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视频标签：化学能与热能,动力与能量,气缸中的化学
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视频课题：高中化学必修二第二章第一节《化学能与热能-汽车中的动力与能量（气缸中的化学）》北京市中关村中学
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高中化学必修二第二章第一节《化学能与热能-汽车中的动力与能量（气缸中的化学） 》北京市中关村中学
汽车中的动力与能量（气缸中的化学）
一、单元教学整体设计 【整合教材内容】
本部分化学反应与能量，属于化学反应原理范畴，是化学学科最重要的原理性知识之一，也是深入认识和理解化学反应特点和进程的入门性知识。同时，本章内容又是在社会生产、生活和科学研究中有广泛应用的知识，是对人类文明进步和现代化发展有重大价值的知识，与我们每个人息息相关。因此，化学能对人类的重要性和化学反应速率、限度及其条件控制对化学反应的重要性，决定了本章学习的重要性。初中化学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、化学反应速率和化学平衡的原理。
本部分内容既是对初中化学相关内容的提升与拓展，又是为选修“化学反应原理”奠定必要的基础。通过化学能与热能、电能的相互转化及其应用的学习，学生将对化学在提高能源的利用率和开发新能源中的作用与贡献有初步认识；通过新型化学电源开发利用的介绍，学生将对化学的实用性和创造性有更多的体会；通过对化学反应速率和限度的讨论，学生对化学反应的条件将从原理上加深认识。这些都会增进学生对化学科学的兴趣与情感，体会化学学习的价值。
课程标准关于化学反应与能量的内容在初中化学、高中必修模块和选修模块中均有安排，既有学习的阶段性，又有必修、选修的层次性，在具体内容上前后还有交叉和重叠，学生概念的形成和发展呈现一种螺旋式上升的形态。
深度学习单元设计
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根据课程标准，关于化学反应中能量变化的原因，在此只点出化学键的断裂和形成是其主要原因，并笼统地将反应中吸收或放出能量归结为反应物的总能量与生成物的总能量的相对高低，不予深究。
关于化学能与热能、电能的相互转化，侧重讨论化学能向热能或电能的转化，以及化学能直接转化为电能的装置──化学电池，主要考虑其应用的广泛性和学习的阶段性。通过介绍新型电池（如锂离子电池、燃料电池等）体现化学电池的改进与创新，初步形成科学技术的发展观。
本部分在选材上尽量将化学原理与实验、实例相结合，对化学概念或术语（如化学能、化学电池、催化剂、反应限度等）采用直接使用或叙述含义而不下定义的方式出现，以降低学习的难度。同时注意与学生经验、社会发展、高新技术、化学史实、相关学科（如物理、生物等）相联系，力求使本章学习内容在相应的“知识生态”中呈现，体现其知识的生长性、环境性、综合性和发展性。 【深度学习目标】
1．通过实例和实验，了解化学能与热能的相互转化，了解化学能转化为热能在生产、生活中的应用及其对人类文明发展的贡献。知道化学键的断裂和形成是化学反应中能量变化的主要原因──化学键的断裂要吸收能量，化学键的形成要放出能量。知道一个化学反应是吸收能量还是放出能量，决定于反应物的总能量与生成物的总能量的相对高低。
2．能举例说明化学能与电能的转化关系及其运用，认识化学能转化为电能对现代化的重大意义，初步了解化学电池的化学反应基础（氧化还原反应）的重要性。 3．建立微粒观，了解人类探索物质微观结构的重要成果。初步体会通过实验认识和研究化学反应原理的方法与价值，并为学习有关的选修模块打下基础。 【单元教学课时】 挑战性任务 整合教材内容 课时安排 主题1 汽缸中的化学 必修2第二章第一节 1课时 主题2 汽车的电池 必修2第二章第二节
1课时 主题3
我为新能源汽车代言
1课时
【学习任务分析】
根据课程标准，关于化学反应中能量变化的原因，本章只说明化学键的断裂和形成是其主要原因，并笼统地将反应中吸收或放出能量归结为反应物的总能量与生成物的总能量的相对高低，不予深究。
关于化学能与热能、电能的相互转化，侧重讨论化学能向热能或电能的转化，以及化学能直接转化为电能的装置──化学电池，主要考虑其应用的广泛性和学习的阶段性。在化学电池中，通过原电池和传统干电池（锌锰电池）初步认识化学电池的化学原理和结构，并不要求上升为规律性的知识；通过介绍新型电池（如锂离子电池、燃料电池等）体现化学电池的改进与创新，初步形成科学技术的发展观。
深度学习单元设计
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从能量转换的角度看，化学能是能量的一种形式，可以转化为其它形式的能量，如热能和电能等；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本质的拓展和应用；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。
整体的教学过程是基于深度学习理论进行学习设计，以汽车中的化学为研究主题。本学习过程中通过对汽车中的动力来源，学习化学反应伴随的热量变化，并从微观角度解释原因。同时，利用元素化合物知识对于汽车尾气造成的污染进行了学习。关于汽车中化学电源的认识，应用原电池原理了解其中化学电池的工作过程，发展学生“用化学的视角看电池”的能力。最终，学生通过学习，对于各种汽车中的动力来源进行了全面地交流、评价。 【学生情况分析】
初中化学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、化学反应速率和化学平衡的原理。本章内容既是对初中化学相关内容的提升与拓展，又是为选修“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。在本节课中以汽车中的动力（电池）为研究对象，通过原电池原理了解生活中的常见化学电源，它们的组成、结构和基本原理。感悟化学电源对科学技术和人类文明的重大作用，感悟人类“按需设计”的科学理念。化学能与电能的转化很抽象，学生对于化学电池的基本构成认识有困难。
通过化学能与热能、电能的相互转化及其应用的学习，学生将对化学在提高能源的利用率和开发新能源中的作用与贡献有初步认识；通过新型化学电源开发利用的介绍，学生将对化学的实用性和创造性有更多的体会。这些都会增进学生对化学科学的兴趣与情感，体会化学学习的价值。
二、单元整体教学过程
主题1 汽车的动力与能量——汽缸中的化学 （共1课时）
【学习目标】
1. 了解化学能与热能的相互转化，了解化学能转化为热能在汽车中的应用
2. 知道化学键的断裂和形成是化学反应中能量变化的主要原因──化学键的断裂要吸收能量，化学键的形成要放出能量。知道一个化学反应是吸收能量还是放出能量，决定于反应物的总能量与生成物的总能量的相对高低。
3. 初步体会通过实验认识和研究化学反应原理的方法与价值，并为学习有关的选修模块打下基础。 【教学手段】
1.利用资料包进行学生自主学习，引导学生思考学习。
深度学习单元设计
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2.结合课堂需要设计学生交流活动，便于学生直接体验。 【技术准备】准备学案，便于学生随时记录，书写，相互交流。 【教学过程】 课时目标
教学过程
持续性评价
指导探究活动一
阅读汽车发动机原理，分析解释汽车的动力来源。
问题1：请说说汽车中的动力来源是什么？ 活动1：经过分组实验，学生有了完整丰富的感性认识后，引导学生进行高质量的理性分析则是至关重要的。通过学生汇报、小组内交流、填写实验报告等多种多样的形式，给学生创造机会学习对现象的描述和分析、对实验事实和数据的处理、依据事实和数据进行抽象等科学方法。
分析了化学反应过程中反应物和生成物的能量储存与化学反应吸收还是放出能量的关系，为后面强调“与质量守恒一样，能量也是守恒的”的观点奠定了基础。
指导探究活动二
从宏观和微观两个角度理解放热和吸热反应
问题2：请解释汽油燃烧为什么会放出热量呢？ 活动2：应充分利用学生已有的结构化学知识、化学键模型、图表和多媒体课件等课堂内的教学资源，运用模拟课件将“化学键的断裂和形成是化学反应中能量变化的主要原因”这一抽象复杂的知识直观
启发学生从理论出发提出化学反应中能量变化的几种科学假设，然后设计实验对各种假设进行验证，以此培养学生应用理论知识解决
深度学习单元设计
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化和形象化，运用对比、比喻、联想等教学方法进行“一个确定的化学反应在发生过程中是吸收能量还是放出能量，决定于反应物的总能量与生成物的总能量的相对大小”的教学，力求用直观化的图表说明问题，注意新、旧知识的衔接和启发学生进行讨论和对比。
实际问题的能力。
指导探究活动三
拓宽学生的科学视野
问题3：请分析尾气中有害气体产生的原因及消除方法？
活动3：让学生充分利用课外教学资源进行学习，如上网学习，去图书馆查阅资料，到社会上去调研，寻找日常生活中与能量有关的现象等将化学研究与社会的生存和发展密切联系起来，引导学生从实际出发去研究化学反应。
图文并茂地说明了生物体内生命活动过程中的能量转化、能源与人类社会发展的密切关系，使学生建立正确的能量观。
板书设计
深度学习单元设计
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三、深度学习课程感悟
1. 深度学习的四个要素分别是单元学习主题、深度学习目标、深度学习活动、持续性评价。这四个要素构成单元设计与教学实践的四个主要环节，与基本教学问题相对应，实践图示的构建，遵循了教学设计的基本规律。
本节课设计了汽车中的化学为研究主题，涉及到了化学能与热能、电能转化的学习内容。以解决真实问题为情境，将知识转化为解决问题的工具，解决问题的角度。以挑战性的任务为载体，利用化学知识模型为解决问题搭台阶，如能量变化的微观解释图、原电池原理模型，这样就使得化学知识具有了生命力。
2.本单元教学的过程中，持续性评价在整个单元中有多种形式。课堂上，学生在解决问题的过程中，在师生和生生的交流过程中，就是在评价对于任务的理解和工具的使用情况。第三课时中，学生通过海报的展示，通过实践性的任务，评价了本单元的所学内容。在海报的讲解过程中，学生利用了前期学习和课堂学习的内容，超越了课堂所学。在表演情景剧的过程中，综合运用整体内容。在贴黏贴的过程中，学生有了自我的评价。 3. 深度学习强调学习内容的有机整合。提倡将新概念与已知概念和原理联系起来，整合到原有的认知结构中，从而引起对新知识信息的理解、长期保持及迁移应用。深度学习要求学习者对学习情境的深入理解，对关键要素的判断和把握，既能在相似的情境中做到举一反三，又能在新情境中分析、判断差异并将原则思路迁移应用到新情境。深度学习意味着学生能够对知识进行应用于综合、联想与构建、识记与理解、迁移与应用、评价与反思。
视频来源：优质课网 www.youzhik.com
