《化学能与电能》教学设计

《化学能与电能》教学设计
【教学目标】
1、知识与技能
通过实验和科学探究形成原电池概念，初步了解原电池的组成，理解原电池的基本化学原理，初步掌握电极判断、电极反应式的书写；通过原电池构成条件的研究，学习科学研究方法；了解干电池工作原理。

2、过程与方法
(1)分析火力发电的原理及利弊，建立“将化学能直接转化为电能”的新思路，通过对氧化还原反应的本质的分析，提出实现新思路的各种推测和猜想等，培养创新思维能力。

(2)通过实验和科学探究，训练和培养学生发现问题和解决问题能力、实验设计能力及动手操作能力、表达与交流能力，从而获得科学研究能力和技巧，增进学生创新精神和实践能力。

3、情感态度与价值观
(1)学生在成功与失败之间体验探究的快乐，在师生互动和生生互动中体验交流的快乐，在课堂与生活的有效链接中体验学以致用的快乐，最终得到自我价值的体现。

(2)利用课堂内学习探究课堂外调查相互结合的方式，让学生在对原电池的技术产品——各种化学电源的原理、应用有一个较为理性的认识之后，感悟研制新型电池的重要性以及化学电源可能会引起的环境问题，初步形成较为客观、正确的能源观，提高开发高能清洁燃料的意识。

【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，以及这种转化的综合利用价值。

【教学方法】科学设想—实验探究—小组合作—讨论学习—归纳总结
【课内外教学资源及组合】
1、实验准备：Zn片、Cu片、铁丝、铜丝、石墨棒、干电池、稀硫酸、CuSO4溶液、乙醇、西红柿、苹果（或其他水果、蔬菜）、灵敏电流计、烧杯、导线。

2、教具准备：铜锌原电池工作原理的模拟动画、多媒体课件。

【课前预习】
1、分析火力发电的利与弊
2、氧化还原反应的实质
3、原电池的概念，工作原理和本质
4、原电池的构成条件
【教学过程】
【引入课题】
电能是现代社会中应用最广泛，使用最方便、污染最小的一种二次能源，又称电力。

我们日常生活中使用的手提电脑、手机、相机、摄像机……甚至嫦娥一号上天、神州六号宇宙飞船遨游太空，这一切都依赖于电池的应用。

那么，电池是怎样把化学能转变为电能的呢？今天我们用化学知识来揭开电池这个谜。

下面我们先来看看前人是如何研究电池的？
【观看录像】伽伐尼电流和伏打电堆
【过渡】伽伐尼在解剖青蛙时发现了生物电，伏打在此基础上又发明了人类第一个直流电源——伏打电堆，使电学的发展进入了一个新阶段。

下面我们在前人研究的基础上来探究化学能与电能之间是如何转化的?
【板书】第二节 化学能与电能
一、化学能与电能的相互转化
一、创设问题情景，引导学生建立新思路
【阅读】教材39页—40页
【阅读提纲】1、我国目前和未来发电总量构成情况。

2、火力发电的利与弊。

3、在火力发电的过程中，能量是怎样进行转换的？
化学能 热能 机械能 电能
二、组织学生思考与交流
【问题探讨】1、能否将化学能直接转化为电能？产生电流的首要条件是什么？
2、我们学过的哪类反应与电子有关？
【提出设想】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，就要设计一种装置，使氧化反应和还原反应分别在两个不同的区域进行，并使其间的电子转移，在一定条件下形成电流。

【问题探讨】3、以Zn+2H +=Zn 2++H 2↑反应为例，如何使锌与氢离子的反应分开进行，不让氢离子直接在锌表面得电子？
4、怎样证实设计的装置中有无电流产生？
三、组织学生实验探究，引导学生进行数据处理和分析，形成概念
【分组实验探究】
实验1、向盛有稀硫酸的烧杯中，分别插入锌片和铜片，观察并记录实验现象；
实验2、用导线将锌片和铜片相连，观察并记录实验现象；
实验3、在电路中串联上灵敏电流计，观察指针有无偏转，并记录实验现象。

【思考、讨论】学生根据实验现象，讨论产生实验现象的原因
1、锌和稀硫酸直接反应的实质是什么？
2、铜片和稀硫酸不反应，锌片和铜片用导线连接后插入稀硫酸中，为什么铜片表面会有气泡产生？
3、锌片和铜片上哪种微粒发生反应？铜片在这一过程中起什么作用？
4、锌片和铜片的质量有何变化？
5、灵敏电流计的指针是否发生偏转？若偏转，偏向何方？
【分析归纳】灵敏电流计指针偏转→有电流产生→产生电能→将化学能转化为电能的装置→原电池。

【板书】1、原电池：将化学能转化为电能的装置。

【问题探讨】根据你所了解的电学知识，分析电路中电子的流动方向。

【学生分析】当把用导线连接的锌片和铜片一同浸入稀硫酸中时，由于锌比铜活泼，容易失去电子，锌被氧化成Zn 2+而进入溶液，电子由锌片通过导线流向铜片，溶液中的H +从铜片燃烧 发电机 蒸汽
上获得电子被还原成氢原子，氢原子再结合成氢分子从铜片上逸出。

【动画演示】让学生从微观的角度进一步理解原电池的工作原理。

【板书】2、原电池的工作原理
【问题探讨】作为电池，有正极和负极之分，你如何判定装置中锌片和铜片谁是负极、谁是正极？请你再设计一个实验证明Cu—Zn原电池的正负极。

【学生讨论、设计实验】利用干电池已知的正负极和灵敏电流计的指针偏转方向进行对照实验。

【板书】3、原电池的电极名称及反应式
【提出质疑】形成原电池的条件是什么？
【实验探究】下面请同学们自己动手进行实验设计,看谁组装的原电池最多？
给学生提供几种电极材料（Zn片、Cu片、Fe丝、Cu丝、石墨棒）、电解质溶液（稀硫酸、CuSO4）和非电解质溶液（乙醇）、西红柿、苹果等其他水果、蔬菜、灵敏电流计、烧杯、导线，启发学生自己设计实验并进行各种尝试，记录实验现象，写出制作成功的原电池的电极反应式和总化学方程式。

【参考实验设计方案】
⑴Zn-Zn与稀硫酸进行实验
⑵Cu-石墨与稀硫酸进行实验
⑶Zn-石墨与稀硫酸进行实验
⑷Fe-Cu与稀硫酸进行实验
⑸Fe-Cu与CuSO
溶液进行实验
4
溶液进行实验
⑹Zn-Cu与CuSO
4
⑺Zn-Cu与乙醇进行实验
⑻Fe-Cu与乙醇进行实验
⑼Zn、Cu用导线相连，分别插入两个盛有稀硫酸的烧杯中
⑽Fe丝、Cu丝与一个西红柿进行实验
⑾Fe丝、Cu丝与两个西红柿进行实验。

……
【板书】4、原电池的构成条件
原电池化学反应本质：能自发进行氧化还原反应
四、强化应用，引申提高
【反馈练习】略
【小结】
【研究性作业】
1、用你身边的材料，如：酱油、食醋、盐水、番茄汁、饮料、铅笔芯、钱币、铁钉等制作简易电池。

2、查找资料，了解“电池世家”。

【板书设计】
第二节化学能与电能
一、化学能与电能的相互转化
1、原电池
2、原电池的工作原理
3、原电池的电极名称及反应式
4、原电池的构成条件（两极一液一连线）
原电池化学反应本质：能自发进行氧化还原反应
【学生自评】
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？【教学反思】
1、智能理论告诉我们，必须遵循智能渐进性原则，“变教为诱”、“变学为悟”。

初中化学从燃料的角度初步学习了“化学与能源”的一些知识，在选修模块“化学反应原理”中，将从科学概念的层面和定量的角度比较系统深入地学习化学反应与能量。

人教版高中化学必修2第二章第二节《化学能与电能》部分既是对初中化学相关内容的提升与拓展，又为选修“化学反应原理”奠定必要的基础。

为此，根据职能理论，我从日常生活中熟知的例子入手，并用嫦娥一号、神州六号引发兴趣导入，让学生有体悟感。

2、多元智能理论所倡导的课堂教学特点是变“灌输、适应”为“探索、发现”。

结合新课程标准，高中化学教学理应促进学生自主学习，使全体学生积极参与教学过程，乐于探究实验，勤于思考。

本节课是以学生为主体的实验探究式新课。

在教学中，让实验成为学生实践体验的一部分，通过自主实验，启发引导，小组合作，讨论分析等方法，让实验成为帮助学生开展探究活动的积极手段，并在其过程中培养他们基本技能，激发他们的探究热情，激活学生的学习内驱力。

同时，给学生以多元评价，让学生在探究过程中品尝到成功的喜悦，基本实现了安全、开放、情感课堂的价值取向。

3、多元智能理论的互动性、实践性原则，给我很大的启示。

其实我设计整节课的教学过程重在探究、重实践。

在实验探究中，通过师生互动、生生互动，激发兴趣，启迪思维、培养科学精神和创新能力，为学生的进一步发展创造一个新的局面。

同时，在实践中学会交流，学会合作，并意识到合作是学习的有效途径，培养集体意识，很好实现化学教学的情感目标。

4、课堂开放多变，是多元智能理论的又一重要原则。

从整体教学效果来看，通过学生的大胆猜想和有目的的实验探索，学生对知识点的掌握应是相当不错的，原电池的原理及形成条件，学生都能轻松、愉快地掌握并应用，为后面的新内容的学习打下坚实的基础。

比如自行设计实验，就是开放多变的体现。

同时，通过实践──认识──再实践的亲身体验的学习过程，加深了对知识的理解。

更重要的是，也让学生充分展示自己的机会，使课堂围绕学生为中心的教学活动，真正体现学生的主体地位，大大激发学习积极性。

另一方面，利用课堂水果电池的制作和课外上网搜索发展中的化学电源等实践活动为学生提供应用知识的空间和拓展课堂知识的机会，从而培养学生的科学探究能力，逐步形成科学态度和科学精神。