第二节 化学能与电能(第一课时)教学设计
湖南省城步苗族自治县第一民族中学 夏清国
一．教学内容分析
本节课教学内容是人教版高中《化学（必修）》中第二章“化学反应与能量”第二节“化学能与电能”的第一课时，是电化学中的重要知识。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，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。该节内容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。
生活在现代社会，学生对“电”有着丰富而又强烈的感性认识。当学生了解了化学反应中能量转化的原因，并感受了探究化学能与热能的相互转化过程之后，会对化学能与电能之间的转化问题产生浓厚的兴趣。正是基于学生的这种心理特征，本节内容侧重于化学能转化为电能的研究，教材开始的几个设问，把学生带进了“化学能与电能之间相互转化”研究之中。从能量转换角度看，本节课程内容是对前一节课中“一种能量转化为另一种能量，能量也是守恒的；化学能是能量的一种形式，它同样可以转化为其他形式的能量，如热能和电能等”论述的补充和完善。从反应物之间电子转移角度看，原电池概念的形成是氧化还原反应本质的拓展和应用，是实现氧化还原反应这一主干知识的螺旋式上升的一个重要环节；从思维角度看，“将化学能直接转化为电能”的思想，是对“化学能→热能→机械能→电能”思维方式的反思和突破。与元素化合物的知识相比，化学反应原理部分内容更注重学科知识的应用、整合以及学生的思维的有序性和缜密性的培养。因此本节课的重心是实现通过氧化还原反应将化学能转变成电能的装置的研究。
二．学生情况分析及学法指导
.知识基础
高一学生好奇心强，思维活跃，能积极主动地学习。学生通过“化学（必修）”的学习，已经学习了钢铁的腐蚀，在日常生活中也见到各种类型的电池，认识到生活中处处有化学，已经了解了氧化还原反应的实质是电子的得失或偏移，通过初中物理的学习已经知道带电粒子的定向移动形成电流，知道电流的形成的基本条件：有电源，形成闭合回路。但是学生对于将一个氧化还原反应分为两个半反应在两个不同场所发生这种情况是第一次接触，因此在本节课教学中设置了“将锌粉和稀硫酸直接接触进行反应”这一演示实验和“如何检验是否有电流产生？”这一问题，淡化了其中相对于他们知识水平而言较为难以理解的电极电势的知识，而从实际需要出发，实现氧化剂和还原剂分开的设计思想，然后通过实验事实的直观材料去分析原电池的工作原理，降低难度，符合学生的认知规律。
.实验技能基础
经过一个学期的高中学习，学生已经基本习惯了新教材的学习思路和学习方法，同时已具备一定的化学思维基础和一定的动手能力和实验设计能力，且由于物理课上的训练，学生也已经具备一定的电路组装能力。这些都将提高学生学习本课的积极性，也为提高学生的课堂解决问题能力和实践动手能力创造了条件。因此本节课主要采用学生通过实验获得大量的感观材料之后加以分析的方法来进行教学。
.学法指导
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，但学生初次接触电化学知识，对原电池的工作原理有神秘感和探索欲望，要充分利用学生
的好奇心和求知欲，设计层层实验和问题情境，使学生在自主实验、积极思考和相互讨论中自己发现问题、分析问题和解决问题。
根据学生的知识结构、心理特点和教学内容的实验需要，采用分组实验探究、问题探讨、分析推理和比较归纳等方法，并结合多媒体进行辅助教学。在实验→观察→讨论→推测→验证的过程中，学习和理解原电池的概念、原理和构成条件。通过本课的学习，使学生养成善于观察、善于思考的习惯，并学会运用观察、比较、归纳等方法去分析、解决问题，达到学以致用的目的。
三．教学设计总体思路
设计出一套可以将化学能转变成电能的装置的必要性→设计出一套可以将化学能转变成电能的装置的可行性（氧化还原反应的实质的分析）→设计出一套原电池并分析原电池的形成条件→研究原电池的工作原理（氧化还原反应的实际应用）。本节课的内容主要由“能否实现直接将化学能直转变成电能？”、“如何实现直接将化学能直接转变成电能？”、“如何确保实现直接将化学能直接转变成电能？”和“化学能是如何直接转变成电能的？”这个问题贯穿起来，学生在思考这些问题的过程中，思维的发散性和缜密性都得到了一定程度的锻炼，同时也加深了对氧化还原反应的理解，了解了氧化还原反应和原电池装置之间的联系。在实施过程中，在实验用品的选择上提供了多样化的实验用品，让学生可以积累到尽可能多的实验素材，获取更多的感观材料，然后从众多的材料中找出共性、规律，从而使学生的思维的有序性得到一定程度的锻炼，与此同时，对原电池的形成条件这一知识的理解也就顺理成章了。
四．教学目标设计
.基本目标
【知识与技能】
了解原电池的形成条件；了解原电池的工作原理；理解化学能与电能之间转化的实质。
【过程与方法】
通过创设问题情境、学生进行实验探究，帮助学生自主建构原电池的概念；学会根据简单的氧化还原反应设计出一套原电池，并分析其工作原理。
【情感态度与价值观】
通过对设计原电池装置的可行性及其实现条件的思考与交流，培养浓厚的学习兴趣，养成严谨求实的科学态度，培养学生解决问题的意识和加强学生解决问题的能力；通过对原电池的形成条件的研究，提高归纳总结和分类处理信息的能力。
.发展性目标
【知识与技能】
能从本质上理解原电池的形成条件和工作原理，加强对氧化还原反应和原电池原理之间的联系的理解。
【过程与方法】
能有序地思考方案设计的可行性原则，能从众多的感观材料中提取分析出共性和规律。
【情感态度与价值观】
体会思维的快乐和思维得到实验验证的成功的喜悦。
.教学重点的分析与确定
在本节课中学生初次接触原电池的知识，而在后面的选修模块中还会详细介
绍原电池原理的不同应用，加深对原电池原理的充分理解。因此将本节课的重点定位为：理解氧化还原反应与原电池原理之间的联系，了解原电池的形成条件和简单原电池原理的分析。
.教学难点的分析与确定
学生此时对于氧化还原反应的知识已经有了一定程度的储备，但是化学反应原理的实际应用却是第一次接触，而对于将一个氧化还原反应分为两个半反应在两个不同的场所发生也十分陌生，因此将本节课的难度定位为：原电池装置的设计。
五．教学过程设计
.教学流程图
.教学资源的开放性措施
本节课所选用和开发的教学资源主要体现在个方面：
一是学生实验：本节课提供给学生探究原电池的形成条件的用品有：稀硫酸、锌片片、铜片片、镁条根、碳棒根、酒精、电流计、电解槽个、导线若干。要求完成两个实验，一个是自行组装原电池装置；二个是探究原电池的构成条件。这
是一次开放性较大的实验，设计这样环节的主要目的是培养学生思维的有序性和严谨性。
二是音频文件：“地球一小时”活动中羽泉组合的音乐《关一盏灯》，格林太太假牙的音频。
三是动画：火力发电的工作原理动画，形象具体。在探究原电池的原理这一环节，通过播放原电池工作原理的动画，将学生看不见的微观世界宏观化。在探究原电池的形成条件环节，提供的实验器材是有限的，通过原电池的形成条件动画的演示，能更深的认识原电池的形成条件。
四是视频：《电，也可以自己做》视频，使原电池装置的组装难度降低，在课外活动的环节，《水果电池》视频，激发学生探究知识的欲望。
.问题情景的开放性措施
整节课围绕着化学能直接转变成电能这一核心问题贯穿而成，在本节课中设计了下列开放性的问题情景：
①我们能不能利用某一类型的反应，将化学能直接转变成电能？如果可以，该反应时属于什么类型的反应？
②以 ↑为例分析，如何能检测到反应中有电流产生？请设计一套简易装置来验证你的猜想。
③电极材料除了锌、铜，可否是别的材料？反应液除了稀硫酸可否是别的液体?设计实验方案探究原电池的形成条件。
④以锌、铜、稀硫酸原电池为例，分析电池的正负极，并分析两极上可能发生的变化。
通过复习巩固各种基本反应类型的特点，强化学生对氧化还原反应实质的认识，通过对装置的设计，培养学生解决问题的能力，让学生根据实验现象分析原电池的原理，强化对原电池中，氧化还原反应被分成两个半反应在两个不同场所中发生的理解，使学生感受从感性到理性的提升，体现新课程理念中“螺旋式上升”这一特点。
.学生活动的开放性措施
本节课设计安排了以开放性学生活动：
（）探讨化学能直接转变成电能的可能性。
（）原电池装置的组装，原电池的构成条件的实验探究。
（）课堂上采用实验探究、对比归纳，讨论交流等方法学习新知识。 （）课外制作一个水果电池。
（）课后通过查找资料，了解常见电池的构造，原理和用途。
以上的开放性学生活动，有一定的开放程度，能充分调动学生的探究欲望发挥其积极性，让知识的生成变成学生自发自觉地一种行为。在探究活动中，有些学生可综合考虑各方面因素，得出正确结论，而有些同学考虑并不全面，设计的装置图或多或少有些缺憾。在实验探究中，有的同学能很好的进行方案设计后进行实验，获得较多的有序实验的信息，规律的得出相对轻松；而一部分同学动手比动脑快，需要一定的提示才能获得规律，在这些探究活动中，体现出了学生的个体差异。
.教学进程
教学环
教师活动 学生活动
设计意图
化学能与电能教学设计2 人教课标版（优秀教案）
