基于建構(gòu)認(rèn)知模型的《原電池》單元教學(xué)說課高二上學(xué)期化學(xué)人教版（2019）選擇性必修1

基于建構(gòu)認(rèn)知模型的原電池單元教學(xué)說課人：?jiǎn)挝唬轰泦卧獙W(xué)習(xí)主題生成單元教學(xué)目標(biāo)的確定單元教學(xué)實(shí)施過程單元教學(xué)整體規(guī)劃單元教學(xué)評(píng)價(jià)與反思單元學(xué)習(xí)內(nèi)容的分析C

O

N

T

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T020304060105目單元學(xué)習(xí)主題生成

1主題1化學(xué)反應(yīng)與能量選必化學(xué)反應(yīng)與電能：認(rèn)識(shí)化學(xué)能與電能相互轉(zhuǎn)化的實(shí)際意義及其重

要應(yīng)用，了解原電池及常見化學(xué)電源的工作原理學(xué)生必做實(shí)驗(yàn)：制作簡(jiǎn)單的燃料電池。主題5化學(xué)與社會(huì)發(fā)展化學(xué)在自然資源和能源綜合利用方面的重要價(jià)值：認(rèn)識(shí)化學(xué)對(duì)于構(gòu)建清潔低碳、安全高效的能源體系所發(fā)揮的作用，體會(huì)化學(xué)對(duì)促進(jìn)人與自然和諧相處的意義。主題3

物質(zhì)結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)與化學(xué)反應(yīng)規(guī)律必修化學(xué)反應(yīng)與能量轉(zhuǎn)化：知道化學(xué)反應(yīng)可以實(shí)現(xiàn)化學(xué)能與其他能量形式的轉(zhuǎn)化，以原電池為例認(rèn)識(shí)化學(xué)能可以轉(zhuǎn)化為電能，從氧化

還原的角度初步認(rèn)識(shí)原電池的工作原理。研讀課標(biāo)找到依據(jù)必修1.能分析、解釋原電池的工作原理。2.能設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單的原電池。3.能列舉常見的化學(xué)電源，并能利用相關(guān)信息

分析化學(xué)電源的工作原理。

4.能舉例說明化學(xué)在解決能源危機(jī)中的重要作

用，能分析能源的利用對(duì)自然環(huán)境和社會(huì)發(fā)展的影響，綜合考慮化學(xué)變化中物質(zhì)的化學(xué)和能量變化來分析、解決實(shí)際問題，如新型電池開發(fā)。1.能舉出化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的實(shí)例。

2.能辨識(shí)簡(jiǎn)單原電池的構(gòu)成要素。3.能分析簡(jiǎn)單原電池的工作原理。以原電池為例認(rèn)識(shí)化學(xué)能可以轉(zhuǎn)化為電能，從氧化還原反應(yīng)的角度初步認(rèn)識(shí)原電池的工作原理以原電池為例認(rèn)識(shí)化學(xué)能可以轉(zhuǎn)化為電能，從氧化還原反應(yīng)的角度初步認(rèn)識(shí)原電池的工作原理。體會(huì)研制新型電池的重要性。選擇性必修1必修2梳理教材準(zhǔn)確定位學(xué)業(yè)要求

模塊變化內(nèi)容要求

。學(xué)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(shí)化學(xué)反應(yīng)與能量變化統(tǒng)攝與概括認(rèn)識(shí)模型提取單元學(xué)習(xí)主題單

元

學(xué)

習(xí)

內(nèi)

容

的

分

析2原電池原理裝置原電池原理與裝置

二維認(rèn)知模型電池的改進(jìn)與優(yōu)化生活電池單液電池雙液電池隔膜電池燃料電池優(yōu)化裝置優(yōu)化原理原電池原理與裝置二維

認(rèn)知模型知識(shí)結(jié)構(gòu)化原電池的認(rèn)知模型知識(shí)關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)化認(rèn)識(shí)思路結(jié)構(gòu)化核心觀念結(jié)構(gòu)化學(xué)生已經(jīng)在必修部分初步學(xué)習(xí)了原電池，初步了解了原電池的工作原理，能從自身認(rèn)知水平出發(fā)，設(shè)計(jì)出簡(jiǎn)單單液原電池。高二的學(xué)生在實(shí)驗(yàn)探究、小組合作、收集信息、加工處理信息等方面都相對(duì)成熟池的認(rèn)知模型。通過這一過程，培養(yǎng)了學(xué)生建構(gòu)模型、解決問題的思維和能力。同時(shí)，任務(wù)活動(dòng)過程中，學(xué)生在必備品格、關(guān)鍵能力和正確的價(jià)值觀念方面都得到了培養(yǎng)和發(fā)展。原電池的學(xué)習(xí)過程中，學(xué)生會(huì)產(chǎn)生許多迷思概念對(duì)原電池三重表征的困難。同時(shí)學(xué)生對(duì)復(fù)雜電池難以從原理和裝置關(guān)聯(lián)的角度進(jìn)行分析02學(xué)生學(xué)習(xí)的障礙點(diǎn)01學(xué)生已經(jīng)具有的能力學(xué)情分析立足真實(shí)的情境，設(shè)計(jì)活動(dòng)任務(wù)，不斷的完善原電學(xué)生能力的發(fā)展點(diǎn)03單元教學(xué)目標(biāo)的確定3完善模型應(yīng)用模型建構(gòu)模型單元目標(biāo)的建構(gòu)思路原電池認(rèn)知模型學(xué)科核心素養(yǎng)基于建構(gòu)認(rèn)知模型的《原電池》單元教學(xué)目標(biāo)核心素養(yǎng)A.

宏觀辨識(shí)與微觀探析B.

變化觀念與平衡思想C.

證據(jù)推理與模型認(rèn)知D.

科學(xué)探究與創(chuàng)新意識(shí)E.

科學(xué)態(tài)度與社會(huì)責(zé)任a

能夠從原理維度、裝置維度認(rèn)識(shí)原電池是一種化學(xué)能轉(zhuǎn)化成電能的裝置，并抽象成認(rèn)知模型。A，Cb.基于原電池的認(rèn)知模型，建立模型思維，能夠認(rèn)識(shí)、改進(jìn)、創(chuàng)新原電池。并能對(duì)原電池進(jìn)行三重表征。A，Dc.基于原電池的認(rèn)知模型，根據(jù)任務(wù)目標(biāo)設(shè)計(jì)活動(dòng)，通過活動(dòng)證實(shí)證偽，完善原電池認(rèn)知模型。C，Dd.基于原電池的認(rèn)知模型，從原理維度和裝置維度對(duì)電池分類并分析工作原理，能夠建立電池優(yōu)劣的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。A，B，Ee.基于電池的發(fā)展史學(xué)習(xí)，通過實(shí)踐活動(dòng)，調(diào)查、收集電池相關(guān)材料，閱讀材料等，體會(huì)化學(xué)對(duì)人類生產(chǎn)、生活的積極影響，樹立正確的科學(xué)觀，能量觀和自然觀。E單元教學(xué)目標(biāo)

解構(gòu)模型

重構(gòu)模型

建構(gòu)模型單元教學(xué)目標(biāo)單元教學(xué)目標(biāo)拆解分解任務(wù)課時(shí)主題課時(shí)目標(biāo)單元目標(biāo)1.尋求穩(wěn)定高效的化學(xué)

電源1.通過原電池實(shí)驗(yàn)，認(rèn)識(shí)電極反應(yīng)、電極材料、離子導(dǎo)體、電子導(dǎo)體是電池構(gòu)成的四個(gè)要素，初步建構(gòu)原電池的認(rèn)知模型。2.通過對(duì)銅-鋅單液原電池驅(qū)動(dòng)小風(fēng)扇存在問題分析與解決，認(rèn)識(shí)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(xué)符號(hào)表征雙液電池所發(fā)生的的電極反應(yīng)與電池反應(yīng)。3.通過對(duì)影響雙液原電池電流大小因素的探究，逐步建構(gòu)和發(fā)展對(duì)生活中的交換膜電池的設(shè)計(jì)與工作原理的認(rèn)識(shí)。體會(huì)實(shí)驗(yàn)對(duì)認(rèn)識(shí)和研究化學(xué)問題的重要作用，形成證據(jù)意識(shí)。4.通過對(duì)化學(xué)電源發(fā)展史的了解，能從物質(zhì)轉(zhuǎn)化與能量轉(zhuǎn)化的視角分析新型電池的研發(fā)，培養(yǎng)責(zé)任意識(shí)和創(chuàng)新精神。1.(a)2.(b,c)3.(c)4.(d,e)單元教學(xué)目標(biāo)拆解課時(shí)主題課時(shí)目標(biāo)單元目標(biāo)2.尋找理想電池1.通過對(duì)生活中常見化學(xué)電源收集、觀察與分類，能理解化學(xué)在改善人們生活、推動(dòng)社會(huì)進(jìn)步中發(fā)揮的巨大作用，探尋理想電源對(duì)促進(jìn)社會(huì)發(fā)展，服務(wù)人類生活的重大貢獻(xiàn)和社會(huì)價(jià)值。2.通過對(duì)干電池制備與結(jié)構(gòu)的解析，能夠從物質(zhì)變化與能量變化的視角，分析化學(xué)電源內(nèi)部各物質(zhì)的性狀，與構(gòu)成原電池的四要素進(jìn)行一一對(duì)應(yīng)關(guān)系；認(rèn)識(shí)到一次電池存在的問題與不足，學(xué)會(huì)分析化學(xué)電源及電極所發(fā)生的反應(yīng)，能用化學(xué)符號(hào)進(jìn)行表征。3.通過了解化學(xué)電源的發(fā)展史，理解探尋理想電池的本質(zhì)；能從物質(zhì)變化與能量變化的視角分析新型電池的研發(fā)和利用，培養(yǎng)責(zé)任意識(shí)和創(chuàng)新精神。1.(d,e)2.(b,d)3.(d,e)單元教學(xué)目標(biāo)拆解課時(shí)主題課時(shí)目標(biāo)單元目標(biāo)3.綠色清潔氫能源1.通過分析對(duì)比一次電池和二次電池的優(yōu)劣，依據(jù)原電池的思維模型為探尋大容量可持續(xù)的燃料電池的

設(shè)計(jì)提供認(rèn)識(shí)思路。通過氫氧燃料電池驅(qū)動(dòng)小風(fēng)扇實(shí)驗(yàn)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(xué)符號(hào)表征氫氧燃料電池的電池反應(yīng)及電極反應(yīng)。2.通過設(shè)計(jì)氫氧燃料電池驅(qū)動(dòng)小汽車的探究活動(dòng)，能夠從物質(zhì)變化與能量變化的視角，分析化學(xué)電源內(nèi)部各物質(zhì)的性狀，與構(gòu)成原電池的四要素進(jìn)行一一對(duì)應(yīng)關(guān)系；能應(yīng)用原電池思維模型發(fā)現(xiàn)問題、發(fā)現(xiàn)和提出有價(jià)值的問題，能設(shè)計(jì)方案解決問題，學(xué)會(huì)運(yùn)用模型解釋化學(xué)現(xiàn)象，體現(xiàn)了科學(xué)探究與實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新的核心素養(yǎng)。3.通過實(shí)驗(yàn)探究、小組討論、實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證、實(shí)驗(yàn)匯報(bào)等活動(dòng)，能夠深化對(duì)燃料電池原理的理解，能從物質(zhì)守恒與能量守恒的視角認(rèn)識(shí)化學(xué)電源所發(fā)生的物質(zhì)變化與能量變化間的關(guān)系，發(fā)展變化觀念與守恒思想。4.通過探尋化學(xué)電源的發(fā)展歷史，感受化學(xué)學(xué)科在促進(jìn)人類發(fā)展和解決環(huán)境問題中的價(jià)值，體現(xiàn)科學(xué)精神與社會(huì)責(zé)任的核心素養(yǎng)。1.(b,d)2.(a,b)3.(c,e)4.(e)單元教學(xué)目標(biāo)拆解單元教學(xué)整體規(guī)劃41.在尋找綠色清潔能源的思路指引下指向燃料電池，重構(gòu)模型。

2.設(shè)計(jì)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(rèn)識(shí)不同代次燃料電池的特點(diǎn)。

4.人類、能源、文明的關(guān)系。1.依據(jù)原電池的構(gòu)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(fā)，設(shè)計(jì)雙液電池，并探究鹽橋的對(duì)電池效率的影響，演化至隔膜電池。3.建構(gòu)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(rèn)識(shí)、分析、比較、標(biāo)準(zhǔn)酸性與堿性干電池。

3.從原理和裝置維度認(rèn)識(shí)鋰電池發(fā)展變遷。4.能夠通過對(duì)生活中電池分析實(shí)現(xiàn)解構(gòu)模型。單元主題課時(shí)主題課時(shí)目標(biāo)基于建構(gòu)模型認(rèn)知

的原電池單元教學(xué)尋求穩(wěn)定高效的

化學(xué)電源核心素養(yǎng)單元教學(xué)整體規(guī)劃尋找理想電池綠色清潔氫能源關(guān)聯(lián)發(fā)展完善落實(shí)單元教學(xué)實(shí)施過

程5情境問題活動(dòng)知識(shí)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(jìn)史單元教學(xué)實(shí)施的框架教

學(xué)

主

線課堂結(jié)構(gòu)素養(yǎng)情境素養(yǎng)課時(shí)教學(xué)實(shí)施設(shè)計(jì)第1課時(shí)鹽橋?qū)﹄姵?/p>

影響演化出隔膜

電池B,D改進(jìn)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(yù)測(cè)驗(yàn)證單液電池不

足原因C,D？

2.電流變化改進(jìn)單液電池單液電池工作雙液電池優(yōu)缺點(diǎn)？尋求穩(wěn)定高效的化學(xué)電源1.負(fù)極現(xiàn)象活動(dòng)知識(shí)問題？改進(jìn)建構(gòu)模型單液電池隔膜電池雙液電池探究

遷移

情境素養(yǎng)課時(shí)教學(xué)實(shí)施設(shè)計(jì)第2課時(shí)

尋找理想電池鋰二次電池發(fā)展史A,C,E認(rèn)識(shí)鋰二次電池利用模型認(rèn)

識(shí)并表征解決充放電難題？拆解、分析干電池利用模型認(rèn)

識(shí)并表征干電池工作原理？制作鎂電池認(rèn)識(shí)鋰一次電池選合適擇負(fù)極反應(yīng)物？B,C,DA,C,D利用模型認(rèn)

識(shí)并表征生活中常見

電池活動(dòng)知識(shí)問題

遷移

解構(gòu)解構(gòu)模型

改進(jìn)

情境素養(yǎng)課時(shí)教學(xué)實(shí)施設(shè)計(jì)第3課時(shí)A,C,E發(fā)現(xiàn)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(rèn)知傳統(tǒng)電池不足A,B,E氫氧燃料電池應(yīng)用燃料電池發(fā)

展史尋找綠色高效電池？改變離子導(dǎo)

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(rèn)

識(shí)并表征C,D綠色清潔氫能源活動(dòng)知識(shí)問題燃料電池

的發(fā)展史重構(gòu)模型設(shè)計(jì)燃

料電池認(rèn)識(shí)燃

料電池

升華單元教學(xué)評(píng)價(jià)與反思6第二課時(shí)：應(yīng)用認(rèn)知模型，了解生活中化學(xué)電池，發(fā)展了原電池模型，明確電池發(fā)展方向。第三課時(shí)：從認(rèn)識(shí)模型出發(fā)，設(shè)計(jì)綠色環(huán)

保高效的電池，重構(gòu)原電池模型，進(jìn)一步完善原電池的認(rèn)識(shí)模型。

第一課時(shí)：通過實(shí)驗(yàn)活動(dòng)探究單液雙液電池的優(yōu)缺點(diǎn)并改進(jìn)，演化出隔膜電池，建構(gòu)了原電池的認(rèn)識(shí)模型。原理與裝置二

維認(rèn)知模型評(píng)價(jià)與反思原電池統(tǒng)攝與概括核心概念傳統(tǒng)教學(xué)教學(xué)內(nèi)容較為孤立，主線不明確。學(xué)生在學(xué)習(xí)完成該部分內(nèi)容后，很多地方認(rèn)知混亂，比如對(duì)負(fù)極材料和負(fù)極反應(yīng)的混淆，電解質(zhì)溶液本質(zhì)作用，鹽橋的作用，離子隔膜的作用，燃料電池模型與初級(jí)模型(構(gòu)成條件)的矛盾等。造成這個(gè)現(xiàn)象的原因，