4.1基于建构认知模型的《原电池》单元教学设计 2025-2026学年高二上学期化学人教版（2019）选择性必修1

PAGE课题4.1基于建构认知模型的《原电池》单元教学设计2025-2026学年高二上学期化学人教版（2019）选择性必修1课程基本信息1.课程名称：《原电池》单元教学设计

2.教学年级和班级：高二年级

3.授课时间：2025-2026学年上学期

4.教学时数：1课时核心素养目标分析学习者分析1.学生已经掌握了哪些相关知识：

学生在进入高二化学课程前，已经学习了基础的化学知识和实验技能，包括物质的组成、性质、变化以及基本的化学实验操作。他们对于化学反应原理有一定的了解，特别是对于氧化还原反应的基本概念。

2.学生的学习兴趣、能力和学习风格：

高二学生对于化学学科的兴趣参差不齐，部分学生对实验操作充满好奇，而另一些学生可能对理论知识的抽象性感到困扰。学生的能力水平各异，其中一些学生具备较强的逻辑思维和实验操作能力，能够快速理解化学原理；而一些学生可能需要更多的时间和指导来掌握实验技能和理论概念。学习风格上，有的学生偏好通过实验直观学习，有的则更喜欢通过阅读和思考来理解知识。

3.学生可能遇到的困难和挑战：

在学习《原电池》这一单元时，学生可能会遇到以下困难和挑战：一是对电极反应和电子转移的理解不够深入；二是实验操作中可能出现的误差和安全问题；三是理论知识的抽象性与实际应用的结合。这些挑战需要教师通过恰当的教学方法和实验设计来帮助学生克服。教学资源准备1.教材：确保每位学生都有本节课所需的化学人教版选择性必修1教材。

2.辅助材料：准备与原电池工作原理相关的图片、图表和动画视频，以帮助学生直观理解。

3.实验器材：包括电池、电极、导线、盐桥、电解质溶液等，确保实验器材的完整性和安全性。

4.教室布置：设置分组讨论区，确保每个小组有足够的空间进行实验操作，并在实验操作台旁放置实验指导书和应急药品。教学过程设计一、导入环节（5分钟）

1.创设情境：播放一段关于电动汽车行驶的短视频，引导学生思考电动汽车的动力来源。

2.提出问题：电动汽车的动力来源于哪里？它是如何将化学能转化为电能的？

3.引导学生回顾已学知识：电池、氧化还原反应等。

4.学生回答问题，教师总结并引入本节课主题——《原电池》。

二、讲授新课（25分钟）

1.介绍原电池的概念、构成和原理。

-用时：5分钟

2.讲解原电池的电极反应、电子转移和化学能转化为电能的过程。

-用时：10分钟

3.分析原电池的工作原理，以铜锌原电池为例，讲解电极反应和电极电势。

-用时：10分钟

4.讨论原电池的实际应用，如电池、电化学传感器等。

-用时：5分钟

三、巩固练习（10分钟）

1.学生独立完成以下练习题：

-用时：5分钟

a.判断以下说法是否正确：原电池的负极发生氧化反应，正极发生还原反应。

b.分析铜锌原电池中，铜电极和锌电极的电极反应。

c.列出铜锌原电池的电极反应方程式。

2.学生展示解答过程，教师点评并纠正错误。

-用时：5分钟

四、课堂提问（5分钟）

1.教师提问：原电池在实际应用中存在哪些问题？

2.学生回答问题，教师总结并引入本节课的重难点。

-用时：5分钟

五、师生互动环节（5分钟）

1.教师引导学生思考：如何提高原电池的电能输出？

2.学生分组讨论，教师巡视指导。

3.学生展示讨论成果，教师点评并总结。

-用时：5分钟

六、核心素养能力的拓展要求（5分钟）

1.教师引导学生思考：原电池的原理是否可以应用于其他领域？

2.学生回答问题，教师总结并拓展学生的思维。

-用时：5分钟

七、总结与作业布置（5分钟）

1.教师总结本节课的主要内容，强调重点和难点。

2.布置作业：完成课后习题，预习下一节课内容。

-用时：5分钟

总计用时：45分钟知识点梳理1.原电池的概念与构成

-原电池的定义：将化学能转化为电能的装置。

-原电池的构成：两个不同的金属电极、电解质溶液和盐桥。

2.电极反应与电子转移

-负极反应：氧化反应，金属失去电子。

-正极反应：还原反应，电子被接受。

-电子转移：电子从负极流向正极。

3.电极电势与电动势

-电极电势：电极在溶液中的电势差。

-电动势：原电池两端的电势差，等于正极电势减去负极电势。

4.原电池的工作原理

-化学能转化为电能：通过氧化还原反应实现。

-电流的产生：电子从负极流向正极，形成电流。

5.原电池的实际应用

-电池：干电池、蓄电池、燃料电池等。

-电化学传感器：pH传感器、离子传感器等。

6.影响原电池性能的因素

-电极材料：影响电极反应和电极电势。

-电解质溶液：影响离子浓度和电极反应。

-温度：影响电极反应速率和电动势。

7.原电池的安全性

-防止短路：确保电极间没有直接接触。

-防止腐蚀：选择合适的电极材料和电解质溶液。

8.原电池的环保性

-选择可降解的电极材料和电解质溶液。

-废旧电池的回收和处理。

9.原电池的发展趋势

-高能量密度电池：提高电池的电能输出。

-环保电池：减少对环境的影响。

-智能电池：具有自我诊断和自我修复功能。

10.原电池在新能源领域的应用

-太阳能电池：将太阳能转化为电能。

-风能电池：将风能转化为电能。

-地热能电池：将地热能转化为电能。作业布置与反馈作业布置：

1.完成教材中的课后习题，包括判断题、选择题和计算题，以巩固对原电池基本概念和原理的理解。

2.设计一个简单的原电池模型，并记录实验数据，包括电动势、电流和电极反应的观察结果。

3.撰写一篇短文，讨论原电池在现代社会中的应用及其对环境保护的意义。

作业反馈：

1.及时批改学生作业，确保每位学生的作业都能得到反馈。

2.对学生的答案进行评分，并标注正确与错误的地方。

3.对于错误答案，提供详细的解释和纠正，帮助学生理解错误的原因。

4.针对学生在实验设计和数据分析中遇到的问题，给出具体的改进建议。

5.对于优秀作业，给予表扬，并鼓励学生分享他们的解题思路和实验心得。

6.在下一节课的开始，对作业中的常见问题进行集中讲解，帮助学生共同进步。

7.鼓励学生之间互相批改作业，培养他们的批判性思维和合作学习能力。

8.对于作业中表现出的学习困难，提供个别辅导，帮助学生克服学习障碍。内容逻辑关系①原电池的概念与构成

-重点知识点：原电池的定义、构成要素（两个不同的金属电极、电解质溶液、盐桥）。

-重点词句：化学能转化为电能、氧化还原反应、电极反应、电子转移。

②电极反应与电子转移

-重点知识点：负极的氧化反应、正极的还原反应、电子的流向。

-重点词句：氧化反应、还原反应、电子转移、电极电势。

③原电池的工作原理

-重点知识点：化学能转化为电能的过程、电动势的计算、电流的产生。

-重点词句：电动势、电势差、电流、氧化还原反应。

④影响原电池性能的因素

-重点知识点：电极材料、电解质溶液、温度对原电池性能的影响。

-重点词句：电极材料选择、电解质溶液性质、温度调节。

⑤原电池的实际应用

-重点知识点：电池类型、电化学传感器、应用领域。

-重点词句：电池类型、电化学传感器、新能源应用。

⑥原电池的安全性

-重点知识点：防止短路、防止腐蚀、废旧电池处理。

-重点词句：短路防护、腐蚀控制、环保处理。

⑦原电池的环保性

-重点知识点：可降解材料、环保电池、回收处理。

-重点词句：可降解材料、环保电池设计、回收流程。

⑧原电池的发展趋势

-重点知识点：高能量密度电池、环保电池、智能电池。

-重点词句：高能量密度、环保理念、智能技术。典型例题讲解1.例题：一个铜锌原电池，锌为负极，铜为正极，电解质溶液为ZnSO4。已知锌电极的电极电势为-0.76V，铜电极的电极电势为+0.34V，求该原电池的电动势。

解答：原电池的电动势等于正极电势减去负极电势。

电动势=正极电势-负极电势

电动势=+0.34V-(-0.76V)

电动势=+0.34V+0.76V

电动势=+1.10V

2.例题：在铜锌原电池中，已知锌电极的电极反应为Zn→Zn²⁺+2e⁻，铜电极的电极反应为Cu²⁺+2e⁻→Cu。若锌电极的电极电势为-0.76V，求铜电极的电极电势。

解答：铜电极的电极电势可以通过电动势公式计算得出。

电动势=正极电势-负极电势

电动势=Cu电极电势-(-0.76V)

由于电动势已知，可以反向计算铜电极电势：

Cu电极电势=电动势+0.76V

Cu电极电势=+1.10V+0.76V

Cu电极电势=+1.86V

3.例题：一个铅酸电池，负极反应为Pb+SO₄²⁻→PbSO₄+2e⁻，正极反应为PbO₂+4H⁺+SO₄²⁻+2e⁻→PbSO₄+2H₂O。求该电池的电动势。

解答：电池的电动势等于正极反应的电极电势减去负极反应的电极电势。

电动势=正极电势-负极电势

电动势=(正极反应的电极电势)-(负极反应的电极电势)

4.例题：一个燃料电池，负极反应为H₂→2H⁺+2e⁻，正极反应为O₂+4H⁺+4e⁻→2H₂O。若负极的电极电势为-0.05V，求该燃料电池的电动势。

解答：燃料电池的电动势计算与普通原电池类似。

电动势=正极电势-负极电势

电动势=(正极反应的电极电势)-(-0.05V)

5.例题：一个锌铜原电池，已知锌电极的电极电势为-0.76V，铜电极的电极电势为+0.34V，求该原电池的电动势。

解答：原电池的电动势等于正极电势减去负极电势。

电动势=正极电势-负极电势

电动势=+0.34V-(-0.76V)

电动势=+0.34V+0.76V

电动势=+1.10V教学反思与改进教学结束后，我总是喜欢坐下来，对自己这节课的教学效果进行一番反思。今天，我就来和大家分享一下我在《原电池》这一单元教学后的几点思考。

首先，我觉得课堂的互动性还有待加强。虽然我尝试通过提问和小组讨论来激发学生的兴趣，但感觉有些学生还是显得比较被动。接下来，我打算在课堂上更多地鼓励学生提问，让他们参与到课堂讨论中来，这样不仅可以提高他们的参与度，还能培养他们的批判性思维。

其次，对于实验环节，我发现有些学生对于实验步骤的理解不够深入，导致实验过程中出现了一些错误。我觉得在实验前，应该更详细地讲解实验原理和步骤，同时也可以让学生提前预习实验内容，这样他们在实验过程中就能更加得心应手。

再来说说课堂练习，我发现有些学生对于一些基础概念的