1、化学能转化为电能教学设计 化学组 林秉珠一、设计意图高中化学新课程的一种重要理念是学习生活中的化学，学习有用的化学。而能源是社会发展、人类文明进步不可或缺的重要条件。本单元把化学能与电能转化联系起来，让学生认识到能源科学的发展与化学科学的发展息息相关。学生已经掌握氧化还原反应的本质及化学反应中存在的能量的变化和转化，这是学习本单元重要的知识基础。我所在的学校释厦门六中，学生普遍思维活跃，想法大胆又创新，具备了一定的自主探究的经验和能力。本单元安排 3 个课时完成教学任务，重点是第一课时化学能转化为电能 ，而原电池的原理和应用又是第一课时的重点和难点。在第一课时的教学中，首先利用学生日常生活中熟
2、知的事物，创设问题情境导入新课，激发学生的探究欲往。其次，对原电池工作原理的学习，设计到较多需要想象的抽象思维概念，学生理解起来较为费力。可先设计四个操作简单、对比性强、现象明显的实验，引导学生也能够实验探究发现问题：化学反应过程中会产生电能。再借助动画演示形象地分析原电池的工作原理，帮助学生更加快更深刻地理解原电池的工作原理。并且引导学生进行分组实验探究原电池的构成条件，有效地反馈学生的学习情况，进一步培养学生的各种能力。最后，引导学生进行实践活动：1、制作水果电池，以巩固原电池的工作原理，引出原电池的应用：制作电源。2、对比实验：粗锌和纯锌分别与稀硫酸反应，让学生在自主探究中喜获新知：利用
3、原电池能加快化学反应速率。也为认识钢铁腐蚀及防止金属腐蚀原理作了很好的铺垫，使学生对原电池的原理和应用有更深刻的认识和体验。二、教案（一）课时：1 课时（二）教学目标1、 知识与技能： 通过实验探究，认识化学能可以转化为电能；掌握原电池的工作原理和构成条件；了解原电池原理在生产、生活中的实际应用。2、过程与方法：利用实验探究方法学习原电池的原理和构成条件。3、情感态度与价值观：通过实验探究，培养严谨细致的科学态度和质疑精神。（三）重、难点教学重点：1、 初步了解原电池的原理和组成2、 了解原电池原理在生产、生活中的实际应用教学难点1、 化学电源的组成和工作原理2、 原电池原理在生产生活中的实际
4、应用（四）教学方法教法：试验法、讲授法、探究法、阅读讨论法学法：自主学习、探究学习、合作学习相结合（五）板书设计第三单元 化学能与电能的转化第一课时 化学能转化为电能一、原电池: 将化学能转化为电能的装置。二、原电池的工作原理三、组成原电池的条件1.两种活泼性不同的金属（或一种金属和另一种非金属导体）构成电极。2.电解质溶液。3.构成闭合回路。4.发生一个氧化还原反应。四、原电池的应用1. 制造多种多样的化学电源2. 利用原电池反应加快化学反应速率3. 利用原电池原理防止金属腐蚀（六）教学过程活动元设计创设问题情景（预设时间为 3 分钟）活动与 探 究（一）（预设时间为 8 分钟）学生活动设计
5、学生思考、讨论、交流（预设学生的回答情况）学生甲：电流的形成原因是电子的定向流动学生乙：氧化还原反应的本质是发生电子的转移分组实验：铜锌原电池原理实验 1：把一块锌片和一块铜片分别插入盛有稀硫酸的烧杯里.实验 2：把一块锌片和一块铜片同时插入盛有稀硫酸的烧杯里，但不接触。实验 3：用导线将锌片和铜片连起来。实验 4：在导线中接入一个灵敏电流计。学生积极思考并交流讨论（预设学生的回答情况）学生甲：实验 2 中，锌片表面有气泡产生，而铜片表面仍然无明显反应现象。实验 3 中，用导线连接后，锌片表面仍有气泡产生，但同时铜片表面也有气泡冒出。学生乙：这种气体可能是氢气。学生丙：锌片质量减少，铜片质量不
6、变学生丁：电子从负极流向正极。该装置的正极是铜，负极是锌。教师活动设计电能是现代社会最清洁、也是最重要的二次能源，人类生产、生活的各个方面都离不开它。播放录像提问1、电流的形成条件是什么？2、氧化还原反应的本质与电流有何联系？鼓励学生踊跃回答如何让氧化剂与还原剂之间得失的电子能够定向流动，形成电流。请同学们设计实验实现设想。 引导学生观察投影：1. 实验 2 和实验 3 中的现象有何不同？ 2. 实验 3 和实验 4 中铜片表面有气泡产生，你认为这种气体可能是什么？3. 锌片和铜片的质量如何变化？溶液中 c（H +）如何变化？4. 实验 4 中电子流动的方向如何？该装置的正负极分别是什么？ 设
7、计意图通过联系学生熟悉的问题情境，以吸引学生注意力，激发学生的探究欲望。学生的自然兴趣事提高学生的内部动力。学生通过试验探究发现问题：化学反应中会产生电能，体验自己探究知识的乐趣；更加注重实验的操作和实践能力的培养，缩短探知的时间，降低学习的难度，同时使学生进一步认识化学实验的作用，从而有限地激发学生的创造性。活动元设计自主学习（预设时间为 8 分钟）学生活动设计学生阅读课本 38-39 页学生思考并记录教师活动设计ppt 演示 该实验中电流计的指针发生偏转，说明导线中有电流通过。像这样能将化学反应中的化学能转化为电能的装置，我们称之为原电池。板书 一、原电池：将化学能转化为电能的装置。巡视并
8、指导学生自学设问 那么，原电池装置是如何把化学能转化为电能的呢？我们一起来分析它的工作原理。板书 二、原电池的工作原理ppt 演示设计意图Flash 动画模拟实验达到了一目了然的效果，对学生获得更真切的理解起着重要作用，让学生更加形象、生动、深刻地去认识原电池的工作原理，从而有助于培养学生的抽象思维和分析能力。活动与 探 究（二）（预设时间为5 分钟）实践与活动 （三） （预设时间为5 分钟）分组实验：原电池的构成条件实验 1：把一块锌片和一块铜片插入盛有酒精的烧杯里，用导线将锌片和铜片连起来，在导线中接入一个灵敏电流计。实验 2：把两块铜片插入盛有稀硫酸的烧杯里，用导线将铜片连起来，在导线中
9、接入一个灵敏电流计。实验 3：把一块锌片和一块铜片分别插入两个盛有稀硫酸的烧杯里，用导线将锌片和铜片连起来，在导线中接入一个灵敏电流计。归纳小结原电池的构成条件分组实验：制作水果电池 学生利用各种自备的水果、金属片制作电池，用微安电流计测试是否产生电流，并比较电流的大小。ppt 演示 工作原理：氧化还原反应分别在正、负两极进行，还原剂(负极)失去电子，通过导线流向正极，转移给氧化剂，从而产生电流。那么构成原电池需要哪些条件呢？我们一起来探究原电池的构成条件！板书 三、组成原电池的条件指导学生观察和养成规范的实验操作充分肯定学生的成果后投影原电池的构成条件：1.两种活泼性不同的金属（或一种金属和
10、另一种非金属导体）构成电极。2.电解质溶液。3.构成闭合回路。4.发生一个氧化还原反应。教师参与活动并适时点拨、鼓励和引导投影：你用什么水果和金属片做实验？你观察到了什么现象？这是什么原因呢？学生通过理性地分析问题，推测问题，自主设计、小组合作、动手实验，在实验中不断地发现问题，解决问题，构建自己的 知识结构理论与实践相结合，增强教学的时效性。学生通过自己亲自动手制作水果电池，再次他就原电池的工作原理和组成条件，不仅将本节课知识得到升华，更极大地跳动了学习化学的积极性，充分体验化学实验的乐趣，将课堂气氛推向高潮。活动元设计联系实际课后作业学生活动设计学生做笔记学生分组实验分别往两个表面皿中加入
11、等量的稀硫酸，分别加入一粒粗锌和一粒纯锌 （注意要同时）小组讨论后交流（预设学生的回答情况） 实验中粗锌反应速率比纯锌快。原因是粗锌中含有重金属，构成原电池，加快反应速率。阅读课本 39 页相关内容学生思考，讨论后交流教师活动设计投影： 四、原电池的应用4. 制造多种多样的化学电源5. 利用原电池反应加快化学反应速率6. 利用原电池原理防止金属腐蚀投影：实验室用锌和稀硫酸反应制取氢气，为了提高氢气的生成速率，可以使用含有重金属杂质（如铜）的粗锌。 实验中你观察到什么现象？这是为什么？引导：通过这个实验，也说明不纯的金属更容易被腐蚀。这就是钢铁比纯铁更容易被腐蚀的原因。投影1、 什么是电化学腐蚀
12、？2、 在潮湿的空气里，钢铁制品的表面为什么会形成无数微小的原电池3、 正、负极各是什么？对应的电极反应分别是什么？4、 如何防止钢铁的电化学腐蚀肯定学生的回答，投影海轮的钢铁外科很容易被腐蚀，在船底镶上比铁更活泼的锌片，可以减少钢铁外壳的腐蚀。设计意图让学生在自主探究中喜获新知：利用原电池能加快化学反应速率。也为人事钢铁腐蚀以及防止金属腐蚀原理作了很好的铺垫，使学生对原电池的原理和应用有更深刻的认识和体验。活动元设计小结（预设时间 2 分钟）学生活动设计学生思考并一起回答学生异口同声地回答：是因为构成了原电池。教师活动设计小结原电池的组成、原理和应用利用 Flash 编制动画放映格林太太的假
13、牙在伦敦的上流社会，有一位贵族夫人格林太太，幼年时曾掉了一颗牙齿，后来在一次车祸中又掉了一颗牙齿。为了显示富有，格林太太特意装上了一颗金牙和一颗不锈钢牙。不料从此以后。这位夫人就感到精神萎靡，找遍各大医院会诊也不见效果。后来是一位化学家解除了她的痛苦：换掉一颗假牙。聪明的你知道其中的原因吗设计意图利用生动有趣的动画结束本节课，让学生充分体验学习化学的愉悦，增强对化学的兴趣和热爱。课后作业1、 导与练59 页课时训练2、家庭小实验：收集废旧干电池。拆开洗净，弄清原理 对教学效果进行反馈，帮助学生巩固知识。（七）教学反思在本节课的学习中，学生通过四个现象明显的实验发现化学反应过程中能产生电流，再通过 Flash 形象地理解了原电池的工作原理，又进行了分组试验探究原电池的构成条件，较好的掌握了本节课的重点和难点，同时也培养了各种能力。最后通过制作水果电池和粗锌与稀硫酸反应的试验进一步巩固了原电池的工作原理，也为下一节钢铁腐蚀的学习作了很好的铺垫。学生在整个课堂中表现出了极高的积极性和主动性，整个课堂气氛活跃有序。不过由于本节课安排较多实验，45 分钟的时间有些仓促。
