高中化学鲁科版选修一《化学能转化为电能——电池》（第二课时教学设计）发展中的化学电源.pdf

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1、选修一第一章第二节化学能转化为电能一电池（第二课时）发展中的化学电源安徽省涡阳第一中学 教 师 姓 名：田春雨 指 导 教 师：宁 世 余 龚 长 乐一、课标呈现1.内容标准知道生活中常用的电池类型，以干电池、铅酸蓄电池为例认识化学电源中一次电池和二次电池的结构、工作原理、优缺点及应用。2.学业要求能描述电池的工作原理、优缺点，能书写相关的电极反应式，能利用化学物质设计电池。3.教学分析（1）内容分析本节课是基于化学能转化成电能的知识应用课。本节课的核心即从化学电源的类型出发，再进阶到化学电源的工作原理和优缺点探究学习，最后通过化学电源在生活中的广泛应用体会化学学科的社会价值。（2）素养呈现由

2、于化学电源的优缺点体现物质宏观性质，通过学生实验设计进行化学电源工作原理的探究和优缺点本质原因的探析，再通过实验事实和数据来引导学生进行解释和分析，最后整体上理解化学能转化成电能的工作原理，从而发展学生“证据推理与模型”、“科学探究与创新意识”、“科学态度与社会责任”等化学学科核心素养和关键能力。二、策略分析PBL（Project-Based Learning）项目式教学策略使用，不仅能使学生利用多学科的知识和经验在探究、沟通、创新和协作当中解决了现实生活中的问题，同时也体现了化学学科中科学探究、证据推理、微观探析的学科素养。四重表征：符号电极方程式；宏 观 实验现象；微观微观探析；数值电流数

3、据大小的分析。四重表征的利用，将化学教学与现代信息技术融为一体,体现化学学科教学方法的多样性，既突出化学学科的思维方式，又体现化学学科之美，促进学生对电化学的深度学习。三、学情分析1.知识层面：已经初步掌握原电池的工作原理，但仍处于理论的初步学习，尚未建立与真实化学也源的联系。2.能力层面：能够初步提出问题，处理简单问题，但是思维的严谨性存在不足。3.心理层面：探究欲望强烈，充满学习自信，但整合信息，多角度分析问题的能力存在不足。第 1 页四、教学目标1 .单元教学目标：能理解电池的工作原理，并能设计实验将化学能高效的转化为电能。能运用原电池的工作原理解决真实情境中的复杂电化学问题。能基于证据

4、说明各种化学电源的优缺点，了解化学电源在生活中的实际应用，体会化学学科在生活和解决实际问题所体现的价值。2 .本课时教学目标：（1）了解几种常见化学电源（一次电池、二次电池）的工作原理。（2）正确书写有关电池的电极反应式和电池总反应。（3）了解化学电源的广泛应用及废旧电池的危害。五、教学方法实验法、讨论法，探究法六、实验用品二氧化镒、锌片、氯化镂溶液、氢氧化钾溶液、石墨电极等。七、教学重点、难点重点：酸性和碱性锌镒干电池和铅酸蓄电池的工作原理，电极方程式书写。难点：铅酸蓄电池的工作原理八、教学流程环 节情 境问J/任务活 动素源科 学 史 话 _/播 放2 0 0年 的电 池 发 展k _,、

5、化 学 电 源 的 发展？、一,了 解 化 学 电 源叁 屏 中Z、培 养 科 学 有 度.社 会 史 任 序 _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _科 学 探 究 一拓 蓄 电 池X_Jf,、的 蓄 电 池 的发 明 、铅 番 电 池 的工 作 原 理_ 1_ J,、学 生 自 制 酸 性岭 龊 干 电 泊.Af、证 婚 推 理.模 型 认 知、科 学 探 究 二谶 性、酸 性 锌镀 干 电 池、_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _J*酸 性、碱 性 等零 干 电 池 的 问世_ _,f、拓 展 视 野.从生 活 中 学 习致 学 评

6、 价_ _ _ _ _ _,、锂 电 池K_ _A，、工 作 炽 理？X._ _,、模 契 认 知.分 组 讨 论.X _Z、知 行。一、第2页九、教学过程教学环节一：科学史话【情境】科学史话：播放电池发展史视频。【过渡】从1800到现在化学电源经历了翻天覆地的变化，但所有的化学电源都是原电池的实际应用。【复习回答】原电池的工作原理。失e,沿 导 线 传 递，有电流产生软化反 应还 原 反 应-电解质溶液 阴离子 阳离子原 电 池 定 义：利 用 气 化 还 原 反 应 把 化 学 能 转 变 为 电 能 的 装 置。设计意图：通过化学电源发展史体会科学是不断发展变化的，以及我们国家科技的发展

7、，培养学生的社会责任感。教学环节二：微观探析【情境】我们今天就跟随科学家的脚步继续化学电源的探索之旅。首先我们来到了 1859年，法国物理学家普兰特发明了铅蓄电池并沿用到现在。Pb电 极pb02电极【活动】观看铅蓄电池结构flash动画。【任务】微观探析：请同学们书写以下内容。电极材料反应物电极方程式负极正极电解质第3页【情 境】铅蓄电池广泛应用在汽车电瓶和电动车上，它充电时有发生了怎样的反应呢？总方程式PbO2+4H+S0j+2e PbSO4+2H2O【任 务】学生提炼模型放 电P b O2+P i）+2 H z s O 产 一-2 P t）S O4+2 H Q充 电原电池放 电/化学能电能

8、/充电电解 池/设计意图：宏 微 结 合，教 学 环 节 三：科学探究【情 境】转眼来到了 1887年，酸性锌铺干电池问世，但直至1949年碱性锌镒干电池才被发明出来。【任 务】同 学 们 用 实 验 用 品：铝 片、石 墨 片、Mn02、NH4cl溶 液、KOH溶 液、导 线、鳄 鱼 夹、洗 脸 巾、音 乐 芯 片、数字万用表等。设计以下两种锌铳干电池：（酸性）电池 1：Zn+2NH4+=Zn2+2NH3+H2电极反应物发生反应：H2+2MnO2=Mn2O3+H2O（碱 性）电池2：Zn+2MnO2+H2O=ZnO+2MnOOH按步骤完成以下内容：1、工 作 原 理（书写电极方程式）酸性 碱

9、性2、提 炼 模 型（画 图）西交，性K c IM o F，一Za.窜至 三 室；K T c J S c T i V Me F e C o N i C v.Z c G a G e AS M e B r K r-irm*F 5-testK*y a w*-eftss ma wsv 0所 K SR，*r*1F r F u f l-M D k S 9 8 K M s M t:O s U c U u t F l U u p L v T s1-.:w,5 x*f-*，*-,=B n n H MHMM.K v I h m.S4 A m V a BK=f 星三 电n.%Z o Ur我国自主研发的燃料电动车 神

10、舟十号燃料电池发电系统学生演示氢燃料电池带动小车运行。第8页【过渡】在中国科技部搜索电池发展方向，答案是锂电池和燃料电池，麒麟时代的创始人曾毓群说：日本人发明了电池，韩国人把它做大，我们要把它做到世界第一，民族企业让我们感到骄傲自豪。设计意图：拓展学生的视野，融入化学史知识是进行素养为本教学行之有效的方法，可以帮助学生了解科学知识是如何发展变化的，科学家面对问题时是如何探究和思考的，最后是如何解决的，从而在潜移默化中将科学家的智慧转化为学生科学探究与创新意识、科学精神与社会责任等核心素养。*中 华 人 民 日 和 国 手 斗 字 技 术 音B申.文。g 发 展 土 司教学环节五:【学习效果评价

11、】锂电池有很多种，我们来探究下这种锂电池的工作原理:我 国 科 学 家 发 明 了 一 种“可 固 氮”的 锂-氮二 次 电 池，将 可 传 递 L/的 酰 类 作 电 解 质，电池 的 总 反 应 为 6Li+N2Hs Z L i p.下 列 说 法正 确 的 是（B）脱氮A.固 氮 时，锂 电 极 发 生 还 原 反 应B.脱 氨 时，钉 复 合 电 极 的 电 极 反应二 21训-6e=6L i*+N2 tC.固 氮 时，外 电 路 中 电 子 由 钉 莫 合 电 极 流 向锂 电 极D.脱 氮 时，L i,向 钉 复 合 电 极 迁 移模 型 认 知电 解 旗 溶 液设计意图：知行合一

12、，立足于这些真实情景，设置进阶性问题启迪学生全身心的投入学习，引发学生的认识冲突，引导学生深入思考、进行解释，促使学生进一步巩固所学知识，并体验科学探究的快乐，体 现 了 在“做中学”，“学中用”的教学思想。十、板书设计发展中的化学电源一、铅蓄电池工作原理二、酸性锌镒干电池工作原理碱性锌镒干电池工作原理第9页十一、教学评价1.用科学发展史，引发学生学习兴趣，培养学生的社会责任感和科学精神，能促进学生化学学科核心素养形成和发展。2.重视实践，促进学生深度学习皮亚杰的认知论强调，个体所获得的知识很大一部分来源于感官的经验，科学探究活动会让学生产生具体，更明确的感知和体悟，并引发反思性思维活动。让学

13、生选择研究性课题，生活、实践和学习结合，从做中学，知行合一。3.基于问题，提升学生综合运用能力开展科学探究活动是发展学生的科学素养的途径之一，因此在指向核心素养的课堂教学不脱离核心知识基础上，在活动中培养学生综合运用化学知识的能力，提升学生的思维广度。4.注重反馈，有效开展学习评价树 立“素养为本”的化学学习评价，能促进学生化学学科核心素养全面发展。本节课的教学是将素养导向的学习任务嵌入到课堂教学过程中，通过学生活动、教师的提问来外显学生的思维过程，更利于教师基于证据判断学习目标的达成情况，检测学生学习效果。十二、教学反思：1 .本课时教学遵循 知行合一”教学思想设置教学目标，沿着科学家的足迹

14、，通过学生学生活动和过程性评价，圆满地达成了预设的教学目标。2.本课时特色：沿着科学家发明创造化学电源的足迹，探究化学电源的工作原理，用研究性课题化学电源的发展变化的资料并分享，学生全程参与活动，既增强了学习兴趣又提升了解决问题的能力。3.本课时采用“三重表征”教学策略：符号一一电极方程式；宏观一一宏观现象；微观一一微观探析，以此增强学生对化学宏观表征的认知，对学生核心素养的提升有着非常重要的实践意义。4.本课时采用PBL项目式课堂教学模式，打通了课内与课外、线上与线下的教学界限，改变了课堂教学的时间和空间，以问题为导向，让学生在真实问题情境中去实践，并在探究和解决问题的过程中获得基本知识和技

15、能，培养了学生的化学学科关键能力和必备品格。5.“模型认知”有利于完善学生的认知结构“模型认知”是化学核心素养的重要组成部分，是其中的思维核心。通过对复杂化学问题情境中的关键要素及其相互关系的梳理，引领学生追溯相关的知识本体并提取核心要点而构建模型，有利于增进学生对知识本质的理解，为解决复杂问题提供思考框架，形成解决问题的一般思路和方法，完善学生的认知结构。化学电源提供了很好的电池模型，使学生对原电池的工作原理认识逐渐丰富和深刻。通过一次电池和二次电池原理的学习，学生的学科能力逐渐得到发展，素养也得以提升。6.化学史是培养学生核心素养的良好载体在教学中，为了让学生经历原电池模型的建构过程，特地

16、引入了化学史知识。教学实践表明，融入化学史知识是进行素养为本教学行之有效的方法，可以帮助学生了解科学知识是如何形成的，科学家面第 10页对问题时是如何探究和思考的，最后是如何解决的，从而在潜移默化中将科学家的智慧转化为学生科学探究与创新意识、科学精神与社会责任等核心素养。8.科学探究学习化学学科的特点就是实验性，本节课始终用化学实验贯穿于其中。学生在设计实验方案方面还有很多不足，而且遇到的问题很多，整堂课最难把握的就是学生的分组实验，接下教师应重点关注。教师要做好准备工作，判断学生在实验过程中可能出现的问题，才能应对一切课堂上出现的问题。课前教师应该适当布置预习作业，为学生指引方向，如电极材料、离子导体的选择等。在教师的指引下，能够明确实验的目的，实验的方案，实验步骤要清晰，才能提高课堂效率，顺利完成实验探究内容。第11页