课题4 化学式与化合价_教学设计_教案

关键词： 探究 课题 课程标准 教学

课题4 化学式与化合价_教学设计_教案（精选11篇）

篇1：课题4 化学式与化合价_教学设计_教案

教学准备

1.教学目标

知识与技能

1.了解化学式的意义。

2.知道一些常见元素和根的化合价。

3.能用化学式表示某些物质的组成，并能利用化合价推算化学式。过程与方法

1.通过学生利用卡片对由两种元素组成化合物化学式的书写和命名规律的探究，使其初步学会运用分类的方法解决问题。

2.通过展示铜、水、氯化钠三种物质的宏观实物和微观构成的图片，以及列举“一些物质的组成与化学式”表格的呈现，使学生初步体验用图表来表述信息的方法。

情感•态度•价值观

1.通过展示带有化学式的各种商品和公益广告的照片，使学生在熟悉的生活情景中感受化学的重要性，了解化学与日常生活的密切关系。

2.通过指出“化学式只能表示实际存在物质的组成。只有在该化合物实际存在时才有意义。不能根据化合价凭空臆造、随意书写化学式”，树立学生崇尚科学的意识。

2.教学重点/难点

重点：1.知道简单化合物化学式书写和命名规律。2.学会根据化合价推算物质的化学式。

难点：化学式是用元素符号和数字来表示物质组成的式子。

3.教学用具

多媒体、板书

4.标签

教学过程

一、新课导入

课堂小结

通过本节课的学习，我们知道化学式是用元素符号和数字表示物质组成的式子，应用分类的方法总结出了由两种元素组成化合物化学式书写和命名的一般规律，知道了根据化合价书写化学式的基本步骤，在这三块知识中，以化学式是用元素符号和数字表示物质组成为重点。

篇2：课题4 化学式与化合价_教学设计_教案

一 课标要求

4 知识与技能:了解化学式的概念及涵义，掌握一些简单化学式的写法和读法，理解化学式前和化学式中有关数字的不同涵义。

5 过程与方法:多采用组织讨论、指导阅读、讲练结合等方式进行教学。

6 情感态度与价值观:通过化学式的引入,对学生进行实事求是的科学态度的教育。

二 课堂程序

1、复习题：⑴默写常见元素符号的记忆歌诀。

⑵写出物质分类表，每种物质各举两例，写出该物质的名称。

2、引入：物质的.名称很难表示一种物质的组成，为了便于认识和研究物质，在化学上常用元素符号来表示物质的组成。

3、新课：

（一）化学式

阅读教材p79后小结：

⑴定义：

⑵理解：

小组对话：h2o表示的各种意义。

想一想：co2表示什么意义呢？

⑶小结：化学式表示的意义。

宏观

质的意义

微观

（由分子构成）

⑷化学式的书写

金属：如

直接用元素符号表示 固态非金属：如

单质的书写 稀有气体：如

用双原子表示—气态非金属：如

纯净物

明确问题

化合物的书写

一般书写

⑸多个原子或多个分子的表示方法。

练习：

多个原子的表示： 3个铁原子 2个氢原子

多个分子的表示： 3个氢分子 2个氯分子

m个水分子 n个二氧化碳分子

篇3：课题4 化学式与化合价_教学设计_教案

1 实验部分

1.1 材料制备

以Li2CO3、MnCO3、NH4H2PO4、(CH3COO)2Mg·4H2O和C6H12O6·H2O为原料,所有原料均为分析纯。按化学式LiMn1-xMgxPO4/C(x=0.01、0.02、0.03、0.04、0.05)称取原料,其中葡萄糖的量占其他原料总量的40wt%。将称好的原料依次放入球磨罐中混合24h,球料质量比为3∶1.混匀之后,将原料置于通有氩气气氛的热处理炉中,工艺参数为:煅烧温度750℃,煅烧时间10h。煅烧结束后随炉冷却到100℃以下,二次球磨3h,筛分,最后得到各种LiMn1-xMgxPO4/C材料。

1.2 性能表征

1.2.1 晶体结构与形貌表征

采用日本理学RINT-1100型X射线衍射仪(CuKα),测试LiMn1-xMgxPO4/C的晶体结构;采用日本电子株式会社JSM-6380LA型扫描电子显微镜,测试材料颗粒形貌。

1.2.2 电化学性能表征

材料的电化学性能是采用模拟电池来测试的.模拟电池的组装按以下步骤进行:按质量比80∶10∶10分别称量活性物质、导电乙炔黑和聚偏聚乙烯(PVDF),先将活性物质与导电乙炔黑混合并研磨,同时将PVDF溶解在适量的分散剂甲基二吡咯烷酮(NMP)中,然后将混合物放入NMP中,搅拌均匀,涂在铝箔基体上,干燥后压实,再次干燥后进行称量,放入真空手套箱中,即制成模拟电池的正极。负极为金属锂片,电解液为1 mol/L的LiPF6、碳酸乙烯酯(EC)和碳酸二甲酯(DMC),体积比为1∶1∶1,隔膜为Celgard 2500隔膜.所组装的电池为2032型扣式模拟电池,经注液、真空静置、搁置,用于电性能测试.测试仪器为武汉市蓝电电子有限公司生产的Land充放电测试系统.电极的交流阻抗测试是在美国阿美特克有限公司的PARSTAT2273电化学工作站进行的。交流电压信号振幅为5mV,测试频率范围为10mHz~100kHz。

2 结果及讨论

2.1 晶体结构和形貌

图1为LiMn1-xMgxPO4/C(x=0.01、0.02、0.03、0.04、0.05)材料的XRD图谱。从图可知,当x在0.01~0.05范围内,LiMn1-xMgxPO4/C材料的图谱与LiMnPO4标准图谱(JCPDF74-0375)相一致,这些材料均具有单一相的橄榄石型结构。Mg2+完全进入材料的晶格中,没有形成任何杂质相。此外,碳的衍射峰也同样没有出现。经计算,LiMn1-xMgxPO4/C材料晶格参数为a=10.4313,b=6.0884,c=4.7456,晶胞体积V为301.39833,与LiMnPO4/C材料相比,a、b、c和V值均减小,其中Δa=0.18%、Δb=0.19%、Δc=0.10%和ΔV=0.48%,表明Mg2+的掺杂使晶胞在a、b和c轴方向都有一定程度的收缩,且晶胞体积明显变小,这是由于Mg2+的半径小于Mn2+,当Mg2+占据了Mn位后引起的。

图2为LiMn1-xMgxPO4/C(x=0.01、0.02、0.03、0.04、0.05)材料的SEM图谱。可以看出,材料的颗粒近似球状,颗粒大小较为均匀,颗粒表面光滑,无任何杂质。随着镁含量的增加,材料的颗粒尺寸和形貌基本没有明显的变化。

2.2 电化学容量

图3为LiMn1-xMgxPO4/C(x=0.01、0.02、0.03、0.04、0.05)材料0.05C倍率的首次充放电曲线。从图3可知,在充电过程中,当x≤0.03时,材料的充电比容量不断增加,接近140mAh/g,但镁含量继续增加时,容量反而下降.在放电过程中,当x≤0.02时,材料的放电比容量呈上升趋势,但随后镁含量越多,材料的放电比容量下降得也越多。LiMn0.98Mg0.02PO4/C材料0.05C充电比容量为106mAh/g,放电比容量为100mAh/g,首次充放电效率达到95.23%。所有材料的可逆放电平台位于4.1V左右,对应着Mn3+还原为Mn2+的过程。由于镁本身不具有电化学活性,含量较少时,对材料的晶格结构和电子结构的调整作用占优,因而表现为材料的容量不断增大,但材料中的镁达到一定量时,随着活性物质量的进一步减少,导致材料的电化学容量降低。

2.3 循环性能

图4、图5分别为0.05C和0.2C倍率下,LiMn1-xMgxPO4/C(x=0.01、0.02、0.03、0.04、0.05)材料的循环曲线.从图中可知,以0.05C倍率放电时,经过30次循环后,LiMn0.98Mg0.02PO4/C、LiMn0.97Mg0.03PO4/C的放电比容量分别为73mAh/g、64mAh/g,容量保持率分别为73%、69%。而其它材料的放电比容量均低于60mAh/g以下。以0.2C倍率放电,各种材料放电比容量衰减趋势基本相同,但衰减幅度大大增加。LiMn0.98Mg0.02PO4/C材料放电比容量由82mAh/g下降到43mAh/g,容量保持率仅为52.43%,低于LiMn0.97Mg0.03PO4/C材料。材料循环稳定性的优与劣与许多因素有关,如活性物质的颗粒度、导电碳的均匀包覆和金属离子掺杂等。在本实验中,金属离子掺杂量对材料的循环性能有一定影响,但没有明显的规律性。

LiMn0.98Mg0.02PO4/C、LiMn0.97Mg0.03PO4/C材料的放电比容量较高,但同时容量衰减也较快。而过低或过高镁掺杂量的材料放电比容量较低,在充放电循环过程中,容量衰减相对较小。在反复充放电时,Li+不断地从电极材料内部脱嵌和嵌入,可能使材料本身的结构发生改变,这种改变将产生一定破坏性的效果,如造成Li+离子扩散通道的堵塞,成为容量衰减的主要原因。

2.4 交流阻抗分析

图6为LiMnPO4/C和LiMn0.98Mg0.02PO4/C材料电极的交流阻抗图。从图6可知,2种电极的交流阻抗曲线均由高频区的1个半圆弧和低频区的1条斜线组成,其中半圆表征了电极表面的传荷电阻,直线部分对应着Li+在电极中扩散引起的Warburg阻抗[5]。图6中未出现与界面膜有关的半圆[6],意味着电极与电解液之间形成的界面钝化膜阻抗非常小。从半圆曲线可知,LiMn0.98Mg0.02PO4/C电极的半圆小于LiMnPO4/C电极,即前者的电荷转移阻抗小于后者。镁的掺入降低了电极表面的电荷转移阻抗,有利于电极之间的电荷传递,使材料的电化学性能得到改善。

3 结论

篇4：课题4化学式与化合价的教学反思

（2）化合价的特点；

（3）化合价的表示方法；

（4）化合价的应用。

篇5：化学式与化合价_教学反思

李 明

九年级化学有关“化学式与化合价”方面的内容比较抽象，难度较大，富有挑战性。该教学过程体现了课程标准的教学新理念，注重学生的全面发展，采用建构主义课堂活动形式，设计了多个的探究活动，创设了多个学习情境，利用丰富的教学手段开展课堂活动，不但知识与技能目标得到较好的落实，过程与方法目标、情感态度与价值观目标得到较好的体现，使得整个课堂教学生动活泼而富有吸引力。

精彩的导入非常重要，好的导入可以拉近师生距离，使学生的向师性更强，积极参与教师的教学活动，提高课堂学习效率。本节课中让学生“报化学式”，以一种分类的思想开始本节课的学习，激起了学生的学习兴趣，使学生迅速进入自己组织教学活动中。

对已进入九年级的学生来说，他们的抽象思维能力和归纳概括能力已初步形成，在课堂上他们厌倦教师的说教灌输，希望课堂有便于他们自主学习的环境，给他们发表自己见解和表现自己才华的机会，希望教师满足他们的创造性愿望，让他们自己进行自主学习活动，让他们获得施展自己创造性才能的机会。本节课中让学生“报化学式”、“找化合物名字的特点和规律”、“讨论化学式的意义”等活动，不但能让学生在整节课的学习中始终处于积极的学习状态中，而且能让学生在探索中学会学习。兴趣是记忆的先决条件，集中注意力和充分想象是记忆的关键。本节课通过“货币的形成”“货币明码标价”的例子，引出化合价的概念，使学生易于理解，体验到学习的快乐，增强学习的兴趣，有效的突破教学的难点和重点。

整个教学过程让学生主动探索、发现知识、相互启发、不断完善,充分体现了“以学生为主体”的教学思想，同时也充分发挥了教师的主导作用。教师在教学中关注的是学生对待学习的态度是否积极，想了没有，参与了没有，能否从科学的角度思考问题，也就是关注的不仅是结果，更是过程，体现了预设与生成的和谐。

通过此课的学习使我深深感受到：我们的教学应以促进学生全面发展为根本目标，教学方式与教学行为应关注学生的感受，预设的课堂教学设计要努力创设相互信任、和谐民主的师生关系，学习过程中的师生间、生生间以及学生与教材文本间的思维对话，是实现快乐高效学习的关键。

缺点和改正：应该多加强课前指导，应注重课堂中突发事件的处理和解决，应合理安排教学内容，预设过多，导致一些问题不能很好的交代，课堂紧凑等！

篇6：课题4 化学式与化合价_教学设计_教案

有关相对分子质量的计算

一、学习目标：

（1）

求物质的相对分子质量；

（2）

求物质中各元素的质量比；

（3）

求物质中某元素的质量分数。

二、学习重点：关于相对分子质量的计算

三、学习难点：从微观到宏观，理解关于相对分子质量计算的依据

四、学习过程

（一）复习回顾

分别说出下列各物质有哪些元素组成？其分子由哪些原子构成？

氯气

Cl2

二氧化硫

SO2

高锰酸钾

KMnO4

（二）四种中考常见题型解析

1、计算物质原子个数比

CO2

KMnO4

H2SO4

KClO32、计算物质的相对分子质量

（1）自主学习：计算O2,H2O的相对分子质量。（课本P87）

（2）合作探究：求下列物质相对分子质量

N2的相对分子质量=

H2SO4的相对分子质量=

Cu(OH)2的相对分子质量=

NH4NO3的相对分子质量=

3、计算物质组成元素的质量比

（1）自主学习：二氧化碳（CO2）

中碳元素和氧元素的质量比等于？

（课本P87）

（2）合作交流：求下列各物质中组成元素的质量比

H2O

：

NH4NO3

：

CO(NH2)2

：

4、计算物质中某元素的质量分数

（1）自主学习：计算H2O中氢元素的质量分数（课本P87）

（2）合作交流：求下列各物质中氮元素的质量分数

NH3

NH4NO3

(NH4)2SO4

NH4Cl

（三）课后作业

1、水果中含有一种柠檬酸(C6H8O7),计算

(1)柠檬酸的相对分子质量;

(2)柠檬酸中各元素的质量比;

(3)柠檬酸中各原子个数比;

五、回顾与思考

篇7：课题4 化学式与化合价_教学设计_教案

关键词：锂离子电池,正极材料,磷酸锰锂,磷酸钒锂,复合

具有橄榄石型结构的LiMPO4(M=Fe、Mn、Co和Ni)作为锂离子电池正极材料以其优异的热稳定性和循环性能而备受关注[1]。相比LiFePO4(3.4Vvs Li+/Li),LiMnPO4具有4.1V的放电电压平台,能量密度比已初步商业化的LiFePO4高出21%;而且,4.1V的嵌锂电位位于现有电解液体系的稳定电化学窗口。但LiMnPO4极低的电 子和离子 电导率导 致其电化学活性 较低,限制了其 在动力电 池领域的 应用[2,3]。 NASICON结构的Li3V2(PO4)3正极材料 由于具有Li+三维扩散通道,允许Li+快速嵌脱 而晶体结 构不发生 改变,具有优异的高倍率充 放电性能[4]。然而,钒的价格 较高,如果大规模的 作为动力 电池正极 材料,势必造成 电池成本 大幅上升。

为了提高LiMnPO4的电化学活性,除了在材料表面包覆碳层提高表面 电导率之 外,研究发现 金属离子 掺杂是提 高LiMnPO4体相电导率的有效手段之一[5]。在Mn位掺杂少量金属离子后,LiMnPO4的放电容 量和倍率 性能得到 大幅提升[6,7,8,9]。本研究制备6LiMnPO4·Li3V2(PO4)3/C复合正极材料,以期通过V掺杂LiMnPO4提高其体相导电性;同时利用Li3V2(PO4)3快Li+离子导体的特性,提高材料的大电流充放电性能;以获得低成本、高性能的动力锂离子电池 正极材料。 通过喷雾干燥法、溶胶-凝胶法和球磨法分别制备6LiMnPO4· Li3V2(PO4)3/C材料前驱体,分析合成技 术对复合 材料形貌 结构及电化学性能的影响。

1实验部分

1.1材料合成

方法1:将LiNO3、Mn(NO3)2、H3PO4、V2O5和柠檬酸按一定的化学计量比溶于去离子水中,其中Li∶柠檬酸的摩尔比为1∶0.2。然后将溶液进行喷雾干燥,进口温度为200℃,载气压力为0.4MPa。将收集的前躯体粉末放入管式炉,在Ar气氛中400℃下热处理2h。将热处理后的产物与一定量乙炔黑球磨混合后,在Ar气氛中350℃预烧4h后升温至700℃烧结10h,得到6LiMnPO4·Li3V2(PO4)3/C复合材料(记为LMVPSD)。

方法2:将LiH2PO4、Mn(Ac)2·4H2O、NH4VO3和柠檬酸按一定的化学计量比溶于去离子水中,80℃ 水浴中加 热搅拌成凝胶。在100℃下真空干燥,研磨后的前驱体在Ar气氛中350℃预烧4h后升温至700℃ 烧结10h,得到6LiMnPO4· Li3V2(PO4)3/C复合材料(记为LMVP-SG)。

方法3:将Li2CO3、Mn(Ac)2·4H2O、NH4H2PO4、V2O5和蔗糖按一定的化学计量比混合,加入适量无水乙醇放入氧化锆球磨罐中,350r/min球磨6h。将球磨后的浆料烘干后在Ar气氛中350℃ 预烧4h后升温至700℃ 烧结10h,得到6LiMnPO4·Li3V2(PO4)3/C复合材料(记为LMVP-BM)。

1.2物理表征

材料的晶体结构分析采用德国D8ADVANCE型X射线衍射仪(XRD),Cu靶,管电压30kV,管电流30mA,扫速2°/ min。材料的微观形貌分析采用日本JSM-7401F型扫描电子显微镜,加速电压5kV。采用PerkinElmer 2400Ⅱ型元素分析仪测定材料中的含碳量。

1.3电化学性能测试

按质量比75∶15∶10的比例称 取6LiMnPO4·Li3V2(PO4)3/C正极材料、Super P导电碳黑和PVDF粘结剂混合适量NMP磁力搅拌4h。将搅拌后 的浆料涂 于铝箔上,80℃ 干燥后裁剪成直径12mm的圆片,加压定型后于120℃下真空干燥6h得到正极极片。以锂片为负极,Celgard 2400微孔膜为隔膜,1mol/L LiPF6/EC(碳酸乙烯 酯)+DMC(碳酸二甲 酯)(v/v=1∶1)为电解液组装成2016型扣式电池。恒流充放电测试在武汉蓝电电子有限公司生产的CT2001型电池测试系统上进行。充放电截止电压为2.4~4.8V,充电电流0.1C (1C=170mA/g)。

2结果与讨论

2.1材料物理表征

图1为分别采用喷雾干燥法、溶胶-凝胶法和球磨法制备前驱体,再经高温烧结合成6LiMnPO4·Li3V2(PO4)3/C复合材料的XRD谱图。由图1可知,3种方法制 备的复合 材料XRD图谱一致,图中同时 出现LiMnPO4和Li3V2(PO4)3的两相特征衍射峰,对应正交 晶系的LiMnPO4(Pmnb空间群, JCPDS 74-0375)和单斜晶系的Li3V2(PO4)3(P21/n空间群, JCPDS 47-0107)。无明显杂质 衍射峰出 现,说明材料 纯度较高结晶 良好;橄榄石结 构的LiMnPO4和NASICON结构的Li3V2(PO4)3一起复合制备出来,同时保持相对的独立性。

图2为不同制备方法得到的6LiMnPO4·Li3V2(PO4)3/C复合材料的SEM图。由图2(a)可知,通过喷雾干燥法制备前驱体合成的复合材料为粒径约100nm的颗粒,颗粒细小均匀。 图2(b)为溶胶-凝胶法制备前驱体合成的复合材料的形貌图, 大部分颗粒粒径分布在150~250nm,但存在直径300nm以上的大颗粒。而采用球磨法制备前驱体合成的复合材料的颗粒形状较不规则,粒径大小不一且团聚严重,见图2(c)。由元素分析测试可知,3种方法制 备的复合 材料中的 碳含量均 约为10%(wt,质量分数,下同)。

[(a)LMVP-SD;(b)LMVP-SG;(c)LMVP-BM]

2.2电化学性能

图3(a)为不同制 备方法得 到的6LiMnPO4·Li3V2(PO4)3/C复合材料在0.1C倍率下的首次充放电曲线。由图3(a)可看出,3种复合材 料的充电 曲线上均 存在5个电压平 台,其中位于3.6、3.7、4.1和4.5V附近的平 台属于Li3V2(PO4)3的特征充电平台;而在4.2V附近开始的倾斜平台属于LiMnPO4的特征充 电平台。 由于LiMnPO4和Li3V2(PO4)3的平均放电平台均在4V附近,因此3种复合材料放电曲线均有1个位于4.2~3.5V的倾斜放电平台。从充放电曲线可以看出,LMVP-SD的充放电平台电压差最小,这说明LMVP-SD比LMVP-SG和LMVP-BM具有更好的反应动力学性能,使得复合材料的充放电极化变小,高电压下的放电容量增加。在0.1C倍率下,LMVP-SD、LMVP-SG和LMVPBM的首次放 电容量分 别为133mAh/g、121mAh/g和110mAh/g,首次充放电效率分别达到87%、81%和76%。相比溶胶-凝胶法和球磨法,采用喷雾干燥法制备前驱体合成的材料具有更高的放电电压和可逆比容量,这是由于喷雾干燥 法可以在瞬间将前躯体溶液干燥形成粉体,保证前躯体中多 种原料的均匀混合,比另外2种方法更有效,因此制备的产物颗粒细小均匀,表现出更高的电化学活性。

图3(b)为不同制 备方法得 到的6LiMnPO4·Li3V2(PO4)3/C复合材料 的倍率性 能曲线。LMVP-SD在0.2C、 0.5C、1和2C倍率下的 放电容量 分别为125、109、100和91mAh/g。比LMVP-SG和LMVP-BM表现出更好的倍率放电性能,这主要归于其较 小的颗粒 尺寸缩短 了Li+的传输距 离,从而有效提高材料中Li+的扩散动力学。

图3(c)为不同制 备方法得 到的6LiMnPO4·Li3V2(PO4)3/C复合材料的循环性能曲线。LMVP-SD、LMVP-SG和LMVP-BM在0.1C倍率下循环40次后,容量保持率分别为95%、85%和80%。可见,采用喷雾 干燥法制 备前驱体 合成的复合正极材料具有更高的可逆容量和循环稳定性。

3结论

分别采用喷雾干燥法、溶胶-凝胶法和球磨法制备前驱体, 再经高温烧结合成了6LiMnPO4·Li3V2(PO4)3/C复合正极材料。复合材料XRD图中同时出现LiMnPO4和Li3V2(PO4)3的两相特征衍射峰,无其他明显杂质存在。通过喷雾 干燥法制备前驱体得到的复合正极材料,颗粒细小均匀,表现出最高的电化学活性。0.1C倍率下的放电容量 达到133mAh/g,循环40次后容量保持95%,1C倍率下的放电容量达到0.1C时的75%,表现出较高的大电流放电性能和循环稳定性。

参考文献

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[4]Qiao Y Q,Tu J P,Xiang J Y,et al.Effects of synthetic route on structure and electrochemical performance of Li3V2(PO4)3/C cathode materials[J].Electrochim Acta,2011,56(11):4139-4145.

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篇8：课题4 化学式与化合价_教学设计_教案

【百度参赛】课题1《燃烧与灭火》教学设计

设计者：陈正红

设计者单位：湖北省宜昌市点军四中

一、教案背景：

1、面向学生：初中

2、学科：化学

3、年级：九年级

4、课题：燃烧与灭火

5、课时：1课时

二、教材分析：

《燃烧和灭火》是人教版九年级化学上册第七单元第一节的内容。前面已经学习了氧气与二氧化碳的性质和碳、磷、石蜡等物质的燃烧，为这一节的学习做好了铺垫。同时，本课题对后续续学习“完全燃烧与不完全燃烧”、“使用燃料对环境的影响”、“化学与生活”以及高中将学习的“化学反应中能量的变化”都可以起到铺垫作用。

三、学情分析：

燃烧是学生日常生活中常见的现象，学生已经知道很多促进燃烧和灭火的方法，但还不能从化学反应的角度认识燃烧和灭火的原理。引导学生把自身的生活经验与化学联系起来。具体地说，就是把学生所知道的促进燃烧的方法和灭火与化学反应条件有机联系起来，逐步实现从生活走进化学。

四、教学目标：

1、知识与技能：认识燃烧的条件和灭火的原理。

2、过程与方法： 参与探究活动，体验科学探究的过程，培养观察分析、设计方案、评价反思的能力；

3、情感、态度和价值观：（1）在探究过程中培养良好的实验习惯；

（2）体验探究成功的喜悦，体会化学与生活的密切关系，从而激发学习兴趣；渗透“事物具有两面性”的唯物主义观点。

五、教学重点、难点：

1、教学重点：燃烧的条件和灭火的方法。

2、教学难点：（1）燃烧条件与灭火原理的应用（2）探究方案的设计与实施

六、教学方法：

小组合作探究实验多媒体辅助教学

七、教学用具：石子、纸、蜡烛、火柴、大烧杯、煤块

八、教学资源：

【百度搜索】 http:///NewsIndex.aspx?pkId=3&an=systemarticle&aid=216

课题1 燃烧和灭火

一、燃烧的条件

1、燃烧是可燃物与氧气发生的一种发光、放热的剧烈的氧化反应。

2、燃烧需要的条件：(1)、可燃物

（2）、氧气（或空气）

（3）、达到燃烧所需的最低温度（也叫着火点）

二、灭火的原理和方法

1、灭火的原理：破坏燃烧的条件

2、灭火的方法：（1）、清除可燃物

（2）、隔绝氧气（或空气）

（3）、降低温度到可燃物的着火点以下

十一、本教学设计的特点

1．燃烧现象司空见惯，在教学时注意从学生已有的经验出发创设情景使学生回顾燃烧的“功”和“过”，并由此进一步体会“科学是把双刃剑”，只有掌握其规律，才能趋利避害，也激发起学生探究燃烧本质与燃烧条件的兴趣。

2.提供实验器材让学生自己用探究学习的方式去研究物质燃烧所需要的条件。使学生在知识的形成、联系、应用过程中养成科学的态度，获得科学的方法。

3.创设问题情景并播放教学录像，使学生学会基本的防火、灭火及火灾现场的自救方法。教导学生珍爱生命，回馈社会，报效祖国。

4．提供一些网上课堂的网址，培养学生利用网络学习有用知识的习惯。

十二、教学反思：

通过实施本节课教学与聆听点评指导，受益非浅。

燃烧是学生非常熟悉的一种化学现象，在日常生活中多有涉及。这是一个好事，因为学习自己熟悉的东西总是比较容易的。但是固有的知识经验有时也会影响我们应该达到的学习效果，先入为主的思想会使学生丧失学习兴趣，怎样扬长避短，既能利用已有的经验，又能激发学生的好奇心，使学生产生积极的求学欲望，这是本节课的一个技术难题。

探究式教学是化学课的主题。化学是一门以实验为基础的科学，通过实验实现探究目的，做好实验是基本要求，用好实验是关键。利用实验，层层深入。

在教学过程中,我设计了一套探究燃烧条件的实验方案，提供了一系列实验器材供学生选择，自主合作完成探究实验。学生能积极主动地完成这一学习任务。

本节教材着眼于生活中的化学。而教学中要活学活用教材使知识源于生活又高于生活，还要避免流于延伸范围加深难度的误区。要落实课程标准使学生扎实掌握基础知识点又能灵活运用它们，这就对问题的情境设计提出了较高的要求。设计问题时，要顺应学生的认知规律，求知求实。

篇9：课题4 化学式与化合价_教学设计_教案

课题一 爱护水资源一 人类拥有的水资源

1：水的分布

海洋水 大气水

地球水 湖泊水 生物水

地下水 河流水

2：水资源短缺的原因

a 可利用淡水资源有限（不到总水量的1%），且分布不均b 人口增多，用水增加

c 水污染现象严重

篇10：课题4 化学式与化合价_教学设计_教案

教学设计是现代教育技术学极其重要的分支领域。研究教学设计，对于改进课堂教学方法，提高教师理论素养与实践技能，具有重要的现实意义。将教学设计的最新观点与化学学科知识相结合，形成具有化学个性的教学设计理念，构建化学课堂教学设计应用模式，对于当今化学课堂

教学改革有较高的价值。

一、教学内容的“二次规划”

化学教材是课程设计的产品，要受到政治背景、文化积淀和教学手段等方面的影响，是在统筹各方面因素的基础上对学科教学内容作出的固定的规划，并非化学学科根据化学知识传授和能力培养需要随心所欲安排的理想模型。如果化学课堂教学设计没有建立在现代教学设计新理念的基础上，只在化学学科知识的逻辑体系内打转，会导致与当前推进素质教育、减轻学生负担相违背的教学行为。为了能合科学性、合规律性地组织课堂教学，必须寻找化学教学内容与教学现实的结合点，从目标、内容、结构等方面对教材内容进行“二次规划”，即重新组织课堂教学内容，包括

内容详略的框定和内容结构的重新组织。

1．内容详略的框定

教学内容是教学大纲中规定的教学目标的具体化，尽管教材有具体的教学内容，但在实际教学中仍必须对教材内容进行调整。当然调整不是随意进行的，要根据学科特点、教学需要、学生实际等方面考虑教学内容的详略，不能一概扩展内容，也不宜把教学内容完全局限于教材内容范围内。近几年高考命题提出的“遵循大纲又不拘泥于大纲”，造成教学内容无限度扩散，有些课堂教学变得没有“规矩”，为此，有必要强调教学内容的阶段性要求。高中化学教材（试验修订版）第一章“化学反应及其能量变化”中的离子反应一节，涉及到强电解质和弱电解质、离子反应、离子方程式书写等知识，如果仅仅追求知识的整体性，会将内容搞得很复杂，这显然不符合第一章作为化学初步知识介绍的教学要求，这块内容的处理应偏重简略而不能过分精细化。另外一些内容又要适当加以拓展，例如第三章气体摩尔体积，“相同体积的气体都含有相同的分子数”这段话应加以拓

展，分析气体体积、物质的量、分子数的比例关系。

2．内容结构的分析

学科教材是人类科学文化进步的结晶，具有系统化、结构化的严密的逻辑体系。但教材的内容不能仅仅按照学科知识的逻辑结构呈现，还应该考虑学生的认知发展顺序。当逻辑结构与认知发展顺序相一致时，教材内容的组织是比较容易的，这些内容在高中化学教材和大学化学教材中都能找到，例如有机化学中烃的知识内容。当逻辑结构与认知发展顺序不相一致时，在内容安排时不能完全按照逻辑结构而应寻找逻辑结构与心理发展顺序的结合点，甚至有时会在逻辑结构方面作一些让步，高中新教材删去了硫化氢一节内容，主要是基于这一方面的考虑。

从逻辑结构来看，知识组块和排列顺序是两个主要方面。化学知识体系通常可以按照“点—线—网”的方式，将知识结构化。“点”和“线”构成了知识组块，“网”显示了知识组块的排列顺序。“点”主要指化学概念，“线”主要指化学命题或化学事实，由知识网络形成了化学概念、命题和事实相互关系的图式，这就是化学教材内容逻辑结构的内涵。从逻辑结构考虑，可以采用归纳模式和演绎模式设计教学流程。归纳模式的一般程序是，先呈现化学事实，分析化学事实并提取某些结论，从个别结论中抽取共同的本质特征，归纳得出具有一般意义的结论，例如，从卤化物与卤素单质反应现象，得出活泼性Cl2>Br2>I2，再抽象出卤素性质的递变顺序，然后得出元素周期律中的有关规则。演绎模式的一般流程是，先呈现概括性的规则、概念或理论，然后进行精细化处理，验证、分析并理解规则、概念或理论包含的内容，最后达到对知识的全面理解和把握，例如，先呈现物质的量概念，分析概念的内涵，理解概念包含的各部分内容，通过练习深化对有关内容的理解，最后达到对整个概念的全面把握。

从认知结构来看，教材内容的意义性和复杂性是两个重要参数。教材内容的意义性参数是指新内容中能与学生长时记忆中已有知识点联系起来的知识点的数量；教材内容的复杂性参数一方面是指在一定的时间间隔内新知识对旧知识的比率，另一方面是指新知识进入学生的认知图式所需从事的认知加工的总数。可见认知结构分析的关键要知道学生已经知道了什么，并从中确定教学的起点在哪里。对认知结构的分析是确定教学中采用“同化”还是采用“顺应”的策略的依据，即接受新内容仅仅是量的扩张而认知结构图式不变，还是认知结构图式的调整。例如，学习浓硫酸的性质，就要调整原有的金属与酸反应的图式；学习硝酸性质时，是在有关浓硫酸知识结构基础上的知识量的扩张，原有的认知结构图式基本没有变化。

二、教学序列的设计

从教学起点到教学目标，可以有多种途径，也就是说教学内容的呈现有多种序列的可能，选择最合理的教学序列是追求有效教学途径的关键。教学序列的呈现通常采取构建推理链的方式，通过推理链能将学生原有知识与现实目标联系起来，寻找推理链是解决怎样教的突破口，例如，乙醇的结构和性质，可以形成如下的推理链：测定分子式→确定两种可能的结构→通过实验确定正确的结构→分析基团→推测性质→验证性质。形成支架式序列是常用的设计策略，包括“自上至下”和“自下至上”的序列。

1．“自下至上”的序列

传统教学设计理论认为知识是有层次结构的，教学要从基本子概念、子技能的学习出发，逐步上升，逐渐学习到高级的知识技能。对教学任务进行认真分析的基础上，找到教学起点，然后采用“逐步生长”的策略，逐渐扩展知识范围。化学知识可以分成事实性知识、概念性知识、过程性知识和理论性知识，相应地教学起点可以是初步的事实、引导性的概念、基本的技能或基础性的理论。

事实性知识通常出现在学习化学系统知识的前期，先从感性知识着手，让学生充分感受现象的真实性，体味现象之间的差异与联系，从简单现象拓展到复杂现象，从了解化学事实的某个方面发展到对整个化学事实的全面理解，例如，从氯水使有色布条褪色，到氯水使氢氧化钠酚酞溶液褪色，到次氯酸钠溶液的漂白性，呈现了以化学事实性知识拓展为主线的序列。概念性知识教学序列的安排，通常以引导性概念为起点，即新概念正式呈现之前，提供一些引导性材料，逐步扩大材料的范围，引导学生从中提炼、概括出实质性的内容，从而为新概念的构建奠定基础。过程性知识主要解决如何作的问题，侧重于技能的培养，通常采用从易到难、从简单到复杂的程序展开训练，例如，有关物质的量计算，应先从简单的换算开始，从稳定的情境中培养学生的基本技能，再逐渐变换情境，将应用的范围扩大。理论性知识的教学，可以从涉及理论的某方面知识着手，扩展概念、提升规则，逐步形成更加综合的知识体系，并建立新的理论。

2．“自上至下”的序列

除了“自下至上”的教学序列，有时还要设计“自上至下”的教学序列，即首先呈现整体性任务、显示知识的概要，然后进行精细化处理，从概要中找出细化的教学起点，展开内容，再从展开的内容中找到二级细化的教学起点，依次呈现一系列细化序列，细化的复杂程度和精细程度随着教学进

程而逐渐加深。

设计“自上至下”的序列有二个前提，一是确定知识概要，二是寻找可以细化的知识点。确定知识概要，首先要确定教学内容是属于事实性知识、概念性知识、过程性知识还是理论性知识，然后确定内容的主要轮廓，例如概念性知识，概念的定义、肯定实例与否定实例；过程性知识，过程的基本功能、实施步骤；理论性知识，最基本的原理、主要观点。概要中需要细化的知识点，有些是明显的，有些隐含在粗略的内容中，细化是逐步的、系列化的，每一级细化的结果又是下一级细化的概要。例如，氯气的实验室制法，属于过程性知识，先介绍制备的主要流程、操作过程，并进行制备实验；然后从制取装置、收集装置、尾气吸收装置中寻找可以细化的内容，例制取装置可以从反应原理、原料特点、条件控制等方面进行细化，反应原理又可以从氧化还原角度再进行细化，其它知识点也能找到逐级细化的推理链。

除了从内容角度考虑教学序列外，也可以从问题角度来安排概要和逐级细化的序列。在新知识体系中找到问题的中心，发散出问题的各个方面；呈现出问题的全貌，然后边解决问题边细化内容，最后达到对教学内容的全面理解和有关问题的彻底解决。例如，“氨”一节内容，可以先提出这样一个问题：“从氨的分子式NH3，你能知道些什么”，让学生讨论，并及时启发引导学生，从所学过的物质结构理论、元素周期律和元素周期表、电离理论、氧化还原等角度切入，可以归纳总结成下列图示：（图略）

在上述不同方面、不同角度的发散探讨的基础上，可以综合得到一系列新知识，实现预期的教学目标，整个教学过程以“自上至下”形式展开。

三、教学设计的动态效应

教学设计过程有四个最基本的组成部分：学习者、目标、方法和评价。无论以何种理念设计教学方案，都应把学生的活动列入计划，教学方案中的内容显示的应是动态的过程而不是静态的过程。因此，应注重师生之间的对话活动，创设有利于学生进行自主性学习的对话情境，尽可能显示知识发生的过程，利用丰富的教学资源激发学生通过意义建构模式进行学习。

1．双自主模式

教学活动既不只是教师的演讲、也不只是学生独立的、自由的研究，目前我国的学科教学适宜采用既能发挥教师的主导作用又能发挥学生的主体作用的双自主模式，即要把“教师中心”和“学生中心”两者的长处吸收过来，把两者的消极因素加以避免。教学方案中必须包含学生的活动，包括思维活动、操作活动和交往活动。思维活动源于问题，应设计能诱发学生思考、便于师生展开对话的发散式问题；化学学科中的操作活动主要有观察、实验、实习等，将演示实验改成学生实验，让学生通过合作完成富有创意的实验设计；交往活动是体现课堂教学“教学本性”的一个重要方面，通过提问、讨论和评价等方式激发学生与教师、学生与学生之间的交往，让学生在交往中改变行为、感悟知识。

2．重视过程

智力的基础是智力技能，智力技能的培养和提高是通过辨别、具体概念、定义概念、规则和高级规则一系列过程中完成的。只从知识传授角度设计教学，会导致简单化的教学行为，即教师向学生简要介绍知识，让学生对知识进行强化记忆，通过模仿进行知识应用的练习。这样的教学由于忽视过程导致智力技能没有得到有效的训练。因此，教学设计应从智力技能的角度分解教学过程，在过程中培养学生的智力，例如，“气体摩尔体积”的教学，先提供1摩不同的固体、液体的体积是不同的事实（辨别），通过计算得出1摩气体的体积在标准状况下约是22.4升（具体概念），再得出气体摩尔体积的定义（定义概念），介绍气体体积的计算方法（规则），然后讨论气体体积与物质的量、质量的换算（高级规则），通过这样

一系列的过程使知识的传授与智力技能的培养同步到位。

3．教学情境的设计

学生的心理结构和业绩行为发生了持久的变化，学习才得以发生。因此，学生与周围环境的交互作用，对于学习内容的理解起着关键的作用。教学设计必须对教学情境的安排作出规划，尽可能提供丰富的教学资源，利用各种信息资源来支持“学”，力求创设有利于学生意义建构的情境。信息技术与化学学科内容的整合是产生丰富教学资源的有效手段，尤其对于抽象的、微观的化学结构知识。

以上从不同维度对化学课堂教学设计进行了讨论，旨在说明教学设计不仅仅是如何讲授知识的设计，考虑的层面应是多角度的、交错的。当然，根据教学目标、教学内容及学生实际的差别，教学设计维度各有侧重。如何实现最优化的教学设计效果，尚需要广大教师在教学实践中加以深入的探索教学设计是现代教育技术学极其重要的分支领域。研究教学设计，对于改进课堂教学方法，提高教师理论素养与实践技能，具有重要的现实意义。将教学设计的最新观点与化学学科知识相结合，形成具有化学个性的教学设计理念，构建化学课堂教学设计应用模式，对于当今化学课

堂教学改革有较高的价值。

一、教学内容的“二次规划”

化学教材是课程设计的产品，要受到政治背景、文化积淀和教学手段等方面的影响，是在统筹各方面因素的基础上对学科教学内容作出的固定的规划，并非化学学科根据化学知识传授和能力培养需要随心所欲安排的理想模型。如果化学课堂教学设计没有建立在现代教学设计新理念的基础上，只在化学学科知识的逻辑体系内打转，会导致与当前推进素质教育、减轻学生负担相违背的教学行为。为了能合科学性、合规律性地组织课堂教学，必须寻找化学教学内容与教学现实的结合点，从目标、内容、结构等方面对教材内容进行“二次规划”，即重新组织课堂教学内容，包括

内容详略的框定和内容结构的重新组织。

1．内容详略的框定

教学内容是教学大纲中规定的教学目标的具体化，尽管教材有具体的教学内容，但在实际教学中仍必须对教材内容进行调整。当然调整不是随意进行的，要根据学科特点、教学需要、学生实际等方面考虑教学内容的详略，不能一概扩展内容，也不宜把教学内容完全局限于教材内容范围内。近几年高考命题提出的“遵循大纲又不拘泥于大纲”，造成教学内容无限度扩散，有些课堂教学变得没有“规矩”，为此，有必要强调教学内容的阶段性要求。高中化学教材（试验修订版）第一章“化学反应及其能量变化”中的离子反应一节，涉及到强电解质和弱电解质、离子反应、离子方程式书写等知识，如果仅仅追求知识的整体性，会将内容搞得很复杂，这显然不符合第一章作为化学初步知识介绍的教学要求，这块内容的处理应偏重简略而不能过分精细化。另外一些内容又要适当加以拓展，例如第三章气体摩尔体积，“相同体积的气体都含有相同的分子数”这段话应加以拓

展，分析气体体积、物质的量、分子数的比例关系。

2．内容结构的分析

学科教材是人类科学文化进步的结晶，具有系统化、结构化的严密的逻辑体系。但教材的内容不能仅仅按照学科知识的逻辑结构呈现，还应该考虑学生的认知发展顺序。当逻辑结构与认知发展顺序相一致时，教材内容的组织是比较容易的，这些内容在高中化学教材和大学化学教材中都能找到，例如有机化学中烃的知识内容。当逻辑结构与认知发展顺序不相一致时，在内容安排时不能完全按照逻辑结构而应寻找逻辑结构与心理发展顺序的结合点，甚至有时会在逻辑结构方面作一些让步，高中新教材删去了硫化氢一节内容，主要是基于这一方面的考虑。

从逻辑结构来看，知识组块和排列顺序是两个主要方面。化学知识体系通常可以按照“点—线—网”的方式，将知识结构化。“点”和“线”构成了知识组块，“网”显示了知识组块的排列顺序。“点”主要指化学概念，“线”主要指化学命题或化学事实，由知识网络形成了化学概念、命题和事实相互关系的图式，这就是化学教材内容逻辑结构的内涵。从逻辑结构考虑，可以采用归纳模式和演绎模式设计教学流程。归纳模式的一般程序是，先呈现化学事实，分析化学事实并提取某些结论，从个别结论中抽取共同的本质特征，归纳得出具有一般意义的结论，例如，从卤化物与卤素单质反应现象，得出活泼性Cl2>Br2>I2，再抽象出卤素性质的递变顺序，然后得出元素周期律中的有关规则。演绎模式的一般流程是，先呈现概括性的规则、概念或理论，然后进行精细化处理，验证、分析并理解规则、概念或理论包含的内容，最后达到对知识的全面理解和把握，例如，先呈现物质的量概念，分析概念的内涵，理解概念包含的各部分内容，通过练习深化对有关内容的理解，最后达到对整个概念的全面把握。

从认知结构来看，教材内容的意义性和复杂性是两个重要参数。教材内容的意义性参数是指新内容中能与学生长时记忆中已有知识点联系起来的知识点的数量；教材内容的复杂性参数一方面是指在一定的时间间隔内新知识对旧知识的比率，另一方面是指新知识进入学生的认知图式所需从事的认知加工的总数。可见认知结构分析的关键要知道学生已经知道了什么，并从中确定教学的起点在哪里。对认知结构的分析是确定教学中采用“同化”还是采用“顺应”的策略的依据，即接受新内容仅仅是量的扩张而认知结构图式不变，还是认知结构图式的调整。例如，学习浓硫酸的性质，就要调整原有的金属与酸反应的图式；学习硝酸性质时，是在有关浓硫酸知识结构基础上的知识量的扩张，原有的认知结构图式基本没有变化。

二、教学序列的设计

从教学起点到教学目标，可以有多种途径，也就是说教学内容的呈现有多种序列的可能，选择最合理的教学序列是追求有效教学途径的关键。教学序列的呈现通常采取构建推理链的方式，通过推理链能将学生原有知识与现实目标联系起来，寻找推理链是解决怎样教的突破口，例如，乙醇的结构和性质，可以形成如下的推理链：测定分子式→确定两种可能的结构→通过实验确定正确的结构→分析基团→推测性质→验证性质。形成支架式序列是常用的设计策略，包括“自上至下”和“自下至上”的序列。

1．“自下至上”的序列

传统教学设计理论认为知识是有层次结构的，教学要从基本子概念、子技能的学习出发，逐步上升，逐渐学习到高级的知识技能。对教学任务进行认真分析的基础上，找到教学起点，然后采用“逐步生长”的策略，逐渐扩展知识范围。化学知识可以分成事实性知识、概念性知识、过程性知识和理论性知识，相应地教学起点可以是初步的事实、引导性的概念、基本的技能或基础性的理论。

事实性知识通常出现在学习化学系统知识的前期，先从感性知识着手，让学生充分感受现象的真实性，体味现象之间的差异与联系，从简单现象拓展到复杂现象，从了解化学事实的某个方面发展到对整个化学事实的全面理解，例如，从氯水使有色布条褪色，到氯水使氢氧化钠酚酞溶液褪色，到次氯酸钠溶液的漂白性，呈现了以化学事实性知识拓展为主线的序列。概念性知识教学序列的安排，通常以引导性概念为起点，即新概念正式呈现之前，提供一些引导性材料，逐步扩大材料的范围，引导学生从中提炼、概括出实质性的内容，从而为新概念的构建奠定基础。过程性知识主要解决如何作的问题，侧重于技能的培养，通常采用从易到难、从简单到复杂的程序展开训练，例如，有关物质的量计算，应先从简单的换算开始，从稳定的情境中培养学生的基本技能，再逐渐变换情境，将应用的范围扩大。理论性知识的教学，可以从涉及理论的某方面知识着手，扩展概念、提升规则，逐步形成更加综合的知识体系，并建立新的理论。

2．“自上至下”的序列

除了“自下至上”的教学序列，有时还要设计“自上至下”的教学序列，即首先呈现整体性任务、显示知识的概要，然后进行精细化处理，从概要中找出细化的教学起点，展开内容，再从展开的内容中找到二级细化的教学起点，依次呈现一系列细化序列，细化的复杂程度和精细程度随着教学进

程而逐渐加深。

设计“自上至下”的序列有二个前提，一是确定知识概要，二是寻找可以细化的知识点。确定知识概要，首先要确定教学内容是属于事实性知识、概念性知识、过程性知识还是理论性知识，然后确定内容的主要轮廓，例如概念性知识，概念的定义、肯定实例与否定实例；过程性知识，过程的基本功能、实施步骤；理论性知识，最基本的原理、主要观点。概要中需要细化的知识点，有些是明显的，有些隐含在粗略的内容中，细化是逐步的、系列化的，每一级细化的结果又是下一级细化的概要。例如，氯气的实验室制法，属于过程性知识，先介绍制备的主要流程、操作过程，并进行制备实验；然后从制取装置、收集装置、尾气吸收装置中寻找可以细化的内容，例制取装置可以从反应原理、原料特点、条件控制等方面进行细化，反应原理又可以从氧化还原角度再进行细化，其它知识点也能找到逐级细化的推理链。

除了从内容角度考虑教学序列外，也可以从问题角度来安排概要和逐级细化的序列。在新知识体系中找到问题的中心，发散出问题的各个方面；呈现出问题的全貌，然后边解决问题边细化内容，最后达到对教学内容的全面理解和有关问题的彻底解决。例如，“氨”一节内容，可以先提出这样一个问题：“从氨的分子式NH3，你能知道些什么”，让学生讨论，并及时启发引导学生，从所学过的物质结构理论、元素周期律和元素周期表、电离理论、氧化还原等角度切入，可以归纳总结成下列图示：（图略）

在上述不同方面、不同角度的发散探讨的基础上，可以综合得到一系列新知识，实现预期的教学目标，整个教学过程以“自上至下”形式展开。

三、教学设计的动态效应

教学设计过程有四个最基本的组成部分：学习者、目标、方法和评价。无论以何种理念设计教学方案，都应把学生的活动列入计划，教学方案中的内容显示的应是动态的过程而不是静态的过程。因此，应注重师生之间的对话活动，创设有利于学生进行自主性学习的对话情境，尽可能显示知识发生的过程，利用丰富的教学资源激发学生通过意义建构模式进行学习。

1．双自主模式

教学活动既不只是教师的演讲、也不只是学生独立的、自由的研究，目前我国的学科教学适宜采用既能发挥教师的主导作用又能发挥学生的主体作用的双自主模式，即要把“教师中心”和“学生中心”两者的长处吸收过来，把两者的消极因素加以避免。教学方案中必须包含学生的活动，包括思维活动、操作活动和交往活动。思维活动源于问题，应设计能诱发学生思考、便于师生展开对话的发散式问题；化学学科中的操作活动主要有观

察、实验、实习等，将演示实验改成学生实验，让学生通过合作完成富有创意的实验设计；交往活动是体现课堂教学“教学本性”的一个重要方面，通过提问、讨论和评价等方式激发学生与教师、学生与学生之间的交往，让学生在交往中改变行为、感悟知识。

2．重视过程

智力的基础是智力技能，智力技能的培养和提高是通过辨别、具体概念、定义概念、规则和高级规则一系列过程中完成的。只从知识传授角度设计教学，会导致简单化的教学行为，即教师向学生简要介绍知识，让学生对知识进行强化记忆，通过模仿进行知识应用的练习。这样的教学由于忽视过程导致智力技能没有得到有效的训练。因此，教学设计应从智力技能的角度分解教学过程，在过程中培养学生的智力，例如，“气体摩尔体积”的教学，先提供1摩不同的固体、液体的体积是不同的事实（辨别），通过计算得出1摩气体的体积在标准状况下约是22.4升（具体概念），再得出气体摩尔体积的定义（定义概念），介绍气体体积的计算方法（规则），然后讨论气体体积与物质的量、质量的换算（高级规则），通过这样

一系列的过程使知识的传授与智力技能的培养同步到位。

3．教学情境的设计

学生的心理结构和业绩行为发生了持久的变化，学习才得以发生。因此，学生与周围环境的交互作用，对于学习内容的理解起着关键的作用。教学设计必须对教学情境的安排作出规划，尽可能提供丰富的教学资源，利用各种信息资源来支持“学”，力求创设有利于学生意义建构的情境。信息技术与化学学科内容的整合是产生丰富教学资源的有效手段，尤其对于抽象的、微观的化学结构知识。

篇11：课题4 化学式与化合价_教学设计_教案

目前尖晶 结构LiMnTiO4制备方法 主要是高 温固相法[10],该方法需在较高的 温度和较 长时间下 合成目标 产物。本研究采用微波固相法合成尖晶石结构LiMnTiO4,此方法具有加热速度快,时间短,无需惰性气体保护等优点,是一种绿色节能的合成方法。

1实验部分

1.1材料合成

实验用试剂均为分析纯。

按照Li∶Mn∶Ti=1.1∶1∶1的摩尔比称取Li2CO3,自制Mn2O3 [Mn(CH3COO)2·4H2O在500℃焙烧15h],TiO2,以及产物理论质量10%的葡萄糖。将称取的原料研磨、压片,在微波功率1000W,煅烧温度800℃,反应时间30min,样品冷却至室温,即得到碳包覆的LiMnTiO4正极材料。

1.2材料结构表征

样品的物相结构分 析在德国 布鲁克公 司生产的BrukerD2型X-射线粉末衍射仪上进行,采用CuKα(λ=1.5418)辐射源,石墨单色检测器,管电压30kV,管电流10mA,衍射角2θ范围10~70°。

红外光谱表征通过傅里叶红外光谱仪(BrukerTENSOR27)测试,KBr,扫描范围为400~4000cm-1,上海化学试剂厂。

1.3材料电化学性能测试

在进行材料的电化学性能测试时,将活性物质、乙炔黑和粘结剂PTFE按质量比80∶15∶5混合,用无水乙 醇作为分散剂将其碾压成片,然后切成直径8mm的圆片,在烘箱105℃干燥8h,得到所需正极极片。以锂片作为负极,1mol·L-1的LiPF6/EC+DMC+DEC(质量比为1∶1∶1)为电解液,聚丙烯多孔膜为隔膜,在真空手套操作箱中组装纽扣电池,将电池静置12h后,在LandCT2001A电池测试系统上进行比容量和循环性能测试。测试温度为25℃,充放电压为2.0~4.3V。循环伏安实验采用LK2005电化学工作站进行测试,扫描速度为0.1mV·s-1。

2结果与讨论

图1显示的是LiMnTiO4和LiMnTiO4/C正极材料 的XRD图,a为钛酸锰锂粉末的XRD图。由图可知,合成的样品结晶性好,衍射峰尖锐,衍射峰与标准卡片(JCPDSNo.400975)完全吻合,为尖晶石型钛酸锰锂。b为碳包覆后得到的样品的XRD图,衍射峰与标准谱图一样,没有出现杂峰。

为了进一步验证试验得到了碳包覆的LiMnTiO4正极材料,对LiMnTiO4和LiMnTiO4/C材料进行了红外光谱表征,结果如图2所示。从(a)可知,3432cm-1为-OH的伸缩振动峰(主要是材料吸收空气中的水分而引起的);621cm-1为Ti-OTi的伸缩振动峰,498cm-1属于Mn-O键的弯曲振动峰;从(b)可知,3435cm-1为-OH的伸缩振 动峰 (主要是材 料吸收空 气中的水分而引起 的);1629cm-1为为-CH2剪式弯曲 振动峰,1335cm-1为-CH3的对称弯曲 振动峰,1022cm-1为C-O-C的伸缩振动 峰[11,12];其中1629cm-1、1430cm-1、1335cm-1、1022cm-1的红外吸收峰均为葡萄糖炭化的产物。622cm-1为Ti-O-Ti的伸缩振动峰[13,14],504cm-1属于Mn-O键的弯曲 振动峰[15]。这些红外吸收峰的出现表明合成了LiMnTiO4/C复合材料。

(a、b分别为 LiMnTiO4和 LiMnTiO4/C正极材料在充放电倍率为0.05C时,电压范围为2~4.3V 时的第1、50、100周时的充放电曲线)

由图3可知该正极材料在4.0和2.8V有2个充放电平台。由(a)可得,首周充放电曲线2个充放电 平台都很 明显,2.8V的充放电平台长而且很平。随着循环周数的增加4.0V的平台逐渐消失,2.8V的平台越来越不明显,且伴随着容量的逐渐衰减。表明材料在电化学过程中发生了结构变化。由(b)可得,LiMnTiO4/C正极材料的电化学过程中,材料4.0V平台逐渐消失,但放电比容量几乎没有衰减。表明锂 离子在电化学过程中可以完全的嵌入/脱出,LiMnTiO4/C材料具有较好电化学过程的可逆性。

(b)LiMnTiO4/C样品的第1,50,100周充放电曲线

为了比较碳包覆 对LiMnTiO4正极材料 循环性能 的影响,将LiMnTiO4正极材料 和LiMnTiO4/C正极材料 两种材料在室温下分别 进行恒流 充放电循 环测试,测试结果 如图4所示。由图分析可得,在充放电倍率为0.05C时,LiMnTiO4材料首次放电比容量达139.4mAh·g-1,循环100周后放电比容量保持在40mAh·g-1,材料的循环稳定性差,其主要因为Mn3+(3d4)在八面体场中电子排布为t32ge1g,这种电子构型的八面体配合物会发生Jahn-Teller效应,在电化学循环过程中导致材料充放电容量的衰减[16]。LiMnTiO4/C正极材料的首次放电比容量达150.3mAh·g-1,与理论容量154mAh·g-1接近,循环100周后保持在135 mAh·g-1。容量保持 率为90%。葡萄糖分解剩余的碳以纳米尺寸分布在颗粒之间,有效防止了颗粒的团聚,产物粒径小分布均匀,Li+和电子扩散距离缩短,有利于提高材料的电化学性能。

图5为LiMnTiO4和LiMnTiO4/C正极材料的循环伏安曲线,扫描速率为0.1mV·s-1,扫描范围2~4.3V。由图可知,LiMnTiO4材料有3对氧化还原 峰,其中(3.1V、2.7V)的氧化还原峰很明显且峰较宽,说明材料中大多数锂离子在该电位下了脱嵌出来。材料第3周循环伏安曲线几乎完全重合表明材料的可逆 性好,与材料的 电化学行 为基本一 致。在3.09V有1个很宽的氧化峰,说明大多数的锂离子都能够脱嵌出来。氧化峰/还原峰(3.09V,2.75V)的宽度及 强度相差较小,说明锂离子可逆嵌入/脱出的效率高,与材料的 电化学性能一致。而(4.03V、3.98V)和(4.18V、4.12V)两对氧化还原峰,这是由于尖晶石结构的LiMnTiO4中的Mn3+在电化学过程中发生Jahn-Teller效应造成相变。因此,碳包覆能改善LiMnTiO4材料的电化学性能,但不能从根本上消除Mn3+的Jahn-Teller效应引起的结构畸变。

为了进一步证实碳包覆对样品中Li+的扩散能力的影响。对合成的材料进行了交流阻抗的测试。图6为所得到材料经电化学循环3周后的交流阻抗图。由于碳包覆没有改变材料的结构,因此两种材料在相同的电解液下具有相近的溶液阻抗,但其电化学 反应阻抗 和离子迁 移电阻相 差较大。通 过Zview2.8V软件计算可得到未包覆盖碳的LiMnTiO4材料的电化学反应阻抗和离子迁移阻抗分别为309.3Ω和578.9Ω,还通过碳包覆的LiMnTiO4/C复合材料 分别为126.3Ω和69.3Ω。表明碳包覆能改善LiMnTiO4材料中Li+的扩散能力和材料的导电性能,从而改善材料的电化学性能。

3结论