4.1.2项目式学习：盐水灯化学原理的实验探究 （原电池工作原理） 课件 2024-2025学年高二上学期化学人教版（2019）选择性必修1

项目式学习：“盐水灯”化学原理的实验探究 高中化学 尊敬的各位评委、各位老师大家好，我是唐山二中化学老师亢亚楠。我今天说课的题目是《项目式学习：盐水灯化学原理的实验探究》。我准备从以下五个方面介绍： 01. 项目基本信息 02. 项目设计思路与创新点 03. 项目目标 04. 项目实施过程 05. 项目评价反思 教学背景分析 教学目标设定 教学过程展示 教学实践反思 项目基本信息 01 各位 选题依据 【项目基本信息】 开展项目式教学、 实验探究拓展课 (教学对象：化学兴趣小组） 《课程标准》提倡以真实情境为载体，运用化学知识解决实际问题，来促进化学核心素养的形成和发展。基于此我采用项目式教学方式，开展实验探究拓展课，授课对象主要是化学兴趣小组的同学。 选题依据 【项目基本信息】 该内容选自苏教版选择性必修一专题一第二单元，该要求学生学会分析原电池的构成及工作原理，能设计具有一定功能的简单原电池。 因此选择水动力电池作为探究的对象，通过引导组织学生相互合作，探究其中真实的化学问题，最后学生自主设计出水动力电池。 课题 【项目基本信息】 该内容选自苏教版选择性必修一专题一第二单元，该要求学生学会分析原电池的构成及工作原理，能设计具有一定功能的简单原电池。 因此选择水动力灯作为探究的对象，通过引导组织学生相互合作，探究其中真实的化学问题，最后学生自主设计出水动力电池。 已有基础：学生已经学习了原电池的原理，初步具备了微粒观、能量转化观；对电路、电极、电流有了一定的认识。 局限认识：缺乏主动探究、知识的迁移与应用能力，定量意识不强。 发展方向：通过实验活动对原电池原理形成完整认识，提高解决问题的能力。 学情分析 【项目基本信息】 学情分析 学生已经学习了原电池的原理，初步具备了微粒观、能量转化观；对电路、电极、电流有了一定的认识。缺乏主动探究、知识的迁移与应用能力，定量意识不强。 通过实验活动对原电池原理形成完整认识，提高解决问题的能力。 项目设计思路与创新 02 控距式反应器 自制装置 【项目创新】 电极组 无纺布 镁片 碳片 无纺布 原有的原电池装置固定了锌片和铜片，功能单一不易更换金属，我将其替换为两个夹子，使得更加方便。另外将电极片叠放用无纺布隔离，小皮筋固定，制作出性能较高的电极组。 真实问题情景 探究不同氯化钠浓度 探究不同接触面积 探究不同电极距离 探究原电池串联装置 自制”盐水动力灯” 【项目设计思路】 建构模型 实验探究 学以致用 说一下我的项目设计思路，首先根据真实情境提出问题，通过条件控制，利用数字化设备分别探究单一电池、串联电池的性能，在实验探究的过程中，学生能建立模型拓展认知提升化学学科的核心素养，从而达到我们的目标学以致用。 可以根据探究成果，创新改进装置自制盐水灯。 该项目主要探究不同氯化钠浓度、不同电极距离、不同电池个数对电池性能的影响。通过创新改进装置，成功点亮“盐水灯”，提升了学生的动手实践能力和创新精神。 项目目标 03 1. 通过对真实问题情景“制作水动力灯”的探索，经历思考、讨论、实验等活动，让学生体会到科学的乐趣。 2.通过探究影响原电池性能的主要因素，体会条件控制在科学实验和实际生产中的重要作用。 3.通过小组合作，交流评价，提高沟通交流能力，增强团队合作意识。 1. 通过对电池模型的建立和应用，诊断并发展学生对化学电源更深入的认识。 2. 通过对影响电池性能因素的探究，诊断并发展学生实验探究的水平。 3. 通过对方案设计、工具制作的交流和点评，诊断并发展学生解决实际问题的能力水平。 教学目标 评价目标 【项目目标】 通过对真实问题情景“制作盐水灯”的探索，经历思考、讨论、实验等活动，让学生体会到科学的乐趣。并且了解条件控制在科学实验和实际生产中的重要作用。 诊断并发展学生实验探究的水平。解决实际问题的能力水平。 项目教学过程 04 镁片 石墨 提炼模型 视频引入 模型应用 点亮失败 【创设真实情境】 氯化钠溶液 Mg C 引入水动力应急灯，学生分析产品爆炸图，画出相应的工作模型，并连接. 创设情景，提炼模型；体现出证据推理与模型认知的化学核心素养。 1.影响原电池性能的因素有哪些？ 2.制作盐水动力灯 实验事实 为情境 引入项目式探究任务 【引入探究任务】 引入水动力应急灯，学生分析产品 爆炸图，画出相应的工作模型，并连接 电极距 影响电池性能的因素 电解质浓度 电极与电解质接触面积 温度 电极材料 …….. 查阅资料 提出猜想 【提出猜想】 学生通过借阅专业书籍，阅读网络文献，最终梳理出了影响原电池性能的几个因素并进行了组间交流，学生根据实验事实和实验室条件最终选定了3个因素进行探究，分别是电解质浓度，接触面积和电极距。下面我重点介绍一下探究过程 性能 微观 宏观 低 高 2014 【实验探究】 电池性能判定依据 电流电压 数值变化 【实验1】不同浓度氯化钠对电池性能的影响 2014 2014 输入标题 设计实验 实验验证 证据推理 学以致用 条件控制 NaCl溶液浓度/mol·L-1  电流/A 电极面积15*20mm， 电极距离3cm，数据采集2min 0.5 0.046 1.0 0.073 2.0 0.107 5.0 0.151 结论：电解质浓度越大，电流越大 【实验探究】 I/t 首先我们选用了同样大小的煤炭电极，相同的实验盒 ，分别制备了0.5/1/2/5的氯化钠溶液。采用电流传感器进行2分钟数据采集。分析对比不同氯化钠浓度对电流影响。 得到的结论是在相同条件下，氯化钠浓度越高，电流越大。由此，学生选用饱和食盐水尝试点亮二极管。 但是小灯泡不亮，继续探究 【实验2】电极与电解质接触面积对电池性能的影响 设计实验 实验验证 证据推理 学以致用 条件控制 镁电极面积 电流/A 饱和氯化钠溶液，电极距离3cm，数据采集2min 5cm*0.3cm 0.091 5cm*1cm 0.122 5cm*2cm 0.157 结论：电极与电解质接触面积越大，电流越大 【实验探究】 I/t 我们选用其他规格相同但面积不同的镁片，与相同的碳片做电极，以饱和氯化钠溶液做电解质进行试验，再次用电流传感器进行数据采集。可以得出结论，电极与电解质接触面积越大，电流越大。选用最大面积镁片再次点亮灯泡。 【实验3】不同电极距离对电池性能的影响 2014 2014 输入标题 设计实验 实验验证 证据推理 学以致用 【实验探究】 8cm 5cm 2cm 学生继续探究不同电极距离对电池性能的影响，最大面积的镁片做电极，饱和氯化钠溶液分别采集电极距离为2cm，5cm，8cm的电流数据。 【实验3】不同电极距离对电流的影响 2014 输入标题 设计实验 实验验证 证据推理 学以致用 结论：电极距离越小，电流越大 条件控制 电极距离/cm 电流/A 饱和氯化钠溶液，负极电极面积5*2cm ，数据采集2min 8cm 0.065 5cm 0.112 2cm 0.181 【实验探究】 I/t 8cm 5cm 2cm 24 2014 【实验探究】 生活启发 【实验4】探究串联电池的性能 设计实验 实验验证 证据推理 学以致用 V/t I/t 结论：电池串联越多，电流电压值越大 【实验探究】 单个 2个串联 3个串联 3个串联 2个串联 单个 第三组同学探究电极串联个数对电池性能的影响。 重新录 实验结果说明：采用最优条件的原电池串联2个时，灯泡成功被点亮。下面我们来总结一下此次探究实验的成果。 27 2014 【模型总结】 小结 1. 电解质浓度 2. 电极距 3. 电极与电解质接触面积 影响单个电池性能的因素 1. 电解质浓度大 2. 电极距小 3. 增大接触面积 4.电池串联 点亮灯泡的关键 减小电极间距离 无纺布 镁片 碳片 无纺布 防接触 【模型应用】 隔离电极 组装电极 插入视频 主要使狭小空间内的正负极板分隔开，以防短路。 纱布 镁片 碳片 【模型应用】 自制水动力灯 3个电极串联时，成功点亮二极管。学生又链接一个电源成功点亮小灯泡。 纱布 镁片 碳片 【社会责任】 2024.06.24唐山阵雨 自制水动力灯 3个电极串联时，成功点亮二极管。学生又链接一个电源成功点亮小灯泡。 5.12是我们的抗震减灾日, 在灾难来临之际会面临照明的难题,将化学应用在 生活中的水动力解决了人们的照明问题,给人们带 来了光和希望。这正是我们学习知识的意义,学习 是为生活服务,为更好地生活,建设更好的家园。 而作为青少年的我们应该将社会责任装进心里,让 化学造福人类。 32 项目评价反思 05 33 [项目评价反思] 02 03 01 过程 由盐水灯构建和应用原电池的认知模型，结合实验数据，不断优化模型。 知识 技术 以制作的盐水灯为目标，增强了知识的应用价值。手持技术的使用贯穿整节课，提高了学生的定量意识。 项目式教学的流程，学生参与度高。从课前查阅资料，到课中设计并实施实验，最后自制水动力灯。符合科学探究的一般思路，同时提高了学生的社会责任感。 谢谢! Lavf58.20.100 $$