11.2化学与能源开发教学设计---2024-2025学年九年级化学鲁教版（2024）下册

附件2 课时教学设计模板 课时名称 化学与能源开发 学科 化学 课时 1 使用年级 九年级 班额 40 课程类型 新授课 主备人 蔡雨佳 课时目标 1.通过分析氢气用作燃料的优点，认识到氢能是未来最理想的能源。 2.掌握化学电池的工作原理及应用，明确化学反应产生的能量不仅可以转化为光能、热能，也可以转化为电能等多种形式的能量。 3. 通过对未来能源的展望，感受化学科学在解决能源危机中的重要作用，体会化学是推动人类可持续发展的重要力量。 课时重难点 重点：理解氢能的清洁高效特点，掌握化学电池的工作原理及应用。 难点：化学能的开发利用。 重难点 突破策略 1.重视亲身体验：在教学过程中，要充分利用学生已有的生活经验（如天然气、酒精、煤、汽油、氢气、太阳能、核能、风能等在生活中的应用），建立化学科学与能源发展的关联。通过实验、调查等方式让学生亲身体验和实践，让学生切身体会到化学科学在缓解能源危机问题上所发挥的重要作用。 2.引入前沿科技：随着科技的不断进步，化学与能源开发领域也在不断发展；在教学过程中，通过观看视频、查阅文献资料等方式，引人前沿科技和最新研究成果。一方面再次强化化学科学与能源发展的密切联系，另一方面可感受科技的高速发展，激发创新意识。 3. 强化环保意识：能源开发与使用过程中需要兼顾环保和可持续性，因此在教学过程中可以强化环保意识，形成节能低碳、绿色环保、保护环境、可持续发展的态度和生活方式。 评价设计 1、 对三大传统能源的认识； 2、 说出常见新能源，了解新能源的优点，明确氢能的优点，了解限制氢能发展的原因及解决办法； 3、 掌握化学电池的工作原理及应用，明确化学反应产生的能量不仅可以转化为光能、热能，也可以转化为电能等多种形式的能量。 4、 能用本节课知识迁移解决实际问题。 学与教 活动设计 教学活动过程 教师活动 学生活动 设计意图 【新课导入】 人类社会的发展离不开能源。目前人类利用最多的能源是煤、石油、天然气等化石燃料，而化石燃料正面临着日益枯竭的危机，且化石燃料的使用还会导致碳排放量的增加。开发利用清洁而又高效的新能源，是21世纪人类面临的重要课题。 随着科学技术的发展，新能源及相关技术的开发应用不断取得突破，太阳能、核能、风能、水能和潮汐能等新能源不断走进我们的生活。化学科学在新能源的开发利用中发挥了重要作用。 可再生能源 再生能源包括太阳能、水能、风能、生物质能、波浪能、潮汐能、海洋温差能、地热能等。它们在自然界可以循环再生。是取之不尽，用之不竭的能源，不需要人力参与便会自动再生，是相对于会穷尽的非再生能源的一种能源。 不可再生能源 非再生能源，是指在自然界中经过亿万年形成，短期内无法恢复且随着大规模开发利用，储量越来越少总有枯竭一天的能源。包括煤、原油、天然气、油页岩、核能等。 【新课讲授：化学与能源的开发】（板书） 【启发】 新能源有很多优点，但也有趣点，以风能为例，其缺点为：受气候影响较大；不能运输；不能随身携带等。 那么，有没有这样一种能源，它燃烧得很干净，生成的产物是水，不会产生烟、酸雨等；与天然气相似，它能够通过管道进行控制与运输；制取这种能源的原料在地球上大量存在？有。它是人们正在研究开发的理想能源——氢气 任务一：清洁高效的氢能 （板书：任务一：清洁高效的氢能） 【提问】你对氢能了解多少？哪些方法可以制备氢气？ 【提问】与其他能源相比，氢能有哪些优点？ 【观察思考】认识氢气燃料 2022年北京冬季奥运会的火炬“飞扬”是冬奥会重要的形象元素之一，其中一个科技亮点是采用氢气作为燃料。根据你所知道的有关氢气的知识，就氢气用作燃料的优点与同学进行讨论、交流： 1. 氢气燃烧产生的热量； 2. 氢气燃烧的产物； 3.制取氢气的原料。 【教师讲解】 氢气燃烧的热值比化石燃料高很多， 而且氢气可以由水制得， 燃烧后又生成水，不污染环境，且。因此，氢能是未来最理想的能源，具有广阔的开发前景。 （小结并板书）氢气作为燃料的优点： 1. 热值高 2. 无污染 3. 原料丰富 【提问】氢气有如此多的优点，堪称理想能源，为何目前氢气没有广泛使用呢？ 【讲述】目前我们对氢能局限性的解决措施 化学家正在积极研究如何以低廉的成本制取大量的氢气。其中，寻找合适的光分解催化剂，使水在太阳光的照射下分解产生氢气，是最理想的制氢方法。 通过播放光伏电解水制氢气和风电制氢两个视频，拓展学生知识面，了解氢能源未来发展方向——绿氢。 【多识一点：氢气的储存】 由于氢气是一种易燃易爆的气体，难液化，储存和运输既不方便也不安全，如何安全储存氢气是氢能开发研究的又一关键问题。这也就导致了氢能源未来的发展方向就是储氢。通过视频，形象的介绍储氢金属的储氢原理。 借助图片，了解氢能目前的应用情况： 在工业领域，用于石油精炼、合成氨等化工过程。 能源方面，可作为燃料电池的燃料，为汽车等提供动力，实现零排放。 航天领域，液氢是火箭的重要燃料。 氢气还用于冶金，能还原金属氧化物。 【任务二：应用广泛的化学电池】（板书） 【教师讲解】 化学电池随处可见，如手机中的锂电池，遥控器中的锌锰干电池，电动汽车中的蓄电池等。电池。 电池体积小、电容量大和移动方便等特点，是我们日常生活和生产中应用极为 广泛的化学能源。你知道电池里的电能是怎样产生的吗？ 【活动探究】 化学反应能否产生电能 1.观察干电池的剖面图，查阅相关资料，了解这些物质分别有什么作用？ 【总结】碳棒的成分是石墨，金属外皮的成分是金属锌，黑色粉末固体物质成分是碳黑、二氧化锰，在黑色粉末和锌皮之间的白色糊状物主要成分是氯化铵。其中，碳棒作正极，锌皮作负极。 【提问】化学反应能否产生电能？ 2.一块锌片和一根碳棒平行插入盛有稀硫酸的烧杯中，观察现象。 3. 用导线将上述实验中的锌片和碳棒连接起来，并在导线中间连接一个灵敏电流计，观察现象。与步骤 2 中的现象对比，有何异同？由此你能得出什么结论？引导学生学会分析电池中化学反应的实质。 【实验结论】 上述实验表明，通过化学反应，不仅能实现物质转化，还能实现能量转化。而上述将化学能直接转化为电能的装置称为化学电池。 （板书）化学电池：化学能直接转化成电能的装置。 【多识一点：自制果蔬电池】 同学们在日常生活中都知道：西红柿、苹果等蔬菜、水果里的汁液显酸性。根据刚才的实验，大家能否大胆地猜测一下，使用一些蔬菜、水果代替稀硫酸是不是也能产生电流呢？ 【自主实验】 把一块锌片和一块铜片平行地插入选中水果（以下水果汁液均显酸性）中，用导线把锌片和铜片连接起来，并在导线中间接入小灯泡，观察小灯泡亮度，分析影响亮度的原因。 针对他们积极、大胆的探索精神给予的评价。 【交流共享】物质的化学能通常可以转化为哪些形式的能量？试举例。 【拓展延伸】电池的危害 通过化学反应，消耗了物质的化学能源才输出电能，即化学能通过化学反应转化为电能。电能用途十分广泛，然而废弃电池处理不好也会污染环境。 【课堂小结】 【观看图片】 ·太阳能 ·风能 ·核能 ·潮汐能 ·地热能 对已知能源进行分类 【思考并总结】 (1) 电解水 (2) 活泼金属与酸反应 【小组讨论】 从展示的三个方面进行思考并得出结论： 氢气燃烧产生的热量相当可观。与统燃料相比，它燃烧产物只有水，清洁环保。可通过电解水制取氢气，原料丰富。 阅读课本104页第二段和105页多识一点，思考并总结氢气作为新能源的局限性： 1、易燃易爆 2、难以液化 3、储存运输不安全不方便 分析利用太阳能获得氢气的优点。 ①清洁环保：太阳能是一种清洁能源，使用过程中不会产生污染物，制取的氢气燃烧后也只生成水，对环境友好。 ②可再生：太阳能取之不尽、用之不竭，不会面临资源枯竭的问题。 ③降低成本：相比电解水消耗大量电能，利用太阳能可以减少对传统能源的依赖，降低制取氢气的成本。 ④可持续发展：有助于推动能源结构的优化和可持续发展，减少对有限化石能源的依赖。 【观看视频】 了解氢能源未来的发展方向——绿氢。 【观看视频】 结合课本多识一点，更加深层次的了解储氢金属的储氢原理及其对氢能应用的重要意义。 【观看图片】 展示或列举在家里找到的各式各样的化学电池，并说出电池的种类和使用场景，思考电池装置的优点及缺点。 小组内互相分享查阅到的资料，分析构成干电池的物质的作用。 组内进行实验二，组长做好分工，记录实验现象，根据实验现象分析实验结论。 继续进行实验三，观察锌片、碳棒和灵敏电流计的变化，记录实验现象，和实验二的现象进行对比，从能量变化的角度分析原因，得出结论：在此实验中，化学能转化成了电能。 组内每人选择一样水果进行实验，观察小灯泡亮度进行排序，分析影响亮度的原因。 实验结束后，指定“发言人”叙述实验方案、实验现象及实验结论。 【讨论归纳】 化学能通过化学反应可以转化成热能、光能、电能等，利用化学反应中的能量转化，人们可以开发新的能源。 了解废旧电池对环境的污染，培养学生环保意识，增强学生垃圾分类意识。 结合板书梳理本节课的知识点。 完成【课后习题】、【跟踪训练】和【中考在线】 学优生继续完成【能力提升】 激发学生的好奇心和求知欲，引发他们主动思考。通过巧妙设置问题，能够创造认知冲突，让学生迅速进入学习状态。 与生活中的能源相联系，使学生熟练掌握对可再生资源和不可再生资源的分类。 使学生在知识点学习中，通过对比氢能与其他能源，掌握氢能的特点及优势，找到制约氢能发展的因素。明确氢能是未来最理想的能源，具有广阔的开发前景。激发学生对新能源的探索热情，树立可持续发展的观念。 从多角度多维度看待氢能，引导学生了解氢能制取的方法及面临的挑战，培养其解决实际问题的能力。 拓展视野，增强思维能力，使学生从课本知识中走出去。 更深层次的理解氢能的应用，体会氢能在未来能源应用的广泛前景。 借此引出探究问题：电池中的电能是怎样产生的？ 培养学生自学的能力，加强对知识的处理和查找能力。 通过引导学生对2、3现象进行对比分析，交流讨论。认识到化学变化可以实现能量转化，不同实验的装置可以实现不同的能量转化。使学生从能量转化效率的角度体会化学电池的优势。 培养学生的动手能力，引导学生联系物理上的知识点，极大地激发学生地探究兴趣，基于实验体验帮助学生建构对化学知识的认识，抽离出化学电池的本质——基于化学变化进行能量转化，增强学生的探究能力，提高学生的科学思维与创新意义。 通过梳理知识点和习题练习，加深记忆，熟练掌握本节课的知识点。 反思 在“化学与能源开发”的教学中，我既有一些成功的经验，也发现了一些需要改进的地方。 成功之处在于，通过多种教学方法，如实验演示、视频展示和小组讨论，学生对能源开发的重要性和化学在其中的作用有了较清晰的认识。特别是在讲解化学电池和氢能的部分，学生能够积极参与讨论，提出自己的见解。 然而，教学中仍存在一些问题。对于一些抽象的概念，如化学电池的内部工作原理，部分学生理解起来仍有困难，这说明我的讲解还不够生动形象。在教学过程中，对学生的个体差异关注不够，导致一些基础较弱的学生跟不上教学进度。此外，实践活动安排较少，学生缺乏亲身体验能源开发过程的机会。 为了改进这些问题，首先，在讲解抽象概念时，我会多运用模型、动画等直观教具，帮助学生理解。加强对学生的分层指导，为基础薄弱的学生提供更多的辅导和支持。增加实践活动，如组织学生制作简单的化学电池，或者进行氢能制取的实验探究。同时，鼓励学生在课后自主调研能源开发的最新动态，拓宽知识面。 学科网（北京）股份有限公司 $$