4-1-1原電池的工作原理教學(xué)設(shè)計2023-2024學(xué)年高二上學(xué)期化學(xué)人教版（2019）選擇性必修1

4-1-1原電池的工作原理教學(xué)設(shè)計2023-2024學(xué)年高二上學(xué)期化學(xué)人教版（2019）選擇性必修1科目授課時間節(jié)次--年—月—日（星期——）第—節(jié)指導(dǎo)教師授課班級、授課課時授課題目（包括教材及章節(jié)名稱）4-1-1原電池的工作原理教學(xué)設(shè)計2023-2024學(xué)年高二上學(xué)期化學(xué)人教版（2019）選擇性必修1課程基本信息1.課程名稱：原電池的工作原理

2.教學(xué)年級和班級：高二年級一班

3.授課時間：2023-2024學(xué)年上學(xué)期，第4周第1節(jié)

4.教學(xué)時數(shù)：45分鐘

教學(xué)內(nèi)容：

1.理解原電池的概念及構(gòu)成要素。

2.掌握原電池的工作原理及反應(yīng)過程。

3.學(xué)會使用原電池的電動勢和電極電勢解釋電池性能。

4.掌握原電池的電動勢與化學(xué)電池反應(yīng)的關(guān)系。

教學(xué)步驟：

1.導(dǎo)入：通過生活中的實例引入原電池，激發(fā)學(xué)生興趣。

2.基本概念：講解原電池的定義、構(gòu)成要素及分類。

3.工作原理：結(jié)合課本圖示，闡述原電池的工作原理，包括氧化還原反應(yīng)、電子轉(zhuǎn)移等。

4.電動勢與電極電勢：講解電動勢的概念，引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會使用電極電勢解釋電池性能。

5.實例分析：分析幾種常見的原電池，使學(xué)生更好地理解原電池的工作原理。

6.課堂小結(jié)：總結(jié)本節(jié)課的主要內(nèi)容，鞏固知識點。

作業(yè)布置：

1.復(fù)習(xí)課本中關(guān)于原電池的內(nèi)容，加深理解。

2.完成課后練習(xí)題，鞏固所學(xué)知識。

教學(xué)評價：

1.課堂問答：檢查學(xué)生對原電池概念、工作原理的理解。

2.課后作業(yè)：評估學(xué)生對電動勢、電極電勢的應(yīng)用能力。

3.課堂筆記：檢查學(xué)生對課堂內(nèi)容的記錄和整理情況。核心素養(yǎng)目標(biāo)1.科學(xué)探究能力：培養(yǎng)學(xué)生通過實驗觀察、數(shù)據(jù)分析，理解原電池的工作原理，學(xué)會運(yùn)用科學(xué)方法探究化學(xué)現(xiàn)象。

2.化學(xué)知識應(yīng)用：使學(xué)生掌握原電池的基本概念，并能運(yùn)用電動勢、電極電勢等知識解釋電池性能，提高解決實際問題的能力。

3.綠色化學(xué)觀念：引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注電池對環(huán)境的影響，培養(yǎng)其在生活中選擇環(huán)保電池的意識，增強(qiáng)社會責(zé)任感。

4.創(chuàng)新思維：鼓勵學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中提出新觀點、新方法，激發(fā)創(chuàng)新意識，提高創(chuàng)新能力。

5.團(tuán)隊合作：通過小組討論、實驗操作等環(huán)節(jié)，培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊協(xié)作能力和溝通能力。學(xué)情分析1.學(xué)生層次分析：

高二學(xué)生已經(jīng)具備一定的化學(xué)基礎(chǔ)知識，掌握了氧化還原反應(yīng)、離子反應(yīng)等基本概念，為本節(jié)課學(xué)習(xí)原電池的工作原理奠定了基礎(chǔ)。然而，由于學(xué)生的認(rèn)知水平、理解能力及知識背景存在差異，部分學(xué)生對電動勢、電極電勢等抽象概念的理解可能存在困難。

2.知識方面：

（1）學(xué)生對原電池的基本概念有一定了解，但可能對原電池的構(gòu)成要素、工作原理及電動勢等知識點掌握不扎實。

（2）學(xué)生對化學(xué)實驗的操作能力較強(qiáng)，但可能缺乏對實驗數(shù)據(jù)的深入分析和總結(jié)。

（3）學(xué)生對電池的環(huán)保意識較為淡薄，需要引導(dǎo)其關(guān)注電池對環(huán)境的影響。

3.能力方面：

（1）學(xué)生在科學(xué)探究能力方面，具備一定的實驗操作和觀察能力，但分析、歸納和總結(jié)能力有待提高。

（2）學(xué)生在解決問題能力方面，對原電池相關(guān)問題的解決方法較為單一，需要培養(yǎng)其靈活運(yùn)用知識解決實際問題的能力。

（3）學(xué)生在團(tuán)隊合作能力方面，具備一定的基礎(chǔ)，但在分工合作、溝通交流方面仍有待提高。

4.素質(zhì)方面：

（1）學(xué)生的綠色化學(xué)觀念較為淡薄，需要加強(qiáng)環(huán)保意識的培養(yǎng)。

（2）學(xué)生的創(chuàng)新思維有待激發(fā)，需要在教學(xué)過程中注重培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識和能力。

（3）學(xué)生具備一定的社會責(zé)任感，但需要在實際情境中加強(qiáng)對社會責(zé)任感的引導(dǎo)。

5.行為習(xí)慣方面：

（1）學(xué)生在課堂學(xué)習(xí)過程中，可能出現(xiàn)注意力不集中、課堂參與度不高的情況，影響學(xué)習(xí)效果。

（2）學(xué)生在實驗操作過程中，可能存在操作不規(guī)范、實驗數(shù)據(jù)記錄不詳細(xì)等問題，影響實驗結(jié)果的準(zhǔn)確性。

（3）學(xué)生在課后復(fù)習(xí)和作業(yè)完成方面，可能存在拖延、敷衍現(xiàn)象，影響學(xué)習(xí)效果的鞏固。

1.關(guān)注學(xué)生個體差異，因材施教，提高教學(xué)質(zhì)量。

2.強(qiáng)化基礎(chǔ)知識教學(xué)，幫助學(xué)生扎實掌握原電池的相關(guān)概念和原理。

3.創(chuàng)設(shè)實驗情境，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究能力和實驗操作技能。

4.加強(qiáng)綠色化學(xué)觀念的滲透，提高學(xué)生的環(huán)保意識。

5.注重培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維和團(tuán)隊合作能力。

6.糾正學(xué)生的不良學(xué)習(xí)習(xí)慣，提高課堂學(xué)習(xí)效果。教學(xué)方法與策略1.選擇適合教學(xué)目標(biāo)和學(xué)習(xí)者特點的教學(xué)方法：

（1）講授法：針對原電池的基本概念、工作原理等抽象知識點，采用講授法進(jìn)行系統(tǒng)講解，幫助學(xué)生建立完整的知識體系。

（2）討論法：在講解電動勢、電極電勢等難點時，組織學(xué)生進(jìn)行小組討論，促進(jìn)學(xué)生主動思考，提高課堂參與度。

（3）案例研究：通過分析生活中常見的原電池案例，引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識解釋實際問題，提高知識應(yīng)用能力。

（4）項目導(dǎo)向?qū)W習(xí)：將學(xué)生分成小組，以設(shè)計一個綠色環(huán)保的原電池項目為導(dǎo)向，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維和團(tuán)隊合作能力。

2.設(shè)計具體的教學(xué)活動：

（1）導(dǎo)入環(huán)節(jié)：通過展示生活中常見的電池圖片，引導(dǎo)學(xué)生思考電池的工作原理，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣。

（2）基本概念講解：采用PPT展示原電池的構(gòu)成要素、工作原理等知識點，結(jié)合課本圖示，使學(xué)生直觀地理解抽象概念。

（3）實驗活動：組織學(xué)生進(jìn)行原電池實驗，觀察實驗現(xiàn)象，分析實驗數(shù)據(jù)，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力。

（4）角色扮演：讓學(xué)生扮演電池工程師，針對電池設(shè)計過程中的環(huán)保、性能等問題進(jìn)行討論，提高學(xué)生的社會責(zé)任感和創(chuàng)新意識。

（5）游戲環(huán)節(jié)：設(shè)計一款關(guān)于原電池的知識問答游戲，鞏固所學(xué)知識，提高學(xué)生的參與度和積極性。

3.確定教學(xué)媒體和資源的使用：

（1）PPT：用于展示原電池的基本概念、工作原理、實驗操作等知識點，使教學(xué)內(nèi)容更加直觀、生動。

（2）視頻：播放原電池實驗操作視頻，幫助學(xué)生掌握實驗步驟和技巧。

（3）在線工具：利用網(wǎng)絡(luò)資源，如教育平臺、學(xué)術(shù)論壇等，提供拓展學(xué)習(xí)資料，方便學(xué)生課后復(fù)習(xí)和鞏固。

（4）實物展示：展示各種類型的原電池，使學(xué)生更直觀地了解電池的結(jié)構(gòu)和特點。

（5）實驗器材：準(zhǔn)備充足的實驗器材，確保每位學(xué)生都能參與實驗操作，提高實驗效果。教學(xué)流程一、導(dǎo)入新課（用時5分鐘）

同學(xué)們，今天我們將要學(xué)習(xí)的是《原電池的工作原理》這一章節(jié)。在開始之前，我想先問大家一個問題：“你們在日常生活中是否遇到過電池供電的設(shè)備？”（舉例說明，如手機(jī)、電動車等）這個問題與我們將要學(xué)習(xí)的內(nèi)容密切相關(guān)。通過這個問題，我希望能夠引起大家的興趣和好奇心，讓我們一同探索原電池的奧秘。

二、新課講授（用時10分鐘）

1.理論介紹：首先，我們要了解原電池的基本概念。原電池是利用化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生電能的裝置，它是……（解釋原電池的重要性或應(yīng)用）。

2.案例分析：接下來，我們來看一個具體的案例。這個案例展示了原電池在實際中的應(yīng)用，以及它如何幫助我們解決問題。

3.重點難點解析：在講授過程中，我會特別強(qiáng)調(diào)原電池的工作原理和電動勢、電極電勢這兩個重點。對于難點部分，我會通過舉例和比較來幫助大家理解。

三、實踐活動（用時10分鐘）

1.分組討論：學(xué)生們將分成若干小組，每組討論一個與原電池相關(guān)的實際問題。

2.實驗操作：為了加深理解，我們將進(jìn)行一個簡單的原電池實驗操作。這個操作將演示原電池的基本原理。

3.成果展示：每個小組將向全班展示他們的討論成果和實驗操作的結(jié)果。

四、學(xué)生小組討論（用時10分鐘）

1.討論主題：學(xué)生將圍繞“原電池在實際生活中的應(yīng)用”這一主題展開討論。他們將被鼓勵提出自己的觀點和想法，并與其他小組成員進(jìn)行交流。

2.引導(dǎo)與啟發(fā)：在討論過程中，我將作為一個引導(dǎo)者，幫助學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題并解決問題。我會提出一些開放性的問題來啟發(fā)他們的思考。

3.成果分享：每個小組將選擇一名代表來分享他們的討論成果。這些成果將被記錄在黑板上或投影儀上，以便全班都能看到。

五、總結(jié)回顧（用時5分鐘）

今天的學(xué)習(xí)，我們了解了原電池的基本概念、重要性和應(yīng)用。同時，我們也通過實踐活動和小組討論加深了對原電池的理解。我希望大家能夠掌握這些知識點，并在日常生活中靈活運(yùn)用。最后，如果有任何疑問或不明白的地方，請隨時向我提問。拓展與延伸1.拓展閱讀材料：

（1）原電池的發(fā)展歷程及其在各個領(lǐng)域的應(yīng)用。

（2）新型電池技術(shù)的研究與發(fā)展，如鋰離子電池、燃料電池等。

（3）電池的環(huán)保與回收利用技術(shù)，降低電池對環(huán)境的影響。

（4）電池在可再生能源領(lǐng)域的應(yīng)用，如太陽能電池、風(fēng)能電池等。

（5）電池管理系統(tǒng)（BMS）的原理及其在電動汽車等領(lǐng)域的應(yīng)用。

2.課后自主學(xué)習(xí)和探究：

（1）查閱資料，了解不同類型原電池的優(yōu)缺點，分析其在生活中的應(yīng)用場景。

（2）研究新型電池技術(shù)的發(fā)展趨勢，了解我國在電池領(lǐng)域的研究成果和國際地位。

（3）學(xué)習(xí)電池的環(huán)保與回收利用技術(shù)，探討如何降低電池對環(huán)境的污染。

（4）了解電池在可再生能源領(lǐng)域的應(yīng)用，思考如何提高能源利用效率。

（5）研究電池管理系統(tǒng)（BMS）的原理，探討其在電動汽車等領(lǐng)域的應(yīng)用價值。

1.原電池的分類：

-酸性電池：如鉛酸電池、鎳氫電池等。

-堿性電池：如堿性鋅錳電池、鎳鎘電池等。

-中性電池：如鋰離子電池、鋰鐵磷電池等。

-鋰電池：如鋰離子電池、鋰聚合物電池等。

2.新型電池技術(shù)：

-鋰離子電池：具有高能量密度、長循環(huán)壽命等特點，廣泛應(yīng)用于手機(jī)、電動汽車等領(lǐng)域。

-燃料電池：利用氫氣與氧氣反應(yīng)產(chǎn)生電能，具有高效、環(huán)保等特點，適用于新能源汽車、發(fā)電等領(lǐng)域。

-太陽能電池：將太陽光轉(zhuǎn)化為電能，廣泛應(yīng)用于光伏發(fā)電、太陽能燈具等領(lǐng)域。

3.電池環(huán)保與回收利用技術(shù)：

-電池回收：對廢電池進(jìn)行回收處理，提取有價值的金屬，降低環(huán)境污染。

-電池再利用：將廢電池進(jìn)行修復(fù)、再利用，延長電池使用壽命。

4.電池在可再生能源領(lǐng)域的應(yīng)用：

-儲能系統(tǒng)：利用電池儲存可再生能源，實現(xiàn)電網(wǎng)調(diào)峰、調(diào)頻等功能。

-微網(wǎng)系統(tǒng)：將電池與可再生能源發(fā)電設(shè)備相結(jié)合，實現(xiàn)獨(dú)立供電。

5.電池管理系統(tǒng)（BMS）：

-功能：監(jiān)控電池的充放電狀態(tài)、保護(hù)電池免受過充、過放、短路等危害。

-應(yīng)用：電動汽車、儲能系統(tǒng)、移動電源等。反思改進(jìn)措施反思改進(jìn)措施（一）教學(xué)特色創(chuàng)新

1.實踐活動豐富多樣：通過實驗操作、分組討論等實踐活動，讓學(xué)生在動手操作中理解原電池的工作原理，提高學(xué)生的實踐能力和團(tuán)隊合作能力。

2.引入生活實例：通過引入生活中的電池應(yīng)用實例，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，使學(xué)生對原電池的工作原理有更直觀的認(rèn)識。

反思改進(jìn)措施（二）存在主要問題

1.學(xué)生參與度不高：在課堂討論和實驗活動中，部分學(xué)生的參與度不高，影響了整體教學(xué)效果。

2.學(xué)生對電動勢、電極電勢等概念理解不深入：由于這些概念較為抽象，學(xué)生在理解上存在一定困難。

反思改進(jìn)措施（三）改進(jìn)措施

1.提高學(xué)生參與度：在課堂教學(xué)中，增加互動環(huán)節(jié)，如提問、小組競賽等，以提高學(xué)生的參與度和積極性。

2.深化概念理解：針對學(xué)生對電動勢、電極電勢等概念的理解難點，通過舉例、比較等教學(xué)方法，幫助學(xué)生深入理解這些概念。

3.強(qiáng)化實驗教學(xué)：增加實驗課時，讓學(xué)生有更多機(jī)會進(jìn)行實驗操作，加深對原電池工作原理的理解。

4.引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)：提供相關(guān)閱讀材料和在線資源，鼓勵學(xué)生課后自主學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和自主學(xué)習(xí)能力。重點題型整理題型一：原電池的工作原理

問題：請闡述原電池的工作原理，并給出一個生活中常見的原電池實例。

答案：原電池的工作原理是基于氧化還原反應(yīng)，通過兩個半反應(yīng)在電化學(xué)器件內(nèi)進(jìn)行電子轉(zhuǎn)移，從而產(chǎn)生電流。生活中常見的原電池實例為干電池，如堿性鋅錳電池。

細(xì)節(jié)補(bǔ)充：

1.原電池的兩個半反應(yīng)分別在正負(fù)極進(jìn)行，正極發(fā)生還原反應(yīng)，負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)。

2.電子從負(fù)極流向正極，通過外電路產(chǎn)生電流。

3.電解質(zhì)溶液中離子移動，維持電解質(zhì)中電荷平衡。

題型二：電動勢和電極電勢

問題：請解釋電動勢和電極電勢的概念，并說明它們之間的關(guān)系。

答案：電動勢是指電池兩極之間的電勢差，是電池內(nèi)部化學(xué)反應(yīng)推動電子流動的能力。電極電勢是指電極與溶液中某一點之間的電勢差。電動勢等于正極電極電勢減去負(fù)極電極電勢。

細(xì)節(jié)補(bǔ)充：

1.電動勢是電池的宏觀性質(zhì)，電極電勢是電池的微觀性質(zhì)。

2.電動勢與電極電勢之間的關(guān)系可用Nernst方程進(jìn)行描述。

3.電動勢和電極電勢的單位均為伏特（V）。

題型三：原電池的構(gòu)成要素

問題：請列舉原電池的構(gòu)成要素，并說明它們的作用。

答案：原電池的構(gòu)成要素包括正極、負(fù)極、電解質(zhì)和隔膜。正極和負(fù)極分別是電池的兩個半反應(yīng)發(fā)生地，電解質(zhì)提供離子傳輸通道，隔膜防止正負(fù)極直接接觸。

細(xì)節(jié)補(bǔ)充：

1.正極通常為金屬氧化物或氫氧化物，負(fù)極通常為金屬或其合金。

2.電解質(zhì)可以是液體、固體或凝膠狀物質(zhì)，具有良好的離子導(dǎo)電性。

3.隔膜通常為多孔材料，如玻璃纖維、聚乙烯等。

題型四：原電池的應(yīng)用

問題：請舉例說明原電池在生活中的應(yīng)用。

答案：原電池在生活中的應(yīng)用非常廣泛，如手機(jī)、電動汽車、手電筒等。以手機(jī)為例，其使用的鋰離子電池是一種原電池，通過化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生電能，為手機(jī)提供電源。

細(xì)節(jié)補(bǔ)充：

1.電動汽車使用的動力電池組，由多個原電池單元組成，為汽車提供動力。

2.手電筒通常使用堿性鋅錳電池，通過原電池的化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生光亮。

3.原電池在醫(yī)療器械、遙控器、太陽能儲能等領(lǐng)域也有廣泛應(yīng)用。

題型五：原電池的環(huán)保與回收

問題：請簡述原電池的環(huán)保問題及回收方法。

答案：原電池在生產(chǎn)和廢棄過程中可能對環(huán)境造成污染，如重金屬泄漏、電解質(zhì)揮發(fā)等?；厥辗椒òㄎ锢砘厥?、化學(xué)回收和生物回收等。

細(xì)節(jié)補(bǔ)充：

1.物理回收：通過機(jī)械破碎、篩選等手段，將電池中的有價金屬和其他材料分離出來。

2.化學(xué)回收：利用化學(xué)方法，如浸出、置換等，提取電池中的有價金屬。

3.生物回收：利用微生物等生物技術(shù)，將電池中的有害物質(zhì)轉(zhuǎn)化為無害物質(zhì)。

4.電池回收有利于節(jié)約資源、保護(hù)環(huán)境，符合可持續(xù)發(fā)展理念。板書設(shè)計①原電池的工作原理

-氧化還原反應(yīng)

-電子轉(zhuǎn)移

-正極：還原反應(yīng)

-負(fù)極：氧化反應(yīng)

②原電池的構(gòu)成要素

-正極：金屬氧化物/氫氧化物

-負(fù)極：