人教版高二年级化学选修4基于培育化学核心素养的“原电池”教学设计Word文件下载.doc

人教版高二年级化学选修4基于培育化学核心素养的“原电池”教学设计Word文件下载.doc

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化学

教材版本

人教版选修4

一、教学内容分析（对教学内容进行知识和能力要素分析，说明它的地位和作用）

当前我国汽车市场发展迅猛，环境问题日益突出，电动汽车的研究已成为热门课题。

电动汽车的核心技术——车用电池涉及的“电化学”是高中化学必修2和选修4的核心内容，而且“原电池”是选修4电化学部分的重点内容。

通过学习，旨在培养学生由定性到定量、由碎片到模型的认知方法，提升学生信息获取和迁移能力，深刻理解化学、技术、环境、社会的相互关系，培养绿色化学观和社会责任感等科学精神和人文精神。

二、学情分析（说明学生学习本内容可能遇到的知识和能力困难）

高二学生在必修1、必修2和选修4中已经学习过氧化还原反应、原电池的相关知识，同时物理学中电学知识也相当丰富，学习本节内容并不陌生，难度不大。

认知角度，高二学生形象思维能力已充分发展，抽象思维能力也在迅速发展中，同时具有强烈的好奇心和求知欲，对实验探究的热情高，但抽象思维能力和探究能力还不够成熟，需要老师适时的组织和引导。

三、教学目标（根据课程标准要求和学生实际情况，指向学科核心内容、学生核心素养的发展进阶，预设要达到的知识、能力和态度的学习结果。

可分条表述）

1.教学目标

（1）通过复习回顾，认识原电池的组成条件，建立原电池装置的认识模型。

（2）通过从单液原电池到双液原电池的学习认识盐桥、离子交换膜的作用，掌握原电池的工作原理、能准确判断离子移动方向，正确书写电极反应式，能设计原电池。

（3）通过原电池装置优化探究过程，感受原电池的价值，了解化学在生产生活中的应用，培养可持续发展的意识，增强社会责任感。

2.评价目标

（1）通过复习回顾，认识原电池的组成条件及其工作原理（经验水平、概念原理水平）。

（2）通过分析单液原电池的弊端并提出改进措施，诊断并发展学生对原电池的认识进阶（宏观水平、微观水平、内涵水平）。

（3）通过对原电池装置优化探究过程，诊断并发展学生的认识思路结构化水平（视角水平、内涵水平）和学生对化学价值的认识水平（学科和社会价值视角）。

四、教学策略选择（说明主要采用的教学方法、手段和活动设计等）

教学环节学习任务及评价核心素养

创设情境

归纳知识

宏观辨识

微观探析

关注生活，回归教材，归纳总结原电池组成条件、基本工作原理

诊断概念认知水平

模型认识

证据推理

分析单液原电池弊端，小组讨论提出改进措施

发展知识关联结构化的水平

获取信息

提出问题

自主设计

探究原理

科学探究

创新意识

自主设计改进原电池，解释评价原理和装置，培养思维的严密性

发展实验探究，知识进阶的水平

进一步优化改进原电池，自主学习新知识，培养思维深刻性

发展问题解决能力的水平

概念自学

实践思考

学以致用

科学态度

社会责任

完成相应练习，展望电池研究前景

发展化学学科价值的认识水平

五、教学重点及难点（确定学习重点和难点，并简要说明强化重点和突破难点的策略）

教学重、难点：

形成认识原电池的微观视角，掌握原电池的工作原理，优化建构原电池的认识模型。

六、教学过程（说明本节课教学的环节、具体的活动、所需的资源支持及其主要环节设计意图）

七、教学评价设计（说明针对教学目标的达标检测内容和方法）

1.单液原电池创设情境归纳知识，获取信息提出问题

学习任务1关注生活，回归教材，归纳总结原电池构成条件、基本工作原理；

分析单液原电池弊端，小组讨论提出改进措施。

评价任务1诊断并发展学生的概念认知水平（定性水平）；

发展知识关联结构化的水平。

观看资源：

原电池装置图

真实情景，引导学生关注生活，认识到电池的重要性及社会价值，激发学生学习兴趣培养学生的环保意识

学生活动设计意图

交流研讨1：

原电池的构成条件，工作原理

联系实际，发展学生的概念认知水平

交流研讨2：

小组合作对原电池弊端分析，提出改进措施

培养学生宏观辨识与微观探析的核心素养，发展学生发现问题，分析问题的能力

2.双液原电池

（1）盐桥电池问题解决

学习任务2研讨改进单液原电池

评价任务2自主设计改进原电池，解释评价原理和装置，发展实验探究，知识进阶的水平（基于概念原理水平，系统设计水平）。

原理的可能性不等于可行性，技术在转化为生产力时会遭遇到许多困难，让学生参与真实问题的解决过程，学会化学问题的研究方法以及领悟科学精神

学生活动设计意图

小组合作，交流研讨设计装置提高化学能转化为电能的效率，组装模型装置，进行分析

（2）离子交换膜电池问题优化解决

学习任务3寻找盐桥替代物

评价任务3进一步优化改进原电池，自主学习新知识，培养思维深刻性，发展诊断学生解决实际问题的能力和对化学价值的水平。

小组合作，交流研讨分析寻找便捷有效的盐桥替代物，画出装置，进行分析

科技转化为生产力的时候都会遇到问题，学生只有了解设计的前因后果，才能真正理解其中的化学原理。

学生在思考解决问题的时候体会化学是真实有用的。

学生活动设计意图

3.练习巩固学以致用

学习任务4完成练习，学以致用

评价任务4诊断并发展学生真实问题解决能力（孤立水平、系统水平）

（2016浙江高考11题改编）金属（M）–空气电池（如图）具有原料易得、能量密度高等优点，有望成为新能源汽车和移动设备的电源。

该类电池放电的总反应方程式为：

4M+nO2+2nH2O=4M（OH）n。

下列说法不正确的是____

A．金属（M）电极是该电池的负极

B．多孔电极上发生还原反应

C．阴阳离子分别通过交换膜向负极和正极移动，保持溶液中电荷平衡

D．在M–空气电池中，为防止负极区沉积Mg（OH）2，宜采用中性电解质及阳离子交换膜

4.获取信息，实践分析

学习任务5了解车用电池及工作原理，展望电池研究前景

评价任务5培养学生模型认知、科学态度与社会责任核心价值，发展化学学科价值的认识水平。

四、强化练习

（2013江苏卷）Mg-H2O2电池可用于驱动无人驾驶的潜航器。

该电池以海水为电解质溶液，示意图如下。

该电池工作时，下列说法正确的是

　A．Mg电极是该电池的正极

　B．H2O2在石墨电极上发生氧化反应

　C．石墨电极附近溶液的pH增大

　D．溶液中Cl-向正极移动

八、板书设计

盐桥电池

原电池：

化学能电能

双液原电池

单液原电池

离子交换膜电池

低效，电流不稳高效，电流稳定

九、课后反思

通过提供材料，探究实验，设计问题串、让学生实验探究、思考讨论，达到对有盐桥的原电池的工作原理的清晰的认识。

此时学生的思维活跃起来，最后再通过与单液原电池的实验现象的对比，让学生讨论两种装置的优缺点，这样也就让学生明白双液原电池的核心理念就是要让还原剂和氧化剂分开以提高能量转换效率。

让学生明白装置设计的合理性对能量转换的重要性，解决了为什么我们还要在选修4学习原电池的意义