4.1原电池 教学设计-2026-2027学年高二上学期化学人教版选择性必修1

学科

化学

授课年级

高二十一班

课题

原电池实验的优化路径探究——原电池的工作原理 

1.教学内容分析

本节课是高中化学人教版选择性必修一第四章第一节第一课时的内容是学习电化学的基础。教材已经安排学生学习了离子反应、氧化还原反应、元素周期律、化学反应与能量、化学反应速率与化学平衡等理论知识。

本节内容基于单液原电池深入学习双液原电池装置及原理,教材先是提出了单液锌铜原电池原理及其弊端，引导学生思考如何完全隔开氧化反应与还原反应，引入双液锌铜原电池的构造，结合实验探究来研究双液原电池的工作原理，通过两个“思考与讨论”，进一步引导学生理解双液原电池的微观现象与符号表征，建立“宏观一微观一符号”三重表征，促进学生理解原电池装置与工作原理，并从中建构原电池模型。通过构建原电池模型,学生能深刻记忆与理解原电池原理，促进认知发展。

本节教学设计旨在让学生掌握电解质、氧化还原反应、电极电势、电极方程式等学科基本概念的基础上，引导学生理解电池的发展史，电池的发展史是逐步深入的，每前进一步，都建立在实验研究的基础之上,“单液原电池”发展到“双液原电池”，再到现在的“膜电池”科学实验是推动知识革新的重要手段。

会发现分析原电池装置的不足，能根据原理对其进行创新改进。

2.学习者分析

已具备的素养：必修阶段的学习中学生已经具备了“化学能与电能相互转化”的学科观念，知道利用氧化还原反应可以实现化学能与电能的转化。初步掌握了原电池的概念、构成条件、工作原理。在学科能力方面，经过之前的课堂实验活动，学生已经具备一定的观察能力、实验探究能力、理解与辨析能力。

待发展的素养：基于“模型认知”判断电池结构、基于“证据推理”分析电池工作原理的能力有待进一步提升。

学习障碍点：没有认识到氧化反应、还原反应要分区域进行；难以将原电池装置抽象成一般的思维模型，并运用图示的方式表示；知识间的概括关联能力不足，没有系统地形成分析原电池装置的方法和思路。

拟解决措施：设计四个探究实验，围绕小风扇是否能转动，怎么样能更好的转动起来，创设真实的任务情境，引导学生预测-观察-解释，发现分析原电池装置的不足，利用数字化实验数据进行分析实验结果，能根据原理对其进行创新改进，批判

性理解、体验式学习知识，促进迁移化学习。

双液原电池思维模型的构建。

3.学习目标确定

（1）学生能通过对原电池实验的创新改进，加深对原电池工作原理的认识，提高设计实验能力和创新能力，发展科学探究与创新意识核心素养。

（2）学生能利用数字化实验数据分析，将微观发生的反应可视化，结合数据曲线，初步形成分析推理、对比归纳能力，发展宏观辨识与微观探析核心素养。

（3）学生能通过探究原电池如何提供稳定持续电流的过程，了解科学探究的步骤和方法。在自主探究与交流互动中，培养求真务实，勇于探索的科学态度。

4.学习评价设计

（1）通过对构成原电池装置的必要条件进行分析，构建四要素模型，并运用该模型解释双液原电池的构成要素及各要素的作用，诊断并评价学生证据推理与模型认知的化学核心素养发展水平。

（2）通过实验探究，对电极反应及微观粒子行为分析，诊断并评价学生的实验探究水平及宏观辨识与微观探析化学学科核心素养发展水平。

（3）通过通过宏观实验现象分析单液原电池存在的不足并对装置进行改进，诊断并评价学生在自主探究与交流互动中了解科学探究的步骤和方法。

5.学习活动设计

任务一：

温故知新-再探单液原电池

教师活动1

【引入】趣味实验——“盐水风扇”

【实验活动一】将锌片和铜片分别用夹子夹好与小风扇串联，再同时放入盛有CuSO4溶液的烧杯中。

提问1：按装置实验预测会有什么现象？过程中有什么能量发生转换？

提问2：哪里来的电呢？

提问3：仔细观察溶液中金属片表面的现象。

任务1 单液原电池的工作原理

【多媒体】原电池工作原理装置图

提问1：用化学符号表示出电极上的反应。

提问2：原电池的形成条件是什么？

【讲授】我们可以采用

学生思考：

分析微型原电池带动小风扇工作原理，预测实验现象。连接好实验装置，往烧杯中加入CuSO4溶液，观察并分析填学案。

学生实验，思考、回答问题：锌片失去电子，变成锌离子，部分电子通过导线转移到铜片上，溶液中的铜离子在铜片表面得到电子，产生了铜。电子在导线里的定向移动形成了电流，风扇就可以转动了。

学生实验，思考、回答问题：从电极反应，电子电流的移动方向，阴阳离子的移动方向建立原电池的分析模型

学生画出装置示意图并书写电极反应式：

锌片：Zn - 2e- = Zn2+

铜片：Cu2++ 2e- = Cu

实验前，学生预测能力、已有概念，通过学案填写提问、书面预测。

实验中，巡视课堂观察学生操作规范性、现象的呈现，引导学生从宏观现象逐步深入微观本质及时给予评价。

实验后，通过学生问答、画图、书写、互评，小组填写学案记录表，从原理分析、模型建构、符号表达这几方面评价学生学习情况，构建“现象→猜想→验证”的逻辑链条。。