一、教案設計思路
通過分析火力發(fā)電的原理及利弊,使學生建立“將化學能直接轉化為電能”的新思路,通過對氧化還原反應的分析,提出實現(xiàn)新思路的各種猜想,進而進行實驗和科學探究,引導學生進行數(shù)據(jù)處理和分析,通過交流抽象出原電池的概念,歸納出原電池構成的條件進行評價和反思。
二、教案
課 題 《化學能與電能》
授課人 章自然
學 校 廣東順德羅定邦中學
教學目標
1.知識目標
通過實驗和科學探究形成原電池概念,初步了解原電池的組成,理解其工作原理。
2.能力目標
(1)分析火力發(fā)電的原理及利弊,建立“將化學能直接轉化為電能”的新思路,通過對氧化還原反應的本質的分析,提出實現(xiàn)新思路的各種推測和猜想等,培養(yǎng)創(chuàng)新思維能力。
(2)通過實驗和科學探究,對比、歸納,培養(yǎng)學生科學探究精神和分析、歸納的能力。
3.情感目標
科學探究和實驗中的良好態(tài)度和合作學習。
教學重點
初步了解原電池的組成,理解其工作原理。
教學難點
通過實驗和科學探究形成原電池概念,抽象出原電池的工作原理
教學方法 實驗探究
儀器、藥品
鋅片、銅片、稀硫酸、導線、電流計等
教學過程
教師活動
學生活動
設計意圖
(一) 創(chuàng)設問題情景
(1)指導閱讀課本中關于電力在當今社會的應用和作用。
(2)多媒體呈現(xiàn)2001年我國發(fā)電總量構成圖
(3)多媒體呈現(xiàn)火力發(fā)電的相關圖片、影像和圖表。
(4)引導學生分析火力發(fā)電的原理、利與弊。
(5)引導學生分析燃燒的氧化還原本質及其體系能量的變化。
(二)建立新思路,提出新的研究任務。
能否將化學能直接轉化為電能?怎樣才能實現(xiàn)這個轉變?
(1)閱讀課本中關于電力在當今社會的應用和作用。
(2)觀看多媒體呈現(xiàn)的2001年我國發(fā)電總量構成圖
(3)觀看多媒體呈現(xiàn)的火力發(fā)電的相關圖片、影像和圖表。
(4)討論并分析火力發(fā)電的原理、利與弊。
(5)討論并分析燃燒的氧化還原本質及其體系能量的變化。
(1)明確電力在當今社會的應用和作用。
(2)通過分析火力發(fā)電的利與弊,實現(xiàn)從“化學能→熱能→機械能→電能”的思維模式向“將化學能直接轉化為電能”的新思維模式的轉換,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。
要想使氧化還原反應釋放的能量不通過熱能而直接轉變?yōu)殡娔,要設計怎樣的一種裝置?(以鋅與稀硫酸反應為例)
1、反應中哪種物質失去電子,哪種物質得到電子?
2、鋅是通過什么途徑將電子轉移給溶液中的氫離子的?
3、想什么辦法使鋅與氫離子分開,不讓氫離子直接在鋅表面得電子?
4、如果用導線將鋅片和銅片連接,在平行插入同一盛有稀硫酸的燒杯中,推測氫離子到哪里得電子?導線中有無電流?如何知道導線中有電流?
思考、討論與交流老師提出的問題,畫出自己設計的由鋅與稀硫酸反應直接獲得電能的裝置圖。
1.培養(yǎng)學生大膽推測猜想的能力,建立思維模型。
2.培養(yǎng)合作交流的意識。
三、組織學生實驗探究
[實驗2-4]
組織探討實驗現(xiàn)象的解釋,抽象出原電池的概念。
做實驗,觀察、記錄實驗現(xiàn)象,填寫課本P35表格。
討論與交流:
1、 如何判定裝置的正負極以及電極上的反應。
2、 此裝置的實質是什么。
培養(yǎng)學生動手實驗、從實驗現(xiàn)象抽象出現(xiàn)象的本質的能力,從而理解原電池的概念。
四、組織學生科學探究
出示老師設計的實驗,啟發(fā)學生自己設計實驗并進行各種嘗試。
1、 完成老師設計的實驗,自主設計對比實驗并進行各種嘗試,記錄實驗現(xiàn)象。
2、 設計表格,整理實驗信息。
通過科學探究進一步讓學生大膽設計,大膽實驗探究,獲取感性材料,初步學會控制實驗條件的方法。
五、引導學生進行數(shù)據(jù)處理和分析
1、引導學生將自己所做的實驗及現(xiàn)象以表格對比的形式呈現(xiàn)出來。
2、引導學生將上述各種成功將化學能轉化為電能實驗中的反應,用電極反應式和總化學方程式的形式呈現(xiàn)出來。
1、填寫好老師預先設計的表格以及自己根據(jù)實驗編制的表格。
2、寫制作成功的原電池的電極反應式和總化學方程式。
1、培養(yǎng)學生處理化學事實的能力。
2、通過書面表達訓練學生使用化學用語的技能。
六、思考與交流
(一)出示 通過以上實驗探究,說明化學電池由幾部分構成,它的組成條件是什么?
(二)引到學生歸納總結原電池的構成條件以及化學電池的反應本質。
1、學習小組之間進行討論、交流有關原電池的各種觀點。
2、歸納出原電池的構成條件,化學電池的反應本質。
引導學生對原電池從感性認識上升到理性認識。
七、評價和反思
1、多媒體呈現(xiàn)形成性訓練
2、布置課堂同步檢測(書面呈現(xiàn))
3、引導學生自評和互評。
1、完成形成性訓練和課堂同步檢測。
2、自評和互評。
全面促進學生在知識與技能、過程與方法、情感態(tài)度與價值觀的提升。
[板書設計]
化學能與電能
一、化學能與電能的相互轉化
一、 研究課題的提出
1、燃燒煤發(fā)電中的能量轉換過程:
2、新的研究任務:能否將化學能直接轉化為電能?
二、 對研究課題的思考和猜想(化學能可是直接轉化為電能嗎?)
Zn + H2S04 =ZnSO4 +H2 Zn +2H+ =Zn2+ +H2
要想使氧化反應釋放的能量不通過熱能而直接轉變?yōu)殡娔埽鸵O計一種裝置,使氧化反應和還原反應分別在兩個不同區(qū)域進行。
三、 實驗探究
(-) 鋅片:Zn-2e-=Zn2+ (氧化反應)
(+)銅片:2H++2e- = H2 (還原反應)
電池總反應 Zn + 2H+ = Zn + H2
將化學能轉變?yōu)殡娔艿难b置叫做原電池
四、 科學探究
設計電池→動手實驗→記錄現(xiàn)象→分析并解釋現(xiàn)象的原因→填寫表格
五、 思考與交流
六、 原電池的構成
1、有兩種活動性不同的金屬(或非金屬單質)作電極。
2、電極材料都插入電解質溶液中。
3、兩極相連形成閉合電路
化學電池的反應本質:
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