6.1《化学反应与电能》教学设计（表格式）

《化学反应与电能》教学设计
第六章 第一节 化学反应与能量变化
第2课时 化学反应与电能
—简易电池的设计与制作探究
设计理念：
1.《普通高中化学课程标准(2017年版，2022年修订)》强调“教、学、评”一体化，依据教学目标应设置与之匹配的具体的评价目标，诊断学生的活动表现水平和认知发展水平。
2.开展以实验探究为主的课堂活动，促进学生学习方式的转变。
3.实施“素养为本”的教学，引导学生从宏微结合、变化守恒等视角，认识原电池的工作原理，建立原电池的认知模型等，促进学科核心素养的落实。
课标要求：
以原电池为例认识化学能可以转化为电能，从氧化还原反应的角度初步认识原电池的工作原理，能分析简单原电池的工作原理，能辨识简单原电池的构成要素。
教材分析：
本节内容在高中阶段化学学习中占有重要地位，包含了化学基本原理的学习，具有丰富的化学学科核心素养的发展价值。原电池工作原理的微观分析、原电池模型的构建等内容既是对氧化还原反应知识的深化理解，也能为选择性必修电化学中的双液电池、金属腐蚀与防护打下坚实基础。
学情分析：
关于原电池部分的学习，知识难度从必修到选修阶段是一个螺旋上升过程，学生已经有了氧化还原反应、金属性质、能量转化等基础知识，但学生关于电化学的知识较为欠缺，且原电池部分的学习较为抽象，可能会造成学生存在一定的认知障碍。
学习目标
1、通过对设计原电池装置必要性的论证，提升学生将化学知识应用于生产和生活的社会责任感，并逐步形成绿色化学观念。
2、通过设计原电池装置，加深学生对氧化还原反应本质的理解，并能多角度分析和利用化学反应中的能量变化。
3、借助原电池装置和原理的学习，使学生体会化学能到电能的直接转化，提高模型认知能力，学习科学探究方法。
4、通过对真实问题情境的探索，经历思考、讨论、实验等交互活动过程，让学生的心智、身体与环境不断交互“碰撞”，获取对学科知识的“活”的生活体验。并提高学生的证据推理意识及实验探究能力。
教学重点：原电池的定义、工作原理、构成条件
教学难点：原电池的工作原理、设计简单原电池
教学方法：讲授法、小组讨论法、实验探究法、问答法
教学过程：
教学环节 教师活动 设计意图
预习反馈 展示学生预习结果
课堂引入 电的重要性 【讲述和提问】同学们，当你们给自己的手机充电时；在晚上打开电灯照明的时候。在炎炎夏日中，打开电冰箱的时候。 你们想过没有，我们用的电到底是哪里来的？各位同学都应该非常的清楚，家里用的电，来自于发电厂。那同学们知道有多少种发电的方式呢。 【了解】电的来源：火力发电、核能发电、水力发电、太阳能发电、风力发电，知道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，又称为电力。 【介绍】首先我们来看一张图，这是2015年我国电力生产量构成图。可以看出我们日常使用的电能主要来自火力发电。随着科技的发展和技术的进步，在今天虽然火力发电的比率有所下降，但是依然是我国发电总量中占比例最大的。 【提问】火力发电是如何利用燃料燃烧来发电的呢？ 在化学反应中，物质中化学能的变化通常表现为热量的变化，即化学能转变为热能。 问题：物质中的化学能在什么条件下能转化为电能？ 化学能如何转化为电能？ 问题前置 由生产生活实际引入，设置悬念，引起学生学习兴趣
任务探究 课前预习问题 实验探究 归纳总结 【任务一】 火究竟是如何转化为电的？ 【老师讲解】火力发电是通过化石燃料燃烧时发生的氧化还原反应，使化学能转化为热能，并利用这些热能，加热水，使之汽化为水蒸气，以推动蒸气机轮，此时热能再转化为机械能；蒸气机轮带动发电机发电，最终由机械能转化为电能。在火力发电过程中，化学能经过一系列能量转化过程，间接的转化为电能。其中，燃烧（也就是氧化还原反应）是其中的关键。 火力发电：是利用燃料发热,加热水,形成高温高压过热蒸汽,然后蒸汽沿管道进入汽轮机中不断膨胀做功,冲击汽轮机转子高速旋转,带动发电机转子(电磁场)旋转,定子线圈切割磁感线,发出电能。 (1)火力发电存在几种形式的能量转化 提示:化学能转化为热能、热能转化为机械能、机械能转化为电能3种形式。 (2)火力发电的化学深层本质分析 火力发电存在的主要优缺点 优点：廉价、方便、资源丰富 缺点：煤炭是有限的不可再生资源 排出大量温室气体，排出大量废气（SO2、CO等）， 可能导致酸雨（SO2） 产生废渣、废液 能量经过多次转化,能量利用率低 【讲解】但是我们知道，在现实之中能量的转化效率并不可能达到100%，随着转化次数的增多，损失的能量也就越多。目前根据不同火力发电厂的技术和设备问题，火力发电的电能转化率一般不高。 【讲解】既然转化次数越多，能量损失越是严重，那为什么不寻找一种将化学能直接转化为电能的方法呢？ 要想使氧化还原反应释放的能量直接转化为电能，就要设计一种装置，使反应中的电子转移在一定条件下形成电流。而化学电池就是这样一种装置。 【思考】假设你是电力工程师，面对这些利与弊，你会如何应对呢？ a、改进火力发电 b、研究新的发电方式 方式之一就是尝试将化学能直接转化为电能。就像电池。其好处就是减少中间环节能损，高效、清洁利用燃料，不浪费能源，更方便。 【思考与交流】在你的生活和学习中，或你了解的范围里，还有哪些需要使用电池的产品或器具？各使用什么样的电池？ 锂电池、干电池、叠层电池、纽扣电池 【任务二】 实验探究【实验6-3】 【任务三】 探究原电池的工作原理 【任务四】 实验探究形成原电池的条件 形成条件一： 活泼性不同的两个电极材料 负极：较活泼的金属 正极：较不活泼的金属、石墨等 形成条件二：电极材料需插进电解质溶液中； 形成条件三：必须形成闭合回路 构成原电池的条件 即：两极一液一连环，负极氧化正极还 【注意】没有氧化还原反应,就不可能有原电池,换句话说常温下能自发 进行的氧化还原反应,理论上都可以设计成原电池。 【任务五】 归纳总结正负极的判断方法有哪些？ 【任务六】简易电池的设计与制作 【学以致用】请根据原电池原理尝试制作可爱的水果电池或有趣的简易电池。 【问题】结合原电池的构成要素以及原理，思考需要什么样的用品？ 用品：水果（苹果、柑橘或柠檬等），食盐水，滤纸，铜片、铁片、铝片等金属片，石墨棒，导线，小型用电器（发光二极管、电子音乐卡或小电动机等），电流表。 任务六 简易电池的设计与制作 【实验】 （1）水果电池 （2）简易电池——盐水动力风扇 （3）简易电池——盐水动力小车 实验优化视角1：串联增大电流 实验优化视角2：增大两电极活动性之差使小车跑得更快 实验优化视角3：减轻小车自重使小车跑得更快 实验优化视角4：减小电极间距从而增大电流 【练习与应用】 必修二 课本41页 组织学生开展实验探究,充分调动学习兴趣。从宏观的实验现象过渡到微观电子的转移,学生能够认识原电池的工作原理
课堂小结 板书设计 写一写：本节课你学到了什么？
教学反馈 本节课你还有什么困惑？
教学反思：
本节课是我从事化学教学以来一直希望打造的一节实验课。因为想要带学生上一节纯正的实验课很不容易，之前的化学实验大多是放实验视频或老师拿些仪器给学生演示或让学生传者看看摸摸，只有溶液的配置、酸碱中和滴定、盐类的水解这样的非常简单的实验才能让学生动手做做。本节课的原电池实验需要的仪器多，实验较为复杂，光实验用品的准备就需要发很大功夫，因为很多东西化学实验室并没有或有但数量少不够用，为了能正常实验，我先从网上购买了几套实验仪器，又到物理实验室借了一些导线和电流表，实验前专门去超市买了一堆苹果、柠檬、番茄、橙子，还有十几节5号电池（手持式溶液导电试验器需要），花了近两百块钱，好在实验很顺利，学生玩的很开心。整节课学生都是异常兴奋，迫不及待的要做实验，每组实验学生都能积极主动的动手实验并探究得出结论。在上这节课之前我和刘主任都担心实验太复杂学生做不好，因为之前从未领学生做过这个实验，也不知道各类水果的导电能力强弱，各类仪器用品的电阻大小，怕理论上可行实际上电流太小观查不到现象，实验室的仪器、药品都是多年前买的，还怕时间太久放坏了不能用了，同时准备的盐水动力风扇和盐水动力小车都只有一套，怕一不小心哪个零件损坏了导致整个实验没法再做，总之实验前一肚子的担忧。
由于课前准备很充分，本节课的课堂展示很顺利，所有实验全部成功了，学生的动手能力、创新能力和解决实际问题的能力超出了我的预判，让我惊喜万分，同时也让我明白学生的创造能力是很强的，我们老师应该相信学生，多放手，多给他们提供机会，不要做保姆式教师。本节课的缺点之一是浪费水果，两大袋水果做过实验后就丢了，有学生问做过实验的水果能不能吃，因为担心放电后引入的金属离子或不小心粘上的化学药品有可能有害身体健康，所以告诫学生绝对不能再吃。将来如果再做这个水果电池实验，我想把水果都切成小块，这样可以节省不少水果，同时不影响实验。本节课的第二个缺点是给学生留的动手实验时间有点过长，加之课堂容量大，导致下课铃响时还有一点没讲完，拖了一会堂。后来教研分析觉得讲不完很正常，本节课安排了那么多学生实验，又要讲新课知识点，确实一节课讲不完。总之本节课有缺点，但整体上我还是挺满意的，因为三年前去外省学习听了帅方亮老师的一节实验优质课，当时把我震惊的目瞪口呆，从此特别想成为他那样的优秀教师，希望自己也能上一节那样的实验优质课，三年后的这一节课我觉得我终于圆梦了。