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1、高一必修第二章第二节化学能与电能的成功教学案例高一化学 余丽婷一、成功教学过程回顾教学环节教师活动学生活动设计意图情境引入情境引入【展示】2008年年初雪灾中，南方省市大面积停电的图片；我国发电总量构成图。那么，储存在煤中的化学能是如何转变成电能的呢？【展示】火力发电的工作原理示意图【提问】根据图示分析其中发生的能量形式的转换。观察，认识学习本节知识的重要性。分析火力发电的过程中的能量形式的转换。化学能转变为热能；热能转变成机械能；机械能转变成电能；创设问题情境，激发兴趣【讲述】从储存在煤中的化学能到最终转变成电能，经历了多个环节，每一个环节的转化，能量都不可能是100%利用，那必将造成大量能
2、源的损耗，实际上目前我国火力发电中，能源的利用率仅为30%40%。而且，煤作为一种不可再生资源，终将会有用完的一天，因此我们不得不思考以下问题：1.能不能找到一类物质来代替煤发电？2.能不能减少中间的能量转化环节而将化学能直接变为电能？聆听，进入情境激发兴趣和思考从生活情境引入，说明设计一套从化学能直接转化成电能的装置的必要性原电池装置的设计原电池装置的设计【提问】我们能不能利用某一类型的反应，将化学能直接转变成电能？若可以，该反应是属于什么类型的反应？【观察学生反应情况可适当予以提示】1.电流的实质是什么？2.我们已经学过那些类型的化学反应？这些反应类型的特点是什么？3.哪种类型的反应最有可
3、能实现将化学能转变成电能的设想？【演示实验】锌粉与稀硫酸反应【提问】是否观察到电流产生？为什么？【提问】通过同学们刚才的分析，我们知道化学能转化成电能则一定有电流产生，而刚才的实验中我们并没有观到电流的产生，那么我们如何检测反应中是否有电流产生呢？请以反应Zn+2H+=Zn2+H2为例分析，设计一套实验装置，来验证你的猜想。并用实验证明之。【板书】化学能与电能一、原电池1定义：将化学能转变成电能的装置。思考、交流后回答：要想产生电能，需要有电流产生，而电流的实质是带电粒子的定向移动，我们所学过的反应中，只有氧化还原反应具备这一特征，即电子从还原剂转移至氧化剂。观察现象：有无色气体产生。没有观察
4、到电流产生，因为没有外电路，没有电流计。思考、交流后画出装置简图；用实验验证是否有电流产生。汇报实验信息。生1：实验装置实验现象：无电流产生生2：实验装置实验现象：无电流产生生3：实验装置实验现象：有电流产生4：实验装置：实验现象：有电流产生加强氧化还原反应与原电池原理之间的联系，让学生深刻理解氧化还原反应是原电池形成的前提条件这一事实。实现对设计一套从化学能转化成电能的装置的可行性的研究让学生更深刻理解原电池将氧化还原反应分为氧化反应和还原反应在两个不同场所反应发生原电池形成条件的探究原电池形成条件的探究【讲述】通过实验我们知道铜-锌-稀硫酸可以形成原电池，但刚才大家所设计的装置中，不是所有
5、装置都产生了电流，这说明原电池的形成需要一定的条件，请大家分析刚才的几个装置图，找出原电池的形成必须满足哪些条件？【板书】2.形成条件(1)形成闭合回路分析，交流后回答：(1)形成闭合回路。笔记进行阶段性总结，让学生对充分认识到原电池装置的基本要素之一：形成闭合回路，对后面探究原电池形成的其他条件时的实验起指导作用，节约试验时间。【提问】电极材料除了锌、铜可否是别的材料？反应液除了稀硫酸可否是别的液体？设计实验方案探究原电池形成的其他条件。【用excel表格记录学生汇报的实验信息，提问选择该实验顺序的理由】实验整理记录，汇报培养学生思维的有序性及实验能力和口头表达能力【根据学生要求用excel
6、表格筛选功能整理实验信息】【提问】对刚才产生电流和未产生电流的实验装置进行分析，并总结出原电池的形成条件？【板书】(2)有自发发生的氧化还原反应(3)有两种活泼性不同的金属做电极；(4)有电解质溶液。根据实验信息的汇总总结原电池形成的其他条件：(2)有自发发生的氧化还原反应(3)有两种活泼性不同的金属做电极；(4)有电解质溶液。根据试验信息总结出共性、规律，加强对原电池形成条件的认识，培养学生的信息处理能力原电池的工作原理分析【提问】我们已经设计出了一套完整的原电池装置，成功实现了化学能直接向电能的转变，那么原电池是如何实现这一转变的呢？以写出Zn-Cu-稀硫酸原电池为例分析电池的正负极，并分
7、析两极上可能发生的化学变化，说明是氧化反应还是还原反应，并尝试写出两极上的电极反应式。【板书】3工作原理负极Zn Zn-2e-=Zn2+发生氧化反应正极 Cu 2H+2e-=H2 发生还原反应分析交流写电极反应方程式笔记提高学生分析问题的能力和逻辑思维能力反馈练习分析下列原电池装置中，正极上可能出现的现象。分析后回答：碳棒上附着一层红色物质。课堂信息反馈，作为学习效果评价的一个方面 课后思考【作业】原电池装置的被设计出，给我们的生活带来了巨大的便利，我们生活中的各种化学电源（干电池、充电电池等）都是以原电池装置为雏形的，那么从简单的原电池到各种各样的化学电源，我们还有多远的路要走呢？请大家选择
8、一种自己感兴趣的化学电源，查阅相关资料，了解其化学原理。查阅资料，了解一种或多种原电池的化学原理进一步强化对原电池原理的认识；从知识的实用性出发，激发学习兴趣；为下一节课化学电源做准备。二、成功原因分析1、教学目标：知识与技能目标：了解原电池的形成条件；了解铜锌稀硫酸原电池的工作原理。过程与方法目标：能分析氧化还原反应与原电池之间的联系；学会根据简单的氧化还原反应设计出一套原电池，并分析其工作原理。情感、态度、价值观目标：通过对设计出原电池装置的必要性的研究，激发学生的环保意识；通过对设计原电池装置的可行性及其实现条件的思考与交流，培养学生解决问题的意识和加强学生解决问题的能力。通过对原电池的
9、形成条件的研究，提高归纳总结和分类处理信息的能力，体会思维的快乐和思维得到实验肯定的成功的喜悦。.教学重点的分析与确定本节课是学生初次接触原电池的知识，而在后面的选修模块中还会详细介绍原电池原理的不同应用，加深对原电池原理的充分理解。因此我将本节课的重点定位为：理解氧化还原反应与原电池原理之间的联系，了解原电池的形成条件和简单原电池原理的分析。.教学难点的分析与确定学生此时对于氧化还原反应的知识已经有一定程度的储备，但是化学反应原理的实际应用却是第一次接触，而对于将一个氧化还原反应分为两个半反应在两个不同场所发生也十分陌生，因此我将本节课的难点定位为：原电池装置的设计。 2、学情：.知识基础学
10、生通过必修I的学习，已经了解了氧化还原反应的实质是电子的得失或偏移，通过初中物理的学习已经知道带电粒子的定向移动形成电流，知道电流的形成的基本条件：有电源，形成闭合回路。但是学生对于将一个氧化还原反应分为两个半反应在两个不同场所发生这种情况是第一次接触，因此在本节课教学中设置了“将锌粉和稀硫酸直接接触进行反应”这一演示实验和“如何检验是否有电流产生？”这一问题，淡化了其中相对于他们知识水平而言较为难以理解的电极电势的知识，而从实际需要出发，实现氧化剂和还原剂分开的设计思想，然后通过实验事实的直观材料去分析原电池的工作原理，降低难度，符合学生的认知规律。.实验技能基础经过几个月的高中学习训练，学
11、生已经具备一定动手能力和实验设计能力，且由于物理课上的训练，学生也已经具备一定的电路组装能力。因此本节课主要采用学生实验获得大量的感观材料之后加以分析的方法来进行学习。3、教学内容：本节课教学是人教版高中化学必修中第二章化学反应与能量第二节化学能与电能的第一课时。与元素化合物的知识相比，化学反应原理部分内容更注重学科知识的应用、整合以及学生的思维的有序性和缜密性的培养。本章是学生第一次接触到化学反应与能量之间的相互关系，是化学理论知识在工业生产中的重要应用。而本节内容则是侧重于化学能转化为电能的研究，从知识上说则是氧化还原反应的重要应用之一，也是实现氧化还原反应这一主干知识的螺旋式上升的一个重
12、要环节。因此本节课的重心是实现通过氧化还原反应将化学能转变成电能的装置的研究。4、设计思想：基于以上分析，我采取了以下的设计思路。设计出一套可以将化学能转变成电能的装置的必要性设计出一套可以将化学能转变成电能的装置的可行性（氧化还原反应的实质的分析）设计出一套原电池分析原电池的形成条件研究原电池的工作原理（氧化还原反应的实际应用）。本节课的内容主要由“能否实现直接将化学能直接转变成电能？”、“如何实现直接将化学能直接转变成电能？”、“如何确保实现直接将化学能直接转变成电能？”和“化学能是如何直接转变成电能的？”这四个问题贯穿起来，学生在思考这些问题的过程中，思维的发散性和缜密性都得到了一定程度
13、的锻炼，同时也加深了对氧化还原反应的理解，了解了氧化还原反应和原电池装置之间的联系。而在实施过程中，在实验用品的选择上，我提供了多样化的实验用品，让学生可以积累到尽可能多的实验素材，获取更多的感观材料，然后从众多的材料中找出共性、规律，从而使学生的思维的有序性得到一定程度的锻炼，与此同时，对原电池的形成条件这一知识的理解也就顺理成章了。5、有效性：根据课堂实时反馈和学案完成情况我统计和分析了学生的学习效果：(1)从知识层面上，都了解了原电池与氧化还原反应之间的关系，认可原电池的形成条件，会判断简单原电池的正负极，书写相应的电极反应式，一小部分同学了解了有关盐桥的简单知识。(2)从过程与方法层面
14、，所有同学都能根据装置图进行验证性实验，得出相关实验信息，并详细记录，一部分同学能有条理的设计出相应的实验方案，进行验证，分析试验信息，得出规律。在本节课中，我通过设计原电池这一装置的可行性研究这一环节，为基础较好的同学搭建一个较好的平台，实现学科内以及学科间知识的综合以及对氧化还原反应相关知识的提升，而同时也复习了各种基本反应类型特别是氧化还原反应的特征；通过设置原电池装置的设计这一环节，实现不同层次学生之间的相互交流和合作，让基础较好的同学在设计过程中充分体会到思维的快乐和成功的体验，而基础较差同学也可在其他同学的知道和启发下进行思维与理解。而通过设计原电池形成条件探究这一环节，基础好的同学可通过有序思维，用控制变量的思想指导自己的实验，从而快速得出实验结论，而让基础较差同学积累较多的实验现象这样的直观素材，并在此基础上尝试找出共性，与此同时同时也通过“你是如何决定选取这些材料进行实验的？”这一问题的启发，实现对思维的有序性的培养。三、反思与体会本节课的内容始终围绕着化学转变成电能这一核心问题展开，与
