《化學(xué)電源》名師教學(xué)設(shè)計(jì)

PAGE8第二節(jié)化學(xué)電源天津市濱海新區(qū)大港第一中學(xué)商桂蘋(píng)核心素養(yǎng)通過(guò)對(duì)生活中常見(jiàn)的化學(xué)電源的認(rèn)識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生的社會(huì)責(zé)任感，具有理論聯(lián)系實(shí)際的觀念，具有將化學(xué)成果應(yīng)用于生產(chǎn)、生活的意識(shí)。指導(dǎo)思想與理論依據(jù)深化認(rèn)識(shí)和優(yōu)化思維品質(zhì)是選修教學(xué)的重要目標(biāo)，這一目標(biāo)的完成應(yīng)基于學(xué)生已有的認(rèn)識(shí)，這就是必修中建立起的相關(guān)知識(shí)系統(tǒng)。要?jiǎng)?chuàng)設(shè)實(shí)際問(wèn)題情境，并在解決這一問(wèn)題的過(guò)程中引導(dǎo)學(xué)生自主形成相應(yīng)的程序和方法。本節(jié)課的教學(xué)設(shè)計(jì)通過(guò)比較“化學(xué)電源”這一內(nèi)容在必修和選修課程中的不同，分析學(xué)生在必修課程中已經(jīng)建立的認(rèn)知框架，尋找學(xué)生的“最近發(fā)展區(qū)”，圍繞有一定難度的理論探究和實(shí)驗(yàn)探究活動(dòng)，幫助學(xué)生在已有的知識(shí)基礎(chǔ)上，對(duì)原電池為雛形發(fā)展起來(lái)的化學(xué)電源認(rèn)識(shí)得到逐層發(fā)展。教學(xué)背景分析化學(xué)電源其實(shí)它不是一個(gè)簡(jiǎn)單的關(guān)于原電池的應(yīng)用，它本身也反映了學(xué)科當(dāng)中基于原電池的電化學(xué)的研究角度和視野。化學(xué)電源這部分如果只做一個(gè)科普介紹，這其實(shí)是降低了化學(xué)電源這的教學(xué)價(jià)值。特別是對(duì)于反應(yīng)原理模塊的化學(xué)電源，必須和原電池打通考慮，不能把它們變成孤立的內(nèi)容?；蛘哒f(shuō)原電池就講原理，化學(xué)電源就不講原理，而只是知道、了解。那樣學(xué)原電池的功能就無(wú)法體現(xiàn)出來(lái)了。其實(shí)化學(xué)電源是科學(xué)家研究原電池的直接目的，科學(xué)家正是用原電池的原理制作化學(xué)電源的，化學(xué)電源體現(xiàn)了原電池的研究?jī)r(jià)值。對(duì)于學(xué)生來(lái)講，要建立原電池和化學(xué)電源的關(guān)系，讓學(xué)生體會(huì)到化學(xué)家是怎樣用原電池去研究化學(xué)電源的。原電池和化學(xué)電源基本構(gòu)成一樣，變的是哪部分，不同的化學(xué)電源之間又變化了什么。盡管學(xué)生不能背下這些東西，但至少思路上學(xué)生可以連通了，他可以理解科學(xué)家開(kāi)發(fā)化學(xué)電源的路徑和方向。本課教學(xué)目標(biāo)設(shè)計(jì)三維目標(biāo)：深入理解原電池的工作原理基礎(chǔ)上，通過(guò)理論探究明確堿性鋅錳干電池和鉛蓄電池的內(nèi)部構(gòu)造和工作原理，通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究明確燃料的電池的工作原理，深化對(duì)原電池的認(rèn)識(shí)，了解原電池發(fā)展到化學(xué)電源的復(fù)雜性。學(xué)會(huì)書(shū)寫(xiě)簡(jiǎn)單化學(xué)電源的電極反應(yīng)式，能根據(jù)具體的氧化還原反應(yīng)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單的化學(xué)電源。通過(guò)探究活動(dòng)感悟科學(xué)家利用原電池原理設(shè)計(jì)化學(xué)電源的艱辛，體會(huì)化學(xué)家利用原電池原理研究化學(xué)電源的一般思路和方法，感受人類在開(kāi)發(fā)利用化學(xué)電源中的思考與困惑，感悟人類對(duì)化學(xué)電源經(jīng)歷的實(shí)用性到綠色化再到可持續(xù)的認(rèn)識(shí)發(fā)展過(guò)程，體會(huì)人與自然建立和諧共生關(guān)系的重要性。教學(xué)重點(diǎn)堿性鋅錳干電池、鉛蓄電池、氫氧燃料電池的工作原理教學(xué)難點(diǎn)利用原電池的原理設(shè)計(jì)化學(xué)電源的思路和方法教學(xué)過(guò)程教學(xué)環(huán)節(jié)教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)設(shè)計(jì)意圖引入新課【引入】簡(jiǎn)單介紹神奇的便攜式手機(jī)充電器【復(fù)習(xí)】銅鋅原電池裝置中正負(fù)極分別發(fā)生了什么反應(yīng)電流是如何產(chǎn)生的【回顧復(fù)習(xí)】原電池是化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置。復(fù)習(xí)池工作原理，重新體會(huì)氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)分開(kāi)在兩極完成電子轉(zhuǎn)移有序進(jìn)行，從而形成電流的過(guò)程。激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)新知識(shí)的熱情復(fù)習(xí)已經(jīng)掌握的原電池原理為后面的深化理解化學(xué)電源原理提供基礎(chǔ)。理論探究：堿性鋅錳干電池和鉛蓄電池的裝置簡(jiǎn)圖和工作原理引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識(shí)到原電池與生活中的各種化學(xué)電源之間的還有很大差距。提出問(wèn)題：科學(xué)家在依據(jù)原電池的原理設(shè)計(jì)化學(xué)電源時(shí)要綜合考慮全面分析哪些因素引導(dǎo)學(xué)生一起總結(jié)：積極思考：根據(jù)生活經(jīng)驗(yàn)認(rèn)識(shí)原電池和化學(xué)電源的差別，分析科學(xué)家設(shè)計(jì)化學(xué)電源時(shí)要必須解決的問(wèn)題比能量、原料、安全、環(huán)保??學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)室的原電池和生活中的化學(xué)電源的差別有感性認(rèn)識(shí)上升到理性認(rèn)識(shí)。積極思考以原電池為原理設(shè)計(jì)化學(xué)電源的考慮因素和解決策略。鼓勵(lì)學(xué)生依據(jù)兩個(gè)氧化還原反應(yīng)方程式

利用原電池原理，考慮設(shè)計(jì)化學(xué)電源的因素。設(shè)計(jì)生活中常用的兩種化學(xué)電源堿性鋅錳干電池和鉛蓄電池裝置簡(jiǎn)圖。多數(shù)同學(xué)沿著原電池的原理設(shè)計(jì)如下兩種裝置，可能會(huì)有部分同學(xué)會(huì)從金屬氧化物能否直接做電極、溶液濃度、固體表面積以及鹽橋角度考慮。深化對(duì)原電池原理的認(rèn)識(shí)，體會(huì)設(shè)計(jì)化學(xué)電源和設(shè)計(jì)原電池的差別，體會(huì)化學(xué)電源設(shè)計(jì)的復(fù)雜性對(duì)比堿性鋅錳干電池和鉛蓄電池的實(shí)際內(nèi)部構(gòu)造。引導(dǎo)學(xué)生完成電極反應(yīng)方程式。積極的對(duì)比兩種電池內(nèi)部實(shí)際結(jié)構(gòu)與自己設(shè)計(jì)的相同點(diǎn)和不同點(diǎn)。對(duì)比中完善了對(duì)兩種化學(xué)電源的構(gòu)造認(rèn)識(shí)和原理認(rèn)識(shí)，也完成了對(duì)化學(xué)電源設(shè)計(jì)的要點(diǎn)認(rèn)識(shí)實(shí)驗(yàn)探究：氫氧燃料電池的裝置簡(jiǎn)圖和工作原理引導(dǎo)學(xué)生分析：氫氧燃料電池的反應(yīng)原料氫氣和氧氣如何得失電子如何設(shè)計(jì)氫氧燃料電池的裝置簡(jiǎn)圖學(xué)生模仿二氧化錳和二氧化鉛的處理方式，涂在導(dǎo)體電極表面的方式，但學(xué)生不能確定氣體能否被固體吸附學(xué)生在前面已經(jīng)了解二氧化錳和二氧化鉛在導(dǎo)體電極表面得電子的方式，在這里可以遷移類比。鼓勵(lì)學(xué)生實(shí)驗(yàn)探究：先電解制得氫氣氧氣，然后體驗(yàn)是否通過(guò)用石墨做電極形成電流。學(xué)生實(shí)驗(yàn)：

視覺(jué)體驗(yàn)真實(shí)感受是最鮮活的教材，電流表指針有偏轉(zhuǎn)堅(jiān)定了學(xué)生的推測(cè)。實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象與理論推測(cè)相結(jié)合，體會(huì)化學(xué)實(shí)驗(yàn)在化學(xué)研究中的重要價(jià)值。展示實(shí)驗(yàn)教具：氫氧燃料電池試驗(yàn)器演示實(shí)驗(yàn)：氫氧燃料電池實(shí)驗(yàn)器使小電扇轉(zhuǎn)起來(lái)。觀看，靜待“奇跡”近距離體會(huì)氫氧燃料電池發(fā)電，深化對(duì)燃料電池將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的理解展望未來(lái)化學(xué)電源引發(fā)學(xué)生思考：一次電池、二次電池、燃料電池誰(shuí)將成為未來(lái)化學(xué)電源的主打燃料電池的開(kāi)發(fā)存在的困難體會(huì)思考分享體味科學(xué)研究、化學(xué)電源研發(fā)的復(fù)雜性，體會(huì)科學(xué)工作者的艱辛。課堂小結(jié)由科學(xué)原理創(chuàng)新：將氧化還原反應(yīng)分開(kāi)在兩極進(jìn)行的原電池原理產(chǎn)生，到優(yōu)選反應(yīng)原料、進(jìn)行設(shè)計(jì)裝置的技術(shù)創(chuàng)新，實(shí)現(xiàn)了社會(huì)的進(jìn)步。人類對(duì)化學(xué)電源的認(rèn)識(shí)和使用已經(jīng)經(jīng)歷了走過(guò)了最初的使用主義上升到綠色思想，如今已經(jīng)升華到了可持續(xù)發(fā)展的新階段。

梳理思路，重新認(rèn)識(shí)原電池與化學(xué)電源之間的關(guān)系。體會(huì)科研工作者對(duì)社會(huì)進(jìn)步的巨大貢獻(xiàn)，體會(huì)化學(xué)學(xué)科的社會(huì)價(jià)值。體會(huì)人