械能→电能”思维方式的反思和突破。
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。
训练学生的实验操作技能 。
（2）过程与方法：
①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。
②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
①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。
②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。
学习者特征分析
学生在必修1中已经学习了钢铁的腐蚀，在日常 ( http: / / www.21cnjy.com )生活中也见到各种类型的电池，认识到生活中处处有化学。也已经习惯了新教材的学习思路和学习方法，同时已具备一定的化学思维基础和基础实验技能，这些都将提高学生学习本课的积极性，也为提高学生的课堂解决问题能力和实践动手能力创造了条件。从反应物之间电子转移角度看，原电池概念的形成是氧化还原反应本质的拓展和应用；从思维角度看，“将化学能直接转化为电能”的思想，是对“化学能→热能→机械能→电能”思维方式的反思和突破。
四、教学策略选择与设计
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、教学资源与工具设计
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，电池的历史，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、教学过程
1、创设问题情境，引导学生进入新思维
（1）创设问题情境，引入课题
① 指导学生阅读课本关于电力在当今社会的应用和作用，提出问题：物质中的化学能在什么条件下能转化为电能呢？又是如何转化的呢？
② 多媒体呈现2001年我国发电总量构成图和火力发电的相关图片、影响和图表，引导学生分析燃烧的氧化还原本质及其能量的变化。
（2）建立新思维，提出新的研究任务
① 什么是火力发电，火力发电的原理是什么？
② 指出火电站中从开始到结束能量是怎样转化的？
③火力发电的利与弊是什么？
学生回答：（教师回答完后，用ppt进一步归纳）
利：1、我国煤炭资源丰富廉价方便;
2、电能清洁安全，又快捷方便，节省时间。
弊：1、排出大量温室效应气体（CO2）和废气（SO2），能导致酸雨;
2、产生废渣（有毒金属和致癌化合物）、废液;
3、能量转化效率低。
4、与低碳经济相悖
思考与交流：
假设你是电力工程师，面对这些利与弊，你会如何应对呢？
学生回答：
a、改进火力发电
b、研究新的发电方式
教师总结：用多媒体呈现，方式之一就是尝试将 ( http: / / www.21cnjy.com )化学能直接转化为电能。就像电池。其好处就是减少中间环节能损，高效、清洁利用燃料，不浪费能源，更方便。
2、师生互动，传授新知
（1）原电池的原理教学：问题引导、实验探究、动画模拟、讨论交流、归纳总结。
①设置阶梯式问题，对学生进行探究思路引导。
问题1：氧化剂和还原剂直接 ( http: / / www.21cnjy.com )接触进行反应时，化学能转化为热能，再经过一系列能量转换环节才能转化为电能。那么要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，所要解决的第一问题是什么？
问题2：若将氧化反应和还原反应分开在不同区域进行，那么，怎样架设桥梁使电子从还原剂区域转移到氧化剂区域，同时形成电流？
问题3：怎样知道所架设的桥梁中有电子流过？如何从电学角度考虑仪器选择和组装问题？
②实验探究：原电池及其原理。
实验探究一
实验记录与报告
实验序号 实验1 实验2
实验步骤 锌片插入稀硫酸 铜片插入稀硫酸
实验现象
思考问题寻找答案 问题1：反应中哪种物质失去电子？哪种物质得到电子？问题2：Zn是通过什么途径将电子转移给溶液中的H＋的？问题3：怎样想办法让这种电子的转移变成电流？
组内交流列出想法
实验探究
实验记录与报告
实验序号 实验3 实验4
实验步骤 将锌片和铜片用导线连接，平行插入盛有稀硫酸的烧杯中，观察现象。 将锌片和铜片用导线连接，插入盛有稀硫酸的烧杯中，在导线之间接入灵敏电流计，观察现象。
实验现象
思考问题寻找答案 问题1：反应中哪种物质失去电子？哪种物质得到电子？ 问题2：电子从Zn到溶液中H＋经历了哪种途径？问题3：导线在这个过程中起到什么作用？问题4：电流计在这个过程中起什么作用？
组内交流列出想法
③师生互动、分析现象、总结规律：
学生交流自己的实验结果，教师播放动画，使学生加深对原理的理解。
原电池：把化学能转变为电能的装置。
2、原电池的构成条件教学：
分组实验、比较探究、交流讨论、归纳总结。
①分组实验：实验探究二
实验序号 第一小组：实验①②③④
实验装置 ①　　　 ②　　 ③　　　 ④
能否构成原电池
构成原电池条件一 活动性不同的两个电极
实验序号 第二小组：实验⑤⑥⑦
实验装置 ⑤　　 　　 ⑥　　 　　 ⑦　　　　　　　
能否构成原电池
构成原电池的条件二
实验序号 第三小组：实验⑧⑨
实验装置 ⑧　　 ⑨
能否构成原电池
构成原电池条件三
②交流讨论：各组同学相互交流自己的实验情况及解释与结论。
③归纳总结：
原电池的构成条件：
1.有两种活动性不同的金属（或非金属导体）作电极；
2.电极材料均插入电解质溶中；
3.形成闭合回路。
3、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。并使用多媒体展示，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。
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3、组合原电池
通过flash控件，让同学们自由组合，测试学生是否真正理解了电池的原理和构成条件。
4、情感升华
用多媒体展示电池的发明史
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5、实践活动
在完成上述内容后，指导学生制作水果电池 ( http: / / www.21cnjy.com )，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。
6、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)：Zn－2e－＝Zn2＋ （氧化反应）
正极(Cu)：2H+＋2e－＝H2↑（还原反应）
总反应式：Zn＋2H+＝Zn2＋＋H2↑
3. 原电池的构成条件：
① 有两种活动性不同的金属（或非金属导体）作电极。
② 电极材料都插入电解质溶液中。
③ 两极相连形成闭合电路。
7、作业布置
有下列材料：镁条、铜片、铁片、导线 ( http: / / www.21cnjy.com )、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

8、板书设计
第二节 化学能与电能（1）
一、火力发电的过程
二、原电池：将化学能转化为电能的装置。
三、原电池产生电流的原因：在电池内发生的氧化还原
反应中，还原剂转移给氧化剂的电子经过外电路就产生 了电流。
四、构成原电池的必要条件(两极一液成回路)
极：两个电极
液：电解质溶液 能发生氧化还原反应
路：形成闭合回路
9、教学流程图
七、教学评价设计
① 依据知识总结和习题完成情况，进行自我知识评价。
② 对自己在学习过程中设计、实验、推理、判断、分析、归纳、抽象等技能方法进行评价。
③ 思考：过去所学的哪些知识对你在本节课的学习有所帮助？在本节课的学习中你认为最有用的方法是什么？学习中你是怎样与本组同学进行合作的？
八、帮助和总结
为了凸显重点，突破难点，采用指导发现、探究教学模式，其过程可表示为：
围绕原电池的概念、原理和组成组织学 ( http: / / www.21cnjy.com )生开展发现性学习活动，在“实现化学能直接向电能转化”的一系列探究实验中让学生形成解决问题的经验及化学知识技能。教师作为引导者和参谋，在整个活动中帮助学生尽可能排除失败和无效学习。
我国自主研发的燃料电池车
普通干电池
生活中的电池
神舟六号燃料电池发电系统
风云-3卫星上的电池
摄像机专用电池
燃料电池
锌片
铜片
实验2:铜片插入稀硫酸中
实验1:锌片插入稀硫酸中
A
A
A
稀硫酸
锌片
铜片
稀硫酸
锌片
铜片
实验3:锌片和铜片用导线连接插入稀硫酸中
实验4:锌片和铜片导线连接插入稀硫酸中，导线间接上电流表
能 能 不能 不能
展示生活中各种电池
学生分组进行实验探究，完成实验报告
学生分组进行实验探究，完成实验报告
学生相互交流实验情况及解释与结论归纳总结
设置阶梯式问题，对学生进行探究思路引导
师生互动、分析现象、总结规律
建立新思维，提出新的研究任务
学生回答基本问题，主要是课本知识
教师继续提问，问题的难度加深，引出电池
学生困难与否
原电池及其原理实验探究
Flash展示电池微观实质
原电池的构成条件
反馈练习
作业布置
ppt呈现练习题
其中题三是flash
多媒体呈现2001年我国发电总量构成图和火力发电的相关图片、影响和图表
创设情境，导入新课
学生尝试回答
老师引导
教师引导
学生掌握
讲解
多媒体展示电池的发明史
老师安排实践活动
播放水果电池的制作过程
学生完成小实验，激发他们的学习兴趣
教师引导学生进行课堂小结

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