高中化学 鲁科版 选修一《化学能转化为电能-电池》大单元教学设计

鲁科版教材选择性必修一第1章第2节

《化学能转化为电能-电池》

单元教学设计

第1页

单元学习基本信息

学科化学实施年级高二年级

课程标准模块选择性必修主题1：化学反应与能量

使用教材鲁科版选择性必修一

单元名称第1章第2节化学能转化为电能-电池

单元课时5

【单元学习主题的生成】

本单元的学习主题为“化学能转化为电能”，《普通高中化学课程标准（2017年版2020年修订）》（以

下简称新课标）内容要求：“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。”本主题单元内容以鲁科版教材为基础，综合课标要求和三个不同版本教材确定。鲁

科版教材将该部分内容放在了化学反应的热效应之后，如下图所示：

化学反应的热效应化学反应转化为电能电能转化为化学能

本节在学生已经建立起电极反应的概念并能够正确的判断正极和负极的基础上，精心设计、构建了一

个内容体系，以学生熟悉的自发的氧化还原反应为研究对象，通过将其拆开在两个电极上分别进行氧化反

应和还原反应实现化学能向电能的转变，并采用逐步深入的研究手段，介绍原电池的工作原理。通过单元

教学重点帮助学生建立对原电池工作原理、原电池构成要素及其相互关系的本质认识，形成解决化学能转

化为电能的一般思路和方法，为解决复杂问题提供思考框架，从而促进学生“模型认知''这一核心目标的发

展。

本单元共安排了2个课时的教学内容。第1课时为：原电池的工作原理，第2课时为化学电源。本节

内容以电化学认识模型的建构、发展为暗线展开。在“探秘铜锌原电池”活动中，通过预测性问题”图中装置

是否能够构成原电池将化学能转化为电能？”探查学生的认识基础，进而通过实验后的讨论，从电极反应、

电化学过程等角度发展学生对原电池工作原理的认识，并利用双液原电池模型澄清学生对“电流是怎样产

生的”这一问题的迷思认识，加强对原电池工作原理的理解。后续通过对干电池、蓄电池的装置构成介绍

和原理分析，一方面丰富学生对电池的认识，另一方面发展学生对应用电化学认识模型并结合所给信息分

析真实复杂电池的能力。最后通过活动探究“设计一个简单的燃料电池'',将学生对电池的认识从“分析解释”

水平提升到“简单设计”水平。

【学情分析】

学生已有的知识基础和生活经验：

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在知识方面，学生的先前知识是氧化还原反应，知道氧化还原反应的实质是电子的转移，能较为熟

练地分析氧化还原反应中得失电子的情况；从能量转换的角度，学生知道化学能可以转换成热能，同时还

知道日常生活中用到的电池能够为用电器提供电能，为本节课通过单液原电池装置实现化学能向电能的转

化打下了基础。对于氧化剂和还原剂发生反应且电子从还原剂直接转移给氧化剂，同时伴随着化学能向热

能的转化，学生己有了基本认识，但尚不清楚如何把氧化还原反应拆成两个半反应在不同的区域进行，并

且通过何种方式、何种装置传递电子，实现化学能向电能的转化，对电池的认识还没有深入到微观这一层

面。因此，在本单元教学中，很重要的一点就是需要从原理、装置的角度剖析电池是如何工作的，让学生

从微观视角深层次理解电池的构成要素及其工作原理。

学生学习中可能存在的学习障碍有：

学生很容易形成对原电池的错误认识。如：原电池的负极必须是较活泼金属、原电池的负极一定和

电解质溶液发生反应等等。这些错误认识均来自于对铜锌原电池的刻板认识。一部分学生只关注电池的构

成要素，缺乏对各要素所起功能及各要素之间内在关系的理解；一部分学生的认识角度单一，仅具有电极

反应单一的认识角度。因此，在本单元教学中，首先通过铜锌原电池建立原电池的基础模型，再利用氢氧

燃料电池进一步修正基础模型，纠正学生对原电池的一些错误认识，建立并完善分析原电池系统的认识角

度（电极反应、电极材料、离子导体、电子导体）以及各角度之间的关联，形成解决原电池问题的一般思

路和方法。

【教学目标】

本单元的教学重在发展学生从原理和装置两大维度建立原电池的一般模型，并具体细化各认识角度

及各角度之间的关联，为解决原电池问题建立思维框架，发展学生“模型认知”的核心素养。

1.单元教学目标

学科核心素养化学能转化为电能-电池对应的素养

通过对铜锌原电池的分析，理解铜锌原电池的工

A宏观辨识与微

作原理，构建原电池的认识模型。从单液-双液-膜电A、B、C、D

观探析

池,在实验探究的基础上讨论优缺点，改进实验装置。

B变化观念与平

衡思想了解几种常见化学电源（一次电池、二次电池）

的工作原理。正确书写有关电池的电极反应式和电池

C证据推理与模A、C、D、E

总反应。了解化学电源的广泛应用及废旧电池的危害

型认知

O

D科学探究与创

新意识理解电池的工作原理，并能设计实验将化学能高

效的转化为电能，运用原电池的工作原理解决真实情A、C、D、E

E科学态度与社

境中的复杂电化学问题。了解化学电源在生活中的实

第3页

会责任际应用，体会化学学科在生活和解决实际问题所体现

的价值。知道电化学腐蚀的本质和应用。

通过本节内容的学习，进一步从能量的角度分析D、E

日常生活、生产中的实际问题，理解化学科学对人类

生产、生活的重要贡献。

2.单元教学目标与课时教学目标的关系

单元教学目标课时教学目标对应关系

a.通过对铜锌原电池的分第1课时：对应教学

析，理解铜锌原电池的工作原目标a

1.1明确盐桥原电池的构成，掌握原电池的

理，形成原电池的认识模型，并

工作原理及构成条件对应教学

能用模型解释陌生原电池的工目标a

1.2正确判断原电池的正、负极，能书写

作原理，设计简单的原电池，将

简单原电池的电极反应式和总反应式。对应教学

化学能转化为电能。

目标a.d

1.3能设计简单的原电池

b.了解几种常见化学电源

（一次电池、二次电池）的工作原

第2课时：

理。正确书写有关电池的电极反

2.1了解几种常见化学电源（一次电池、二对应教学

应式和电池总反应。了解化学电

次电池、燃料电池）的工作原理目标b

源的广泛应用及废旧电池的危

对应教学

害。2.2正确书写有关电池的电极反应式和电

目标a.b

池总反应。

c.理解电池的工作原理，并

对应教学

能设计实验将化学能高效的转2.3了解化学电源的广泛应用及废旧电池

目标d

化为电能，运用原电池的工作原的危害。

理解决真实情境中的复杂电化

第3课时：

学问题。了解化学电源在生活中

对应教学

的实际应用，体会化学学科在生3.1.能根据原电池原理设计氢氧燃料电池。

目标b

活和解决实际问题所体现的价3.2能根据实验现象优化氢氧燃料电池。

值。知道电化学腐蚀的本质和应对应教学

3.3能分析不同介质中正负极方程式。

目标d

用。

第4页

d.通过本节内容的学习，进

第4课时：

一步从能量的角度分析日常生

4.1能够利用电化学腐蚀的模型解释对应教学

活、生产中的实际问题，理解化

生产、生活中的腐蚀现象，理解腐蚀的本目标a

学科学对人类生产、生活的重要

质。

贡献。

4.2学会利用实验验证假设的学习方对应教学

法，培养尊重事实的科学态度，提高学习目标C

化学的兴趣，培养分析和解决问题的能力。

4.3体会化学知识与生活的密切关系，对应教学

学会用可持续发展的眼光看待资源的开发目标d

和使用。

第5课时：

5.1能从微观的角度认识原电池的工对应教学

作原理。目标a

对应教学

5.2会分析原电池的工作原理并建立

目标b

相应原电池认知模型图。

对应教学

5.3能运用原电池认知模型图解决不

目标C

同类型电化学题目。

解读:

依据创设的教学情境合理的将单元教学目标拆解到每个课时中去，有利于目标的具体

落实。在拆解过程中可以将核心知识分散从而降低难度，如把原电池的工作原理放在第1

课时，化学电源放在第2课时。基于本单元“模型认知”发展的核心目标，教学围绕初建模

型、完善模型、应用模型等环节展开教学。在具体的教学过程中，以化学实验为支持，通

过一系列核心问题和学生活动将教学串联起来，逐步建立原电池的一般模型，促进和发展

学生的模型认知。

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【单元教学整体规划】5课时

单元主题课时主题主要活动/任务

1.1初探原电池发现不足

——

—>原电池的工作原理.1.2深入探究改进电池

1.3微型化改进膜电池

化2.1铅蓄电池

—►发展中的化学电源—

2.2碱性、酸性锌锦干电池

学

能3.1初探燃料电池

转“氢”装上阵，“池”骋而来3.2优化燃料电池

3.3理解燃料电池

化

为4.1探究金属腐蚀的原理

---->金属的腐蚀与防护4.2金属防护的方法

电

4.3金属腐蚀的应用

能

原电池的习题5.1构建原电池知识网络

5.2构建原电池认知模型

5.3原电池认知模型的应用

【教学设计】

第1课时

教学重点：（I）深度理解双液原电池的工作原理

（2）构建双液原电池认识模型

教学难点：（1）双液原电池装置的设计

（2）双液原电池的工作原理

（3）原电池中盐桥的作用分析

突破重难点：设计自主探究实验，指导学生进行实验探究学习的同时利用现代信息技术，通过动画科学

模拟，将微观、抽象、不可见的离子的运动直观化；将复杂的化学过程变得清晰、形象。运用数字化实验

室LabStudio软件借助温度传感器和电流传感器在电脑屏幕直观展示三种原电池的温度和电流变化趋势辅

助学生突破重难点。

教学流程

第6页

教学过程

【环节一：创设情境引入课题】

【情境】通过图片展示化石燃料燃烧带来的环境危害，面对严峻的环境形势和能源危机，习近平总书

记在联合国75届代表大会上提出中国力争于2030年之前实现碳达峰，2060年之前实现碳中和，这是中国

对世界做出的庄严承诺！在这样的政策背景下，中国的新能源汽车迅速发展，汽车电池的研发已经位于世

界领先行列，再图片展示比亚迪的刀片电池、宁德时代的麒麟电池，激发学生民族科技的自豪感，然后角

色转换，让学生化身电池研发人员从原电池的工作原理出发继续深入探究原电池进入本节课题。

【环节二初探原电池发现不足】

【任务2-1】提前在发放的学案上完成前置作业，设计铜锌原电池并分析工作原理。

【活动2-1］学生课前在学案上完成铜锌单液原电池的设计，并分析工作原理，预测实验现象。教师

利用智慧课堂平板把各小组的部分设计方案同屏到多媒体上让学生观看，客观评价。

【归纳2-1】点评学生设计的原电池装置图，指出像这样的装置电解质溶液只有一种，称为单液原电

池，引导学生从装置和原理两个维度构建单液原电池认识模型，并板书单液原电池的工作原理。

第7页

设计意图：通过回顾已学知识，加深对原电池的认识，从装置和原理两个维度构建单液原电池认识模

型旨在培养学生模型建构意识，深化认识原电池。

【情境】这样的简单电池是否实用呢？你们认为电池可以成为实用性电池，在性能方面需要满足哪些

要求呢？

【任务2-2】启发学生联系生活中实际使用的电池思考电池具备实用性需要具备的条件，进行个别提

问。

【活动2-21学生交流讨论后回答：电流稳定，电流足够大，便于携带、绿色环保等。

【归纳2-2】教师归纳总结满足的条件如下：①具有稳定的电流②能量转化效率高等。

【过渡】单液原电池是否满足上述两个条件？接下来我们开展数字实验进行探究。

【任务2-31实验探究一：数字实验探究单液原电池

由理论分析到动手实践，开展演示实验：数字实验探究单液原电池是否具有实用性，引导学生观察记

录实验现象。

【问题驱动1】学生观察实验现象后提出问题：为什么单液原电池的电流会衰减？

【活动2-3】针对教师提出的问题开展小组讨论，根据记录的实验现象，进一步思考。再进行个别提

问，学生根据锌片表面变红的宏观现象解释引起电流和温度变化的原因是因为锌片与硫酸铜溶液直接接触。

【归纳2-3］硫酸铜与锌片直接接触发生置换反应，是放热反应，将化学能转化为热能，温度逐渐升

高，反应中铜离子近水楼台得到锌失去的部分电子，以铜单质的形式在锌片上析出，导致锌与电解质溶液

的接触面积减少，向外电路输出的电子也大量减少，从而使电流逐渐衰减，锌的一心二用使化学能向电能

转化的效率降低，电流不稳定。

设计意图：通过实验探究学生可以直观感知电极宏观现象的变化，引导学生从微观角度分析电流、温

度曲线变化的原因，旨在培养和发展学生证据推理与模型认知、宏观辨识与微观探析的学科核心素养，有

利于突破认知障碍点1,根据学生的表现诊断教学目标1的达成水平。

【问题驱动2】如何改进单液原电池装置使其产生持续稳定的电流？推进改进单液原电池。

【环节三深入探究改进电池】

【任务3-11留置2—3分钟分组思考讨论，让学生设计改进方案并展示成果。

【活动3-1】学生先独立思考，能想到将锌片与硫酸铜溶液分开，绘制改进后的装置图，再小组讨论，

交换传阅设计方案，小组内互相评价，集思广益完善设计方案。

【任务3-2】教师利用智慧课堂平板把各小组的部分设计方案同屏到多媒体让学生观察，启发学生寻

找问题，

【活动3-2】学生在对比中做出评价，指出某些设计方案存在的不足，并说明不合理的理由，给出改

进建议。教师对各小组设计的方案及学生指出的问题及时作出合理评价，将课堂评价落实到位。

第8页

【归纳3-2】师生共同讨论进一步优化方案，引导学生总结出负极锌片电解质溶液的选择要满足两点：

①能导电②不与锌片发生反应。教材14页实验所给试剂中满足这些条件的可以确定为硫酸锌溶液，学生发

现装置维度内电路的连接中需要连接一个桥梁引出盐桥,引导学生阅读教材P13页资料卡片中盐桥的介绍，

理解盐桥的定义、填充成分。

设计意图：通过绘制改进的装置图，将内隐的思维过程显现化，贴近学生的认知规律，体现了学生深

度思考的过程，根据学生的表现诊断教学目标2的达成水平。

【过渡】在师生共同探讨下完成了装置的优化，学生可以看到这样的电池装置中有两种电解质溶液，

我们称它为双液原电池，引导学生预测实验现象，记录在学案上，那么，这样的装置能否产生稳定的电流

而具有实用性呢？接下来开展数字实验进行探究。

【任务3-3】实验探究二：数字实验探究双液原电池

【任务提示】设置6个组别使用两种规格的盐桥，具体分配情况：第2组和第3组使用长而细的盐桥，

另外4组使用短而粗的盐桥，方便后续引导学生分析盐桥自身特点不同对电流大小的影响。

【活动3-3】学生根据优化的方案和学案上的方法引导，开展数字实验探究双液原电池的电流、温度

变化情况，观察并记录实验现象。

【问题驱动3】双液原电池的电流、温度如何变化？为什么？

【活动3-4】各小组同学回答本组测定结果，第2小组和第3小组同学反映他们几乎没有测定到电流。

【过渡】四组同学测定到明显的电流，另外两组同学没有测到明显电流，真的没有产生电流吗？

【活动3-5】指导第2小组和第3小组学生连接音乐卡片的机芯，其他组同学仔细观察。

【归纳3-5】学生连接好装置后能听到生日快乐的音乐声，感受到有电流但是比较小。

【过渡】电流为什么会如此小呢？先留下悬念，腿底稍后揭开。接下来请测定到明显的电流小组描述

测定的具体情况。

设计意图：巧妙地设计实验环节，在学生不知情的情况下使用不同规格的盐桥，测出不同大小的电流，

预留悬念，激发学生探究的欲望，提高学生的学习积极性。

【提问】进行个别提问，请第5小组的代表回答，学生通过温度及电流传感器测出温度不变，电流稳

定。

【追问】能不能结合电极的宏观现象加以解释呢？

【活动3-6】学生再次观察电极表面出现的现象并回答锌与硫酸铜溶液分开的状态下，锌片部分溶解，

锌片表面无红色物质附着，铜片上有红色物质产生，说明化学能不再转化为热能，温度不变，电流稳定，

能量转化效率高。

【归纳3-6］根据学生的实验结果和解释概括双液原电池的优点:电流稳定，放电效率高。

第9页

【启发】盐桥的加入让氧化剂与还原剂分开，引导学生得出结论：氧化剂和还原剂在没有直接接触的

情况也可以构成原电池，但需要盐桥。

设计意图：通过亲自动手组装盐桥型双液原电池装置进行实验探究，测定到电流，学生容易明白氧化

剂和还原剂在没有直接接触的情况也可以发生氧化还原反应，有利于突破认知障碍点2,根据学生的表现

判进一步诊断教学目标2的达成水平。

【问题驱动4］盐桥型双液原电池工作原理是什么呢？

【活动3-7］学生结合实验现象在学案上书写双液原电池的工作原理。

【提问】进行个别提问，请第5小组的代表回答，学生说出锌做负极失电子产生锌离子，铜片作正极，

正极仍然是铜离子得电子产生铜单质，总反应依然是锌与硫酸铜反应生产硫酸锌和铜单质。与单液原电池

相同。得到其他同学的肯定。

【追问】内电路是什么离子发生定向移动呢？

【活动3-8】学生思考后回答盐桥中的离子定向移动，再展示双液原电池微观离子动态示意图，通过

观察后验证对双液原电池的工作原理的分析并归纳盐桥的作用。

【归纳3-8］再由实践到理论，引导学生在单液原电池的基础上构建双液原电池的认识模型，让学生

自身相比单液原电池发现在装置维度离子导体的构建上需借助盐桥形成离子导体。

设计意图：通过实际操作、图片、动画等多种直观手段，将抽象的微粒运动形象化；通过语言叙述，

将内隐的思维过程显现化；贴近学生的认知规律，帮助学生建构理论模型，培养学生后宏观辨识与微观探

析、证据推理与模型认知的学科核心素养。有利于突破认知障碍点3,根据学生的表现诊断教学目标3的

达成水平。

【任务3-9】由于教材未指出双液原电池缺点及改进措施，此处让学生进行单双液原电池的对比。

【活动3-9】学生根据学案上记录的实验现象和数据找出单双液原电池的优缺点。在对比中发现双液

原电池比单液原电池小，约为单液原电池初始电流的十分之一。

【问题驱动5】为什么双液原电池电流小？为什么第2小组和第3小组同学测出的电流更小呢？

【情境】第2小组和第3小组学生代表展示使用长而细的盐桥，其他四组学生代表展示使用短而粗的

盐桥，学生惊奇的发现他们使用的盐桥有差异。

【活动3-10】学生发现使用的盐桥有差异，盐桥的规格影响电流的大小。针对双液原电池电流小的缺

点，积极思考讨论分析原因。根据物理电学知识学生容易联想到由于盐桥的加入，电阻变大，继续追问学

生导致电阻变大的原因，原因如下：①离子运动的距离边长导致电阻变大②通道变窄接触面积变小。

【问题驱动6］如何增大双液原电池的电流？

【活动3-11】第2、3两组学生要求改用短而粗的盐桥，其他四组学生要求更换更短更粗的盐桥。

第1()页

【情境】教师用橡皮泥模拟盐桥，启发学生思考若盐桥极限地缩短或加宽后的形状。学生容易联想是

一层膜。

【追问】这层膜的作用是什么？

【回答】将氧化剂和还原剂隔开，同时允许某些离子的通过。

【活动3-12】指导学生阅读离子交换膜资料卡片，教师运用多媒体展示离子交换膜图片、常用电池内

部结构，阐述膜电池在现实生活中的应用。

设计意图：通过对单、双液原电池电流对比中发现双液原电池电流小，学生能联想到探究实验二中2、

3两组测定的电流比另外四组小，与盐桥的规格有关系，进而对比盐桥、改进盐桥。设置用极限思维法挤

压橡皮泥模拟的盐桥，学生观察后获得感性认知，自然过渡到膜电池。有利于突破认知障碍点4,根据学

生的表现诊断教学目标4的达成水平。

【情境再现】在前面内容的提问中同学们认为实用性电池除了电流稳定，能量转化效率高，还要绿色

环保、方便携带、节源资源等。应同学们的要求，我们对铜锌原电池再进行微型化改进，进入下一环节。

【环节四微型化改进膜电池】

【情境】滤纸可以吸收大量溶液作为反应容器，根据这个特点用滤纸代替烧杯，用阳离子交换膜代替

盐桥带领学生共同设计微型化改进方案，改进成夹心式铜锌膜电池，它就像我们吃的夹心饼干。

【问题】夹心式铜锌膜电池电流大小及稳定性如何呢？我们继续开展数字实验探究。

【任务4-1】实验探究三：数字实验探究夹心式膜电池

【活动4-1】利用双面胶将锌片和铜片分别固定在玻璃片上，在铜片上放2片滤纸，滴加10滴CUSO4

溶液，在锌片上放2片滤纸滴加10滴ZnSO4溶液，中间夹层采用阳离子交换膜，用鱼尾夹固定好装置，

红色导线夹连接铜片，黑色导线夹连接锌片，连接电流传感器，观察记录实验现象。

【归纳4-1】引导学生分析夹心式膜电池电流变化趋势，根据曲线学生容易看到电流快速衰减，然后

电流趋于稳定。相比双液原电池，夹心式膜原电池具有电流示数大且较稳定、放电效率高，装置简易、操

作方便、药品用量小、绿色环保等优点，真正做到了小身材、大能量，具备一定的实用性。

设计意图：膜电池在生活中应用广泛，在电化学试题中频繁出现，设计膜电池探究环节可以让学生更

好的理解常见实用性电池的工作原理，同时感受到

膜电池的

T^Cu)i(+)

z高效化。

μ→.ΓzCuSOai⅛H⅛⅛ni

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境】这么

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好的电池

火心A阳质子交换膜原电池极闿不点用火心式叩典F交换腹电电池

第Il页

我们不使用它是不是可惜了？想象一下，在你的床前案头，每天早晨有一个你设计的电池在工作的闹铃，

那感觉好不好？

【环节五学以致用角色提升】

引导学生设想作为原电池研发人员，体验自主研究的成果。根据提供的材料，组装“完美”电池，让

电子表和小风扇工作、小汽车“奔跑”。

设计意图：让学生自主活动增强学生的动手操作能力，感受化学学科乐趣，激发对化学的学习兴趣，

让原电池原理在实践中升华。

【课堂总结】

以图片的形式对本节课单液原电池、双液原电池、夹心式膜电池三种原电池做总结阐述，明确原电

池的层层改进反映了电池的发展历程：1800年伏打电堆1836年丹哥;电池

→1950年W.Juda合成离子交换膜。

设计意图：带领学生谈收获，归纳梳理本节所学主要内容，促进学生掌握知识总结规律，为学生进一

步学习后续内容奠定基础。

【展望电池】

教师展示新型电池如纸电池、寿命更长的心脏起搏器电池、石墨烯电池等，增强学生继续创新设计研

发电池的社会责任感。未来电池朝着微型化、高效化、绿色化、功能化方向发展，都将建立在原电池工作

原理的基础上，进一步强化原电池工作原理的重要性。

【作业布置】完成课后练习和学案中的巩固练习

板书设计原电池的工作原理

一、单液原电池Zn+CUSo4=ZnSOi+Cu

电流不稳定效率低负极：Zn-2e'=Zn2+

二、双液原电池正极：Cu2++2e^=Cu

电流稳定效率高(Cu化学能，由能

ZnL

三、夹心式膜电池

微型化高效化Cn.ς∩、

化学能r热能

教学反思

教学目标与课标要求比较统一，是基于学生已有基础、困难障碍、发展需求等推理提炼得到的，并且

每个教学目标都有相应的评价目标和评价任务，能更好的检验教学目标的落实情况。

在教学内容方面，主要是进行实验探究，在探究中发现问题并解决问题。原电池的应用涉及的不多，

第12页

这一部分还可以继续扩展深入。

本节课教学重点是对双液原电池进行设计和实验探究，教学过程中首先是引导学生设计改进方案，预

测实验现象，再通过实验探究来验证实验现象，此环节与学生的互动较多，个别互动略显尴尬，后续教学

中可适当调整。对原电池工作原理的推导总结部分环环相扣，逻辑推导清晰，但个别知识点讲解具有重复

性。膜电池的切入用到极限思维方法，对橡皮泥模拟盐桥进行挤压，引导学生直观感知到变成一层膜，再

以离子交换膜资料卡片辅助，实物展示离子交换膜并进行实验探究，可以让学生更容易理解膜电池的优

点O

教学评价

本节课遵循深度学习基本教学模式：情境一问题/任务一活动一知识一素养，严格按照教-学-评一致

性的要求开展活动。将素养导向的学习任务嵌入到课堂教学过程中，通过情境设置、任务驱动、学生活动、

教师追问多种方式外显学生的思维过程，有利于教师基于证据判断学习目标的达成情况。环节二中提问学

生单液原电池的电流逐渐衰减的原因，诊断学生宏观辨识与微观探析核心素养发展情况0环节三中设计改

进装置一盐桥型双液原电池，诊断学生是迁移应用单液原电池认知模型的能力。启发学生思考双液原电池

的电流比单液原电池小的原因，诊断学生证据推理与模型认知识核心素养发展情况，及时合理的评价有利

于提高学生的学习积极性，促进深度学习的生成。

第13页

第2课时

教学重点、难点

重点：酸性和碱性锌锦干电池和铅酸蓄电池的工作原理，电极方程式书写。

难点：铅酸蓄电池的工作原理

教学流程

.

环节■\情境⊂问・/任务活动i≡⅛\

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(一、f、

搭放200年的

化学电源的发了蟀化学电源培养科学在度.

科学史话►电池发展►A►

展？冷屏虫社会贡任孱

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科学探究一铅需电池的

铅蓄电池的学生自制酸性证指推理.

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发明工作原理蟀零干电池.模型认知

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科学探究二酸性、碓性锌酸性和碱性干学生自利酸性

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分享研究性馍程授集赘料了解小组代表发言

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成果化学电源的发分享谋成果

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模型认知.

锂电池知行合一

致学评价工作原理？►

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第14页

教学过程

教学环节一：科学史话

【情境】科学史话：播放电池发展史视频。

【过渡】从1800到现在化学电源经历了翻天覆地的变化，但所有的化学电源都是原电池的实

际应用。

【复习回答】原电池的工作原理。

失e,沿导线传递,有电流产生

氮化反应负极正极还原反应

电解质溶液

阴离子阳离子

原电池定义：利用■•化还原反应把化学能转变为电能的装置。

设计意图：通过化学电源发展史体会科学是不断发展变化的，以及我们国家科

技的发展，培养学生的社会责任感。

教学环节二：微观探析

【情境】我们今天就跟随科学家的脚步继续化学电源的探索之旅。首先我们来到了1859年,

法国物理学家普兰特发明了铅蓄电池并沿用到现在。

Pb电极PbO2电极

【活动】观看铅蓄电池结构flash动画。

【任务】微观探析：请同学们书写以下内容。

15

电极材料反应物电极方程式

负极

正极

电解质

总方程式

PbO2+4H÷+SθJ^+2e-=PbSO4+2H2O

【情境】铅蓄电池广泛应用在汽车电瓶和电动车上，它充电时有发生了怎样的反应呢？

【任务】学生提炼模型

放电

PliO+Pb+2HSO^=三2PbSd+ZHO

224充电2

/原电池

放电/

化学能■,4电能

/充电

电解池/

设计意图：宏微结合，

教学环节三：科学探究

【情境】转眼来到了1887年，酸性锌镒干电池问世，但直至1949年碱性锌铳干电池才被发明

出来。

【任务】同学们用实验用品：

铝片、石墨片、MnO2、NHCl溶液、KoH溶液、导线、鳄鱼夹、洗脸巾、音乐芯片、

数字万用表等。设计以下两种锌锦干电池：

+2+

（酸性）电池1：Zn+2NH4=Zn+2NH3+H2

电极反应物发生反应：H2+2Mnθ2=Mn2O3+H2O

（碱性）电池2：Zn+2MnO2+H2O=ZnO+2MnOOH

按步骤完成以下内容：

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1、工作原理（书写电极方程式）

酸性碱性

；JL松-

小生十比六TM2招坤邛卜叫M

2、提炼模型（画图）

西交,性植，性

O-

Zn石墨

NH4ciβi≡

3、设计方案（画图）

4、实验验证（实验并记录）

酸性碱性

音乐芯片不响音乐芯片响起

电压：约1.1v1也压稳定：约1.4v

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【教学评一体化】

设计意图：以“行”为先导，以真实熟悉的问题，学生亲自动手制作干电池，落

实知行合一的“行”，使学生在实践中发现问题，分析问题，解决问题，达到行

而后知，知且行之的学习效果，从而培养学生科学探究和创新意识、证据推理

与模型认知的核心素养。

教学环节四：研究性课题成果分享

【情境】从1800到2022化学电源的发展变化倾注了一代代科学的艰辛与努力，那这些发展变

化又体现哪些方面呢？请同学们准备资料分享研究性课题成果。

铅蓄电沏

的学家普兰

低电极的导⅛

普电也

【过渡】请同学们准备资料分享研究性课题成果。

18

发展方向

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【小组1分享】分类

、RM.

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;一次电池

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"倒唏,苫正？WE秆聊.

二次电池

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依电瘫铅戢

蓄电池

【小组2分享】结构、体积和质量

酸性锌锚千电池碱性锌骨干电池