新课程人教版高中化学《化学能与电能》优秀信息化教学设计.docx

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新课程人教版高中化学《化学能与电能》优秀信息化教学设计

化学（人教版）新课程标准下的多媒体课堂教学设计

目录

前言……………………………………………………………………………………….…...3

一、教材分析……………………………………………………………………………3

二、学习目标……………………….……………………………………………………5

1.知识与技能………………………………………………………………………….5

2.过程与方法……………………………………………………..……………………5

3.情感态度与价值观…………………………………………………………………5

三、学习对象分析…………………………………………………………….………6

四、学习重、难点…………………………………………………….……………6

五、学习研究目标……………………………………………………….……………6

六、学习思路设计……………………………………………………….……………7

（一）课程目标的确立上…………………………….………………….…………7

（二）学习内容的调整上……………………………………….……….…………7

（三）教法和学法的设计………………………………………….……….………7

教法方面………………………………………………………..……….7

学法方面……………………………………………………………..……8

学习流程…………………………………………………….………………..……9

七、学习软件设计……………………………….……………………………..……9

八、学习准备…………………………………………..……………………….………9

九、课时安排………………………………………..…………………………….……9

十、学习程序设计……………………………………..……………………….……9

（一）学习流程图…………………………………………………………………9

第一课时学习流程图………………………………………...…………9

第二课时学习流程图……………………………………………………10

（二）详细学习程序……………………………….……………………………12

第一课时详案…………………………………………………………12

第二课时详案………………………………………………………………………15

《化学能与电能》

教学设计

前言：

计算机辅助教学（ComputerAssistedInstruction简称CAI）是目前教育技术领域中最重要、最活跃的组成部分之一，也是信息技术用于教育的核心内容和技术手段。

我国已把教育的信息化作为改革和发展教育的一项基本国策，因此，熟练地掌握和在自己的教学活动过程中运用这一技术手段，对今天的学科教师来说已经成为为一种必不可少的基本素质。

在化学教学中运用MCAI对于揭示化学过程的微观实质，展示化学思维的形成路径，描述化学思想的产生，化学概念的行成与发展等发面有独到之处。

具体表现在：

（1）MCAI有利于活跃课堂气氛，激发学生学习化学的兴趣和发挥认知主体的作用，实施个别教学，交互沟通，教学相长。

（2）多媒体计算机提供外部刺激的多样性有利于知识的获取与保持，突破重难点，增大容量，提高教学效率。

超文本功能可实现对化学教学信息最有效的组织与管理。

（3）多媒体计算机课作为认知工具拓展学习化学的信息渠道，形象直观，增强记忆，增强认知能力，实现最理想的学习环境。

（4）有利于优化化学课堂结构、变革化学教学模式，进行课程改革。

由于多媒体计算机拥有独特的表现功能和特点，能提供最理想的教学环境，它必然会对化学教育、教学过程产生深刻的影响，将会改变化学教学模式、教学内容、教学手段、教学方法，必将大大促进对未来化学的教育。

一、教材分析

在本章第一节中,学生已经学习了化学能与热能的相互转化。

本节教材从与人类生活密不可分的电能引入新课。

并辅以笔记本电脑，电话，照相机等图片吸引学生。

在资料卡片中又介绍了一次能源和二次能源，使学生认识到日常所使用的电力是由一次能源转化而来。

为将化学物质的化学能（一次能源）转化为电能（二次能源）做好铺垫。

教材并没有立即展开讨论如何将化学能转化为电能，而是采取了间接的方式。

用图片介绍我国电力来源结构，和火力发电厂工作原理，同时描述了火力发电过程中的一系列能量转化，引发学生的联想和讨论。

例如“为何我国主要依靠火力发电呢？

”“火力发电的优点和缺点各有那些？

”等等。

教师可以引导学生思考“能否将化学能直接转化为电能？

”本部分内容有承前启后的作用，在联系前一节所学知识的同时也体现了现实条件与科学设想的对立统一。

由于我国煤炭储量丰富，而石油，天然气资源则相对稀缺，核能发电技术投资很大、风险又较高，不得已目前只能主要依靠火力发电。

但通过科学技术的发展努力开发新的能源转化方式，可以实现跨越式的发展！

提高能源的利用效率，减少对环境的污染。

这样为下一节课介绍新型燃料电池等内容埋下了伏笔。

  教材的第二部分着力与通过实验探究，使学生认识如何创造条件使化学能直接转化为电能，从而达到建立原电池的概念，掌握构成原电池的条件，理解原电池的反应原理。

接着安排了实践活动，让学生在实践中体会学习抽象的理论，又通过实践来验证理论。

这样的安排符合科学研究的一般规律。

初中化学从燃料的角度初步学习了“化学与能源”的一些知识，在选修模块“化学反应原理”中，将从科学概念的层面和定量的角度比较系统深入地学习化学反应与能量。

人教版高中化学必修2第二章第二节《化学能与电能》部分既是对初中化学相关内容的提升与拓展，又为选修“化学反应原理”奠定必要的基础。

从上述内容分析来看，我通过学习要让学生达到三个层次的目标：

二、学习目标

根据教学大纲的要求和编写教材的意图，结合本课的特点及本着在学习过程中发挥学生的主体性和能动性，使学生学会学习，获得有效学习的新课程理念为出发点将教学目标设定如下:

（1）知识与技能：

①理解并掌握原电池原理。

②通过实验提高学生设计能力、观察能力、动手能力及思维能力。

③能正确书写电极反应式和电池总反应方程式。

（2）过程与方法：

①通过教师创设问题情境、学生进行实验探究，帮助学生自主建构原电池概念，理解和掌握原电池原理。

②通过化学史实引导学生以问题为中心发现问题、解决问题的学习方法。

③学生通过对科学探究过程中实验现象的观察、讨论、归纳、呈现，培养实验观察能力、实验现象的描述能力。

通过对实验现象的整理、分析、推理、归纳，从中培养实验分析能力和实验探究能力，同时在分组讨论中体验与他人交流的重要性。

（3）情感态度与价值观：

①通过原电池的发明、发展史，培养学生实事求是、勇于探究、创新的科学态度。

②体验科学探究的艰辛与愉悦，增强为人类的文明进步学习化学的责任感和使命感。

③感悟研制新型电池的重要性以及化学电源可能会引起的环境问题，形成较为客观、正确的能源观，提高开发高能清洁燃料的意识。

三、学习对象分析

学生已经有了氧化还原反应，化学反应与能量转化等知识背景。

教师引导学生展开实验探究活动，使学生意识到氧化还原反应中的电子转移是使化学能转化为电能的关键。

同时建立原电池的概念，提出构成原电池的条件。

在形成概念后，学生利用所提供的材料自行设计原电池。

在实践中体会，应用所学知识理论。

通过获取成就感以激发学生的创造欲和想象力。

四、学习重、难点

学习重点：

原电池的反应原理、构成条件。

学习难点：

通过对原电池实验的探究，引导学生从电子转移角度理解化学能向电能转化的本质以及这种转化的综合利用价值。

五、学习研究目标

通过以实验为主的多种探究活动，使学生体验科学探究的过程，强化科学探究的意识，激发学习化学的兴趣，促使学习方式的改变，进而培养学生的思维能力、动手能力和创新精神等。

六、学习思路设计

本课的教学设计，是在现行教材的基础上，结合对《化学课程标准》的学习理解，在学习目标的确立，学习内容的调整，教法、学法的设计等方面作了一些探索。

（一）课程目标的确立上

除了原有目标外，着眼与社会的需求，重点突出了学生学习知识后的能力和情感的培养，使学生能真正树立一定的创新意识，并能在实践生活中，培养多思考、勤动手的习惯。

（二）学习内容的调整上

根据确立的学习目标，将学习内容调整为三个部分：

原电池的概念、原电池的构成条件和原电池的正负极判断及方程式的书写。

对每一部分的标题也力图体现实验探究意识，不以干瘪瘪的化学语言进行讲述，而是以化学实验探究这样富有趣味性的形式展开。

（三）教法和学法的设计

在这方面主要是通过师生之间的互动进行，为了避免学生盲目的进行实验，教师在学生做实验室给予适时的指导或引导。

1．教法方面

①实验探究法

实验探究法教学是英国的阿姆斯特朗在卢梭和第斯多惠等前人的基础上将实验与主动探究有机结合而形成的基本思想，后经美国的施瓦布发展完善。

本节课教学方法的选择意在落实新课改“通过以化学实验为主的多种探究活动，使学生体验科学研究的过程，激发学习化学的兴趣，强化科学探究的意识，促进学习方式的改变，培养学生的创新精神和实践能力”的基本理念。

本节在学习原电池的概念和原理时，实验探究过程可以表示为：

②指导发现式

本节课从科学史的引入到实验探究，再到归纳整理得出结论。

整个教学过程中学生的活动都是在教师不断创设问题情境和指导之下完成的，教师的引导帮助学生尽可能排除失败和无效学习。

本节课中原电池中的微观粒子（电子和离子）的运动状况作为难点，我借助两种手段来突破。

一是利用灵敏电流计判断电子的运动方向，二是借助电脑动画模拟演示电解质溶液中离子的运动情况。

变抽象为具体，帮助学生突破这一难点。

2．学法方面

本节学法指导的重点是采用实验的方法解决问题。

这里既包括对学生观察实验的指导，又包括对实验方法的选择指导（对比实验）。

本节课涉及生活中常用的电池，是学生熟悉的物品，容易激发起学生的探究热情。

同时学生已掌握氧化还原知识和金属活动性顺序，也具备基本的电学知识，为原电池原理的探究储备了必要的知识。

这也符合新课程“从学生已有的经验和将要经历的社会生活实际出发，帮助学生认识化学与人类生活的密切关系”的基本理念。

七、学习软件设计

整堂课采用ppt展示，如我国的发电方法及其过程，模拟原电池中的微观粒子运动情况和实验注意事项等。

八、学习准备

仪器、药品

锌片（2片）、铜片、碳棒、稀硫酸、导线、电流计、盐桥、烧杯、蔗糖溶液等，ppt课件。

九、课时安排：

2课时。

十、学习程序设计

（一）学习流程图

第一课时学习流程图

第二课时学习流程图

图形说明：

活动教师学生活动媒体选用

（二）详细学习程序

第一课时

教学环节

教师活动

学生活动

设计意图

创设情景

引入新课

PPT展示图片，讲述化学史

首先我们来回顾一段历史。

1780年，意大利的医学家伽伐尼解剖青蛙。

他把青蛙放在潮湿铁盘内，当铜制的解剖刀触及蛙腿上神经时，

死蛙的腿猛烈地抽搐了一下。

作为医学家的他认为有微电流流过，主张是生物本身内在的自发电流。

而作为物理学家的伏打却有不同的解释，他认为青蛙的肌肉和神经中是不存在电的。

他推想电的流动可能是由两种不同的金属相互接触产生的，蛙腿的作用只不过相当于一个非常灵敏的验电器而已。

在坐的各位同学现在可以把自己当作一名化学工作者，那么我们应该如何解释这一现象呢？

就让我们通过今天这节课的学习来共同找出答案。

现在我们就一起学习第二章的第二节《化学能与电能》。

观察

倾听

思考

由化学史创设情景,让学生感受其中蕴含的化学信息，体会化学在现实世界中的广泛应用，感受化学的价值。

激发学生的兴趣。

化学

能与

电能

的相

互转化

大家知道，各种形式的能量在一定条件可以相互转变，例如，通过电动机,电能可以转化为机械能；机械能可以转化为热能等等。

大家能否再举一些例子呢？

物质在发生化学变化时常伴随化学能与热能、光能等的转变，如在一般的化学反应里常表现出放热或吸热，有的还表现出发光，现在我们要研究的是化学能与电能之间的转化。

火力发电实现了从“化学能→热能→机械能→电能”的转化。

[板书]一、化学能与电能的相互转化

1.火力发电的过程

化学能→热能→机械能→电能

学生举例

倾听

记录

让学生联系实际,感受生活中的化学。

创设问题情景，引导学生建立新思路

（一）创设问题情景

1.指导阅读课本中关于电力在

当今社会的应用和作用。

2.多媒体呈现2001年我国发电

总量构成图

3.多媒体呈现火力发电的相关

图片、图表。

4.引导学生分析火力发电的原理、利与弊。

5.引导学生分析燃烧的氧化还原

本质及其体系能量的变化。

（二）建立新思路，提出新的研究任务。

能否将化学能直接转化为电能？

怎样才能实现这个转变？

（能量转化伴随损失）　

1.阅读课本中关于电力在当今社会的应用和作用。

2.观看多媒体呈现的2001年我国发电总量构成图

3.观看多媒体呈现的火力发电的相关图片、影像和图表。

4.讨论并分析火力发电的原理、利与弊。

5.讨论并分析燃烧的氧化还原本质及其体系能量的变化。

1.明确电力在当今社会的应用和作用。

2.通过分析火力发电的利与弊，实现从“化学能→热能→机械能→电能”的思维模式向“将化学能直接转化为电能”的新思维模式的转换，同时形成高效利用燃料，不浪费能源，积极开发高效清洁燃料的意识。

原电池

的概念

[演示实验]将锌片和铜片用导线连接后插入西红柿中，将电流表串联入线路中，观察会有什么现象发生？

这说明什么问题？

[板书]2.原电池：

将化学能转化为电能的装置叫做原电池。

观察、思考

记录

用水果电池

激发兴趣

分组实验探究一

分发实验仪器和药品

板书

原电池的构成条件

分组实验，

探究构成

原电池的

条件，

增强学生

的动手能力

合作意识

对学生实验给予

引导和及时纠正

总结出构成原

电池的条件

板书

1.活性不同的电极材料

2.组成闭合回路

3.插入电解质溶液

4.有自发进行的氧化还原反应

课堂练习

投影习题

思考问题、

解决问题、

总结归纳

巩固所学知识

布置作业

第二课时

教学环节

教师活动

学生活动

设计意图

创设情景

引入新课

PPT展示常用的电池图片，

提问如何区分正负极

观察

倾听

思考

引起学生积极思考，让学生联系实际,感受生活中的化学。

实验

探究

2

1、将锌粒投入试管中，倒入适量稀硫酸。

2、将铜丝伸入稀硫酸中。

（做实验过程中注意铜丝要用砂纸刷一下。

）

3、将铜丝继续伸入，和锌粒接触。

（锌粒、铜丝之间接触、放开的操作可反复进行）

教师设疑：

（1）锌粒投入稀硫酸有什么现象？

铜丝插入稀硫酸中有无明显现象?

锌与稀硫酸直接反应的实质是什么？

（2）铜丝与锌粒接触后又有什么现象？

（铜丝上有大量气泡，速度比原来锌粒上还快些）

（3）铜丝与稀硫酸不反应，但与锌粒接触后铜丝上有气泡产生，为什么？

（4）铜丝与稀硫酸不反应，不失去电子，其电子从何而来？

根据氧化还原辨证原理，谁失去电子？

（引导学生观察溶液颜色，推断为铜、锌两种金属中的锌失去电子）

（5）既然是锌失去电子,为什么电子会跑到铜丝上被H+得到呢?

[讲解]铜丝虽然与稀硫酸不反应，但铜丝与锌粒接触后，锌与稀硫酸发生氧化还原反应，锌失去的电子转移给铜丝，H+从铜丝得到电子而产生氢气。

值得注意的是锌粒与稀硫酸接触反应时，电子是在锌和氢离子之间直接转换；而在锌粒与铜丝连接时，电子是由锌粒到达铜片后，在铜片上向氢离子转移。

也就是说，锌失去的电子发生了定向移动。

从物理学角度看，电子发生定向移动就要产生电流。

是否这样，我们应任何证明？

动手实验、仔细观察现象、认真思考和探究。

学生思考、回答、不断补充、完善

倾听

学生设计

实验证明

此实验是创新实验，新意在于学生可以进行锌粒、铜丝间接触、放开的反复操作,并便于仔细观察。

回顾实验，教师采用情景激学法,层层设问，环环相扣,逐步引导，激发学习动机,实现难点突破。

采用实验探究法,通过学生探究实验，意在使学生在原有知识的基础上发现新问题，与原有知识产生冲击，并主动寻找解决问题的方法,同时也培养了学生的实验动手能力。

演示实验

电流计的指针发生偏转

仔细观察

验证猜想

多媒体模拟展示

播放动画

观看动画

采用多媒体辅助教学,演示原电池中电子移动的过程,将微观现象宏观化,将瞬间定格化,使学生真正真实地理解原电池的化学原理。

一起归纳出原电池的原理：

较活泼的金属（锌片）失去电子发生氧化反应，电子从锌片上通过导线流向较不活泼的金属（铜片）。

电解质溶液中得电子能力强的粒子在不活泼的金属上得到电子发生还原反应，从而实现了化学能向电能的转化。

根据原电池的组成结构，大家思考一下应如何判断电子流动方向和两金属的正负极？

回顾

思考

总结

学科融合

提问:

物理学上怎么定义电源的正极?

电流与电子有何区别？

总结：

正极是电子流入的一极,即得到电子,发生还原反应。

[讲解]原电池的正负极可以根据电流计指针的偏转方向来判断，指针偏向哪一极，该极就是正极。

从刚才的实验现象知道，指针偏向铜极，铜为正极，那么锌为负极。

从理论上讲，根据金属活动性顺序，锌比较活泼，容易失去电子进入溶液，电子则从锌片定向流到铜片，而电流方向与此相反，从铜片流向锌片。

根据物理学知识，电子流出（电流流入）的电极为负极，电子流入（电流流出）的电极为正极，所以锌为负极，铜为正极。

原电池理论与物理中的电学是一致的，只是物理研究外电路，化学侧重于电池内部工作原理。

回答：

电流流出的一极是正极。

电子带负电荷

原电池理论与物理中的电学是一致的，只是物理研究外电路，化学侧重于电池内部工作原理。

点出这一点，有助于启发学生对新知识的理解，达到学科间综合并灵活运用的目的。

原电池的工作原理

原电池中的电子流向和电流方向

电子流向：

负极（Zn）→正极（Cu）

电流方向：

正极（Cu）→负极（Zn）→正极（Cu）

[设问]铜和锌在稀硫酸溶液中能构成原电池，怎样用方程式来表示电极反应呢？

.原电池的工作原理

负极（锌片发生氧化反应）：

Zn-2e=Zn2+

正极（铜片发生还原反应）：

2H++2e=H2↑

电池总反应方程式：

Zn+2H+=Zn2++H2↑

思考

学生练习

加深学生对原电池工作原理的认识

课堂小结

和反馈

通过本节课的学习，你有什么收获？

引导学生总结。

铜锌原电池能持续不断地向外界提供稳定的电流吗？

研制新型电池有什么重要性？

化学电源可能会引起哪些环境问题？

这些都有待于我们在以后的学习中解决。

[学生甲]我知道了氧化还原反应中的电子转移是化学电池的反应基础，原电池装置可以将化学能直接转化为电能。

[学生乙]原电池工作原理的微观动画模拟给我留下了很深的印象。

我学会了判断原电池的正负极及电子流向。

[学生丙]我能够判断原电池的形成条件是一液、二极、三接触、有反应。

回顾学习过的主干知识，形成完整的知识体系，培养学生的语言表达能力。

作业布置

家庭探究实验：

取四颗无锈铁钉，分别置于①干燥环境②潮湿有水膜环境③浸入自来水中④浸入食盐水中，比较观察，记录生锈的时间和部位。

家庭探究实验既引导学生学以致用，也为以后的学习做好铺垫。