化学能与电能——祝晶.doc

普通高中课程标准实验教科书化学必修2
第二章 化学反应与能量
第二节化学能与电能
姓名：祝晶 学校：第六十六中学
一、教学分析
1．教材分析
本节内容选自高中教材人教版化学•必修2第二章化学反应与能量中第二节《化学能与电能》第一课时，介绍了化学能与电能的转化及应用——原电池。
本节内容属于电化学的知识范畴，是中学化学理论体系中不可缺少的一部分，同时原电池与物理学科中的电学、能量的转换有密切联系，是氧化还原反应、离子反应等知识的综合运用，体现了能量转化观。当今社会，学生对“电”有着丰富而又强烈的感性认识，教材从能量转化角度来引出这种实现化学能转化为电能的装置──原电池装置，再通过“科学探究”进一步挖掘原电池原理和组成条件。
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。因此，在必修模块处理时，在学生已有的知识基础上构建新的知识，并且避免“一竿子插到底”的现象，为选修模块预留接口，搭建平台，奠定良好的基础。
2．课标相关内容分析
《课程标准》要求：举例说明化学能与电能的转化关系及其应用。
《模块学习要求》：（1）举例说明化学能与电能的转化关系及其应用。
（2）知道电池是利用氧化还原反应将化学能转化成电能的装置。
（3）通过制作简易原电池的实验，了解原电池的概念和原理。
3．学情分析
（1）学生在本章第一节学习了化学反应中能量转化，并感受了化学能与热能的相互转化及转化的微观解释，对化学能已具有初步认识。
（2）本阶段学生已经具备了一定的化学基础知识，如了解氧化还原反应的本质是电子得失，知道电解质、电离等概念，同时也具备了物理中电学知识，了解电流的定义和形成条件，知道金属和溶液导电的实质，这样就有利于理解原电池的本质和工作原理。
（3）学生初步掌握了化学实验基本操作，同时具备了观察实验现象和分析实验现象的能力，在教师适当引导下，可以自主完成实验探究环节。
（4）由于学生能力水平参差不齐，对知识领域和发现问题的层次和深度不同，希望通过讨论、交流和实验等教学手段，各有所得，均有提高。
4、教学目标
知识与技能：
（1）初步了解氧化还原反应是化学电池反应基础。
（2）了解原电池的概念和工作原理。
（3）了解原电池的构成条件。
过程与方法：
（1）通过对原电池的研究，初步形成分析简单原电池的基本程序和思路。
（2）通过制作简易原电池和原电池组成的探究实验，提高学生设计实验和实验操作的能力。
（3）通过对原电池工作原理的科学探究，培养学生创造性思维与探究能力，以及提出问题、分析问题、解决问题的能力。
情感态度价值观：
（1）学生通过探究化学能转化为电能的奥秘,提高学习化学的兴趣和热情。
（2）通过实验不断体现由实践→认识→再实践→再认识的认识过程，培养学生实事求是的科学态度和科学的学习方法，构建能量转化观。
（3）初步体会通过实验认识和研究化学反应原理的方法与价值，培养学生将化学知识应用于生产、生活实践的意识，树立节约能源的意识。
5、教学重、难点
教学重点：初步认识原电池概念、原理、组成。
教学难点：原电池的本质和工作原理。
二、教法分析
本节课采用化学史实中有趣的青蛙实验引入，并且贯穿整个教学活动中，成为一条明线。教学方法采用以下三种：
1.实验探究法
本节课在学习原电池的概念和工作原理时，实验探究过程可以表示为：
根据化学史实，演示实验
学生实验得出不同的现象
学生再次实验，得出统一的现象
学生讨论
师生分析得出结论

在分析原电池的构成条件时，实验探究过程如下：
由对比实验现象引出问题
学生实验探究
归纳总结实验现象
根据现象得出结论

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。
2、指导发现式
本节课从科学史实的引入到实验探究，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，做好背景知识铺垫，调动并激活学生原有的知识和经验，诱发学生学习、探究的动机，不断发现问题，并在适当时机加以指导，从而解决问题达到教学最佳效果。
3、问题导学式
根据学生的知识结构、心理特点和教学内容的实际需要，按照从易到难，由浅入深，层层递进，不断在教学过程中由学生发现问题，然后解决问题，体现学生思维轨迹，帮助学生完整地建构知识体系，同时也有指导学生学法的意义。
本节课原电池的本质和工作原理作为难点，借助两种手段来突破。一是利用实验，首先产生反常的实验现象，与学生已有的知识发生冲突，在矛盾点上成为知识的生长点，通过现象探究本质；二是借助电脑动画模拟演示原电池的工作原理，帮助学生分析和理解电子的流动方向以及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。
三、教学用具：
实验仪器：50mL烧杯、电流表、导线（带金属夹）
实验药品：锌片、铜片、石墨、稀硫酸、乙醇、新鲜的青蛙腿、风干的青蛙腿、柠檬
电教设备：电脑
四、教学过程
教学环节
教学过程
教学策略设计
创设情境

创设情境：意大利解剖学家伽伐尼解剖青蛙时发现已经死去的青蛙发生抽搐。产生两种解释：生物电和电流。
利用有趣的化学史实引入创设情境，激发学生的学习兴趣。
提出问题实验探究
提出问题：那到底是产生生物电还是产生电流了呢？
演示实验：铁丝与铜丝接触新鲜的青蛙腿，电流表指针偏转。
提出问题：伏打是正确的，既然不是青蛙自身产生的生物电，那与青蛙腿还有关系吗？有什么关系呢？
演示实验：铁丝与铜丝接触风干的青蛙腿，电流表指针不偏转。
提出问题：风干了青蛙腿为什么没有电流？
既然溶液是重要的，那么我们把新鲜的青蛙腿换成水果——柠檬，可以产生电流吗？
演示实验：铁丝与铜丝插入柠檬中，电流表指针偏转。
提出问题：我们发现两种金属插入溶液中可以产生电流，如果把这种模型带进化学实验中，比如用稀硫酸代替柠檬，用锌片和铜片代替铁丝和铜丝，是否还会产生电流呢？
演示实验：锌片和铜片插入稀硫酸中，电流表指针偏转。
过渡：为什么这种模型就可以产生电流呢？到底在溶液中发生了什么呢？下面请同学们亲自动手做一下这个实验，认真观察实验现象。
学生实验：铜锌硫酸原电池
可用药品和仪器：Zn片、Cu片、烧杯、电流表（带导线）
交流与分享：共同现象：电流表指针偏转、锌片有气泡
个别现象：铜片上有气泡
学生实验：铜锌硫酸原电池
可用药品和仪器：Zn片、Cu片、烧杯、电流表（带导线）
提出问题：为什么铜片上会产生氢气呢？
学生讨论：请你根据实验现象，并结合实验装置图，讨论铜片上氢气是怎样产生的？
分享与交流：1、根据实验现象分析出锌片和铜片上分别发生的电极反应。
2、指出电子流动的方向、电流方向。
3、判断电极反应的类型，写出发生的总反应。
4、分析为什么氧化还原反应可以在这个实验中产生电流。
5、从能量变化的角度分析，这是一种什么装置？
6、实现化学能直接转化为电能，应该选择哪一种类型的化学反应？
板书：1、原电池的定义
2、原电池的本质
3、原电池的工作原理
展示：原电池工作的微观动画
学生讲述：用自己的语言描述原电池的工作原理。
动画演示：青蛙实验中电流是怎样产生的？
通过结论的矛盾点，激发学生的探究欲。

用实验进行验证，指导学习化学的基本方法。

从化学史实到生活，再进入化学实验，通过层层递进的实验，建立原电池的模型。

通过学生实验初步感受化学能转化为电能。

产生实验现象的差异，调动学生好奇心。

二次实验探究，加深学生的印象，激发学生的探究欲。

留给学生思考的空间，为后面的分享交流做准备。

通过师生互动，采用问题驱动，帮助学生从实验现象中抽象出本质，从而理解原电池的概念和工作原理，指导学生学习化学反应原理的方法。

从微观角度进一步认识原电池的原理，通过讲述加深记忆。

充分利用素材解决问题
提出新问题，再次探究
提出问题：风干的青蛙腿就不会产生电流，说明溶液是很重要的，那如果换成乙醇可以产生电流吗？
学生实验：锌铜乙醇原电池
可用药品和仪器：Zn片、Cu片、乙醇、烧杯、电流表（带导线）
结论：溶液——电解质溶液
提出问题：形成原电池装置还有两个电极，对电极有什么要求呢？
学生实验：
可用药品和仪器：Zn片(2个)、Cu片、石墨棒、稀硫酸、烧杯、电流表（带导线）
结论：两个电极——活泼性不同
思考：这样可以产生电流吗？
结论：闭合回路
回顾：青蛙实验中原电池的条件，铜锌原电池中的条件，如果把青蛙换成水果也可以形成原电池，说明，不管外观表象如何变化，但本质的东西不会变，只要你抓住本质，进行创新，你就是下一个伏打。
兴趣问题：用多少橙子可以给iPhone充电
利用学生已有的知识提出新的假设，并进行探究，继续深化学生对原电池的认识。

在实验探究中培养学生设计实验的能力以及观察、分析现象的能力。

通过实验的对比，让学生体会本节课的核心知识，初步形成分析原电池的思路。

感受化学与生活的联系。
总结提升
提出问题：通过本节课，你学到了什么？
小结：两极一液成回路，氧化还原是核心
反馈练习：体现原电池的多样化
学生再次回忆本节课内容，促进学生的提升
通过变式训练深化学生对构成条件的认识。
五、板书
第二节 化学能与电能 I
一、 化学能与电能的转化 e-
1. 原电池：把化学能转化为电能的装置 负极Zn 正极Cu
本质：氧化还原反应 Zn -2e- = Zn2+ 2H+ +2e- = H2↑
工作原理： 氧化反应 还原反应
Zn +2H+ == Zn2+ + H2↑
构成条件：两个电极、 溶液、 闭合回路
（活泼性不同）（电解质）

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