4.1原电池《盐桥原电池及改进创新》教学设计高二上学期化学人教版选择性必修1
4.1原电池++教学设计+2023-2024学年高二上学期化学人教版(2019)选择性必修1
《原电池》教学设计课题原电池课型新授课章节第四章第一节教材版本2019年人教版高中化学选修第一册一．教材分析该内容为2019年人教版选修第一册第四章《电化学》第一节《原电池》的内容。
该内容是《化学2》基础上的加深与提高，是高中化学的重要基础理论之一，是前一节论述的补充和完善。
从反应物之间电子转移角度看，原电池概念的形成是氧化还原反应本质的拓展和应用。
该节进一步介绍原电池的组成和工作原理，通过对原电池中闭合电路形成过程的分析，引出半电池、盐桥、内电路、外电路等概念。
“原电池”的内容在化学必修2和选修4《化学反应原理》中均有涉及，电化学知识是高中化学学科基本结构中的重要组成部分，是氧化还原反应、化学反应中的能量变化、水溶液离子反应等知识的综合应用，对培养学生发现问题、分析问题和解决问题的能力具有重要作用。
二．学情分析现阶段的学生在知识层面已经具有如下储备：1.氧化还原反应的本质；2.单液原电池的形成条件和工作原理。
而在能力层面已经具有如下水平：1.能够根据氧化还原设计简单的单液原电池；2.能够根据单液原电池的工作原理，写出简单的单液原电池的电极方程式，能判断电极、电子流动、电流方向等；3.具有一定的发现问题、解决问题的能力，对实验中发现的问题，用不同的方式去解决具有浓厚的兴趣。
因此现阶段，通过实验探究，探究单液原电池的缺陷及改进，从而进一步探讨双液原电池，逐层深入，提高学生原电池的认知与分析问题能力、解决问题的能力，从而培养学生化学核心素养。
三．化学核心素养分析本课题以实验探究作为突破，围绕着原电池的工作原理，单液原电池的弊端及改进，设置问题，逐步衍生出双池，最后建构双液原电池的模型，并在此基础上进行深度的迁移应用。
学生在教师的引领下，进行分组探究实验，发现问题、解决问题，对原电池的原理进行深层次的探究，学生的思维也随之进入高阶思维，将所学知识进行情境的迁移与实际应用，构建问题解决认知模型，形成化学核心素养，落实“育人为本”的根本要求和“立德树人”的根本任务。
4.1.1寻求稳定高效的化学电源教学设计2023-2024学年高二化学人教版2019选择性必修1
第四章第一节原电池（第一课时）寻求稳定高效的化学电源一、课标呈现认识化学能与电能相互转化的实际意义及其重要应用。
了解原电池的工作原理。
二、教学内容分析1.内容分析在必修课程中学生已经了解，将锌片、铜片置于稀硫酸中并以导线连接起来可以组成原电池，这为本节教学奠定了基础。
但是，对于大多数学生来说，双液电池在装置和工作原理方面都比单液更加复杂，这会导致一些学生产生困惑。
为此，本节基于真实情境引发问题，设计实验进行探究解决问题，引导学生逐步认识和理解原电池的工作原理及其应用。
2.素养呈现通过观察铜-锌单液原电池驱动小风扇，发现并提出问题：(1)该装置中发生了哪些能量转化？(2)在正极、负极上分别发生了什么反应？(3)衰减的原因可能是什么？(4)你能否设计防止电流衰减的装置？通过问题的分析与解决，由单液电池过渡到双液原电池，认识盐桥因素对双液原电池性能的影响。
通过双液原电池的设计助力原电池思维模型的建构，逐步形成证据推理与模型建构，科学探究和创新意识等化学核心素养。
再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，体现化学学科科学价值和社会责任。
三、学情分析通过必修教学内容的学习，学生已经具备一定的电化学基础知识、实验观察与探究和分析问题与解决问题的能力。
但知识迁移能力、发散思维和创新思维能力等方面有待培养和提高。
因此本节课需要重点引导学生认识双液原电池原理、探究影响双液原电池电流大小的因素，建构原电池的思维模型。
四、教学目标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，初步建立原电池的认知模型。
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。
4-1-2原电池原理的应用教学设计2023-2024学年高二上学期化学人教版(2019)选择性必修1
-讲授：用于解释原电池的基本概念、原理和应用。
-讨论：通过小组讨论，让学生探讨原电池的构成条件和实际应用。
-案例研究：分析具体的电池案例，如手机电池、电动汽车电池等，以加深学生对原电池应用的理解。
-项目导向学习：设计一个小型原电池制作项目，让学生亲自动手，将理论知识应用于实践。
-在线工具：利用在线计算器或互动模拟工具，让学生实时观察电池的工作状态。
-实物模型：使用电池模型或实物电池，帮助学生直观理解电池的结构。
教学实施过程
1.课前自主探索
教师活动：
-发布预习任务：提供PPT、视频等预习资料，让学生提前了解原电池的基本概念。
-设计预习问题：提出问题，如“原电池是如何将化学能转化为电能的？”引导学生思考。
（1）运用多媒体动画演示原电池工作原理，直观展示电子、阳离子和阴离子的运动过程。
（2）列举生活中的原电池应用实例，如干电池、蓄电池等，引导学生认识原电池的实际意义。
（3）通过对比实验，让学生亲手操作，验证原电池的构成条件。
（4）讲解氧化还原反应的基本概念，引导学生理解氧化还原反应与原电池的关系。
教学方法与策略
教学资源拓展
1.拓展资源
-科普视频：关于原电池原理和应用的科普视频，如“原电池的工作原理”等。
-实验演示：在线实验演示平台，展示原电池的制作和测试过程。
-学术文章：关于原电池技术发展的学术文章，如“最新原电池技术的研究进展”。
-应用案例：提供原电池在不同领域的应用案例，如电动汽车、可再生能源等。
-互动模拟：在线互动模拟工具，让学生实时设计和测试原电池。
-帮助学生深入理解原电池的工作原理。
-通过实践活动培养学生的动手解决问题的能力。
4.1.1原电池教学设计2023-2024学年高二上学期化学人教版(2019)选择性必修1
（5）习题训练：利用教学软件或纸质习题，进行针对性训练，巩固所学知识，提高学生的应用能力。
（6）反馈与评价：通过学生作业、实验报告和课堂表现等多种方式，及时了解学生的学习情况，给予针对性的反馈和评价，促进学生的持续发展。
清晰、准确地讲解原电池的基本概念、工作原理和组成部分。
突出原电池重点，强调原电池难点，通过对比、归纳等方法帮助学生加深记忆。
互动探究：
设计小组讨论环节，让学生围绕原电池工作原理展开讨论，培养学生的合作精神和沟通能力。
鼓励学生提出自己的观点和疑问，引导学生深入思考，拓展思维。
技能训练：
设计实践活动或实验，让学生在实践中体验原电池知识的应用，提高实践能力。
3. 学生可能遇到的困难和挑战：在学习了原电池的知识后，学生可能会对原电池的工作原理和各个组成部分的作用有一定的理解难度。他们可能会对电子转移过程和电化学反应的理解存在困难。此外，学生可能对电池的效率和容量的计算和应用问题感到困惑。
学具准备
Xxx
课型
新授课
教法学法
讲授法
课时
第一课时
步骤
师生互动设计
二次备课
4. 在随堂测试环节，我发现部分学生在回答问题时存在一定的困难，可能是因为对原电池知识点的掌握不够牢固。为了改善这一点，我计划在课堂上增加更多的知识点巩固和练习机会，帮助学生加深对原电池知识的理解。
5. 在课后作业环节，我发现有些学生完成的作业质量不高，可能是因为对原电池知识的理解不够深入。为了提高学生的作业质量，我计划增加对作业的指导和反馈，及时指出学生的不足之处并提供改进的建议。
教学反思与改进
在本次原电池的教学过程中，我注意到学生在理解原电池工作原理和实验操作方面存在一定的困难。为了在未来的教学中更好地提高学生的学习效果，我将进行以下反思和改进措施：
4.1原电池(第1课时)(教学设计)高二化学高效课堂(人教版2019选择性必修1)
第四章《化学反应与电能》教学设计第一节原电池的工作原理第一课时原电池的工作原理【互动试题1】下列装置能形成原电池的是()【答案】C【解析】A中酒精不是电解质溶液，所以无法发生自发的氧化还原反应；B中装置两电极没有活泼性的差异；C装置中满足原电池构成的条件，有活泼性不同的两级，电解质溶液，形成闭合回路同时形成自发的氧化还原反应；D装置中不能形成闭合的回路，故本题答案选C。
2.在铜锌稀硫酸原电池中，电子是怎样移动的？电子能否通过电解质溶液？如果不能，电流是如何形成的？【互动提示】由于金属锌比金属铜活泼，锌失去电子，电子通过导线流向铜片。
电子不能通过电解质溶液，在稀硫酸中H＋移向铜片，SO2－4移向锌片，阴阳离子定向移动形成电流。
二、新知预习请画出原电池的工作原理简图，标出电子、电流、离子的移动方向，并指出有何特点和规律？【导入】我们生活中无处不见电池的使用，户外运动检测的电子手表；、笔记本电脑很多家用电器都需要使用电池；还有近几年推行的环保交通工具，电动汽车，它的主要核心就是在电池的技术，那么大家知道电池的能量是如何转化的吗？【知识回顾】实验演示：将锌片和铜片分别用夹子夹好与电流表串联，再同时插入到盛有CuSO4溶液的烧杯中，如图所示：【问题1】观察两电极的现象，电解质溶液的现象及电流表的读数如何变化？【回答】①锌片逐渐溶解，铜片一级厚度再变大，颜色仍是红色；②CuSO4溶液颜色逐渐变浅；③电流表的指针发生偏转【问题2】电流表的指针发生偏转，思考其中的能量转化？【回答】指针发生偏转，说明产生了电流，在该装置中没有外加电源，只有两电极片与电解质溶液间的反应，所以，可以理解为化学能转化为电能。
【问题3】将化学能转化为电能，这种装置称为原电池，那么思考，原电池构成的条件有哪些呢？【回答】①活泼性不同的两级；②电解质溶液；③闭合的回路；④自发的氧化还原反应。
【问题4】思考原电池中电子流动方向和电流方向有何特点？【回答】①外电路：电子的移动：由负极（Zn片）→导线→正极（Cu片）。
人教版选修4 化学：4.1 原电池 教学设计1
《原电池（盐桥）》重难点创新设计教材分析及设计思想（1）教材结构——承接推进的关系在高一教材中，已有原电池、正极、负极、电极反应、电解质溶液的概念。
并要求学生基本理解这些概念。
（人教）选修4第四章第一节再次学习原电池，教材引入了盐桥等新概念。
与高一教材是承接、推进的关系。
（2）教材开发之一——为什么引入盐桥教材没有说明引入盐桥的原因，这对于理论学习是不利的。
本节课引入电视《寻秦记》，引发兴趣；在体验原电池实验时发现问题，从而使学生知晓引入盐桥的原因及其必然性。
（3）教程开发之二——盐桥的功能本节课师生以讨论对话的形式设计了实验，初步探讨了盐桥的功能；又设计了5个创新实验深化了对盐桥功能的认识。
（4）教材开发之三——发现、定义、转化问题在学生发现多个问题之时，我们要求学生在老师的引导下，把非专业问题定义为学科问题，把专业问题转化为学习任务；培养学生发现问题、转化问题的能力。
（5）情境脉络的开发由视频情境到单池原电池实验情境，由单池原电池实验情境到橘子实验情境，再由橘子实验情境到现代科技情境；这一丰富、多样的情境，不但引发学生兴趣，尤其引发学生思考并深化思考。
对轻松完成本节知识、深入理解本节知识，起着不可替代的积极作用。
教学目标（1）知识与技能：探究简单原电池的不足和改进；建立盐桥的概念、理解盐桥的作用；深化对原电池工作原理的理解。
（2）过程与方法：通过问题解决，体验实验探究。
经历观察实验、发现问题、分析问题、解决问题和设计实验的过程，习得多种手段获取信息的方法，并运用比较等科学思维方法进行评价。
（3）情感态度价值观：联系自然、生活、科技，感受自然中蕴含的智慧，体验化学创造的现代生活，感悟科技的力量。
教学重、难点重点：通过盐桥深化对原电池工作原理的理解。
难点：对盐桥的认识。
教学过程稀硫酸“硫酸发电”实验设计装置一装置二[演示]装置二接上电流表[提示]对比装置一、二的结构，从电流回路的角度找到改进的方法。
4.1原电池教学设计2023-2024学年高二上学期化学人教版(2019)选择性必修1
3. 情感态度与价值观：
- 学生能够认识到原电池在现代科技和日常生活中的重要性，增强对化学科学的兴趣和热情。
- 学生能够理解科学知识对于解决能源和环境问题的重要性，增强社会责任感。
- 学生能够在团队合作中，培养良好的沟通能力和团队合作精神。
4.1原电池 教学设计 2023-2024学年高二上学期化学人教版（2019）选择性必修1
课题：
科目：
班级：
课时：计划1课时
教师：
单位：
一、教学内容
本节课的教学内容来自于2023-2024学年高二上学期化学人教版（2019）选择性必修1的第四章第一节“原电池”。本节内容主要包括以下几个部分：
1. 原电池的定义：原电池是一种将化学能直接转换为电能的装置。
5. 教学课件：制作精美的教学课件，包括课程导入、知识点讲解、实例分析、互动环节等，以吸引学生的注意力，帮助学生更好地理解和掌握原电池的知识。
6. 互动环节材料：准备与原电池相关的案例或问题，用于课堂上的小组讨论、思考题解答等互动环节，激发学生的思考和参与度。
7. 作业布置：准备与本节课内容相关的作业题，包括选择题、填空题、解答题等，用于巩固学生对原电池知识的理解和应用能力。
三、重点难点及解决办法
重点：
1. 原电池的基本概念和组成
2. 原电池的工作原理
3. 原电池的类型及应用
难点：
1. 原电池工作原理中的氧化还原反应的理解
2. 原电池的能量转换机制
3. 原电池在不同环境下的性能变化
解决办法：
1. 针对重点1，通过具体的例子和实物展示，让学生直观地理解原电池的基本概念和组成。
4.1原电池教学设计及反思高二上学期化学人教版选择性必修1
教学设计创设情景，引发兴趣。
阅读教材，让学生习惯向文本学习。
复习单液原电池：1.通过选择题帮助学生回忆原电池的4个条件。
2.通过设计以及画图，引领学生用图示模型总结原电池的工作原理。
生活问题动图：国庆晚上，每个演员一个小LED屏，空中俯拍是一个大的显示屏幕。
教师解释：这个活动发硬件支持：移动电源。
化学的发展带来的进步。
认识电化学概念，了解本章主要内容1.下列装置图中能构成原电池的是（）2.请根据已学的原电池知识判断该反应：Zn + CuSO4= ZnSO4+ Cu能否设计成原电池？若能，请画出你的设计装置（方框内），注明电极材料和电解质溶液，并写出电极反应式。
动手实验：水果电池连接一个音乐贺卡，声音忽大忽小。
原因猜想：可能电流不稳定。
在实验室还原，连接电流表测电流，电流确实不稳。
分析电流不稳定的原因，如何改进才能让电流稳定？ppt展示：电流显示器数字一直在变，实验后锌片发黑。
1．为什么锌片上发黑？2．怎样确定黑色物质是什么？3.实验体系没有碳元素，能产生炭黑吗？4.为什么电流表示数一直在变化？学生思考、讨论、判断、交流、选择问题评价实验中原电池的优缺点，设想改进原电池装置的方法？引导研究的办法：真实问题→化学问题→实验重现→观察现象→分析原因生活问题转化化学问题设计问题链，引导学生设计、改进装置,展示思考过程，培养观察、分析。
【研讨一】原电池的设计改进学习新知识：盐桥电池【研讨二】原因猜测：电池只有一部分按预设的导线转移电子，还有一部分在锌片上发生置换。
解决办法：拿出锌片，阻断反应。
新的问题：如何提供离子通道。
教材学习：阅读教材盐桥中离子移动方向和盐桥的作用是什么？阅读教材，请学生在ppt动图的帮助下，复述分析电子走向以及离子走向。
问题：为何选择ZnSO4为电解质溶液？你如何验证教材介绍的离子走向？1.引导学生从电荷平衡分析。
2.引导设计试管实验，验证离子3.介绍数字实验，钾离子探头和氯离子探头播放演示实验：以四要素模型分析盐桥电池的工作原理，解释盐桥电池能产生持续稳定的电流的原因？观看后引导学生回忆：单液电池，电流示数一直变化，不稳定。
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《盐桥原电池的工作原理及改进创新》教学设计
一、教学目标
【知识与技能】
⑴了解原电池的构造和基本工作原理；
⑵能够正确书写电极反应式和电池总反应方程式；
⑶了解盐桥的作用，会判断和设计简单的原电池。
【过程与方法】
⑷通过实验探究活动，使学生体验化学能与电能转化的探究过程，并了解原电池的
构造和工作原理；
⑸通过单液原电池和u型管盐桥原电池的分析对比，学生间相互讨论交流以及教师引
导，使学生具备发现问题，分析问题并解决问题的能力。
【情感态度与价值观】
⑴通过分组实验与讨论，体验小组合作学习的乐趣，培养团结协作的精神；
⑵通过实验探究活动，增强学生探索化学反应原理的兴趣，掌握学习和研究化学问题
的方法。
二、教材分析
本节内容以（必修2）第六章第一节“化学反应与能量变化”第一课时《化学反应与电能》为基础，进一步介绍原电池的组成和工作原理，通过对原电池中闭合电路形成过程的分析，引出半电池、盐桥等概念。
同时原电池的原理又为后面金属的腐蚀和防护，常见电池的原理及电解原理等重要电化学知识的学习奠定了基础。
新课程标准对原电池知识有新的要求，通过教学体验化学能与电能转化的探究过程，了解原电池的工作原理，能判断电极名称，根据题意写出电极反应式和电池总反应式。
三、学情分析
知识角度，高二学生在必修1、必修2和选择性必修1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。
四、教学重点和难点
【教学重点】进一步了解原电池的工作原理，了解u型管盐桥原电池的缺点并改进创新。
【教学难点】盐桥原电池的工作原理，u型管盐桥原电池缺点并改进创新。
五、教学策略
【教学方法】以“小组实验探究式教学法”为主，贯穿“小组合作讨论法”，引导学生发现问题、分析问题、解决问题；运用学案和多媒体辅助教学。
【教学用具】多媒体投影仪、电脑、课件。
【学生用具】数字电流表、烧杯、导线、电极（锌片、铜片）、稀H
2SO
4
溶液、ZnSO
4
溶
液、盐桥，琼脂块盐桥。
【教学流程】
环节一创设情境回顾旧知
环节二
实验探究
发现问题
环节三
大胆创新
提出方案
环节四
实验探究
解决问题
环节五
对比分析
发现问题
环节六
小组合作
实验探究
六、教学过程
环节一：创设情景，回顾旧知
教师活动学生活动设计意图
【创设情景】现代生产、生活和国防中大量使用的电池，如录音机、、电动汽车、卫星等，同学们能解释其中的奥秘吗？
【板书】
一、原电池原理
1．原电池：将化学能转化为电能的装置。
回答：
形成原电池，产生电
流。
创设情景，激发学
生的好奇心，感受
化学与生活的密切
关系。
【学生活动】在学案对应的方框中画出Cu－Zn原电池（稀硫酸做电解质溶液），标出正负极，写电极反应式，找两个同学板书。
【讲解】Zn作负极失电子变成Zn2＋，电子经导线到达Cu片表面，Cu做正极，溶液中的H＋在Cu片表面得电子生成H2。
【设问思考】结合所画原电池装置，形成原电池必须满足哪些基本条件呢？【板书】2．原电池形成的基本条件【讲解】原电池可以分为外电路和内电路，外电路是电极上连接的导线，电子从负极流向正极形成电流，内电路是电解质溶液，阴阳离子定向移动形在学案上画Cu－Zn原
电池（稀硫酸做电解质
溶液）,标出正负极，写
电极反应式。
学生回答：
一反应：自发进行的氧
化还原反应；
两电极：两活泼性不同
的电极；
一液：电解质溶液；一
引导学生回忆原电
池形成的四个条件
以及Cu－Zn原电
池的工作原理，巩
固已有知识。
1、本节课的主要亮点：将u型管盐桥原电池换成琼脂块盐桥原电池，改进后的琼脂块盐桥原电池电流远远大于单液原电池，优点明显，操作简单方便，可广泛推荐应用。
2、本节课主要通过小组合作探究，通过u型管盐桥原电池和琼脂块盐桥原电池的改进探究，在“以学生为主体，以教师为主导”的原则下进行，设计时突出学生探究过程的体验，培养小组合作探究的精神，进一步提高学生的实践能力。
通过小组实验，取得了很好的效果，锻炼了学生们主动探究的创新能力，但由于课堂时间有限，在一些难点的突破上，我们没有做更多的讲解和挖掘，在后期的教学中可能更多的需要老师的引导介入。
3、在今后的教学过程中，我将多动脑筋，转变教学理念，寻找过程体验与知识传授的和谐点，把课堂变成师生共同研究探讨的场所，让更多的学生变“被动学习”为“主动享受学习”，形成终身学习的意识和能力。
第四章第一节《盐桥原电池工作原理及改进创新》学案
【学生实践活动1】画一个Cu－Zn原电池（稀硫酸做电解质溶液）
总结原电池形成的条件：
①____________________________；②____________________________；
②____________________________；④____________________________；
〖成果汇报〗请各组派一名代表汇报实验结果：________________________________________；【学生实验探究1】组装一个Cu－Zn原电池，观察和记录实验现象。
实验用品：万能电流表、烧杯、导线、电极（锌片、铜片）、稀H2SO4溶液
实验要求：仔细观察闭合回路和断开回路（取出铜片）时锌片、铜片、电流表读数的变化并如实记录实验现象。
〖思考〗
⑴闭合回路时：锌片________________；铜片______________；电流表读数___________；
⑵断开回路（取出铜片）时：锌片___________；铜片________；电流表读数__________；〖成果汇报〗请一组代表汇报实验结果：_____________________________________________；【学生实验探究2】按下图改进后的装置图连接装置进行实验，观察并记录实验现象。
实验用品：万能电流表、铜片、锌片、导线、稀H2SO4、ZnSO4溶液、盐桥。
盐
〖思考〗
⑴有盐桥时的现象：锌片________________；铜片________________；电流表读数__________；
⑵取出盐桥后Zn片还反应吗？_______________________________________；
〖成果汇报〗请一组代表汇报实验结果：_______________________________________________；【学生实验探究3】按下图改进后的装置图连接装置进行实验，观察并记录实验现象。
实验用品：万能电流表、铜片、锌片、导线、稀H2SO4、ZnSO4溶液、琼脂快盐桥。
〖思考〗
⑴有盐桥时的现象：锌片________________；铜片________________；电流表读__________；〖成果汇报〗请一组代表汇报实验结果：_______________________________________________；
盐。