資源簡介

(共31張PPT)
基于建構認知模型的原電池
單元教學
說課人： 單位 ：
錄
單元學習主題生成
單元教學目標的確定
單元教學實施過程
單元教學整體規劃
單元教學評價與反思
單元學習內容的分析
C O N T E N T
02
03
04
06
01
05
目
單 元 學 習 主 題 生 成
1
主題1化學反應與能量
選必
化學反應與電能：認識化學能與電能相互轉化的實際意義及其重 要應用，了解原電池及常見化學電源的工作原理
學生必做實驗：制作簡單的燃料電池。
主題5化學與社會發展
化學在自然資源和能源綜合利用方面的重要價值：認識化學對 于構建清潔低碳 、 安全高效的能源體系所發揮的作用，體會化 學對促進人與自然和諧相處的意義。
主題3 物質結構基礎與化學反應規律
必修 化學反應與能量轉化：知道化學反應可以實現化學能與其他能量
形式的轉化，以原電池為例認識化學能可以轉化為電能，從氧化 還原的角度初步認識原電池的工作原理。
研讀課標找到依據
必修
1.能分析、解釋原電池的工作原理。
2.能設計簡單的原電池。 3.能列舉常見的化學電源， 并能利用相關信息 分析化學電源的工作原理。 4.能舉例說明化學在解決能源危機中的重要作 用 ， 能分析能源的利用對自然環境和社會發展 的影響， 綜合考慮化學變化中物質的化學和能 量變化來分析、解決實際問題，如新型電池開發。
1.能舉出化學能轉化為電能的實例 。 2.能辨識簡單原電池的構成要素。 3.能分析簡單原電池的工作原理。
以原電池為例認識化學能可以轉化為電能，從 氧化還原反應的角度初步認識原電池的工作原
理
以原電池為例認識化學能可以轉化 為電能，從氧化還原反應的角度初 步認識原電池的工作原理。體會研 制新型電池的重要性。
選擇性必修1
必修2
梳理教材準確定位
學業要求
模塊變化
內容要求
。
學科大概念
原電池
單元大概念
原電池的原理與裝置
核心知識
化學反應與能量變化
統攝與概括
認識模型
提取單元學習主題
單 元 學 習 內 容 的 分 析
2
原電池
原理 裝置
原電池原理與裝置 二維認知模型
電池的改進與優化
生活電池
單液電池
雙液電池
隔膜電池
燃料電池
優化裝置
優化原理
原電池原理與裝置二維 認知模型
知識結構化
原電池的認知模型
知識關聯結構化
認識思路結構化
核心觀念結構化
學生已經在必修部分初步學習了原電池，初步 了解了原電池的工作原理，能從自身認知水平 出發，設計出簡單單液原電池。高二的學生在 實驗探究、小組合作、收集信息、加工處理信 息等方面都相對成熟
池的認知模型。通過這一過程，培養了學生建構模 型、解決問題的思維和能力。同時，任務活動過程 中，學生在必備品格、關鍵能力和正確的價值觀念 方面都得到了培養和發展。
原電池的學習過程中，學生會產生許多迷思概念 對原電池三重表征的困難。
同時學生對復雜電池難以從原理和裝置關聯的角 度進行分析
02
學生學習的障礙點
01
學生已經具有的能力
學情分析
立足真實的情境，設計活動任務，不斷的完善原電
學生能力的發展點
03
單元 教 學 目標 的確 定
3
完善
模型
應用
模型
建構
模型
單元目標的建構思路
原電池
認知模
型
學科核心素養 基于建構認知模型的《原電池》單元教學目標
核心素養
A. 宏觀辨識與微觀探析 B. 變化觀念與平衡思想 C. 證據推理與模型認知 D. 科學探究與創新意識 E. 科學態度與社會責任 a 能夠從原理維度、裝置維度認識原電池是一種化學能轉化成電能的裝置，并抽象 成認知模型。
A ，C
b.基于原電池的認知模型，建立模型思維，能夠認識、改進、創新原電池。并能對 原電池進行三重表征。
A ，D
c.基于原電池的認知模型，根據任務目標設計活動，通過活動證實證偽，完善原電 池認知模型。
C ，D
d.基于原電池的認知模型，從原理維度和裝置維度對電池分類并分析工作原理，能 夠建立電池優劣的評價標準。
A ，B ，E
e.基于電池的發展史學習，通過實踐活動，調查、收集電池相關材料，閱讀材料等， 體會化學對人類生產、生活的積極影響，樹立正確的科學觀，能量觀和自然觀。
E
單元教學目標
解構模型
重構模型
建構模型
單元教學目標
單元教學目標拆解
分解任務
課時主題 課時目標
單元目標
1.尋求穩定高效的化學 電源 1.通過原電池實驗，認識電極反應 、 電極材料 、離子導體 、 電子導體是電池構成的四個要素，初步建 構原電池的認知模型。 2.通過對銅 -鋅單液原電池驅動小風扇存在問題分析與解決，認識雙液原電池中的鹽橋的作用和工作 原理，完善原電池思維模型，并能用化學符號表征雙液電池所發生的的電極反應與電池反應。 3.通過對影響雙液原電池電流大小因素的探究，逐步建構和發展對生活中的交換膜電池的設計與工作 原理的認識。體會實驗對認識和研究化學問題的重要作用，形成證據意識。 4.通過對化學電源發展史的了解，能從物質轉化與能量轉化的視角分析新型電池的研發，培養責任意 識和創新精神。
1.(a)
2. (b,c)
3.(c)
4.(d,e)
單元教學目標拆解
課時主題 課時目標
單元目標
2.尋找理想電池 1.通過對生活中常見化學電源收集、觀察與分類，能理解化學在改善人們生活、推動社會進步中發揮 的巨大作用，探尋理想電源對促進社會發展，服務人類生活的重大貢獻和社會價值。 2.通過對干電池制備與結構的解析，能夠從物質變化與能量變化的視角，分析化學電源內部各物質的 性狀，與構成原電池的四要素進行一一對應關系；認識到一次電池存在的問題與不足，學會分析化學電 源及電極所發生的反應，能用化學符號進行表征。 3.通過了解化學電源的發展史，理解探尋理想電池的本質；能從物質變化與能量變化的視角分析新型 電池的研發和利用，培養責任意識和創新精神。
1.(d,e)
2. (b,d)
3.( d,e)
單元教學目標拆解
課時主題 課時目標
單元目標
3.綠色清潔氫能源 1.通過分析對比一次電池和二次電池的優劣，依據原電池的思維模型為探尋大容量可持續的燃料電池的 設計提供認識思路。通過氫氧燃料電池驅動小風扇實驗的觀察，從微觀的視角分析氫氧燃料電池的工作原理， 并用化學符號表征氫氧燃料電池的電池反應及電極反應。 2.通過設計氫氧燃料電池驅動小汽車的探究活動，能夠從物質變化與能量變化的視角，分析化學電源內 部各物質的性狀，與構成原電池的四要素進行一一對應關系；能應用原電池思維模型發現問題、發現和提出 有價值的問題，能設計方案解決問題，學會運用模型解釋化學現象，體現了科學探究與實驗創新的核心素養。 3.通過實驗探究、小組討論、實驗驗證、實驗匯報等活動，能夠深化對燃料電池原理的理解，能從物質 守恒與能量守恒的視角認識化學電源所發生的物質變化與能量變化間的關系，發展變化觀念與守恒思想。 4.通過探尋化學電源的發展歷史，感受化學學科在促進人類發展和解決環境問題中的價值，體現科學精神與 社會責任的核心素養。
1.(b,d)
2. (a,b)
3.(c,e)
4.(e)
單元教學目標拆解
單 元 教 學 整 體規 劃
4
1.在尋找綠色清潔能源的思路指引下指向燃料電池， 重構模型。 2.設計制作氫氧燃料電池，并探究燃料電池的影響 因素。 3.從原理和裝置維度認識不同代次燃料電池的特點。 4.人類、能源、文明的關系。
1.依據原電池的構成條件制作單液電池，觀察、思 考、分析單液電池不足及原因。 2.從單液電池的不足出發，設計雙液電池，并探究 鹽橋的對電池效率的影響，演化至隔膜電池。 3.建構原電池的原理與裝置二維模型。
1.理解尋找高效理想電池方向——原理與裝置維度。 2.利用原電池二維模型認識、分析、比較、標準酸 性與堿性干電池。 3.從原理和裝置維度認識鋰電池發展變遷。 4.能夠通過對生活中電池分析實現解構模型。
單元主題 課時主題
課時目標
基于建構模型認知 的原電池單元教學
尋求穩定高效的 化學電源
核心素養
單元教學整體規劃
尋找理想電池
綠色清潔氫能源
關聯
發展
完善
落實
單 元教 學 實 施過 程
5
情境
問題
活動
知識
單液電池
雙液電池
生活電池
燃料電池
隔膜電池
電池的效率改進史
單元教學實施的框架
教 學 主 線
課堂結構
素養
情境
素養
課時教學實施設計
第1課時
鹽橋對電池 影響
演化出隔膜 電池
B,D
改進雙液電 池
雙液電池模 型
隔膜電池模 型
提高雙液電 池效率？
A,C
交流討論 預測驗證
單液電池不 足原因
C,D
？ 2.電流變化
改進單液電 池
單液電池工 作
雙液電池優 缺點？
尋求穩定高效的化學電源
1.負極現象
活動
知識
問題
？
改進
建構模型
單液電池
隔膜電池
雙液電池
探究
遷移
情境
素養
課時教學實施設計
第2課時 尋找理想電池
鋰二次電池 發展史
A,C,E
認識鋰二次 電池
利用模型認 識并表征
解決充放電 難題？
拆解、分析 干電池
利用模型認 識并表征
干電池工作 原理？
制作鎂電池
認識鋰一次 電池
選合適擇負 極反應物？
B,C,D
A,C,D
利用模型認 識并表征
生活中常見 電池
活動
知識
問題
遷移 解構
解構模型
改進
情境
素養
課時教學實施設計
第3課時
A,C,E
發現不足及 分析原因
制作，交流 討論
提高燃料電 池效率？
完善模型認 知
傳統電池不 足
A,B,E
氫氧燃料電 池應用
燃料電池發 展史
尋找綠色高 效電池？
改變離子導 體與原理
原理裝置維 度思考
燃料電池的 工作原理
利用模型認 識并表征
C,D
綠色清潔氫能源
活動
知識
問題
燃料電池 的發展史
重構模型
設計燃 料電池
認識燃 料電池
升華
單元教學評價與反思
6
第二課時：應用認知模型，了解生活中化 學電池，發展了原電池模型，明確電池發 展方向。
第三課時：從認識模型出發，設計綠色環
保高效的電池，重構原電池模型，進一步
完善原電池的認識模型。
第一課時：通過實驗活動探究單液雙液電
池的優缺點并改進，演化出隔膜電池，建 構了原電池的認識模型。
原理與裝置二 維認知模型
評價與反思
原電池
統攝與概括
核心概念
傳統教學
教學內容較為孤立，主線不明確。學生在學習完成 該部分內容后，很多地方認知混亂，比如對負極材 料和負極反應的混淆，電解質溶液本質作用，鹽橋 的作用，離子隔膜的作用，燃料電池模型與初級模 型(構成條件)的矛盾等。造成這個現象的原因， 主要是教學中未能將本節內容做好單元規劃，未提 取核心知識與概念。課時教學未能圍繞核心知識與 概念設計活動、展開教學，相對孤立零散。
本單元教學提取原電池的原理與裝置為教學 的核心知識， 原電池為核心概念 。 通過三個課 時的規劃， 基于真實的情境， 設計活動任務， 完成教學內容， 注重教-學-評 一體化 。 有效地 幫助學生建構原電池的原理裝置二維認知模型， 學生能力得到發展，素養得到落實。
評價與反思
單元教學
感 謝 評 委的 聆 聽

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