1、化學能與電能第一課時教學設計黑龍江省慶安縣第一中學 孫秀民  一、設計思想 根據課標的要求，在課堂教學中實施以探究為核心的多樣化教學方式，本課根據學生已掌握的有關知識入手，通過小組合作學習，實驗探究來組織課堂教學。 1、從對“火力發(fā)電”進行完整透徹的剖析入手，提出如何將化學能直接轉化為電能，引入新課學習。 2、通過的化學實驗，幫助學生探究和理解化學能轉化為電能的原理，并認識其本質是氧化還原反應。 3、學生根據提供的材料，設計裝置示意圖，并根據示意圖進行分組實驗、小組討論，判斷哪些裝置可以形成原電池，最終得出構成原電池的條件的結論。 4

2、、通過課本上的實踐活動水果電池的整理，實現本課教學內容的應用和延伸，讓學生體驗科學探究的艱辛與喜悅，感受化學世界的奇妙與和諧。 二、教材分析 1、本節(jié)在教材中的地位及作用 本節(jié)課是新課標人教版高中化學必修2第二章第二節(jié)化學能與電能的教學內容，是電化學中的重要知識。初中化學已經從燃料的角度初步學習了“化學與能源”的一些知識，在選修模塊“化學反應原理”中，將從科學概念的層面和定量的角度比較系統(tǒng)深入地學習化學反應與能量。該節(jié)內容既是對初中化學相關內容的提升與拓展，又為選修“化學反應原理”奠定必要的基礎。該節(jié)分為兩課時教學，本課為第一課時。通過本課的學習，能使學生清楚地認

3、識原電池的工作原理和構成條件，初步形成原電池的概念，并能夠寫出電極反應式和電池反應方程式。 生活在現代社會，學生對“電”有著豐富而又強烈的感性認識。當學生了解了化學反應中能量轉化的原因，并感受了探究化學能與熱能的相互轉化過程之后，會對化學能與電能之間的轉化問題產生濃厚的興趣。正是基于學生的這種心理特征，教材開始的幾個設問，把學生帶進了“化學能與電能之間相互轉化”研究之中。從能量轉換角度看，本節(jié)課程內容是對前一節(jié)課中“一種能量轉化為另一種能量，能量也是守恒的；化學能是能量的一種形式，它同樣可以轉化為其他形式的能量，如熱能和電能等”論述的補充和完善。從反應物之間電子轉移角度看，原電池概念

4、的形成是氧化還原反應本質的拓展和應用；從思維角度看，“將化學能直接轉化為電能”的思想，是對“化學能熱能機械能電能”思維方式的反思和突破。 2、教學目標 （1）知識與技能 初步掌握原電池的概念和形成條件，理解原電池的原理。訓練學生的實驗操作技能。 （2）過程與方法 通過教師創(chuàng)設問題情境、學生進行實驗探究，幫助學生自主建構原電池的概念，理解和掌握原電池的原理。通過化學史實引導學生以問題為中心發(fā)現問題、解決問題的學習方法。 （3）情感態(tài)度與價值觀 通過對原電池工作原理及條件的探究，培養(yǎng)濃厚的學習興趣，養(yǎng)成嚴謹求實的科學態(tài)度。利用微

5、型實驗進行探究，樹立綠色化學理念，培養(yǎng)科學發(fā)展觀，增強為人類的文明進步學習化學的責任感和使命感。 3、教學重、難點 教學重點：原電池的工作原理和構成條件。 教學難點：通過對原電池實驗的探究，引導學生從電子轉移角度理解化學能轉化為電能的本質。 三、學情分析 高一學生好奇心強，思維活躍，能積極主動地學習。學生在必修1中已經學習了鋼鐵的腐蝕，在日常生活中也見到各種類型的電池，認識到生活中處處有化學。也已經習慣了新教材的學習思路和學習方法，同時已具備一定的化學思維基礎和基礎實驗技能，這些都將提高學生學習本課的積極性，也為提高學生的課堂解決問題能力和實踐

6、動手能力創(chuàng)造了條件。 四、教學策略與教學手段 (1)采用以實驗探究的方法為主導， 綜合運用觀察法、實驗法、發(fā)現法、討論法等方法。 (2)借助問題探究、實驗探究等手段，運用計算機多媒體技術等輔助手段。 五、學法指導 由于學生之前沒有電化學的基礎，理解原電池原理有一定的難度，但學生初次接觸電化學知識，對原電池的工作原理有神秘感和探索欲望，要充分利用學生的好奇心和求知欲，設計層層實驗和問題情境，使學生在自主實驗、積極思考和相互討論中自己發(fā)現問題、分析問題和解決問題。 根據學生的知識結構、心理特點和教學內容的實驗需要，采用分組實驗探究、問題探

7、討、分析推理和比較歸納等方法，并結合多媒體進行輔助教學。在實驗觀察討論推測驗證的過程中，學習和理解原電池的概念、原理和構成條件。通過本課的學習，使學生養(yǎng)成善于觀察、善于思考的習慣，并學會運用觀察、比較、歸納等方法去分析、解決問題，達到學以致用的目的。 六、教材處理 1、把教材中“實驗2-4”改為5個對比分析的探究實驗,并增加原電池產生電流原因的實驗探究和原電池形成條件的實驗探究，以培養(yǎng)學生的觀察能力、思維能力、實驗能力。主要采用了實驗探究法、問題探討法、分析推理和比較歸納法等教學方法，更好地突出本課重點，突破難點，完成教學目標。 2、通過播放原電池工作原理的fla

8、sh動畫，將學生看不見的微觀世界宏觀化，從而降低教學難度，增強教學的直觀性，有利于幫助學生理解化學能轉化為電能的原理，并認識其本質，提高了課堂效率。 七、教學程序  教與學是有機結合而又對立統(tǒng)一的，良好的的設想，必須通過教學實踐來實現。 （一）創(chuàng)設問題情景，引導學生建立新思維 1、創(chuàng)設問題情景，引入課題 （1）指導學生閱讀課本關于電力在當今社會的應用和作用，提出問題：物質中的化學能在什么條件下能轉化為電能呢？又是如何轉化的呢？ （2）多媒體呈現2001年我國發(fā)電總量構成圖和火力發(fā)電的相關圖片、影響和圖表，引導學生分析燃燒的氧化還原本質

9、及其能量的變化。 2、建立新思維，提出新的研究任務 （1）引導學生討論分析火力發(fā)電的利與弊，提出問題：能否將化學能直接轉化為電能？怎樣實現這個轉變？ （2）通過分析火力發(fā)電的利與弊，實現從“化學能熱能機械能電能”思維模式向“將化學能直接轉化為電能”新思維模式的轉換，同時形成高效利用燃料，不浪費能源，積極開發(fā)高效清潔燃料的意識。 這種通過問題情景的引入方法，不僅能激發(fā)學生的學習興趣和探究熱情，又能使學生明確學習目標，進入學習主題，避免思維的盲目性。 （二）師生互動，傳授新知 這部分的教學分為原電池的工作原理和原電池的構成條件兩部分的學習

10、。為了更好地完成教學目標，達到良好的教學效果，采用分組探究，再結合設疑法，分析推理和比較歸納法等教學方法，并結合多媒體進行教學。 1、原電池原理教學時，我采用問題引導，實驗探究，動畫模擬，討論交流，歸納總結等方法。 (1)設置階梯式問題，對學生進行探究思路引導： 問題1：氧化劑和還原劑直接接觸進行反應時，化學能轉化為熱能，再經過一系列能量轉換環(huán)節(jié)才能轉化為電能。那么要使氧化還原反應釋放的能量不經過熱能，而直接轉化為電能，所要解決的第一問題是什么？（電子的定向移動形成電流） 問題2：若將氧化反應和還原反應分開在不同區(qū)域進行，那么，怎樣架設橋梁使電子從還原劑

11、區(qū)域轉移到氧化劑區(qū)域，同時形成電流？ 問題3：怎樣知道所架設的橋梁中有電子流過？ 如何從電學角度考慮儀器選擇和組裝問題？ 通過這些問題，既可以幫助學生理解實驗設計的思路和實驗操作的原理，順利完成實驗；又可以培養(yǎng)學生質疑問難的精神，掌握質疑問難的方法，提高質疑釋疑能力。 (2)實驗探究：原電池及其原理 將學生分為兩組，進行實驗探究，觀察實驗現象并記錄，小組成員根據每組實驗設置的問題，進行交流討論，列出自己的想法。 投影實驗內容實驗序號實驗1實驗2實驗步驟鋅片插入稀硫酸銅片插入稀硫酸實驗現象  思考問題 尋找

12、答案問題1：反應中哪種物質失去電子？哪種物質得到電子？ 問題2：Zn是通過什么途徑將電子轉移給溶液中的H的？問題3：怎樣想辦法讓這種電子的轉移變成電流？組內交流 列出想法  實驗序號實驗3實驗4實驗步驟將鋅片和銅片用導線連接，平行插入盛有稀硫酸的燒杯中，觀察現象。將鋅片和銅片用導線連接，插入盛有稀硫酸的燒杯中，在導線之間接入靈敏電流計，觀察現象。實驗現象  思考問題 尋找答案問題1：反應中哪種物質失去電子？哪種物質得到電子？ 問題2：電子從Zn到溶液中H經歷了哪種途徑？問題3：導線在這個過程中起到什么作用？問題4：電流計在這個過程中起

13、什么作用？組內交流 列出想法  通過學生的實驗操作及能實驗現象的觀察，發(fā)現實驗和實驗中化學能直接轉化為電能。并對實驗結果進行探討交流，要將化學能直接轉化為電能，必須將氧化反應和還原反應在不同區(qū)域進行，同時架設橋梁，使電子從還原劑區(qū)域轉移到氧化區(qū)域，形成電流。將化學能轉化為電能的裝置，叫做原電池。這樣做不僅培養(yǎng)學生的實驗動手操作及分析觀察能力，而且通過實驗說話，避免了教師教學上單調性。 動畫模擬銅鋅電池的工作原理 通過具體生動的動畫，將學生看不見的微觀世界宏觀化，從而幫助學生明確原電池的化學原理，學生歸納，共同完成： （1）電極反應式和

14、總反應方程式： 負極(鋅)： Zn2eZn2 （氧化反應）    正極(銅)： 2H+2eH2（還原反應）         總反應式： Zn2H+Zn2H2 （2）原電池中的電極名稱： 負極：電子流出的一極（如上述原電池中的鋅片）； 正極：電子流入的一極（如上述原電池中的銅片） 2、教材中“構成原電池的條件”這一討論題，問題過于空泛，考慮到學生的知識遷移能力和概括能力還不是很強，單純的討論可能會無從談起。因此，我在這部分內容教學時，主要采用實驗探

15、究法。把學生分3個小組，共9個實驗，每組都是對比實驗。通過本組實驗裝置是否產生電流，若不能產生，與銅鋅原電池對比，分析可能的原因；若能產生，也與銅鋅原電池對比，有什么共同點，從而得出原電池的構成條件之一。 投影實驗內容 實驗序號第一組實驗實驗裝置          實驗現象 實驗結論  實驗序號第二組實驗實驗裝置              

16、;          實驗現象 實驗結論  實驗序號第三組實驗實驗裝置           實驗現象 實驗結論 根據學生的實驗結果，引導學生分析總結原電池的構成條件。 “師生互動”式教學模式是以問題的發(fā)現、探究及解決為主要線索，教學中突出教師的主導性和學生的主體性在探究過程中的合作與互動，最終達到培養(yǎng)學生發(fā)現問題及解決問題能力的目的。在操作中，教師要及時捕捉

17、學生在探究過程中碰到的問題或困難，適時予以指導和調控，防止學生在探究過程中出現盲目性、隨意性與低效性。對學生來說，學習過程的每一個環(huán)節(jié)，都需要發(fā)揮主觀能動性，在不斷思考和探索中去自我建構，完善認知結構。 （三）反饋練習 適當的課堂練習一方面是學生對本堂課學習情況的反饋，同時使學生對所學知識鞏固加深。為此，使用多媒體展示，根據條件組合原電池。 （四）實踐活動 在完成上述內容后，指導學生整理水果電池，培養(yǎng)學生實踐創(chuàng)新能力。從正逆兩個方面鍛煉學生對原電池構成條件的應用，而且達到學以致用，使學生覺得化學就在我們身邊，從而激發(fā)學生學習興趣，啟迪學生思維。 （五）課堂小結 一堂課接近尾聲時，適當的課堂小結是必要的，它不