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化学能转化为电能—— 电池 第一课时 原电池的工作原理
蒙城第一中学 武培
一、课标呈现
《普通高中化学课程标准》（2017 年版 2020 年修订） 对本课时内容的要求为“能分析、 解释原电池的工作原理，设计简单原电池”。
二、教学内容分析
1 . 内容分析
原电池的教学在高中阶段是一个循序渐进的过程。鲁科版（2019 年版） 必修二第二章 第二节化学反应与能量转化中介绍了关于单液原电池的形成条件和工作原理的基础知识， 选 择性必修一第一章第二节化学能转化为电能—— 电池中则重点介绍带有盐桥的双液原电池 装置。很多学生会有这样的疑问：好好的单液原电池为什么要改成带有盐桥的双液原电池？ 虽然教师可能会从理论的角度给学生解释单液原电池的缺点及改进原因， 但这种抽象的问题 单凭理论解释是很难让学生真正理解和感受的。另外， 近几年的高考中出现了很多带有离子 交换膜的原电池装置。搞清楚这几种原电池装置在原理上的异同点不仅可以消除学生心中的 疑虑， 更重要的是可以让学生对原电池的工作原理有更加深刻的理解， 在分析各种原电池装 置时才能更加游刃有余。基于此， 本节课对高一年级已经学过单液原电池内容的学生， 以电 池的发展为线索， 将三种原电池工作效率的探究活动贯穿在这个线索中， 在活动中帮助学生 理解三种原电池在装置和原理上的异同，实现将知识融会贯通的同时培养学生的核心素养。
2. 素养呈现
数字实验探究“单液原电池 双液原电池 膜电池”，三个实验板块环环相扣、 层层推进， 能够很好地体现新课程标准中“能分析、解释原电池的工作原理， 设计简单原电 池 ”的要求， 通过实验现象推导结论， 建构模型， 体现宏观辨识与微观探析、证据推理与模 型认知的化学学科核心素养。
三、学情分析
通过初中化学和高中化学必修模块的学习， 学生已经了解氧化还原反应的知识， 初步认 识到原电池的功能即将化学能转化为电能， 选修中学习了热化学的知识， 从物质的反应、微 粒的运动、能量的转化等多个角度， 为原电池的工作原理学习奠定基础。但是原电池内容涉 及到发展学生对氧化还原反应、微粒观的认识发展以及分析体系中化学反应的基本思路的培 养，这些都会对学生的认知发展带来障碍。虽然关于原电池的知识难度从必修阶段到选修阶 段是一个螺旋上升过程， 但是由于学生关于电化学知识的欠缺、受到物理学知识的影响以及 对语言的错误理解，导致学生存在一定的认知障碍，具体如下：1.缺乏宏观实验到微观探析 的推理能力。 2.局限认知：氧化剂和还原剂只有直接接触才能发生氧化还原反应，如何认识 原电池中氧化反应、还原反应分开进行？ 3. 如何从微观视角分析原电池中微粒的运动与反 应？ 4.缺乏科学创新思维和实验综合分析能力。
四、教学目标
【教学目标】
1.通过回顾原电池基本知识， 能设计单液原电池并分析工作原理， 构建单液原电池认知 模型。
2.通过实验探究发现单液原电池的不足，能设计改进装置，初步认识双液原电池。 3．通过观察并分析实验现象，归纳双液原电池的工作原理。
4．通过实验探究体会盐桥型双液电池的优缺点，进一步感知膜电池的优势。
【评价目标】
1.通过体验化学能转化为电能的探究过程，诊断学生对原电池工作原理的掌握程度。 2.通过对单池原电池与盐桥型双液原电池的设计对比，学会比较、评价设计方案。
3.通过自主探究根据现象设疑， 对单液原电池和双液原电池工作原理、构成要素的归纳， 诊断并发展学生建构原电池模型并设计简单原电池的能力， 发展学证据推理能力与模型认知 的核心素养。
五、教学方法
六、实验用品
铜片、锌片、 1mol/LCuSO4 溶液、 1mol/LZnSO4 溶液、两种规格的盐桥、阳离子交换 膜 、电流和温度传感器、 Lab studio 软件
七、教学重点、难点分析及突破方法
重点：（1）深度理解双液原电池的工作原理
（2）构建双液原电池认识模型
难点：（1）双液原电池装置的设计
（2）双液原电池的工作原理
（3）原电池中盐桥的作用分析
突破重难点：设计自主探究实验，指导学生进行实验探究学习的同时利用现代信息技术， 通过动画科学模拟，将微观、抽象、不可见的离子的运动直观化；将复杂的化学过程变得清 晰、形象。运用数字化实验室 Lab Studio 软件借助温度传感器和电流传感器在电脑屏幕直 观展示三种原电池的温度和电流变化趋势辅助学生突破重难点。
