《化學(xué)能與電能》第一課時教學(xué)設(shè)計

化學(xué)能與電能第一課時教學(xué)設(shè)計一、設(shè)計思想根椐課標的要求，在課堂教學(xué)中實施以探究為核心的多樣化教學(xué)方式，本課根據(jù)學(xué)生已掌握的有關(guān)知識入手，通過小組合作學(xué)習(xí)，實驗探究來組織課堂教學(xué)。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(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能，引入新課學(xué)習(xí)。2、通過的化學(xué)實驗，幫助學(xué)生探究和理解化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的原理，并認識其本質(zhì)是氧化還原反應(yīng)。3、學(xué)生根據(jù)提供的材料，設(shè)計裝置示意圖，并根據(jù)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(gòu)成原電池的條件的結(jié)論。4、通過課本上的實踐活動水果電池的制作，實現(xiàn)本課教學(xué)內(nèi)容的應(yīng)用和延伸，讓學(xué)生體驗科學(xué)探究的艱辛與喜悅，感受化學(xué)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(xué)必修2第二章第二節(jié)化學(xué)能與電能的教學(xué)內(nèi)容，是電化學(xué)中的重要知識。初中化學(xué)已經(jīng)從燃料的角度初步學(xué)習(xí)了“化學(xué)與能源”的一些知識，在選修模塊“化學(xué)反應(yīng)原理”中，將從科學(xué)概念的層面和定量的角度比較系統(tǒng)深入地學(xué)習(xí)化學(xué)反應(yīng)與能量。該節(jié)內(nèi)容既是對初中化學(xué)相關(guān)內(nèi)容的提升與拓展，又為選修“化學(xué)反應(yīng)原理”奠定必要的基礎(chǔ)。該節(jié)分為兩課時教學(xué)，本課為第一課時。通過本課的學(xué)習(xí)，能使學(xué)生清楚地認識原電池的工作原理和構(gòu)成條件，初步形成原電池的概念，并能夠?qū)懗鲭姌O反應(yīng)式和電池反應(yīng)方程式。生活在現(xiàn)代社會，學(xué)生對“電”有著豐富而又強烈的感性認識。當學(xué)生了解了化學(xué)反應(yīng)中能量轉(zhuǎn)化的原因，并感受了探究化學(xué)能與熱能的相互轉(zhuǎn)化過程之后，會對化學(xué)能與電能之間的轉(zhuǎn)化問題產(chǎn)生濃厚的興趣。正是基于學(xué)生的這種心理特征，教材開始的幾個設(shè)問，把學(xué)生帶進了“化學(xué)能與電能之間相互轉(zhuǎn)化”研究之中。從能量轉(zhuǎn)換角度看，本節(jié)課程內(nèi)容是對前一節(jié)課中“一種能量轉(zhuǎn)化為另一種能量，能量也是守恒的；化學(xué)能是能量的一種形式，它同樣可以轉(zhuǎn)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(yīng)物之間電子轉(zhuǎn)移角度看，原電池概念的形成是氧化還原反應(yīng)本質(zhì)的拓展和應(yīng)用；從思維角度看，“將化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能”的思想，是對“化學(xué)能熱能機械能電能”思維方式的反思和突破。2、教學(xué)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(xùn)練學(xué)生的實驗操作技能。（2）過程與方法通過教師創(chuàng)設(shè)問題情境、學(xué)生進行實驗探究，幫助學(xué)生自主建構(gòu)原電池的概念，理解和掌握原電池的原理。通過化學(xué)史實引導(dǎo)學(xué)生以問題為中心發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的學(xué)習(xí)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(xué)習(xí)興趣，養(yǎng)成嚴謹求實的科學(xué)態(tài)度。利用微型實驗進行探究，樹立綠色化學(xué)理念，培養(yǎng)科學(xué)發(fā)展觀，增強為人類的文明進步學(xué)習(xí)化學(xué)的責(zé)任感和使命感。3、教學(xué)重、難點教學(xué)重點：原電池的工作原理和構(gòu)成條件。教學(xué)難點：通過對原電池實驗的探究，引導(dǎo)學(xué)生從電子轉(zhuǎn)移角度理解化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的本質(zhì)。三、學(xué)情分析高一學(xué)生好奇心強，思維活躍，能積極主動地學(xué)習(xí)。學(xué)生在必修1中已經(jīng)學(xué)習(xí)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(xué)。也已經(jīng)習(xí)慣了新教材的學(xué)習(xí)思路和學(xué)習(xí)方法，同時已具備一定的化學(xué)思維基礎(chǔ)和基礎(chǔ)實驗技能，這些都將提高學(xué)生學(xué)習(xí)本課的積極性，也為提高學(xué)生的課堂解決問題能力和實踐動手能力創(chuàng)造了條件。四、教學(xué)策略與教學(xué)手段(1)采用以實驗探究的方法為主導(dǎo)， 綜合運用觀察法、實驗法、發(fā)現(xiàn)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(shù)等輔助手段。五、學(xué)法指導(dǎo)由于學(xué)生之前沒有電化學(xué)的基礎(chǔ)，理解原電池原理有一定的難度，但學(xué)生初次接觸電化學(xué)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(xué)生的好奇心和求知欲，設(shè)計層層實驗和問題情境，使學(xué)生在自主實驗、積極思考和相互討論中自己發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題。根據(jù)學(xué)生的知識結(jié)構(gòu)、心理特點和教學(xué)內(nèi)容的實驗需要，采用分組實驗探究、問題探討、分析推理和比較歸納等方法，并結(jié)合多媒體進行輔助教學(xué)。在實驗觀察討論推測驗證的過程中，學(xué)習(xí)和理解原電池的概念、原理和構(gòu)成條件。通過本課的學(xué)習(xí)，使學(xué)生養(yǎng)成善于觀察、善于思考的習(xí)慣，并學(xué)會運用觀察、比較、歸納等方法去分析、解決問題，達到學(xué)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(chǎn)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(xué)生的觀察能力、思維能力、實驗?zāi)芰?。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(xué)方法，更好地突出本課重點，突破難點，完成教學(xué)目標。2、通過播放原電池工作原理的flash動畫，將學(xué)生看不見的微觀世界宏觀化，從而降低教學(xué)難度，增強教學(xué)的直觀性，有利于幫助學(xué)生理解化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的原理，并認識其本質(zhì)，提高了課堂效率。七、教學(xué)程序教與學(xué)是有機結(jié)合而又對立統(tǒng)一的，良好的的設(shè)想，必須通過教學(xué)實踐來實現(xiàn)。（一）創(chuàng)設(shè)問題情景，引導(dǎo)學(xué)生建立新思維1、創(chuàng)設(shè)問題情景，引入課題（1）指導(dǎo)學(xué)生閱讀課本關(guān)于電力在當今社會的應(yīng)用和作用，提出問題：物質(zhì)中的化學(xué)能在什么條件下能轉(zhuǎn)化為電能呢？又是如何轉(zhuǎn)化的呢？（2）多媒體呈現(xiàn)2019年我國發(fā)電總量構(gòu)成圖和火力發(fā)電的相關(guān)圖片、影響和圖表，引導(dǎo)學(xué)生分析燃燒的氧化還原本質(zhì)及其能量的變化。2、建立新思維，提出新的研究任務(wù)（1）引導(dǎo)學(xué)生討論分析火力發(fā)電的利與弊，提出問題：能否將化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能？怎樣實現(xiàn)這個轉(zhuǎn)變？（2）通過分析火力發(fā)電的利與弊，實現(xiàn)從“化學(xué)能熱能機械能電能”思維模式向“將化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能”新思維模式的轉(zhuǎn)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(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和探究熱情，又能使學(xué)生明確學(xué)習(xí)目標，進入學(xué)習(xí)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(xué)分為原電池的工作原理和原電池的構(gòu)成條件兩部分的學(xué)習(xí)。為了更好地完成教學(xué)目標，達到良好的教學(xué)效果，采用分組探究，再結(jié)合設(shè)疑法，分析推理和比較歸納法等教學(xué)方法，并結(jié)合多媒體進行教學(xué)。1、原電池原理教學(xué)時，我采用問題引導(dǎo)，實驗探究，動畫模擬，討論交流，歸納總結(jié)等方法。(1)設(shè)置階梯式問題，對學(xué)生進行探究思路引導(dǎo)：問題1：氧化劑和還原劑直接接觸進行反應(yīng)時，化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能，再經(jīng)過一系列能量轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)才能轉(zhuǎn)化為電能。那么要使氧化還原反應(yīng)釋放的能量不經(jīng)過熱能，而直接轉(zhuǎn)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(yīng)和還原反應(yīng)分開在不同區(qū)域進行，那么，怎樣架設(shè)橋梁使電子從還原劑區(qū)域轉(zhuǎn)移到氧化劑區(qū)域，同時形成電流？問題3：怎樣知道所架設(shè)的橋梁中有電子流過？ 如何從電學(xué)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(xué)生理解實驗設(shè)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(xué)生質(zhì)疑問難的精神，掌握質(zhì)疑問難的方法，提高質(zhì)疑釋疑能力。(2)實驗探究：原電池及其原理將學(xué)生分為兩組，進行實驗探究，觀察實驗現(xiàn)象并記錄，小組成員根據(jù)每組實驗設(shè)置的問題，進行交流討論，列出自己的想法。投影實驗內(nèi)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(xiàn)象 思考問題 尋找答案 問題1：反應(yīng)中哪種物質(zhì)失去電子？哪種物質(zhì)得到電子？ 問題2：Zn是通過什么途徑將電子轉(zhuǎn)移給溶液中的H的？問題3：怎樣想辦法讓這種電子的轉(zhuǎn)移變成電流？ 組內(nèi)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(dǎo)線連接，平行插入盛有稀硫酸的燒杯中，觀察現(xiàn)象。 將鋅片和銅片用導(dǎo)線連接，插入盛有稀硫酸的燒杯中，在導(dǎo)線之間接入靈敏電流計，觀察現(xiàn)象。 實驗現(xiàn)象 思考問題 尋找答案 問題1：反應(yīng)中哪種物質(zhì)失去電子？哪種物質(zhì)得到電子？ 問題2：電子從Zn到溶液中H經(jīng)歷了哪種途徑？問題3：導(dǎo)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什么作用？ 組內(nèi)交流 列出想法通過學(xué)生的實驗操作及能實驗現(xiàn)象的觀察，發(fā)現(xiàn)實驗和實驗中化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能。并對實驗結(jié)果進行探討交流，要將化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能，必須將氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)在不同區(qū)域進行，同時架設(shè)橋梁，使電子從還原劑區(qū)域轉(zhuǎn)移到氧化區(qū)域，形成電流。將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置，叫做原電池。這樣做不僅培養(yǎng)學(xué)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(xué)上單調(diào)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(xué)生看不見的微觀世界宏觀化，從而幫助學(xué)生明確原電池的化學(xué)原理，學(xué)生歸納，共同完成：（1）電極反應(yīng)式和總反應(yīng)方程式：負極(鋅)： Zn2eZn2 （氧化反應(yīng)） 正極(銅)： 2H+2eH2（還原反應(yīng)）總反應(yīng)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(gòu)成原電池的條件”這一討論題，問題過于空泛，考慮到學(xué)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(nèi)容教學(xué)時，主要采用實驗探究法。把學(xué)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(chǎn)生電流，若不能產(chǎn)生，與銅鋅原電池對比，分析可能的原因；若能產(chǎn)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(gòu)成條件之一。投影實驗內(nèi)容根據(jù)學(xué)生的實驗結(jié)果，引導(dǎo)學(xué)生分析總結(jié)原電池的構(gòu)成條件?！皫熒印笔浇虒W(xué)模式是以問題的發(fā)現(xiàn)、探究及解決為主要線索，教學(xué)中突出教師的主導(dǎo)性和學(xué)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(xué)生發(fā)現(xiàn)問題及解決問題能力的目的。在操作中，教師要及時捕捉學(xué)生在探究過程中碰到的問題或困難，適時予以指導(dǎo)和調(diào)控，防止學(xué)生在探究過程中出現(xiàn)盲目性、隨意性與低效性。對學(xué)生來說，學(xué)習(xí)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(gòu)，完善認知結(jié)構(gòu)。（三）反饋練習(xí)適當?shù)恼n堂練習(xí)一方面是學(xué)生對本堂課學(xué)習(xí)情況的反饋，同時使學(xué)生對所學(xué)知識鞏固加深。為此，使用多媒體展示，根據(jù)條件組合原電池。（四）實踐活動在完成上述內(nèi)容后，指導(dǎo)學(xué)生制作水果電池，培養(yǎng)學(xué)生實踐創(chuàng)新能力。從正逆兩個方面鍛煉學(xué)生對原電池構(gòu)成條件的應(yīng)用，而且達到學(xué)以致用，使學(xué)生覺得化學(xué)就在我們身邊，從而激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，啟迪學(xué)生思維。（五）課堂小結(jié)一