望江中學(xué)高一化學(xué)備課組集體備課教案
望江中學(xué)高一化學(xué)備課組集體備課教案
第一節(jié)無機(jī)非金屬材料的主角硅
主備人史滿紅
教材分析:
硅是帶來人類文明的重要元素之一,硅及其化合物是元素化合物知識的重要基礎(chǔ)知識。本節(jié)內(nèi)容不僅為形成化學(xué)基本觀念提供感性基礎(chǔ),也為了解化學(xué)與生活,化學(xué)與社會發(fā)展,化學(xué)與技術(shù)進(jìn)步之間的密切關(guān)系提供了豐富的素材。
本節(jié)的主要內(nèi)容有硅在自然界中的存在形式、二氧化硅的性質(zhì)、硅酸鹽的性質(zhì)、硅及化合物的用途。在教學(xué)中可采用碳和硅(同一主族相鄰的兩種元素)進(jìn)行對比,突出它們的相似性與不同性。另外多運(yùn)用日常生活中的事例進(jìn)行教學(xué),聯(lián)系生產(chǎn)生活的實(shí)際,充分利用實(shí)物、模型、彩圖、實(shí)物照片等形式,增強(qiáng)教學(xué)的直觀行,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,培養(yǎng)學(xué)生熱愛科學(xué)的情感。
教學(xué)目標(biāo):
知識與技能
1、了解硅的重要化合物的主要性質(zhì),認(rèn)識硅及其化合物的主要用途。2、聯(lián)系生產(chǎn)生活實(shí)際,培養(yǎng)學(xué)生對知識的遷移能力。
過程與方法
1、采用對比的方法,聯(lián)系碳、二氧化碳大等學(xué)生已有的知識、經(jīng)驗(yàn)來介紹硅、二氧化硅等新知識。
2、運(yùn)用日常生活中事例進(jìn)行教學(xué),增強(qiáng)教學(xué)的直觀性。
情感態(tài)度與價(jià)值觀
1、認(rèn)識硅及其化合物的廣泛喲鷗鳥國土,體會化學(xué)的創(chuàng)造性與實(shí)用性,并關(guān)注化學(xué)有關(guān)的實(shí)際問題。
2、利用實(shí)物、模型及學(xué)生自己手機(jī)的有關(guān)實(shí)物或照片,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,培養(yǎng)學(xué)生熱愛科學(xué)的情感。
3、通過動手實(shí)驗(yàn),培養(yǎng)學(xué)生實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度。
教學(xué)重點(diǎn):
二氧化硅的性質(zhì)
教學(xué)難點(diǎn):
硅酸鹽的豐富性和多樣性。
教學(xué)方法:
對比法、討論法、講授法
教學(xué)安排:(二課時(shí))
高一化學(xué)備課組第1頁共6頁
第一課時(shí):二氧化硅、硅酸第二課時(shí):硅酸鹽、單質(zhì)硅
教學(xué)過程:(第一課時(shí))
[導(dǎo)入]美國的硅谷位于美國西海岸加利福尼亞州北部舊金山南郊,圣克拉拉縣和圣胡安兩城之間的一條長48公里,寬16公里的長條形地帶上。由于它集中了全世界90%以上的著名半導(dǎo)體公司(思科、英特爾、惠普、朗訊、蘋果),而半導(dǎo)體的基本元件是硅片,所以該地區(qū)被稱為“硅谷”。該地區(qū)客觀上成為美國高新技術(shù)的搖籃,現(xiàn)在硅谷已成為世界各國半導(dǎo)體工業(yè)聚集區(qū)的代名詞。也是高新科技的象征。[師]既然硅這么重要,那么他是如何存在,有些什么性質(zhì)呢?[板書] 4-1無機(jī)非金屬材料的主角硅
[師]主角,我們足以看出硅的地位。我們看課本P46圖3-1,硅在地殼中的含量居第二,僅次與氧。
硅的氧化物及硅酸鹽構(gòu)成了地殼中大部分的巖石、沙子和土壤、約占地殼總量的90%以上。[學(xué)生活動]看圖4-1
[師]大家在元素周期表中找到硅,并且寫出硅和碳的原子結(jié)構(gòu)示意圖。[學(xué)生活動]
CSi
[師]它們最外層均為四個(gè)電子,既不容易得到也不容易失去,性質(zhì)穩(wěn)定。但他們卻是不可以忽視的:碳--統(tǒng)治了有機(jī)界:碳是構(gòu)成有機(jī)物的主要元素;硅統(tǒng)治了無機(jī)礦物界:硅是構(gòu)成巖石與許多礦物的基本元素。
下面我們的學(xué)習(xí)就圍繞著碳和硅的相似性進(jìn)行學(xué)習(xí)。[學(xué)生活動]回顧碳的相關(guān)知識
存在酸性氧化物弱酸性質(zhì)
[師]閱讀課本P74-76頁內(nèi)容,從碳的性質(zhì)總結(jié)硅、二氧化硅、硅酸的性質(zhì)。[學(xué)生活動]
[資料卡片]在25℃和101kPa的條件下,由單質(zhì)生成1molCO2時(shí)放熱393.5kJ;而在同樣條件下,生成1molSiO2時(shí)放熱910.9kJ.放熱越多,其生成物通常越穩(wěn)定,可見SiO2比CO2更容易生成,而且更穩(wěn)定。[思考]比較碳、硅親合氧的能力及硅在自然存在形式?[歸納]①硅的親氧性強(qiáng)于碳的親氧性。
②因此硅元素在氧化氣氛包圍的地球上,硅主要以SiO2及硅酸鹽形式存在。[板書]1、二氧化硅SiO2
[師]從課本P74-75的內(nèi)容,大家對二氧化硅進(jìn)行樹型分類?[學(xué)生思考、書寫]
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[展示]二氧化硅的結(jié)構(gòu)模型
[師]二氧化硅晶體,基本結(jié)構(gòu)單元是正四面體,每個(gè)Si結(jié)合4個(gè)O,每個(gè)O結(jié)合2個(gè)Si,形成空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。
正是這種結(jié)構(gòu),決定了其具有優(yōu)良的物理和化學(xué)性質(zhì)。[思考與交流]請根據(jù)SiO2的存在和應(yīng)用思考:
二氧化硅具有哪些物理性質(zhì)?化學(xué)穩(wěn)定性如何?你的根據(jù)是什么?SiO2的這些性質(zhì)是由什么決定的?[學(xué)生活動]
[歸納、總結(jié)、板書]
①物理性質(zhì):熔點(diǎn)高、硬度大②用途:建筑材料、飾品、工藝品③化學(xué)性質(zhì):穩(wěn)定性好
[過渡]下面我們一起來看看SiO2的化學(xué)性質(zhì),玻璃的主要成分是二氧化硅和硅酸鹽,我們通過其性質(zhì),來看SiO2的性質(zhì)。
[師]我們可以用玻璃瓶來裝試劑:酸、堿、鹽,這可以看出其化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定,不能夠跟一般的酸發(fā)生反應(yīng),除HF外。[板書]a、不與酸反應(yīng),氫氟酸除外SiO2+4HF=SiF4↑+2H2O用途:可以在玻璃上雕刻花紋等
[師]因?yàn)镠F酸可以和SiO2反應(yīng),所以HF的保存就不能使用玻璃瓶,而用塑料或橡膠瓶,我們可以用這個(gè)性質(zhì)在玻璃上雕刻花紋,量器上雕刻刻度等。[展示]裝有NaOH的試劑瓶
[思考]一般的試劑瓶都使用玻璃瓶塞,而這個(gè)試劑瓶使用的是橡膠塞,為什么?[思考、討論]
[總結(jié)]我們開始將CO2和SiO2比較,CO2是酸性氧化物,SiO2也是酸性氧化物,所以其具有酸性氧化物的通性,即能與堿、堿性氧化物反應(yīng)。[板書]b、與堿性氧化物反應(yīng)
SiOCaSi3O2CaO高溫C、與堿反應(yīng)
SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O
[師]正是因?yàn)槠淠芘cNaOH發(fā)生反應(yīng),所以其瓶塞使用的是橡膠塞。[過渡]CO2溶于水生成H2CO3,SiO2我們知道它是不能溶于水的,它有沒有對應(yīng)的酸呢?如何制取呢?
[思考]碳酸的制取,使用的是強(qiáng)酸制弱酸的方法,那么硅酸是不是也可以使用同樣的方法獲得呢?
[探究實(shí)驗(yàn)4-1]試管中取3mlNa2SiO3溶液,滴入2滴酚酞,逐滴加入稀HCl,邊加邊振蕩,至紅色變淺并接近消失時(shí)停止。[學(xué)生活動]觀察、思考
[總結(jié)、歸納、板書]2、硅酸實(shí)驗(yàn)過程:
現(xiàn)象:紅色消失,生成白色凝膠
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結(jié)論:硅酸鈉轉(zhuǎn)化為硅酸
反應(yīng):Na2SiO3+2HCl=H2SiO3(膠體)+2NaCl
[師]硅酸凝膠經(jīng)干燥脫水后的到多空的硅酸干凝膠,稱為“硅膠”。硅膠多空,吸附水的能力強(qiáng),常用作實(shí)驗(yàn)室和袋裝食品、瓶裝藥品的干燥劑,也可以作催化劑的載體。[課堂練習(xí)]1、下列各組物質(zhì)有關(guān)性質(zhì)關(guān)系的比較,正確的是()
A.溶解性:CO2H2CO3C.熔點(diǎn):SiO2>CO2(干冰)D.硬度:SiO2
教學(xué)過程:(第二課時(shí))
[復(fù)習(xí)引入]上節(jié)課我們學(xué)習(xí)了二氧化硅的性質(zhì)和用途和硅酸的制取用途。
對照它們之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系,寫出相應(yīng)的方程式。
[學(xué)生活動]書寫相關(guān)的化學(xué)方程式。
[創(chuàng)設(shè)情境]在農(nóng)田的施肥中,如何才能使
,K+更大程度的吸收呢?聯(lián)系膠體的性質(zhì)進(jìn)行思考。NH4[學(xué)生活動]閱讀P77,科學(xué)視野。
[師]硅酸鹽巖石長期在水和大氣中二氧化碳侵蝕下,風(fēng)化為黏土,并且形成土壤膠體。
土壤膠體帶負(fù)電,與NH4,K+等營養(yǎng)離子相結(jié)合,使土壤具有保肥作用。
土壤、巖石中都含有大量硅酸鹽,硅酸鹽在自然界中分布極廣,其結(jié)構(gòu)復(fù)雜,大多數(shù)不溶于水,化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定。[展示]Na2SiO3溶液
[師]SiO2與NaOH反應(yīng)生成的Na2SiO3就一種最簡單的硅酸鹽,其能夠溶于水,水溶液俗稱為水玻璃,是制備硅膠和木材防火劑的主要原料。
[實(shí)驗(yàn)4-2]取兩個(gè)濾紙片,分別浸在水和水玻璃中,取出,放在酒精燈外焰上。[學(xué)生活動]觀察、填表。放入蒸餾水放入Na2SiO3飽和溶液現(xiàn)象結(jié)論[師]浸泡在Na2SiO3飽和溶液的濾紙不能燃燒,所以其可以作木材的防火劑。[師]看圖4-8應(yīng)用廣泛的硅酸鹽產(chǎn)品
[學(xué)生活動]閱讀課本P78-79內(nèi)容,填寫下表[板書]原料生產(chǎn)設(shè)備主要成分水泥玻璃陶瓷[師]以上我們介紹的是傳統(tǒng)的無機(jī)非金屬材料,現(xiàn)在非金屬材料發(fā)展迅速,出現(xiàn)了許多具有特殊功能的材料。
介紹SiC、硅鋼、硅橡膠、新型陶瓷等內(nèi)容。[學(xué)生活動]閱讀課本P79,單質(zhì)硅,完成下列問題。
[板書](1)硅單質(zhì)的存在形式:有__________和________兩種。
(2)物理性質(zhì):________________________________________。(3)化學(xué)性質(zhì):常溫下___________。
(4)硅的用途:高純硅是良好的_______材料,于制造集成電路、太陽能電池等。[師]指導(dǎo)學(xué)生完成,并介紹相關(guān)內(nèi)容[課堂練習(xí)]
1、熔融燒堿應(yīng)選用的器皿是()
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A.石英坩堝B.普通玻璃坩堝C.鐵制坩堝D.陶瓷坩堝
2、生產(chǎn)水泥、普通玻璃都要用到的主要原料是()
A.黏土B.石灰石C.純堿D.石英
3、下列所列各物質(zhì)的用途中,不正確的是...
A.石英砂:制玻璃、制單晶硅B.硅膠:干燥劑、吸附劑、催化劑載體C.碳化硅:砂紙、砂輪D.硅酸:粘合劑、耐火材料[總結(jié)]這節(jié)課我們主要學(xué)習(xí)了硅酸鹽和單質(zhì)硅的相關(guān)知識。需要重點(diǎn)掌握傳統(tǒng)的無機(jī)非金屬材料水泥、玻璃、陶瓷的原料,生產(chǎn)過程和主要成分,以及硅做半導(dǎo)體的特性的用途。
板書設(shè)計(jì):
3、硅酸鹽原料水泥玻璃陶瓷4、硅單質(zhì)生產(chǎn)設(shè)備主要成分(1)硅單質(zhì)的存在形式:有__________和________兩種。
(3)化學(xué)性質(zhì):常溫下___________。
(4)硅的用途:高純硅是良好的_______材料,于制造集成電路、太陽能電池等。
(2)物理性質(zhì):________________________________________。
教學(xué)反思:
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擴(kuò)展閱讀:陳經(jīng)綸中學(xué)高一化學(xué)集體備課6(化學(xué)能與電能)
《化學(xué)能與電能》
一、教材分析1、地位作用
化學(xué)能與電能屬于化學(xué)原理范疇,是化學(xué)學(xué)科的重要原理性知識之一,也是對氧化還原反應(yīng)原理本質(zhì)的拓展和應(yīng)用。初中化學(xué)初步學(xué)習(xí)了“化學(xué)與能源”,在選修模塊④將系統(tǒng)深入地學(xué)習(xí)化學(xué)反應(yīng)與能量。本節(jié)課既是對初中化學(xué)相關(guān)內(nèi)容的提升與拓展,又為選修奠定必要的基礎(chǔ)。起到承前啟后的作用。“學(xué)前知識”氧化還原反應(yīng)能量轉(zhuǎn)化的原因“學(xué)中知識”原電池原電池工作原理原電池構(gòu)成條件“學(xué)后知識”化學(xué)反應(yīng)原理本節(jié)融合了(1)氧化還原反應(yīng)(2)能量的轉(zhuǎn)換(3)原電池原理的應(yīng)用(4)電解質(zhì)溶液、金屬的活潑性(5)物理中的電學(xué)等知識。并彼此結(jié)合、滲透。通過本節(jié)課的學(xué)習(xí),學(xué)生將會形成一個(gè)氧化還原反應(yīng)、能量轉(zhuǎn)換、元素化合物知識、電解質(zhì)溶液,物質(zhì)的量有關(guān)計(jì)算等知識聯(lián)系起來的知識網(wǎng)絡(luò)。對培養(yǎng)學(xué)生從實(shí)踐到理論,又從理論到實(shí)踐的認(rèn)知規(guī)律的提高有很大的作用。而且原電池在實(shí)際生活、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、科學(xué)研究中應(yīng)用十分廣泛,因此學(xué)好本節(jié)知識,具有重要的理論意義和現(xiàn)實(shí)意義。
2、主要內(nèi)容火力發(fā)電:燃燒發(fā)電的原理及利弊分析引出原電池實(shí)驗(yàn)探究:概念、工作原理、組成及創(chuàng)造性實(shí)驗(yàn)轉(zhuǎn)化技術(shù)產(chǎn)品:各種化學(xué)電源的設(shè)計(jì)、工作原理和應(yīng)用3、重點(diǎn)難點(diǎn)
教學(xué)重點(diǎn):初步認(rèn)識原電池概念、反應(yīng)原理、構(gòu)成及應(yīng)用。認(rèn)識化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能對現(xiàn)代化學(xué)的重大意義。教學(xué)難點(diǎn):通過對原電池實(shí)驗(yàn)的探究,引導(dǎo)學(xué)生從電子轉(zhuǎn)移角度理解化學(xué)能向電能轉(zhuǎn)化的本質(zhì)。
二、學(xué)情分析1、本階段學(xué)生已經(jīng)預(yù)備了一定的化學(xué)基礎(chǔ)知識,在必修一的第二章中學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)氧化還原反應(yīng)的知識,懂得了氧化還原反應(yīng)的本質(zhì)是電子得失,這樣就有利于理解原電池中的電子轉(zhuǎn)移問題。在必修一的第一章我們還學(xué)習(xí)了物質(zhì)的量的計(jì)算,對電化學(xué)的有關(guān)計(jì)算應(yīng)該比較容易入手。但由于相隔時(shí)間比較長,不可避免的會出現(xiàn)遺忘的情況。
2、學(xué)生以前沒有接觸過電化學(xué)的內(nèi)容,有些地方可能理解不你能很順暢,比如,為什么金屬不直接和電解質(zhì)溶液發(fā)生,而要繞圈運(yùn)動等。
3、學(xué)生對化學(xué)實(shí)驗(yàn)的興趣濃厚。三、教學(xué)目標(biāo)1、知識與技能:
①理解并掌握原電池原理。
②通過實(shí)驗(yàn)提高學(xué)生設(shè)計(jì)能力、觀察能力、動手能力及思維能力。2、過程與方法:
第1頁①通過教師創(chuàng)設(shè)問題情境、學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究,幫助學(xué)生自主建構(gòu)原電池概念,理解和掌握原電池原理。
②通過化學(xué)史實(shí)引導(dǎo)學(xué)生以問題為中心發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的學(xué)習(xí)方法。3、情感態(tài)度與價(jià)值觀:
①通過原電池的發(fā)明、發(fā)展史,培養(yǎng)學(xué)生實(shí)事求是、勇于探究、創(chuàng)新的科學(xué)態(tài)度。②體驗(yàn)科學(xué)探究的艱辛與愉悅,增強(qiáng)為人類的文明進(jìn)步學(xué)習(xí)化學(xué)的責(zé)任感和使命感。四、教法學(xué)法
教育學(xué)理論認(rèn)為,選擇和采用教學(xué)方法時(shí),不僅要根據(jù)學(xué)科的特點(diǎn),而且要根據(jù)教學(xué)任務(wù)和學(xué)生的認(rèn)知特點(diǎn)選用。化學(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的自然科學(xué)。化學(xué)教學(xué)離開了實(shí)驗(yàn),也就成了無源之水,無本之木。根據(jù)學(xué)生的知識結(jié)構(gòu)、心理特點(diǎn)和教學(xué)內(nèi)容的實(shí)驗(yàn)要求,為了凸顯重點(diǎn),突破難點(diǎn),采用指導(dǎo)發(fā)現(xiàn)、實(shí)驗(yàn)探究的教學(xué)模式,引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行問題探討、分析推理和比較歸納,并結(jié)合多媒體輔助教學(xué),減少板書的時(shí)間,提高課堂效率。
1、實(shí)驗(yàn)探究
本節(jié)在學(xué)習(xí)原電池的概念和原理時(shí),實(shí)驗(yàn)探究過程可以表示為:反常的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,提出疑問借助于物理儀器的實(shí)驗(yàn)學(xué)生觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象師生分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象總結(jié)得出結(jié)論
在分析原電池的組成時(shí),實(shí)驗(yàn)探究過程如下:提出問題,提供材料組織、指導(dǎo)學(xué)生實(shí)驗(yàn)、探究歸納總結(jié)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象內(nèi)化、抽象得出規(guī)律
實(shí)驗(yàn)探究法的選擇意在落實(shí)新課改“通過以化學(xué)實(shí)驗(yàn)為主的多種探究活動,使學(xué)生體驗(yàn)科學(xué)研究的過程,激發(fā)學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣,強(qiáng)化科學(xué)探究的意識,促進(jìn)學(xué)習(xí)方式的改變,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力”的基本理念。在實(shí)驗(yàn)→觀察→討論→推測→驗(yàn)證的過程中,學(xué)習(xí)和理解原電池的概念、原理和構(gòu)成條件。通過本課的學(xué)習(xí),使學(xué)生養(yǎng)成善于觀察、善于思考的習(xí)慣,并學(xué)會運(yùn)用觀察、比較、歸納等方法去分析、解決問題,達(dá)到學(xué)以致用的目的。
2、指導(dǎo)發(fā)現(xiàn)
本節(jié)課從科學(xué)史的引入到實(shí)驗(yàn)探究,再到歸納整理得出結(jié)論。整個(gè)教學(xué)過程中學(xué)生的活動都是在教師不斷創(chuàng)設(shè)問題情境和指導(dǎo)之下完成的,教師的引導(dǎo)幫助學(xué)生盡可能排除失敗和無效學(xué)習(xí)。
本節(jié)課中原電池中的微觀粒子(電子和離子)的運(yùn)動狀況作為難點(diǎn),我借助兩種手段來突破。一是利用靈敏電流計(jì)判斷電子的運(yùn)動方向,二是借助電腦動畫模擬演示電解質(zhì)溶液中離子的運(yùn)動情況。變抽象為具體,幫助學(xué)生突破這一難點(diǎn)。
3、學(xué)法指導(dǎo)
化學(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科,學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)進(jìn)行直觀生動的學(xué)習(xí)是學(xué)生最喜歡、效果最好的學(xué)習(xí)方法。由于學(xué)生之前沒有電化學(xué)的基礎(chǔ),理解原電池原理有一定的難度,但學(xué)生初次接觸電化學(xué)知識,對原電池的工作原理有神秘感和探索欲望,充分利用學(xué)生的好奇心和求知欲,設(shè)計(jì)層層實(shí)驗(yàn)和問題情境,使學(xué)生在自主實(shí)驗(yàn)、積極思考和相互討論中自己發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題。這里既包括對學(xué)生觀察實(shí)驗(yàn)的指導(dǎo),又包括對實(shí)驗(yàn)方法的選擇指導(dǎo)(對比實(shí)驗(yàn))。同時(shí)注意適時(shí)的利用一些啟發(fā)性的語言,引導(dǎo)學(xué)生合小組全體之力進(jìn)行歸納總結(jié),得出滿意的結(jié)論。五、教學(xué)過程
本節(jié)課力圖以問題為導(dǎo)向,以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ),以探究為方法,以多媒體輔助,不斷創(chuàng)設(shè)情景,幫助學(xué)生自主建構(gòu)知識。讓學(xué)生體驗(yàn)科學(xué)探究的過程,在探究中學(xué)會科學(xué)研究方法,提
第2頁高實(shí)驗(yàn)?zāi)芰、學(xué)習(xí)能力,從而真正改變學(xué)習(xí)方式。(一)創(chuàng)設(shè)情景,以疑激思,揭示新知
(1)指導(dǎo)學(xué)生閱讀課本關(guān)于電力在當(dāng)今社會的應(yīng)用和作用,提出問題:物質(zhì)中的化學(xué)能在什么條件下能轉(zhuǎn)化為電能呢?又是如何轉(zhuǎn)化的呢?
(2)多媒體呈現(xiàn)201*年我國發(fā)電總量構(gòu)成圖和火力發(fā)電的相關(guān)圖片、影響和圖表,引導(dǎo)學(xué)生分析燃燒的氧化還原本質(zhì)及其能量的變化。
(3)引導(dǎo)學(xué)生討論分析火力發(fā)電的利與弊,提出問題:能否將化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能?怎樣實(shí)現(xiàn)這個(gè)轉(zhuǎn)變?
(4)通過分析火力發(fā)電的利與弊,實(shí)現(xiàn)從“化學(xué)能→熱能→機(jī)械能→電能”思維模式向“將化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能”新思維模式的轉(zhuǎn)換,同時(shí)形成高效利用燃料,不浪費(fèi)能源,積極開發(fā)高效清潔燃料的意識。
這種通過問題情景的引入方法,不僅能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和探究熱情,又能使學(xué)生明確學(xué)習(xí)目標(biāo),進(jìn)入學(xué)習(xí)主題,避免思維的盲目性。(二)自主探究,合作交流,理解新知
這部分的教學(xué)分為原電池的工作原理和原電池的構(gòu)成條件兩部分的學(xué)習(xí)。為了更好地完成教學(xué)目標(biāo),達(dá)到良好的教學(xué)效果,采用分組探究,再結(jié)合設(shè)疑法,分析推理和比較歸納法等教學(xué)方法,并結(jié)合多媒體進(jìn)行教學(xué)。
1、原電池原理教學(xué)時(shí),我采用問題引導(dǎo),實(shí)驗(yàn)探究,動畫模擬,討論交流,歸納總結(jié)等方法。
(1)設(shè)置階梯式問題,對學(xué)生進(jìn)行探究思路引導(dǎo):
問題1:氧化劑和還原劑直接接觸進(jìn)行反應(yīng)時(shí),化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能,再經(jīng)過一系列能量
轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)才能轉(zhuǎn)化為電能。那么要使氧化還原反應(yīng)釋放的能量不經(jīng)過熱能,而直接轉(zhuǎn)化為電能,所要解決的第一問題是什么?(電子的定向移動形成電流)
問題2:若將氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)分開在不同區(qū)域進(jìn)行,那么,怎樣架設(shè)橋梁使電子從
還原劑區(qū)域轉(zhuǎn)移到氧化劑區(qū)域,同時(shí)形成電流?
問題3:怎樣知道所架設(shè)的橋梁中有電子流過?如何從電學(xué)角度考慮儀器選擇和組裝
問題?
通過這些問題,既可以幫助學(xué)生理解實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的思路和實(shí)驗(yàn)操作的原理,順利完成實(shí)驗(yàn);又可以培養(yǎng)學(xué)生質(zhì)疑問難的精神,掌握質(zhì)疑問難的方法,提高質(zhì)疑釋疑能力。(2)實(shí)驗(yàn)探究:原電池及其原理
將學(xué)生分為兩組,進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究,觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象并記錄,小組成員根據(jù)每組實(shí)驗(yàn)設(shè)置的問題,進(jìn)行交流討論,列出自己的想法。[投影實(shí)驗(yàn)內(nèi)容]實(shí)驗(yàn)序號實(shí)驗(yàn)步驟實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象思考問題尋找答案組內(nèi)交流
第3頁
實(shí)驗(yàn)1鋅片插入稀硫酸實(shí)驗(yàn)2銅片插入稀硫酸問題1:反應(yīng)中哪種物質(zhì)失去電子?哪種物質(zhì)得到電子?+問題2:Zn是通過什么途徑將電子轉(zhuǎn)移給溶液中的H的?問題3:怎樣想辦法讓這種電子的轉(zhuǎn)移變成電流?列出想法實(shí)驗(yàn)序號實(shí)驗(yàn)步驟實(shí)驗(yàn)3[來源:學(xué)科網(wǎng)]實(shí)驗(yàn)4將鋅片和銅片用導(dǎo)線連接,平行插將鋅片和銅片用導(dǎo)線連接,插入盛有稀硫入盛有稀硫酸的燒杯中,觀察現(xiàn)象。酸的燒杯中,在導(dǎo)線之間接入靈敏電流計(jì),觀察現(xiàn)象。問題1:反應(yīng)中哪種物質(zhì)失去電子?哪種物質(zhì)得到電子?+問題2:電子從Zn到溶液中H經(jīng)歷了哪種途徑?問題3:導(dǎo)線在這個(gè)過程中起到什么作用?問題4:電流計(jì)在這個(gè)過程中起什么作用?實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象思考問題尋找答案組內(nèi)交流列出想法
通過學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作及能實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的觀察,發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)③和實(shí)驗(yàn)④中化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能。并對實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行探討交流,要將化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能,必須將氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)在不同區(qū)域進(jìn)行,同時(shí)架設(shè)橋梁,使電子從還原劑區(qū)域轉(zhuǎn)移到氧化區(qū)域,形成電流。將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置,叫做原電池。這樣做不僅培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)動手操作及分析觀察能力,而且通過實(shí)驗(yàn)說話,避免了教師教學(xué)上單調(diào)性。
[動畫模擬]銅鋅電池的工作原理
通過具體生動的動畫,將學(xué)生看不見的微觀世界宏觀化,從而幫助學(xué)生明確原電池的化學(xué)原理,學(xué)生歸納,共同完成:
(1)電極反應(yīng)式和總反應(yīng)方程式:
鋅片:Zn-2e=Zn2(氧化反應(yīng))
-+銅片:2H++2e=H2↑(還原反應(yīng))
-總反應(yīng)式:Zn+2H+=Zn2+H2↑
+(2)原電池中的電極名稱:
負(fù)極:電子流出的一極(如上述原電池中的鋅片)正極:電子流入的一極(如上述原電池中的銅片)
2、教材中“構(gòu)成原電池的條件”這一討論題,問題過于空泛,考慮到學(xué)生的知識遷移能力和概括能力還不是很強(qiáng),單純的討論可能會無從談起。因此,我在這部分內(nèi)容教學(xué)時(shí),主要采用實(shí)驗(yàn)探究法。把學(xué)生分三大組,共九個(gè)實(shí)驗(yàn),第一組4個(gè)實(shí)驗(yàn),第2組3個(gè)實(shí)驗(yàn),第三組2個(gè)實(shí)驗(yàn),每組都是對比實(shí)驗(yàn)。通過本組實(shí)驗(yàn)裝置是否產(chǎn)生電流,若不能產(chǎn)生,與銅鋅原電池對比,分析可能的原因;若能產(chǎn)生,也與銅鋅原電池對比,有什么共同點(diǎn),從而得出原電池的構(gòu)成條件之一。[投影實(shí)驗(yàn)內(nèi)容]實(shí)驗(yàn)序號第一組實(shí)驗(yàn)①②③④
第4頁實(shí)驗(yàn)裝置①②③④實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)結(jié)論實(shí)驗(yàn)序號實(shí)驗(yàn)裝置第二組實(shí)驗(yàn)⑤⑥⑦⑤⑥⑦實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)結(jié)論實(shí)驗(yàn)序號實(shí)驗(yàn)裝置第三組實(shí)驗(yàn)⑧⑨⑧⑨實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)結(jié)論根據(jù)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)結(jié)果,引導(dǎo)學(xué)生分析總結(jié)原電池的構(gòu)成條件。
第一組:實(shí)驗(yàn)①、②不產(chǎn)生電流,③和④產(chǎn)生電流,不同點(diǎn)在于實(shí)驗(yàn)①和②中電極的金屬活動性相同,而實(shí)驗(yàn)③和④中電極的金屬活動性不同,從而得出原電池的構(gòu)成條件之一:有兩種活動性不同的金屬(或非金屬單質(zhì))作電極。
第二組:實(shí)驗(yàn)⑤和⑥能產(chǎn)生電流,而⑦不產(chǎn)生電流,不同點(diǎn)在于實(shí)驗(yàn)⑤和⑥中電極插入到電解質(zhì)溶液中,而⑦中電極插入到非電解質(zhì)溶液中,得出原電池構(gòu)成條件之一:電極材料要插入電解質(zhì)溶液中。
第三組:實(shí)驗(yàn)⑧產(chǎn)生電流,而實(shí)驗(yàn)⑨不產(chǎn)生電流,不同點(diǎn)在于實(shí)驗(yàn)⑧形成閉合電路,而實(shí)驗(yàn)⑨沒有形成閉合電路,得出原電池的構(gòu)成條件之一:兩極相連形成閉合電路。通過小組間的交流,師生共同歸納總結(jié):構(gòu)成原電池的條件:兩極一液一回路。
“師生互動”式教學(xué)模式是以問題的發(fā)現(xiàn)、探究及解決為主要線索,教學(xué)中突出教師的主導(dǎo)性和學(xué)生的主體性在探究過程中的合作與互動,最終達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題及解決問題能力的目的。在操作中,教師要及時(shí)捕捉學(xué)生在探究過程中碰到的問題或困難,適時(shí)予以指導(dǎo)和調(diào)控,防止學(xué)生在探究過程中出現(xiàn)盲目性、隨意性與低效性。對學(xué)生來說,學(xué)習(xí)過程
第5頁的每一個(gè)環(huán)節(jié),都需要發(fā)揮主觀能動性,在不斷思考和探索中去自我建構(gòu),完善認(rèn)知結(jié)構(gòu)。(三)嘗試新知,反饋鞏固,運(yùn)用新知
設(shè)置兩類練習(xí)題,一類是鞏固知識的習(xí)題,另一類是帶有趣味性的生活應(yīng)用題。一方面是學(xué)生對本堂課學(xué)習(xí)情況的反饋,同時(shí)使學(xué)生對所學(xué)知識鞏固加深。
1、判斷下列哪些裝置構(gòu)成了原電池?若不是,請說明理由;若是,請指出正負(fù)極名稱,并
寫出電極反應(yīng)式。[強(qiáng)化重點(diǎn)、突破難點(diǎn)]Ⅳ
2、下列哪些反應(yīng)在理論上可以設(shè)計(jì)為原電池?[強(qiáng)化對原電池原理化學(xué)反應(yīng)本質(zhì)的理解]...①2FeCl3+Zn==2FeCl2+ZnCl2
②NaOH+HCl==NaCl+H2O③Fe+2HCl==FeCl2+H2↑④2H2+O2==2H2O
(四)再探再練,拓展創(chuàng)新,深化新知學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn):制作一個(gè)水果電池
用品:鋁片、銅片、橘子、PH試紙、靈敏電流表、導(dǎo)線、燒杯等。請同學(xué)們推斷一下能否組成原電池,并親手設(shè)計(jì)一個(gè)原電池。(五)引導(dǎo)小結(jié),布置作業(yè),優(yōu)化新知1.通過向?qū)W生提問來小結(jié)本節(jié)課的內(nèi)容,它不僅僅是本節(jié)教學(xué)知識的回放,還可將本節(jié)課知識貫穿聯(lián)系起來,起到畫龍點(diǎn)睛的作用。2.布置作業(yè):(1)練習(xí)題
(2)結(jié)合本節(jié)知識,查閱資料,了解鉛蓄電池、干電池、燃料電池內(nèi)部構(gòu)造,及相關(guān)電極反應(yīng)式,體會原電池原理在各種電池中的應(yīng)用。
(3)運(yùn)用原電池原理設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)證明鐵的金屬性比銅活潑,進(jìn)而探究一下金屬性強(qiáng)弱方法,看你能總結(jié)出幾種?3.自我評價(jià)和反思
(1)過去所學(xué)的哪些知識對你在本節(jié)課的學(xué)習(xí)有所幫助?
(2)你對原電池概念、工作原理、組成條件等知識掌握了嗎?(3)你是如何與本組同學(xué)進(jìn)行合作的?
(4)在本節(jié)課的學(xué)習(xí)中你認(rèn)為最有用的學(xué)習(xí)方法是什么?在實(shí)驗(yàn)探究過程中你學(xué)到了什么?
六、板書設(shè)計(jì)
力求清晰、完整,突出重點(diǎn),起到提綱挈領(lǐng)的作用。
第二節(jié)化學(xué)能與電能
一、化學(xué)能與電能的相互轉(zhuǎn)化1.火力發(fā)電的過程
第6頁
2.原電池:將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置。
3.原電池的構(gòu)成條件:兩極一液一回路。
①有兩種活動性不同的金屬(或非金屬單質(zhì))作電極。
②電極材料都插入電解質(zhì)溶液中。③兩極相連形成閉合電路。
第7頁
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