4.1原电池 单元教学设计 2023-2024学年高二上学期化学人教版（2019）选择性必修1

《原电池》单元教学设计 教学内容基本信息 学科 化学 实施年级 高二 课程标准模块 化学选择性必修 主题 1：化学反应与能量 使用的教材 人教 2017 课标版选择性必修一 单元名称 第四章 化学反应与电能—— 《原电池》 单元课时 3 引领性学习主题 【研读课标找到依据】 高中化学教学的指导思想确定应当以高中化学课程标准为依据， 进而来确 定单元教学内容和方法。本单元对应课标为必修模块主题 3 物质结构基础与化 学反应规律，主题 5 化学与社会发展和选择性必修模块主题 1 化学反应与能 量。其具体内容如下： 必修模块 3.4 化学反应与能量转化：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，从氧化还原的角度初步认识 原电池的工作原理。 5.3 化学在自然资源和能源综合利用方面的重要价值：认识化学对于构建清 洁低碳、安全高效的能源体系所发挥的作用，体会化学对促进人与自然和谐相 处的意义。 选修模块 1.3 化学反应与电能：认识化学能与电能相互转化的实际意义及其重要应 用，了解原电池及常见化学电源的工作原理 1.4 学生必做实验：制作简单的燃料电池。 【梳理教材准确定位】 学生完成了化学反应与能量变化的学习，认识到化学能可以转化热能、光 能等多种形式的能量。人类可以通过控制条件，实现能量向有用的方向高效转 化。化学能向电能转化就是很好的教学主题。如何实现化学能向电能转化、高 效转化是值得学生学习与研究的内容。原电池在高中知识体系、生产生活方 面，科学研究领域均有重要作用与地位。原电池教学内容涉及到化学必修 2 第 六章化学反应与能量第一节《化学反应与能量变化》和选择性必修 1 第四章化 学反应与电能第一节《原电池》。课标关于《原电池》的教学内容与学业要求 如下图（图 1）： 图 1 2017 版高中化学课程标准《原电池》的教学内容与学业要求 高二的学生已经具备认识原电池的工作原理和判断原电池装置的能力。根 据新课标要求，选择性必修对原电池在原理、装置、应用等层面都提出了更高 的要求。而这一要求则可以通过原电池的装置和原理来统摄和概括。此本单元 教学的大概念提取为《原电池》。 本主题单元横向教学活动基于情境—— 问题 —— 活动——知识——素养模式进行的结构化课堂。纵向教学活动基于真实的 情境—— 电池效率的改进史（电池的发展史）展开。本主题单元共安排 3 课时 的整体教学规划，每课时之间相互关联并逐步发展，每个课时均以原电池的认 知模型为核心知识，通过创设真实情境，提出问题，活动层层递进，建构、巩 固、发展、完善原电池的认知模型，通过设计探究活动发展学生核心素养。本 单元主题学习过程具有较为丰富的化学学科核心素养发展的价值。 【主题知识结构】 原电池是以氧化还原反应为原理，实现化学能向电能转化的一种装置。核 心知识主要为原理和装置。原电池的发展过程也是不断的优化原理与装置的过 程。简单的单液电池、双液（隔膜）电池、生活中的化学电池、高效的燃料电 池它们可以抽象为同一种认知模型，见图 2、图 3。利用原电池的认知模型，将 本单元学习内容进行知识关联结构化、认识思路结构化、核心观念结构化，可 以有效的实现学科知识向化学学科核心素养的转化。 图 2 原电池的结构化模型 图 3 原电池原理、装置二维认知模型 【了解学情有的放矢】 （1）学生已有知识与能力 学生已经在必修部分初步学习了原电池，初步了解了原电池的工作原理， 能从自身认知水平出发，设计出简单单液原电池。高二的学生在实验探究、小 组合作、收集信息、加工处理信息等方面都相对成熟。 （2）学生学习障碍点 原电池的学习过程中，学生会产生许多迷思概念，如：认为电极材料必须 活泼性不同，负极材料一定和电解质溶液发生反应，活泼的金属做电极一定是 负极。这也造成了对原电池三重表征的困难。同时学生对复杂电池难以从原理 和装置关联的角度进行分析。以上障碍的产生主要是因为在学习过程中，学生 孤立地学习原理，机械地记忆装置，未从本质上弄清原理与装置的关系。 （3）学生学习发展点 学生对真实情境、问题进行抽象、简化并概括成化学模型的能力较为薄 弱，也尚未形成通过建构模型解决问题的思维和能力。本单元教学，立足真实 的情境，设计活动任务，不断的完善原电池的认知模型。通过这一过程，培养 了学生建构模型、解决问题的思维和能力。同时，任务活动过程中，学生在必 备品格、关键能力和正确的价值观念方面都得到了培养和发展。 【创设情境提炼问题】 基于真实的问题情境创设，有利于学生参与知识的学习。通过电池的效率 改进史（电池的发展史）设计相互关联，层层递进的问题情境，激发学生学习 的兴趣和求知欲。学生带着问题参与到活动中，