1、 高中化學(xué)必修二專(zhuān)題2第三單元 化學(xué)能與電能的轉(zhuǎn)化 教學(xué)設(shè)計(jì) 唐山市第二十三中學(xué) 劉偉一、教材與學(xué)情分析1、教材分析 化學(xué)能與電能是高中化學(xué)的重要理論知識(shí)，本節(jié)課是在學(xué)生學(xué)習(xí)了化學(xué)與能源、氧化還原反應(yīng)、電解質(zhì)溶液等知識(shí)的基礎(chǔ)上，對(duì)化學(xué)反應(yīng)中能量變化的豐富與延伸，又為選修內(nèi)容奠定必要的基礎(chǔ)，起到了承前啟后的作用。2、學(xué)情分析對(duì)于高一的學(xué)生，他們對(duì)抽象的理論知識(shí)接受起來(lái)還有一些難度，而對(duì)化學(xué)實(shí)驗(yàn)比較感興趣，并且已經(jīng)具備了一定的動(dòng)手能力和分析問(wèn)題的能力，因此可以過(guò)實(shí)驗(yàn)激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，探究化學(xué)反應(yīng)的實(shí)質(zhì)。根據(jù)以上分析確立了本節(jié)課的三維目標(biāo)： 二、教學(xué)目標(biāo)的確定知識(shí)與技能 理解原電池的工作原理，初步

2、掌握原電池的形成條件；學(xué)會(huì)書(shū)寫(xiě)簡(jiǎn)單的電極反應(yīng)式。過(guò)程與方法 通過(guò)學(xué)習(xí)，體驗(yàn)科學(xué)探究的方法，激發(fā)科學(xué)探索興趣，培養(yǎng)科學(xué)態(tài)度和創(chuàng)新思維能力。情感、態(tài)度與價(jià)值觀 培養(yǎng)學(xué)生勇于創(chuàng)新，積極實(shí)踐等科學(xué)精神和科學(xué)態(tài)度；學(xué)會(huì)與他人合作，主動(dòng)交流體驗(yàn)科學(xué)探究的艱辛和喜悅，感受化學(xué)世界的奇妙與和諧。教學(xué)重點(diǎn) 1、理解原電池原理 2、探究原電池的形成條件教學(xué)難點(diǎn) 電子和離子的運(yùn)動(dòng)方向教學(xué)模式和教學(xué)方法對(duì)于原電池原理的學(xué)習(xí)，課本上給出了4步實(shí)驗(yàn)，在以往的教學(xué)中，學(xué)生做完實(shí)驗(yàn)，會(huì)對(duì)銅片上冒氣泡這一現(xiàn)象產(chǎn)生質(zhì)疑，教師緊接著提出一系列的問(wèn)題，例如：氣體是什么？電子從哪兒來(lái)的？等等。一步步引導(dǎo)學(xué)生思考，最后得出結(jié)論。教學(xué)中感

3、覺(jué)這種方式略顯繁瑣，耗時(shí)也比較長(zhǎng)。所以我在教學(xué)中進(jìn)行了改變。采用了一種創(chuàng)新型教學(xué)模式。從回顧氧化還原反應(yīng)入手，大膽猜想，設(shè)計(jì)出原電池裝置，學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，最后得出結(jié)論。對(duì)于原電池的形成條件，課本上根本沒(méi)有涉及，我在教學(xué)中采用了實(shí)驗(yàn)探究的教學(xué)模式。教師提出問(wèn)題，學(xué)生根據(jù)材料分組設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，對(duì)比現(xiàn)象，歸納得出結(jié)論。教學(xué)思路與教學(xué)過(guò)程演示實(shí)驗(yàn)：將Zn粒投入到2mL 2 mol/L的鹽酸溶液中，觀察反應(yīng)的現(xiàn)象。師：實(shí)驗(yàn)中觀察到什么現(xiàn)象？生: 有氣泡冒出。師: 這一反應(yīng)屬于什么反應(yīng)類(lèi)型？生：置換反應(yīng)、氧化還原反應(yīng)。師：讓學(xué)生觸摸試管外壁。生：該反應(yīng)是放熱反應(yīng)。師：該反應(yīng)的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能，有沒(méi)有一種方法

4、讓該反應(yīng)的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能 呢？請(qǐng)寫(xiě)出反應(yīng)的離子方程式并畫(huà)出電子轉(zhuǎn)移的方向和數(shù)目。得到2e-，化合價(jià)降低，被還原Zn + 2H+ = Zn2+ + H2 失去2e-，化合價(jià)升高，被氧化生: 板演雙線橋。如下圖。2e-Zn + 2H + = Zn 2+ + H2師：該反應(yīng)的實(shí)質(zhì)是Zn把電子轉(zhuǎn)移給了H+，引導(dǎo)學(xué)生注意觀察電子轉(zhuǎn)移情況。如下圖。師：如果電子源源不斷地由Zn流向H+，結(jié)果會(huì)怎樣？生：產(chǎn)生電流！2e-Zn + 2H + = Zn 2+ + H 2 師：假設(shè)把箭號(hào)當(dāng)成導(dǎo)線，接入小燈泡，會(huì)怎樣？如下圖。生：小燈泡應(yīng)該發(fā)亮，化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能。師：能不能設(shè)計(jì)一個(gè)裝置來(lái)完成該實(shí)驗(yàn)？師生：共同完成設(shè)

5、計(jì)圖。如下圖。 2e- 2e-Zn + 2H + 稀硫酸 水槽師：最后把導(dǎo)線的另一端擴(kuò)大成銅片，便于操作和觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。如下圖。 e eZn Zn2 Cu 稀硫酸 H+ 水槽 設(shè)計(jì)意圖：在這一環(huán)節(jié)的教學(xué)中，從分析氧化還原反應(yīng)入手，大膽創(chuàng)新，很自然地建立了氧化還原反應(yīng)與原電池的聯(lián)系，也使單線橋法有了實(shí)際意義。學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)1：學(xué)生按照設(shè)計(jì)組裝實(shí)驗(yàn)，即課本中【活動(dòng)與探究】第4步實(shí)驗(yàn)。生：電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)，說(shuō)明有電流產(chǎn)生，化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能。師：我們把這種化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置就稱(chēng)為原電池。師：物理上規(guī)定，電流從電源的正極經(jīng)外電路流向負(fù)極。而正電荷的運(yùn)動(dòng)方向與 負(fù)電荷運(yùn)動(dòng)的方向相反，在這個(gè)原電池中，正極和

6、負(fù)極分別是什么？生：負(fù)極是鋅，正極是銅。師: 正極材料和負(fù)極材料參與反應(yīng)了嗎？生：負(fù)極鋅參與了反應(yīng)，正極銅沒(méi)有參與反應(yīng)。師：那么銅起了什么作用？生：銅起了導(dǎo)電的作用。師生共同歸納：原電池工作原理 負(fù)極：Zn-2e-=Zn2+（氧化反應(yīng)） 電極反應(yīng)： 正極：2H+2e-=H2（還原反應(yīng)） 總反應(yīng)式：Zn+2H+=Zn2+ +H2 （氧化還原反應(yīng)）師：播放銅鋅原電池的多媒體動(dòng)畫(huà)，讓學(xué)生體會(huì)其放電過(guò)程。設(shè)計(jì)意圖：原電池工作原理是一個(gè)化學(xué)微觀運(yùn)動(dòng)過(guò)程，也是本節(jié)課的一大重點(diǎn)。用多媒體動(dòng)畫(huà)演示能形象生動(dòng)的把電子和離子的微觀運(yùn)動(dòng)呈現(xiàn)出來(lái)，有助于學(xué)生對(duì)原電池原理的理解掌握，從而突破教學(xué)難點(diǎn)。生：歸納總結(jié) 原電

7、池的負(fù)極：電子流 的一極， 電子，發(fā)生 反應(yīng)。 原電池的正極：電子流 的一極， 電子，發(fā)生 反應(yīng)。 電子流向：電子由電池的 極沿導(dǎo)線流向 極。 電解質(zhì)溶液中離子移動(dòng)方向： 陽(yáng)離子移向 極，陰離子移向 極。師：把銅鋅原電池進(jìn)行改造，仍然產(chǎn)生電流，你有哪些方法？生：把銅片換成碳棒，把稀硫酸換成鹽酸等。師：根據(jù)提供的材料，改變銅鋅原電池的一個(gè)條件，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，組裝儀器，看有沒(méi)有電流產(chǎn)生?！舅幤泛蛢x器】稀硫酸、銅片、鋅片、鐵片、石墨棒、酒精、硫酸銅溶液、導(dǎo)線、電流計(jì)、燒杯、濾紙等【實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹框?yàn)證你們組裝的原電池能否產(chǎn)生電流。【實(shí)驗(yàn)要求】1、每組兩名同學(xué)取材料，相互配合做實(shí)驗(yàn)。 2、其他同學(xué)觀察現(xiàn)象并做好

8、記錄。 3、使用酒精做實(shí)驗(yàn)時(shí)，要保證電極和容器是干燥的。學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)2：學(xué)生根據(jù)老師的要求，從提供的材料中，或改變電極材料，或改變?nèi)芤?，?dòng)手實(shí)驗(yàn)，記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。交流討論得出形成原電池的三個(gè)條件。如下表：組別次數(shù)實(shí)驗(yàn)裝置的變化電流計(jì)指針是否偏轉(zhuǎn)結(jié)論123設(shè)計(jì)意圖： 在教師指導(dǎo)下的探究實(shí)驗(yàn)，既避免了學(xué)生漫無(wú)目的的實(shí)驗(yàn)，又給了學(xué)生探究的空間，使有限的課堂時(shí)間得到有效的利用。反饋鞏固，運(yùn)用新知1、分別判斷下列裝置是否組成了原電池?說(shuō)明原因。2、寫(xiě)出上題2、3圖的兩個(gè)裝置的電極反應(yīng)式和總反應(yīng)式。生：板演第2題。師生：評(píng)價(jià)結(jié)果，鞏固所學(xué)。師：介紹電池的歷史-伏打電池的發(fā)明。設(shè)計(jì)意圖：對(duì)學(xué)生進(jìn)行化學(xué)史的教育

9、，體會(huì)科學(xué)家的偉大發(fā)明對(duì)我們生活產(chǎn)生的巨大影響和深遠(yuǎn)意義。生：對(duì)本節(jié)課知識(shí)進(jìn)行歸納整理。課后反思： 1、本文原電池引入的設(shè)計(jì)是一個(gè)創(chuàng)新點(diǎn)：在分析氧化還原反應(yīng)電子轉(zhuǎn)移的情況時(shí)，把電子轉(zhuǎn)移的箭號(hào)當(dāng)作導(dǎo)線，學(xué)生很快就能想到導(dǎo)線中有電流，燈泡發(fā)亮，化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能。這樣的設(shè)計(jì)很自然，在熟悉的環(huán)境中尋找創(chuàng)新，在舊知識(shí)的回顧中捕捉靈感，在氧化還原反應(yīng)和原電池之間搭建了橋梁，效果不錯(cuò)。 2、從學(xué)生實(shí)際思維和分析能力來(lái)說(shuō)，學(xué)生的抽象思維和探索能力畢竟還處于初級(jí)階段，尚不成熟，這就決定了他們還不能成為完全獨(dú)立的進(jìn)行，探索活動(dòng)需要在教師的組織引導(dǎo)下，有目的有計(jì)劃地進(jìn)行。因此，本節(jié)課的部分實(shí)驗(yàn)是由教師預(yù)先設(shè)計(jì)的，但同樣起到了實(shí)驗(yàn)探究