化学电源的教学设计.doc

1苏教版高一年级必修2化学电源的教学设计浙江杭州七中赵如岺邮编310004电话05718545997753电子信箱zhrl1965sohucom一设计思想本节内容是原电池的第二课时通过对各种电池的展示使学生认识原电池的重要作用加深对原电池原理的理解激励学生的学习兴趣受伟人启示为学生创设广阔的动手和思维空间激发学生勇于探索的科学精神利用活动元教学设计原理根据教学资源和学生情况将教学设计的重点从关注教到关注学生参与活动设计一个或几个活动元形成课堂活动流通过这些活动使学生达到三维教学目标的要求活动元教学设计是一种高效符合新课程理念的新型教学设计方法二教材分析普通高中化学课程标准对本课教学内容的要求为举例说明化学能和电能的转化关系和应用认识研制新型电池的重要性浙江省普通高中新课程实验化学学科教学指导意见中规定的基本要求为了解常见的化学电源以及它们在生产生活等方面的应用发展要求为指导学生利用原电池原理设计一些简单的原电池对氢氧燃料电池的正负极电子的流向作出判断并能书写电极反应和总反应原电池知识包括电池工作原理原电池的构成条件电极反应等应用金属的腐蚀和防护常见的化学电源等在化学1中已学习氧化还原反应因此本节知识可以看成是氧化还原反应的具体应用涉及原电池的最简单的知识为在选修模块化学反应原理中继续对原电池相关知识进行加深和拓展作准备三学情分析在化学1中学生已学习了氧化还原反应的初步知识通过对实验现象的观察有关数据的分析和得出相关结论具有一定的观察能力实验能力和思维能力本课学习中若学生的氧化还原反应知识的掌握不扎实将会影响到对原电池的正负极电极反应的类型和电子流向等的判断在学习过程中可能采取的学习策略包括认知策略陈述性知识程序性知识情感策略动机兴趣态度自我监控策略领会监控注意控制四教学目标知识与技能了解常见电池的组成和应用了解研制新型化学电源的重要性了解新型燃料电池的组成和工作原理了解化学与人类生产生活的密切关系初步学会制作简易的电池2过程和方法学会运用观察实验查阅资料等多种手段获取信息结合生产生活实际学习常见化学电池的组成和应用学习科学探究的基本方法提高科学探究能力善于与人合作具有团队精神情感态度和价值观利用伏打电池发明的事例体验科学探究的艰辛和喜悦激发学生发明创造的欲望通过对科技前沿知识的介绍发展学生学习化学的兴趣通过对新型燃料电池的学习关注与化学有关的社会热点问题逐步形成可持续发展思想五重点难点本课的教学重点为常见化学电池新型燃料电池的组成和应用教学难点为新型燃料电池的组成和工作原理为了控制难度对原电池的构成条件只作简单了解对除氢氧燃料电池以外的各种化学实用电源的反应原理不作补充讲解不要求书写电极反应式和总反应式六教学策略与手段教学模式在本课教学中可以采用的教学模式是结构发现教学模式布鲁纳结构主义教学模式交流互动模式交往教学模式教学策略为教学对话对策和行为指导对策课堂教学中可以运用实物展示浏览资料提问讨论实验探究等手段七课前准备学生在课前作如下准备1复习氧化还原反应的有关概念和原电池的相关知识预习化学电源内容2查找资料各种常见的化学电源及其应用3准备一只新鲜果蔬和两种不同材料的金属丝教师在课前应认真完成三备准备演示实验学生实验所需的实验用品准备各种常见的化学电源的实物样本以及与化学电源有关的科技前沿知识八教学过程新课引入上课开始先由学生上台介绍课前搜集的有关信息电池的发展和各种化学电池及其应用然后让学生根据自备材料组装瓜果原电池并和检流计相连观察实验现象点评新课引入时由学生介绍搜集的信息一方面可以培养学生获取信息的能力施展个人才华使其在全班同学面前成功的喜悦油然而生另一方面可以明确本节课的教学目标做到有的放矢通过学生自带材料自制简单的原电池实验可以激发学生学习化学的兴趣使学生明白化学知识就在我们的身边无处不在可以学以致用新课学习教师针对学生介绍的信息结合本节课的教学目标通过展示电池实物或图片和学生作进一步的交流讨论内容包括一次电池如干电池二次电池如铅蓄电池锂电池银锌纽扣电池燃料电池如氢氧燃料电池甲烷燃料电池甲醇燃料电池海水电池等实用化学电源分析各种电池的工作原理诸如构成电池的电极材料电解质溶液3各电极发生的反应类型电子的流向电池的优缺点以及与之相关的科技前沿知识等对一些相对简单的电池可以让学生尝试书写电极反应式和总反应式1介绍干电池时可以展示不同型号不同规格的电池甚至可以将其中的一节电池去掉外包装让学生清楚地观察到电池的内部结构了解筒型外壳是锌制材料位于中央的是顶盖有铜帽的石墨石墨周围填充糊状氯化铵和二氧化锰的黑色粉末学生结合所学知识可以进行电池正负极的判断电极发生的反应电子流向的判断等说明干电池是一次性电池用完作废2介绍铅蓄电池时先展示从轿车上撤换下的旧蓄电池直观显示长方形外壳然后提供铅蓄电池放电时的总反应式PbO2Pb2H2SO42PbSO42H2O让学生判断铅蓄电池的正负极电子的流向以及氧化产物和还原产物3纽扣电池中常用的是银锌电池总反应式ZnAg2OZnO2Ag可以让学生判断电池的正负极和电解质溶液的酸碱性4由世界上第一个心脏起搏器的诞生引入锂电池凭借其优越的性能广泛应用于数码产品移动手机笔记本电脑火箭等领域它采用锂和石墨作电极四氯化铝锂LiAlCl4溶解在亚硫酰氯SOCl2中形成溶液总反应式为8Li3SOCl26LiClLi2SO32S启发学生思考若将锂电池中的电解质溶液换成水溶液会产生什么结果锂电池的正负极材料分别是什么5新型化学电源中的绿色电池是燃料电池小到手机大到汽车飞机宇宙飞船均能使用通过分析韩国三星公司最新研制的手机氢氧燃料电池使学生了解燃料电池的一般结构理解燃料如氢气甲烷甲醇通入负极发生反应氧气或空气通入正极发生反应电解质溶液可以是酸如硫酸或碱如氢氧化钾学生基础较好的话可以尝试书写电极反应式和总反应式在介绍氢氧燃料电池时可以让学生用简易装置进行电解水的实验一般电解NaOH溶液原理暂不作要求待两级出现较多气体时切断电源用导线将两极和检流计或音乐八音盒相连即能观察到检流计发生偏转或听到八音盒发出悦耳的乐章证实氢气和氧气确实可以发生原电池反应61991年我国首创以铝空气海水为能源的新型电池用作航海标志灯该电池以取之不的海水为电解质靠空气中的氧气使铝不断氧化而产生电流这种海水电池的能量比干电池高2050倍可以让学生判断该电池的负极材料及书写负极的电极反应式点评从生活经验和已有知识出发联系日常生活中经常应用的各种电池案例和已学知识通过实验的观察分析帮助学生理解掌握学习内容使学生深刻理解原电池的本质是氧化还原反应实现了化学能向电能的转化分析各种电池的优缺点和新型化学电源所应具备的条件为新型化学电源的研制指明了方向让学生独立操作完成氢氧燃料电池实验可以调动他们的积极性激发参与探究活动的热情帮助学生消除心中对高科技的神秘4感提高了学生分析归纳处理信息的能力新课结束讨论完常见化学电池的工作原理和应用后可以对学生进行环境保护教育通过大量事实说明废旧电池对环境的危害以及对废旧电池回收的重要性有必要建立健全系统的废旧电池自愿或强制回收体系提高全民的资源和环境意识降低废旧电池对环境的危害我国政府为减少环境污染相继出台了一些法律法规逐步减少电池中的重金属离子的含量力争在若干年后所生产的电池不含重金属离子点评通过环境保护的教育使学生明确废旧电池对环境的破环树立废旧电池的回收处理意识保护地球加强社会责任感九知识结构或板书设计二化学电源1化学电源应用原电池原理发明制作的电源分为一次电池和二次电池2常见化学电源的组成与反应原理1锌锰干电池负极Zn2eZn2正极2NH4Cl2MnO22e2MnOOH2NH32Cl2铅蓄电池负极PbSO422ePbSO4正极PbO24HSO422ePbSO42H2O3银锌电池负极Zn2OH2eZnOH2正极Ag2OH2O2e2Ag2OH4锂电池5氢氧燃料电池负极2H24e4H正极O24H4e2H2O电解质溶液是酸负极2H24OH4e4H2O正极O22H2O4e4OH电解质溶液是酸6铝空气海水电池十作业设计1格林太太是一位漂亮开朗乐观的妇女当她开怀大笑的时候人们发现他一口整齐洁白的牙齿中镶有两颗假牙其中一颗是黄金的454545这是她富有的标志另一颗是不锈钢的5这是一次车祸后留下的痕迹令人百思不解的是自从车祸后格林太太经常头痛夜间失眠心情烦躁医生搅尽脑汁格林太太的病情仍未好转一位年轻的化学家来看望格林太太并为她揭开了病因化学家发现了什么你能为格林太太开个药方吗2有一种银锌电池其电极分别是Ag2O和Zn电解质溶液为KOH电极反应为Zn2OH2eZnOH2OAg2OH2O2e2Ag2OH总反应式Ag2OZnZnO2Ag根据上述反应式判断下列叙述中正确的是A在使用过程中电池负极区溶液的pH减小B在使用过程中电子由Ag2O极流向Zn极CZn是负极Ag2O是正极DZn极发生还原反应而Ag2O极发生氧化反应3一种新型燃料电池它以多孔镍板为电极插入KOH溶液中然后分别向两极上通入甲烷和氧气其电极反应式为CH410OH8eCO327H2O4H2O2O28e8OH有关此电池的推断正确的是A通氧气的电极为负极B参加反应的氧气与CH4的物质的量之比为21C放电一段时间后KOH的物质的量浓度不变D电解质溶液中CO32离子向正极移动4锂电池是一代新型高能电池它以质量轻能量高而受到了普遍重视目前已研制成功多种锂电池某种锂电池的总反应为LiMnO2LiMnO2下列说法正确的是ALi是正极电极反应为LieLiBLi是负极电极反应为LieLiCLi是负极电极反应为MnO2eMnO2DLi是负极电极反应为Li2eLi25市场出售的热敷袋其中的成分主要是铁粉碳粉木屑和少量氯化钠水等热敷袋用塑料袋密封使用时从袋中取出轻轻揉搓就会放出热量用完后袋内有大量铁锈生成回答下列各问1热敷袋放出的热是来自2碳粉和氯化钠的作用分别是3写出有关的电极反应式化学方程式6将洁净的金属片ABCD分别放置在浸有盐溶液的滤纸上面并压紧如右图所示在每次实验时记录电压表指针的移动方向和电压表的读数如表所示已知构成两电极的金属其金属活泼性相差越大电压表的读数越大请依据表中数金属电子流动方向电压VAACu078BCuB015CCCu135DDCu0306据判断1金属可能是最强的还原剂金属一定不能从硫酸铜溶液中置换出铜2若滤纸不用盐溶液浸润而改用NaOH溶液浸润则在滤纸上能看到的蓝色沉淀析出的是填字母问题研讨1本课设计中如何更好地让学生参与教学的交互活动体现学生的教学主体作用和教师的主导作用2本节课后教材无相应配套的习题因此根据课标要求如何选择或编制适合学生认知水平要求的练习是摆在教师面前需要迫切解决的问题参考资料1高凌飚卢建筠高中新课程教学策略广东教育出版社2005版p92992吴江明新课程理念下的实验创新课中学化学教与学2006年第10期3虎西林马义荣鲁教版第章第3节化学能转化为电能中学化学教学参考2006年第9期4傅兴春在化学新课程教学中应用活动元教学设计的研究中学化学教与学2006年第12期5姜国庆常见的燃料电池解析中学化学教与学2006年第9期