资源简介

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基于建构认知模型的原电池
单元教学
说课人： 单位 ：
录
单元学习主题生成
单元教学目标的确定
单元教学实施过程
单元教学整体规划
单元教学评价与反思
单元学习内容的分析
C O N T E N T
02
03
04
06
01
05
目
单 元 学 习 主 题 生 成
1
主题1化学反应与能量
选必
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
学生必做实验：制作简单的燃料电池。
主题5化学与社会发展
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。
主题3 物质结构基础与化学反应规律
必修 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。
研读课标找到依据
必修
1.能分析、解释原电池的工作原理。
2.能设计简单的原电池。 3.能列举常见的化学电源， 并能利用相关信息 分析化学电源的工作原理。 4.能举例说明化学在解决能源危机中的重要作 用 ， 能分析能源的利用对自然环境和社会发展 的影响， 综合考虑化学变化中物质的化学和能 量变化来分析、解决实际问题，如新型电池开发。
1.能举出化学能转化为电能的实例 。 2.能辨识简单原电池的构成要素。 3.能分析简单原电池的工作原理。
以原电池为例认识化学能可以转化为电能，从 氧化还原反应的角度初步认识原电池的工作原
理
以原电池为例认识化学能可以转化 为电能，从氧化还原反应的角度初 步认识原电池的工作原理。体会研 制新型电池的重要性。
选择性必修1
必修2
梳理教材准确定位
学业要求
模块变化
内容要求
。
学科大概念
原电池
单元大概念
原电池的原理与装置
核心知识
化学反应与能量变化
统摄与概括
认识模型
提取单元学习主题
单 元 学 习 内 容 的 分 析
2
原电池
原理 装置
原电池原理与装置 二维认知模型
电池的改进与优化
生活电池
单液电池
双液电池
隔膜电池
燃料电池
优化装置
优化原理
原电池原理与装置二维 认知模型
知识结构化
原电池的认知模型
知识关联结构化
认识思路结构化
核心观念结构化
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
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。
原电池的学习过程中，学生会产生许多迷思概念 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
02
学生学习的障碍点
01
学生已经具有的能力
学情分析
立足真实的情境，设计活动任务，不断的完善原电
学生能力的发展点
03
单元 教 学 目标 的确 定
3
完善
模型
应用
模型
建构
模型
单元目标的建构思路
原电池
认知模
型
学科核心素养 基于建构认知模型的《原电池》单元教学目标
核心素养
A. 宏观辨识与微观探析 B. 变化观念与平衡思想 C. 证据推理与模型认知 D. 科学探究与创新意识 E. 科学态度与社会责任 a 能够从原理维度、装置维度认识原电池是一种化学能转化成电能的装置，并抽象 成认知模型。
A ，C
b.基于原电池的认知模型，建立模型思维，能够认识、改进、创新原电池。并能对 原电池进行三重表征。
A ，D
c.基于原电池的认知模型，根据任务目标设计活动，通过活动证实证伪，完善原电 池认知模型。
C ，D
d.基于原电池的认知模型，从原理维度和装置维度对电池分类并分析工作原理，能 够建立电池优劣的评价标准。
A ，B ，E
e.基于电池的发展史学习，通过实践活动，调查、收集电池相关材料，阅读材料等， 体会化学对人类生产、生活的积极影响，树立正确的科学观，能量观和自然观。
E
单元教学目标
解构模型
重构模型
建构模型
单元教学目标
单元教学目标拆解
分解任务
课时主题 课时目标
单元目标
1.寻求稳定高效的化学 电源 1.通过原电池实验，认识电极反应 、 电极材料 、离子导体 、 电子导体是电池构成的四个要素，初步建 构原电池的认知模型。 2.通过对铜 -锌单液原电池驱动小风扇存在问题分析与解决，认识双液原电池中的盐桥的作用和工作 原理，完善原电池思维模型，并能用化学符号表征双液电池所发生的的电极反应与电池反应。 3.通过对影响双液原电池电流大小因素的探究，逐步建构和发展对生活中的交换膜电池的设计与工作 原理的认识。体会实验对认识和研究化学问题的重要作用，形成证据意识。 4.通过对化学电源发展史的了解，能从物质转化与能量转化的视角分析新型电池的研发，培养责任意 识和创新精神。
1.(a)
2. (b,c)
3.(c)
4.(d,e)
单元教学目标拆解
课时主题 课时目标
单元目标
2.寻找理想电池 1.通过对生活中常见化学电源收集、观察与分类，能理解化学在改善人们生活、推动社会进步中发挥 的巨大作用，探寻理想电源对促进社会发展，服务人类生活的重大贡献和社会价值。 2.通过对干电池制备与结构的解析，能够从物质变化与能量变化的视角，分析化学电源内部各物质的 性状，与构成原电池的四要素进行一一对应关系；认识到一次电池存在的问题与不足，学会分析化学电 源及电极所发生的反应，能用化学符号进行表征。 3.通过了解化学电源的发展史，理解探寻理想电池的本质；能从物质变化与能量变化的视角分析新型 电池的研发和利用，培养责任意识和创新精神。
1.(d,e)
2. (b,d)
3.( d,e)
单元教学目标拆解
课时主题 课时目标
单元目标
3.绿色清洁氢能源 1.通过分析对比一次电池和二次电池的优劣，依据原电池的思维模型为探寻大容量可持续的燃料电池的 设计提供认识思路。通过氢氧燃料电池驱动小风扇实验的观察，从微观的视角分析氢氧燃料电池的工作原理， 并用化学符号表征氢氧燃料电池的电池反应及电极反应。 2.通过设计氢氧燃料电池驱动小汽车的探究活动，能够从物质变化与能量变化的视角，分析化学电源内 部各物质的性状，与构成原电池的四要素进行一一对应关系；能应用原电池思维模型发现问题、发现和提出 有价值的问题，能设计方案解决问题，学会运用模型解释化学现象，体现了科学探究与实验创新的核心素养。 3.通过实验探究、小组讨论、实验验证、实验汇报等活动，能够深化对燃料电池原理的理解，能从物质 守恒与能量守恒的视角认识化学电源所发生的物质变化与能量变化间的关系，发展变化观念与守恒思想。 4.通过探寻化学电源的发展历史，感受化学学科在促进人类发展和解决环境问题中的价值，体现科学精神与 社会责任的核心素养。
1.(b,d)
2. (a,b)
3.(c,e)
4.(e)
单元教学目标拆解
单 元 教 学 整 体规 划
4
1.在寻找绿色清洁能源的思路指引下指向燃料电池， 重构模型。 2.设计制作氢氧燃料电池，并探究燃料电池的影响 因素。 3.从原理和装置维度认识不同代次燃料电池的特点。 4.人类、能源、文明的关系。
1.依据原电池的构成条件制作单液电池，观察、思 考、分析单液电池不足及原因。 2.从单液电池的不足出发，设计双液电池，并探究 盐桥的对电池效率的影响，演化至隔膜电池。 3.建构原电池的原理与装置二维模型。
1.理解寻找高效理想电池方向——原理与装置维度。 2.利用原电池二维模型认识、分析、比较、标准酸 性与碱性干电池。 3.从原理和装置维度认识锂电池发展变迁。 4.能够通过对生活中电池分析实现解构模型。
单元主题 课时主题
课时目标
基于建构模型认知 的原电池单元教学
寻求稳定高效的 化学电源
核心素养
单元教学整体规划
寻找理想电池
绿色清洁氢能源
关联
发展
完善
落实
单 元教 学 实 施过 程
5
情境
问题
活动
知识
单液电池
双液电池
生活电池
燃料电池
隔膜电池
电池的效率改进史
单元教学实施的框架
教 学 主 线
课堂结构
素养
情境
素养
课时教学实施设计
第1课时
盐桥对电池 影响
演化出隔膜 电池
B,D
改进双液电 池
双液电池模 型
隔膜电池模 型
提高双液电 池效率？
A,C
交流讨论 预测验证
单液电池不 足原因
C,D
？ 2.电流变化
改进单液电 池
单液电池工 作
双液电池优 缺点？
寻求稳定高效的化学电源
1.负极现象
活动
知识
问题
？
改进
建构模型
单液电池
隔膜电池
双液电池
探究
迁移
情境
素养
课时教学实施设计
第2课时 寻找理想电池
锂二次电池 发展史
A,C,E
认识锂二次 电池
利用模型认 识并表征
解决充放电 难题？
拆解、分析 干电池
利用模型认 识并表征
干电池工作 原理？
制作镁电池
认识锂一次 电池
选合适择负 极反应物？
B,C,D
A,C,D
利用模型认 识并表征
生活中常见 电池
活动
知识
问题
迁移 解构
解构模型
改进
情境
素养
课时教学实施设计
第3课时
A,C,E
发现不足及 分析原因
制作，交流 讨论
提高燃料电 池效率？
完善模型认 知
传统电池不 足
A,B,E
氢氧燃料电 池应用
燃料电池发 展史
寻找绿色高 效电池？
改变离子导 体与原理
原理装置维 度思考
燃料电池的 工作原理
利用模型认 识并表征
C,D
绿色清洁氢能源
活动
知识
问题
燃料电池 的发展史
重构模型
设计燃 料电池
认识燃 料电池
升华
单元教学评价与反思
6
第二课时：应用认知模型，了解生活中化 学电池，发展了原电池模型，明确电池发 展方向。
第三课时：从认识模型出发，设计绿色环
保高效的电池，重构原电池模型，进一步
完善原电池的认识模型。
第一课时：通过实验活动探究单液双液电
池的优缺点并改进，演化出隔膜电池，建 构了原电池的认识模型。
原理与装置二 维认知模型
评价与反思
原电池
统摄与概括
核心概念
传统教学
教学内容较为孤立，主线不明确。学生在学习完成 该部分内容后，很多地方认知混乱，比如对负极材 料和负极反应的混淆，电解质溶液本质作用，盐桥 的作用，离子隔膜的作用，燃料电池模型与初级模 型(构成条件)的矛盾等。造成这个现象的原因， 主要是教学中未能将本节内容做好单元规划，未提 取核心知识与概念。课时教学未能围绕核心知识与 概念设计活动、展开教学，相对孤立零散。
本单元教学提取原电池的原理与装置为教学 的核心知识， 原电池为核心概念 。 通过三个课 时的规划， 基于真实的情境， 设计活动任务， 完成教学内容， 注重教-学-评 一体化 。 有效地 帮助学生建构原电池的原理装置二维认知模型， 学生能力得到发展，素养得到落实。
评价与反思
单元教学
感 谢 评 委的 聆 听

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