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《化学能与电能》说课稿


《化学能与电能》说课稿
今天我说课的内容是新课标人教版高中化学必修 2 第二章第二节《化学能与电能》 , 本节分为两个课时,今天我从以下六个方面阐述第一课时的教学设计。 一、教材分析 1、地位作用 化学能与电能属于化学原理范畴,是化学学科的重要原理性知识之一,也是对氧化 还原反应原理本质的拓展和应用。初中化学初步学习了“化学与能源”,在选修模块④将 系统深入地学习化学反

应与能量。本节课既是对初中化学相关内容的提升与拓展,又为 选修奠定必要的基础。起到承前启后的作用。 “学前知识”
氧化还原反应 能量转化的原因 ??

“学中知识”
原电池 原电池工作原理 原电池构成条件 ??

“学后知识”
化学反应原理 ??

本节融合了(1)氧化还原反应(2)能量的转换(3)原电池原理的应用(4)电解质溶液、 金属的活泼性(5)物理中的电学等知识。并彼此结合、渗透。通过本节课的学习,学生将 会形成一个氧化还原反应、能量转换、元素化合物知识、电解质溶液,物质的量有关计 算等知识联系起来的知识网络。对培养学生从实践到理论,又从理论到实践的认知规律 的提高有很大的作用。而且原电池在实际生活、工农业生产、科学研究中应用十分广泛, 因此学好本节知识,具有重要的理论意义和现实意义。 2、主要内容 火力发电: 燃烧发电的原理 及利弊分析 引出 原电池实验探究: 概念、工作原理、 组成及创造性实 验 转化 技术产品: 各种化学电源 的设计、工作 原理和应用

3、重点难点 教学重点:初步认识原电池概念、反应原理、构成及应用。认识化学能转化为电能对 现代化学的重大意义。 教学难点:通过对原电池实验的探究,引导学生从电子转移角度理解化学能向电能转 化的本质。 二、学情分析 1、本阶段学生已经预备了一定的化学基础知识,在必修一的第二章中学生已经学习 氧化还原反应的知识,懂得了氧化还原反应的本质是电子得失,这样就有利于理解原电 池中的电子转移问题。在必修一的第一章我们还学习了物质的量的计算,对电化学的有 关计算应该比较容易入手。但由于相隔时间比较长,不可避免的会出现遗忘的情况。
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2、学生以前没有接触过电化学的内容,有些地方可能理解不你能很顺畅,比如,为 什么金属不直接和电解质溶液发生,而要绕圈运动等。 3、学生对化学实验的兴趣浓厚。 三、教学目标 1、知识与技能: ①理解并掌握原电池原理。 ②通过实验提高学生设计能力、观察能力、动手能力及思维能力。 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概念,理解和 掌握原电池原理。 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、情感态度与价值观: ①通过原电池的发明、发展史,培养学生实事求是、勇于探究、创新的科学态度。 ②体验科学探究的艰辛与愉悦,增强为人类的文明进步学习化学的责任感和使命感。 四、教法学法 教育学理论认为,选择和采用教学方法时,不仅要根据学科的特点,而且要根据教 学任务和学生的认知特点选用。化学是一门以实验为基础的自然科学。化学教学离开了 实验,也就成了无源之水,无本之木。根据学生的知识结构、心理特点和教学内容的实 验要求,为了凸显重点,突破难点,采用指导发现、实验探究的教学模式,引导学生进 行问题探讨、分析推理和比较归纳,并结合多媒体辅助教学,减少板书的时间,提高课 堂效率。 1、实验探究 本节在学习原电池的概念和原理时,实验探究过程可以表示为: 反常的实验现 象,提出疑问 借 助 于物 理 仪器的实验 学生观察 实验现象 师生分析 实验现象 总结得 出结论

在分析原电池的组成时,实验探究过程如下: 提出问题, 提供材料 组织、指导学 生实验、探究 归纳总结 实验现象 内化、 抽象 得出规律

实验探究法的选择意在落实新课改“通过以化学实验为主的多种探究活动,使学生 体验科学研究的过程,激发学习化学的兴趣,强化科学探究的意识,促进学习方式的改 变,培养学生的创新精神和实践能力”的基本理念。在实验→观察→讨论→推测→验证 的过程中,学习和理解原电池的概念、原理和构成条件。通过本课的学习,使学生养成 善于观察、善于思考的习惯,并学会运用观察、比较、归纳等方法去分析、解决问题, 达到学以致用的目的。 2、指导发现 本节课从科学史的引入到实验探究,再到归纳整理得出结论。整个教学过程中学生 的活动都是在教师不断创设问题情境和指导之下完成的,教师的引导帮助学生尽可能排
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除失败和无效学习。 本节课中原电池中的微观粒子(电子和离子)的运动状况作为难点,我借助两种手段来 突破。一是利用灵敏电流计判断电子的运动方向,二是借助电脑动画模拟演示电解质溶 液中离子的运动情况。变抽象为具体,帮助学生突破这一难点。 3、学法指导 化学是一门以实验为基础的学科,学生通过实验进行直观生动的学习是学生最喜欢、 效果最好的学习方法。由于学生之前没有电化学的基础,理解原电池原理有一定的难度, 但学生初次接触电化学知识,对原电池的工作原理有神秘感和探索欲望,充分利用学生 的好奇心和求知欲,设计层层实验和问题情境,使学生在自主实验、积极思考和相互讨 论中自己发现问题、分析问题和解决问题。这里既包括对学生观察实验的指导,又包括 对实验方法的选择指导(对比实验) 。同时注意适时的利用一些启发性的语言,引导学生 合小组全体之力进行归纳总结,得出满意的结论。 五、教学过程 本节课力图以问题为导向,以实验为基础,以探究为方法,以多媒体辅助,不断创 设情景,帮助学生自主建构知识。让学生体验科学探究的过程,在探究中学会科学研究 方法,提高实验能力、学习能力,从而真正改变学习方式。 (一)创设情景,以疑激思,揭示新知 (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。 (3)引导学生讨论分析火力发电的利与弊,提出问题:能否将化学能直接转化为电 能?怎样实现这个转变? (4)通过分析火力发电的利与弊,实现从“化学能→热能→机械能→电能”思维模 式向“将化学能直接转化为电能”新思维模式的转换,同时形成高效利用燃料,不浪费 能源,积极开发高效清洁燃料的意识。 这种通过问题情景的引入方法,不仅能激发学生的学习兴趣和探究热情,又能使学 生明确学习目标,进入学习主题,避免思维的盲目性。 (二)自主探究,合作交流,理解新知 这部分的教学分为原电池的工作原理和原电池的构成条件两部分的学习。为了更好 地完成教学目标,达到良好的教学效果,采用分组探究,再结合设疑法,分析推理和比 较归纳法等教学方法,并结合多媒体进行教学。 1、原电池原理教学时,我采用问题引导,实验探究,动画模拟,讨论交流,归纳总 结等方法。 (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接触进行反应时,化学能转化为热能,再经过一系列能
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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?(电子的定向移动形 成电流) 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? 通过这些问题,既可以帮助学生理解实验设计的思路和实验操作的原理,顺利完成 实验;又可以培养学生质疑问难的精神,掌握质疑问难的方法,提高质疑释疑能力。 (2)实验探究:原电池及其原理 将学生分为两组,进行实验探究,观察实验现象并记录,小组成员根据每组实验设 置的问题,进行交流讨论,列出自己的想法。 [投影实验内容] 实验序号 实验步骤 实验现象 思考问题 寻找答案 组内交流 列出想法 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? 实验 1 锌片插入稀硫酸 实验 2 铜片插入稀硫酸

实验序号 实验步骤

实验 3

实验 4

将锌片和铜片用导线连接,平行插 将锌片和铜片用导线连接, 插入盛有稀硫 入盛有稀硫酸的烧杯中, 观察现象。 酸的烧杯中,在导线之间接入灵敏电流 计,观察现象。 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?

实验现象 思考问题 寻找答案

组内交流 列出想法 通过学生的实验操作及能实验现象的观察,发现实验③和实验④中化学能直接转化 为电能。并对实验结果进行探讨交流,要将化学能直接转化为电能,必须将氧化反应和
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还原反应在不同区域进行,同时架设桥梁,使电子从还原剂区域转移到氧化区域,形成 电流。将化学能转化为电能的装置,叫做原电池。这样做不仅培养学生的实验动手操作 及分析观察能力,而且通过实验说话,避免了教师教学上单调性。 [动画模拟]铜锌电池的工作原理 通过具体生动的动画,将学生看不见的微观世界宏观化,从而帮助学生明确原电池 的化学原理,学生归纳,共同完成: (1)电极反应式和总反应方程式: 锌片: 铜片: Zn-2e =Zn2 (氧化反应)
- +

2H++2e =H2↑(还原反应)
- +

总反应式: Zn+2H+=Zn2 +H2↑ (2)原电池中的电极名称: 负极:电子流出的一极(如上述原电池中的锌片) 正极:电子流入的一极(如上述原电池中的铜片) 2、教材中“构成原电池的条件”这一讨论题,问题过于空泛,考虑到学生的知识迁移 能力和概括能力还不是很强,单纯的讨论可能会无从谈起。因此,我在这部分内容教学 时,主要采用实验探究法。把学生分三大组,共九个实验,第一组 4 个实验,第 2 组 3 个实验,第三组 2 个实验,每组都是对比实验。通过本组实验装置是否产生电流,若不 能产生,与铜锌原电池对比,分析可能的原因;若能产生,也与铜锌原电池对比,有什 么共同点,从而得出原电池的构成条件之一。 [投影实验内容] 实验序号 实验装置 第一组实验①②③④

① 实验现象 实验结论







实验序号 实验装置

第二组实验⑤⑥⑦
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⑤ 实验现象 实验结论





实验序号 实验装置

第三组实验⑧⑨

⑧ 实验现象 实验结论



根据学生的实验结果,引导学生分析总结原电池的构成条件。 第一组:实验①、②不产生电流,③和④产生电流,不同点在于实验①和②中电极 的金属活动性相同,而实验③和④中电极的金属活动性不同,从而得出原电池的构成条 件之一:有两种活动性不同的金属(或非金属单质)作电极。 第二组:实验⑤和⑥能产生电流,而⑦不产生电流,不同点在于实验⑤和⑥中电极 插入到电解质溶液中,而⑦中电极插入到非电解质溶液中,得出原电池构成条件之一: 电极材料要插入电解质溶液中。 第三组:实验⑧产生电流,而实验⑨不产生电流,不同点在于实验⑧形成闭合电路, 而实验⑨没有形成闭合电路,得出原电池的构成条件之一:两极相连形成闭合电路。 通过小组间的交流,师生共同归纳总结:构成原电池的条件:两极一液一回路。 “师生互动”式教学模式是以问题的发现、探究及解决为主要线索,教学中突出教 师的主导性和学生的主体性在探究过程中的合作与互动,最终达到培养学生发现问题及 解决问题能力的目的。在操作中,教师要及时捕捉学生在探究过程中碰到的问题或困难, 适时予以指导和调控,防止学生在探究过程中出现盲目性、随意性与低效性。对学生来 说,学习过程的每一个环节,都需要发挥主观能动性,在不断思考和探索中去自我建构, 完善认知结构。 (三)尝试新知,反馈巩固,运用新知 设置两类练习题,一类是巩固知识的习题,另一类是带有趣味性的生活应用题。一
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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。 1、判断下列哪些装置构成了原电池?若不是,请说明理由;若是,请指出正负极名称, 并写出电极反应式。[强化重点、突破难点]

Ⅳ 2、下列哪些反应在理论上 可以设计为原电池?[强化对原电池原理化学反应本质的理解] ... ① 2FeCl3 + Zn == 2FeCl2 + ZnCl2 ② NaOH + HCl == NaCl+H2O ③ Fe + 2HCl == FeCl2 + H2↑ ④ 2H2 + O2 == 2H2O (四)再探再练,拓展创新,深化新知 学生设计实验:制作一个水果电池 用品:铝片、铜片、橘子、PH 试纸、灵敏电流表、导线、烧杯等。请同学们推断一下能 否组成原电池,并亲手设计一个原电池。 (五)引导小结,布置作业,优化新知 1.通过向学生提问来小结本节课的内容,它不仅仅是本节教学知识的回放,还可将本节 课知识贯穿联系起来,起到画龙点睛的作用。 2.布置作业: (1)练习题 (2)结合本节知识,查阅资料,了解铅蓄电池、干电池、燃料电池内部构造,及相关电 极反应式,体会原电池原理在各种电池中的应用。 (3)运用原电池原理设计一个实验证明铁的金属性比铜活泼,进而探究一下金属性强弱 方法,看你能总结出几种? 3.自我评价和反思 (1)过去所学的哪些知识对你在本节课的学习有所帮助? (2)你对原电池概念、工作原理、组成条件等知识掌握了吗? (3)你是如何与本组同学进行合作的? (4)在本节课的学习中你认为最有用的学习方法是什么?在实验探究过程中你学到了什 么?

六、板书设计
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力求清晰、完整,突出重点,起到提纲挈领的作用。 第二节 化学能与电能 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。

3. 原电池的构成条件:两极一液一回路。 ① 有两种活动性不同的金属(或非金属单质)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。

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