发展中的化学电源教学设计Word下载.docx
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本设计以开放式教学为指导思想,辅助以视频、讨论、归纳等手段,使学生体验作为不同角色的工作者,思考问题的不同角度,在不断解决问题的过程中,建构理论知识,增强实际分析、解决问题的能力和创新精神。
二、教学背景分析
依据教育部《普通高中化学课程标准》(实验)和北京市普通高中新课程化学学科模块学习要求,对本节教材的学习,包括三部分内容:
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。
通过《化学能与电能》的第一课时学习:
了解了原电池的概念、原理;
并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。
所以本课时的主要内容是:
1、了解几种常见的化学电源在社会生产中的应用;
2、通过认识生活中的原电池[即传统干电池(锌锰电池)、蓄电池和燃料电池],进一步理解原电池的概念和原理;
3、通过引入新型电池(如锂离子电池、燃料电池等)体现化学电池的改进与创新,增强学生的创新精神;
并且通过本节学习,能够举例说明化学能与电能的转化关系及其应用;
4、了解化学电源的发展与环境污染,增强环保意识。
三、学生学情分析
初中化学已经从燃料的角度初步学习了“化学与能源”的一些知识,《化学能与电能》的第一课时学习了:
原电池的概念、原理、组成原电池的条件。
由于学生之前没有电化学的基础,理解原电池原理有一定的难度。
所以本课时设计:
同学们通过换位思考,担任不同的角色,导出生活中同学们熟悉的各种电池的发展过程,增强学生的创新精神;
然后依次的分析,各种化学电源的原理,电极材料,电子流向,电池的缺陷,既增强了学生的分析,综合,应变能力,同时又促进了对原电池原理的进一步理解。
四、教学流程图
教师活动
学生活动
五、教学过程
发展中的化学电源——--
教师活动
学生活动
创设情境:
展示幻灯片,生物学家在解剖青蛙大腿的时候,发现金属刀一碰伤青蛙的大腿,青蛙就会发生颤抖,请同学们展开联想,推测可能是什么原因?
展开联想,推测原因,回答,交流,讨论。
展示幻灯片:
当时物理学家付打恰在观察,受到启发,他认为一定是青蛙腿中的组织液含有电解质溶液,金属刀在切割的时候产生了电流。
于是他用锌、铜做电极,稀硫酸作电解质溶液,制成了世界上的第一个电池。
观看感受。
提出问题:
你认为在此电池中,哪一种物质失电子?
哪一种物质得电子?
为什么?
思考交流:
锌比铜的金属性强,失电子能力强,锌做负极,铜做正极,电子从锌经外电路流到铜电极,流硫酸电离出的氢离子的电子。
铺垫资料:
伏打发明了伏打电池后,英国化学家戴维非常感兴趣,戴维用伏打电池进行了电解实验,首次制出了非常活泼的碱金属,当时为了提供足够的电流,戴维将伏打电池进行了串联,最多一次并排放置了100多个大玻璃瓶,放置了100多对电极。
感受、思考:
伏打电池有什么缺陷?
如果你是伏打,你想如何对你的电池进行改进?
①
因为电解质为硫酸溶液,不便于携带,不能够推广使用,将电解质制成固体。
②
如何开发高能电池
。
铺垫问题:
什么是电解质?
电解质制成固体还导电吗?
在水溶液里或熔化状态下能够导电的化合物,故态状况下电解质不导电。
有一位化学家在伏打电池中加入淀粉。
思考交流,归纳:
加入固体填充物,制成糊状。
导出:
现在使用的普通干电池,并展示结构图片。
分析干电池的负极:
锌,正极:
碳棒。
电解质:
氯化铵。
从我们查询的信息来看,氯化铵溶液显酸性,你认为干电池有什么缺陷,如何改进?
氯化铵溶液显酸性,则会跟锌皮发生反应,使用一段时间后电池会发生漏液。
改进方法:
1.换锌皮为排在氢后的金属(不可行)。
2.将氯化铵换为碱性电解质。
现在使用的较多为碱性干电池,
分析电极以及电子转移方向
如果你是开发商,你有什么想法?
将电池制成可以循环使用的电池,降低成本
可充电电池,展示首先使用的铅蓄电池的可充电电池结构
分析铅和氧化铅的活泼性,推测正、负极和电子转移方向
在元素周期表中查阅铅的相对原子质量,分析铅蓄电池的缺陷是什么?
如何改进?
查阅数据:
铅的相对原子质量是207,相对原子质量较大,铅蓄电池较笨重,不便于携带,寻找导电性较好的相对原子质量较小的金属做电极,最轻的金属是锂。
锂电池,同时展示镍镉蓄电池的信息介绍
分析锂电池的电极以及电子转移方向
展示资料幻灯片:
对自然环境威胁最大的五种物质:
铬、镉、铜、铅、汞及对人类造成的危害;
干电池的负极材料:
锌汞齐,1节1号干电池会使1m2的土地永久实效,而仅我国一年就生产各种电池上亿节。
观看幻灯片,增强环保意识
上述各种电池的共同缺陷是什么?
分析:
干电池中的汞、蓄电池中的铅、镉,三种金属都是对自然环境威胁最大的物质,都会造成环境污染。
燃料电池,展示甲醇、甲烷燃料电池,分析正负极
燃料电池中氧气得电子,作正极,燃料作负极,并分析电子流动方向。
甲醇、甲烷燃料电池有什么缺陷,你想如何改进?
大量化石燃料的燃烧会生成大量的二氧化碳,造成温室效应,开发绿色、清洁燃料。
你认为什么燃料最清洁?
氢气是最清洁、无污染的燃料。
氢、氧燃料电池
分析正、负极和电子流动方向。
归纳小结并板书:
[教学板书内容]:
1.干电池
负极锌(失电子)
发生氧化反应
正极碳棒(得电子)发生还原反应
2.充电电池
负极
铅(失电子)
正极
氧化铅(得电子)发生还原反应
3.燃料电池
负极燃料(失电子)
正极氧气(得电子)发生还原反应
归纳总结交流:
[布置作业]:
分小组制作“化学电源——环境污染——清洁能源”图片展,倡导学生自觉组织在校园内设置废旧电池回收箱,定时回收废旧电池。
六、学习效果评价设计
学生学习评价设计:
发展中的化学电源课堂评价量规
内容
评价要求
优
良
需努力
1.学习态度
在角色转换中踊跃发言的次数
9
6
3次及以下
2.学习方法
在角色转换中分析问题的视角
在角色转换中能够站在主要矛盾的分析问题视角。
在老师的适当铺垫下能够站在主要矛盾的分析问题视角。
被老师牵着鼻子走,没有自己的思路。
3.综合能力评价
思路清晰、顺畅,能清晰地分析化学电源的正负极,电子流向,在角色转换中,思维活跃,切入点准确,提高了对环境保护的认识。
思路比较清晰、顺畅,基本能清晰地分析化学电源的正负极,电子流向,能够在限定的时间内进行角色转换,并有清晰的思路,提高了对环境保护的认识。
思路不够清晰,不能独立地对化学电源的正负极,电子流向进行准确的分析,在限定的时间内进行角色转换时,被别人牵着鼻子走。
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- 发展 中的 化学 电源 教学 设计