归纳与整理课堂实录【3】

新型氢气发生器的设计（教学设计）

【教材分析】

本节课是高中《化学（选修2 化学与技术）》的内容，是对化学资源能源的提升利用。

人教版必修教材也介绍过能源的种类，在分析我国能源使用现状后，提出开发新能源以应对能源危机，最后介绍了新能源的种类及优点，要求学生查阅资料了解新能源开发过程中化学所起的作用。鲁科版通过“化学前沿”介绍了“利用太阳能能分解水获得氢气”的方法及当前研究的重点。苏教版教材则详细介绍了氢能作为一种绿色能源，与其他气体燃料的区别。三个版本教材都提到，新能源中氢能因燃烧热值高、储量丰富、无污染等优点而倍受关注，然而由于存储、运输等方面的问题，氢能尚未在生活中普及。

本节课围绕氢能的生活化、绿色化制备和利用，将“高大上”的氢能引入到学生的生活。重在引导学生经历科学探究的过程，学习创新的思路与方法，进一步形成解决问题的能力。学生在新情境下，通过知识整合和信息检索，优化、设计、进行实验，感受化学在新能源开发利用中的重要作用。

【学情分析】

本节课的教学对象是高二理科学生，经过初中化学和高中化学必修模块的学习，学生已经具有氢气制备、氢氧燃料电池工作原理的知识基础、化学反应速率、能量转化及氧化还原反应的理论基础。实验技能上，学生已经习得了基本的实验技能，能根据反应原理选择合适的装置，进行实验。信息处理上，学生的获取方式趋于多元，能运用网络、图书等渠道收集信息，具备一定的比较、分析能力，能获取有效信息。情感上，学生对尚未普及的清洁能源有一种强烈的求知欲和探索欲。

本节课的难点是如何针对新情境整合相关知识和生活经验，借助实验发现问题，设计可行方案，优化并探究出生活化制备氢气的实验装置。

【教学目标】



知识与技能

1.掌握以氢化钙为代表的金属氢化物与水反应制备氢气的实验原理；

2.面对新情境，学会整合氢气制备方法、化学反应速率、氢氧燃料电池等相关知识，从实验条件控制等方面解决氢气生活化制备和利用的问题。



过程与方法

1.学会借助现代信息手段获取有效信息，学会运用比较、归纳、概括等方法对信息进行加工；

2.按照科学家探索新事物的基本过程，从新情境新问题出发，整合已学知识，借助网络获取有效信息，在分析、比较、归纳的基础上，设计可行方案，进行实验，解决氢气生活化制备和利用的问题。



情感态度价值观

1.了解氢能的应用，体会能量的转换和化学在解决能源危机中的重要作用；

2.通过新型氢气发生器的探究，体验科学家研究的基本过程和方法，激发探究欲望和学习兴趣，进一步形成严谨的科学态度及主动参与交流、团队合作的精神；

3.增强环保意识，树立绿色化学理念，在生活中尽可能使用清洁能源。

【教学方法】

探究教学、启发式教学、创新实验法、STSE 【教学流程】

【教学过程】

教学

环节

教师

活动

课前热身：介绍氢能在高尖端领域的应用。

借助情境创设问题：

生活中如何获得并利用氢能？

【知识回顾】

引导学生回顾氢气的工业制法和实验室制法。

【情境迁移】

生活中如何制取氢气？

启发学生思考：

生活中哪种常见物质含有氢元素？

哪些物质能与水反应生成氢气？

【提出问题】

追问：你会选择它吗？

为什么? 还有哪些材料能直接与水反应生成氢气？

学生

活动

观看，进入情境。

思考。

设计

意图

提

出

问

题

设计有创意的学习情境，引导学生将已学知识灵活迁移到新情境。为新情境中知识的迁移做好积极的心理准备。

设

计

方

案

原

理

优

化

设

在教师引导下，回顾激活学生的思维，有助于已学知识，氢气的工调动学生强烈的发现欲业制法及实验室制法。

思考。

望。

迁移能否发生，很大程度上取决于学生是否具有识别不同情境之间关系的能力。

思考，并回答：水。

此处，教师应启发、引导

学生从不同角度思考氢气的获取方法，克服思维定思考，并回答：活泼势，促进积极迁移。

金属单质。

回答：不会，危险。

思考

通过现代信息技术，特别是互联网技术，学生能接触到多种信息，视野更开

计

方

案

原

理

优

化

【查阅资料】

引导学生上网查找“与水反应制备氢气”的新材

阔，思维不再受课堂的束缚。

利用熟悉的方式，搜学生能主动感受外界信索“与水反应制备氢息，并运用已有知识与技能对收集到的信息进行处理，主动构建新知识。

迁移即应用，促进迁移的关键就在于灵活机动的知识应用能力。

料。介绍学术搜索方法。

气”的新材料。

【书写原理】

引导学生提取关键信息，运用氧化还原反应的知识以氢化钙为例书写金属氢化物与水反应制备氢气的化学方程式。

运用氧化还原反应的知识书写氢化钙与水反应的化学方程式。

设

计

方

案

装

置

优

化

【实验检验】

引导学生根据反应物状

思考。

回忆已有实验装置使用的相关知识，迁移到新实验，学会判断、正确选择。

态、条件选择实验装置（如

下图所示）。

进行实验，引导学生观看

根据反应物状态、条化学是一门以实验为基础件选择实验装置

——固-液不加热型装置。

观看实验视频。

的学科。引导学生学会通过实验，检验原理是否可行。

创新始于问题，问题的提出建立在观察和思考的基础上。

实验视频，记录实验现象。

记录实验现象。

【总结现象，发现问题】

思考并判断原理可思考原理是否可行。

行。

设

计

方

案

装

置

优

化

请学生总结实验现象。

根据新情境思考并发现问题。

【溯因】

师生互动，引导学生分析火焰不稳定的原因。

【控制——药品优化】

引导学生回忆影响化学反应速率的因素，探索出减缓反应速率的方法。

引导学生迁移所学，学会通过聚集和分散的方法改变反应物的状态。

首先，要减小接触面积，应该对粉末如何处理？

对于液体，要想减小接触面积，我们得反过来，把水分散开。

引导学生思考，应分散在哪类介质中呢？固态、液继续分析，发现问

题：火焰不稳定；玻

璃装置等。

思考，并讨论。

得出火焰不稳定的原因：反应速率过鼓励学生通过现象观察、分析，发现问题的本质。

快，氢气流不稳定。

回忆影响化学反应

让学生在有限的时间内整速率的因素，找出本合大量的有用的经验，并实验中易控制的因能在各种问题解决情境中素：固体的表面积、灵活运用。

反应物的状态。

可通过减小反应物

接触面积，减小反应

速率。

在教师的引导下，探

究出具体方案：

1.通过聚集，将粉末

状氢化钙变为块状或片状；

2.通过分散，将水散在固体介质中。

思考，固体和固体接触的面积最小，判断出可以将水分散到

对学生而言，水的处理方法是个难点，根据前面的实验，学生知道不能通过简单地将水冻成冰解决这一问题，因为反应放热。

设

计

方

案

装

置

优

化

态还是气态？

在前面的学习中，我们接触过一种生活中常见的含水的固溶胶，是什么？

总结，师生共同努力，通过聚集固体、分散液体的方法对药品进行了优化，可以使反应变得温和。

【仪器优化】实验室玻璃仪器易碎，用于生活不方便。展示可乐瓶“又轻又软还耐压，排除空气全靠它。”

固体介质中。

思考并回答：果冻

因此，教师在此处需要引导学生基于已学知识进行选择，帮助学生顺利过渡。

创设幽默的教学氛围，使课堂妙趣横生，产生强大的内部动力，推动学生对知识信息的追踪和吸收。

帮助学生轻松愉快地接受、掌握、理解教学内容，且印象深刻、不易忘记。

进

行

实

【实验一】

进行实验，用设计的原理和装置进行实验，制备氢气、连接炉灶并点燃。

储氢材料可用于生活中，学生参与实验，仔细学以致用、用以促学、学观察实验现象，与优用相长。

化前的实验进行对比。

体会化学能向热能

感受社会发展对化学的需求，赞赏化学为个人生活的贡献。

提供清洁、高效的热能。

的转化。

验

【实验二】

展示微型氢氧燃料电池，连接导线，风扇转动，说明氢能转化为电能。

引导学生观察并介绍氢气发生器在生活中的另一用途——为氢氧燃料电池提供应急支持。

利用自己的设计进行实验，体验成功的喜悦！进观察实验，感受氢能一步学生激发探索的兴向电能的转化。

趣！

拓展视野，将探究由课内开阔视野，了解氢能延伸到课外，体会化学源的再生利用过程，体于生活、服务于社会的新会化学在新能源开课程理念！

介绍氢能再生利用过程。

发领域的巨大作用！【总结反思】

总结探索过程，从新情境新问题出发，借助网络获总

结

拓

展

取信息，在分析、比较的基础上，设计可行方案，进行实验，解决问题。

反思设计存在的不足，激励学生，探索无止境，勇攀科学高峰！

【板书设计】

总结探索的过程、思本节课重在引导学生体会路和方法。

反思。

科学探究的过程与方法，鼓励创新！

鼓励学生积极主动地学习和探索！进一步提升学习化学的兴趣！