4.1.1 原电池 ——基于科学探究视角 教学设计 2022-2023学年高二上学期化学人教版（2019）选择性必修1

原电池（第一课时）教学设计 《原电池》第一课时教学设计 ——基于科学探究视角 一、教学总体设计 本节课选自人教版选择性必修1第四章“化学反应与电能”第一节“原电池”第一课时，授课对象为分科时选择了化学学科的高二年级学生。 双液原电池是电化学的基础知识，与氧化还原反应相关知识、化学反应与能量知识紧密联系。本课程基于科学探究和5E学习环的教学策略，侧重实验观、模型观与辩证观的培养。首先引导学生回顾原电池原理及组成条件，暴露单液原电池装置的不足，并通过学生分析实验现象，合作设计实验进行装置的改进，充分挖掘学生的创新精神，并体现团结协作精神，提高学生学习化学的热情。最后，将教学内容进行模型化、应用和延伸，为原电池原理的实用性开发奠定了理论基础。在这个过程中配合使用微观模拟动画利用多媒体教学，帮助学生了解原电池原理的微观本质，从而能更好地从宏观-微观-符号三个层面对双液原电池建立完整的认知体系。 课程亮点有以下三个方面： 1、 以学生为主体 本节课主要通过学生的合作改进实验对原电池装置进行改进，教师起引导提示作用 2、 体现新旧知识的联系 通过温习必修2原电池的相关知识，搭建脚手架，在此基础上探讨装置不足及改进措施 3、 采用多种教学策略 这个教学过程采取科学探究和5E学习环教学策略，其中采用实验探究方法，提高学生实验操作和合作学习能力，并通过模型建构方法建立双液原电池模型，利用微观模拟动画使学生用更直观的方式理解抽象模型。 二、教学内容分析 （1） 学科理解分析 (1) 具体知识点 原电池的工作原理 盐桥的作用 原电池外电路电子流向及内电路离子流动方向 原电池反应方程式的书写 原电池在生活中的应用 (2) 思维方式 宏观-微观-符号三重表征 (3) 思维方法 模型观 实验观 辩证观 变化观 社会观 （2） 课标分析 《普通高中化学课程标准》提出，知道化学反应可以实现化学能与其他能量形式的转化，以原电池为例认识化学能可以转化为电能。 （3） 教材分析 (1) 布局 承前：加深了电能与化学能之间的关系，进一步深入能量之间的转化以及守恒关系； 启后：与本章的后续内容“电解池”形成对立统一的关系，为“金属电化学腐蚀与防护” 等知识提供理论基础。 (2) 地位 原电池是电化学的基础知识，是物理和化学学科的重要交叉点。是科学理论联系实际，培养学生思维能力和探究能力的好素材； 原电池原理与氧化还原反应相关知识、化学反应与能量知识紧密联系，通过认识原电池，理解化学科学与社会/科技和生活的重要联系，是化学基本知识、基本理论与实际生活相结合的最好体现，同时体现了时代性和创新性； 该部分内容在高考中地位非常重要。高考中，在非选择题中其中关于新型电池的原理、电极反应的书写、电解产物的判断以及计算都与该部分“原电池的工作原理”有所关联。因此，该部分内容承担着不仅仅是知识的掌握，同时要求学生学会迁移到同类型的题目，提高知识迁移的能力。 三、学生情况分析 现有知识能力储备 · 已有氧化还原反应方面的知识储备，对于化学反应过程中“电子的转移”有一定的观念认知； · 在必修2中学习了化学能与电能的转化等知识，有一定的电化学知识基础，对原电池有初步的认识，初步掌握单液原电池装置，并具有一定的实验设计能力； · 有一定的观察和描述实验现象的能力，并且具备基础的实验操作能力和科学探究能力。 可能遇到学习困难 知识局限 · 对原电池工作原理基本掌握，但缺乏深度和系统性； · 由于旧知识的掌握不牢固或时间太久造成的遗忘，导致无法很好地建立新旧知识的联系； · 必修2原电池模块知识的联系不够结构化，教材安排容易出现孤立和断层现象。 认知阻碍 · 通常会有氧化剂和还原剂只有接触才可能发生氧化还原反应的认知误解； · 原电池的反应涉及微观状态下粒子的运动，该过程无法直观向学生呈现，学习过程中难以突破认知障碍； · 该模块知识理论性较强，难以与实际生活生产直观联系，在理解上可能存在一定困难； · 将电流产生的原因归结为电极材料存在活泼性差异，且电极材料与电解质溶液要发生反应。 知识能力 · 情境识别能力和知识迁移能力较差，学习方法以机械记忆为主，缺乏知识网络化和具体抽象模型的概括能力； · 学生可能对较晦涩的原理理解不透，仅仅将注意力放在例题，这样不利于融会贯通，导致遇到形式陌生本质一致的题目无法解决。 主观兴趣 · 理论知识的深度或繁杂难以理解，学习兴趣缺失，可能造成学习过程中的压抑心理或抵触现象。 四、教学与评价目标 1. 教学目标 1. 通过分析单液原电池存在的问题的不足，提出改进假设，提升发现与探究问题的能力； 2. 能从宏观和微观相结合的视角，总结双液原电池的工作原理，建立双液原电池认知模型； 3. 通过探究实验，比较单液电池和双液电池