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单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,2019/4/5,#,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,2019/4/5,#,原电池的高效化与微型化创新改进,原电池的高效化与微型化创新改进,1,教学,背景分析,教学设计,教学过程,学生收获,1,3,2,4,说课内容,教学教学设计教学过程学生收获1324说课内容,2,教学,背景分析,教学设计,教学过程,学生收获,1,3,2,4,教学教学设计教学过程学生收获1324,3,教学背景分析,教学设计,教学过程,学生收获,氧化还原,反应理论,反应能量,概念理论,必修二 化学能与电能 单液原电池,必修四,4-1,原电池,（双液）,必修四,4-2,化学电源,基础,深化,遗憾的是未指出双液原电池的缺点及改进措施，也未开发相关的学生拓展实验。,膜电池在教材,中的地位,未,介,绍,膜,的,作,用,奠,定,重,要,的,基,础,突破点,弥补膜电池实验空白,教学背景分析教学设计教学过程学生收获氧化还原反应理论必修二,4,教学背景分析,教学设计,教学过程,学生收获,改进,电流示数大、超量程、定性,灵敏电流计,电流示数小,需 换 挡,通过,实验连续过程、曲线图像表征,，促进学生由定性到定量、由碎片到模型,的,思维转变。,数字化传感技术与原电池有效结合,教学背景分析教学设计教学过程学生收获改进电流示数大、超量程、,5,教学背景分析,教学设计,教学过程,学生收获,已知,问题,障碍点,未,知,锂离子电池,化学电源,氯碱工业,电解工艺,陌生工业生产,对实际生活中带膜的化学电源、电解池、工业生产问题缺乏知识迁移能力,.,1.,缺乏科学,创新思维和实验综合分析能力,。,2.,缺乏,宏观实验到微观探析,的推理能力。,（实验）初步设计简单实验。,(,知识,),简单原电池的工作原理；,学情调查,教学背景分析教学设计教学过程学生收获已知问题未锂离子电池氯碱,6,教学背景分析,教学设计,教学过程,学生收获,教,学,与,评,价,目,标,懂原理,会改进,能评价,提素养,通过,原电池的创新改进，加深学生对与原电池工作原理的认识,，初步建立化学电源的,基本模型,，,提高学生的,设计实验能力和创新能力。,通过巧用,数字化传感器,，结合数据曲线，初步形成分析推理、对比归纳能力及宏观辨识与微观探析核心素养。,通过,创设真实有意义的教学情境,，,认识化学与生活的密切联系，,体会,化学科学的重要性,，感受科学精神与社会责任核心素养。,教学目标,通过对学生探究问题及,实验方案的分析,，诊断学生实验探究的水平（基于经验水平、基于概念原理水平）。,通过对实验设计方案的交流和,点评，发展学生实验探究设计水平,（孤立水平、系统水平）。,通过对原电池改进方案探究的讨论和点评，,诊断并发展学生解决实际问题的能力水平,及其对化学价值的认识水平（学科价值视角、社会价值视角、学科和社会价值视角）。,评价目标,教学背景分析教学设计教学过程学生收获教懂原理会改进能评价提素,7,单双液,原电池,夹心式,膜电池,DIS,数字化传感技术,创新改进,理解膜电池的工作原理,构建化学电源的基本模型,教学背景分析,教学设计,教学过程,学生收获,教学重难点,单双液夹心式DIS数字化传感技术创新改进理解膜电池的工作原理,8,教学,背景分析,教学设计,教学过程,学生收获,1,3,2,4,教学教学设计教学过程学生收获1324,9,环节一 初探原电池，发现问题,环节二 自主设计原电池，理解本质,环节三 构建电池模型，提升能力,以,改,装,置、,提效率、,明原理,为,主,线,教学背景分析,教学设计,教学过程,学生收获,学会学习,敢于创新,科学,实验探究,与创新意识,实验改进创新,科学精神与社会责任,证据推理与模型认知,宏观辨识与,微观探析,变化观念,与平衡思想,实验现象,微粒运动,物质变化,能量变化,电池的优化与改进,膜电池实际应用研究,化学电源的基本模型,膜电池工作原理,膜电池的实际应用研究,原电池的高效化创新改进,原电池高效化与微型化的创新改进,原电池的微型化创新改进,环节一 初探原电池，发现问题环节二 自主设计原电池，理解本质,10,教学,背景分析,教学设计,教学过程,学生收获,1,3,2,4,教学教学设计教学过程学生收获1324,11,前置作业：根据反应：,Zn+CuSO,4,=ZnSO,4,+Cu,，设计单液原电池和双液两种原电池，并,画出装置简图（,标注出正负极材料、电解质溶液、电极反应式、电子方向、电流方向,）。,教学背景分析,教学设计,教学过程,学生收获,环节一,初探原电池，发现问题,前置作业：根据反应：Zn+CuSO4=ZnSO4+,12,问题,1-1,：描述单液与双液原电池的正负极现象？,问题,1-2,：单液、双液原电池电流起始读数是多少？电流稳定性如何？,图,1,单液与双液原电池实验装置图,探究单液与双液原电池的优缺点,实验探究,1,教学背景分析,教学设计,教学过程,学生收获,问题1-1：描述单液与双液原电池的正负极现象？问题1-2：单,13,Zn,Cu,A,SO,4,2-,Cu,2+,e,-,负极：,Zn-2e,-,=Zn,2+,正极：,Cu,2+,+2e,-,=Cu,教学背景分析,教学设计,教学过程,学生收获,模型认知,宏观实验,证,据,推,理,概,括,归,理,微观探析,守,恒,观,失,e,-,失电子场,所（负极）,电子导体,（导线）,离子导体,（电解质溶液）,得电子场所,（正极材料）,电极反应物,电极产物,过程,现象,装置维度,原理维度,还原剂,氧化产物,氧化剂,得,e,-,还原产物,e,-,移动方向,阴离子,阳离子,原电池基本认识模型,ZnCu ASO42-Cu2+e-负极：Zn-2e-,14,单液,温度传感器,采集实验数据,t/s,14.5,16,双液,温度传感器,采集实验数据,t/s,14.1,单液原电池,双液原电池,优,点,缺,点,电流示数大,放电效率低,电流不稳定，药品用量多,放电效率,高，电流稳定,电流小,（约小一个数量级）,药品用量,更,多,表,1,单双液原电池的优缺点比较,问题,1-4,：单液电池的优点、缺点？（从电流示数、电流稳定性、放电效率、药品用量的角度思考）,教学背景分析,教学设计,教学过程,学生收获,问题,1-3,：从能量转换的角度思考，原电池是一个什么装置？哪种电池放电效率高？,利用温度传感器测定单液、双液原电池温度变化,设计目的：,培养学生实事求是的科学态度及批判性思维。,单液温度传感器采集实验数据t/s14.516双液温度传感器,15,教学背景分析,教学设计,教学过程,学生收获,概括归理,:,科学实验探究思路,发现,问题,提出,假设,设计,方案,实施,实验,得出,结论,反思,评价,问题,2,：,U,型管双液原电池电流变小的原因是什么？,（从盐桥内离子移动距离和离子运动通道两个方面思考，对原电池内阻的影响）,分析,问题,教学背景分析教学设计教学过程学生收获概括归理:科学实验探究思,16,问题,3,：改进后的电池电流大、效率高，但不便携，,能否设计出微型化的原电池？（装置角度）,滤纸可以吸收大量溶液,作为反应容器,教学背景分析,教学设计,教学过程,学生收获,探究原电池的高效化创新改进,实验探究,2,环节二 自主设计原电池,，,理解本质,问题3：改进后的电池电流大、效率高，但不便携，能否设计出微型,17,教学背景分析,教学设计,教学过程,学生收获,探究原电池的微型化创新改进,实验探究,3,微型化创新方案：,1,、滤纸条代替烧杯；,2,、蘸有饱和,KCl,溶液滤纸作为盐桥；,教学背景分析教学设计教学过程学生收获探究原电池的微型化创新改,18,电流示数,稳定性,药品用量,优点,缺点,高效化原电池,0.1A,稳定,200,ml,电流大且稳定,溶液体积较多,微型化原电池,0.02A,较稳定,1 ml,电流稳定,药品用量少,电流小,工作原理（微）,DI,S,e,-,Zn,Zn,2+,Cu,2+,Cu,Cl,-,K,+,教学背景分析,教学设计,教学过程,学生收获,t/s,0.02A,滤纸原电池的电流曲线,实验现象（宏）,设计目的：,通过教师步步设疑、提高学生分析问题并用实验解决问题的能力，培养学生“科学探究与创新意识,”,的核心素养。,电流示数稳定性药品用量优点缺点高效化原电池0.1A稳定20,19,浸了,KOH,（,aq,）的隔板,教学背景分析,教学设计,教学过程,学生收获,问题,4,：仔细阅读课本,P,75,材料，观察纽扣式锌银电池体积虽小电流却很大的原因什么？,浸了KOH（aq）的隔板教学背景分析教学设计教学过程学生收获,20,阳离子交换膜,（允许阳离子通过）,1,、,2,、,3,组,蘸有饱和,KCl,溶液的滤纸,4,、,5,组,塑料薄膜（不透任何离子）,6,组,夹心式膜原电池,电脑,教学背景分析,教学设计,教学过程,学生收获,探究原电池的高效化与微型化创新改进,实验探究,4,阳离子交换膜（允许阳离子通过）蘸有饱和KCl溶液的滤纸塑料薄,21,阳离子交换膜原电池实验现象,教学背景分析,教学设计,教学过程,学生收获,阳离子交换膜原电池实验现象教学背景分析教学设计教学过程学生收,22,教学背景分析,教学设计,教学过程,学生收获,蘸有饱和,KCl,溶液滤纸膜原电池实验现象,塑料薄膜原电池实验现象,教学背景分析教学设计教学过程学生收获蘸有饱和KCl溶液滤纸膜,23,图,1,夹心式阳离子,交换膜原电池,教学背景分析,教学设计,教学过程,学生收获,阳离子交换膜原电池工作原理,图1 夹心式阳离子教学背景分析教学设计教学过程学生收获阳离,24,教学背景分析,教学设计,教学过程,学生收获,30min,意外发现：阳膜原电池,30s,到,60s,电流衰减的原因探析,教学背景分析教学设计教学过程学生收获30min意外发现：阳膜,25,Cu,Zn,+,-,e,-,e,-,e,-,e,-,e,-,e,-,Zn,Zn,Zn,Zn,Zn,Zn,2+,Zn,2+,Zn,2+,A,浸饱和,KCl,滤纸,Cu,2+,Cu,2+,Cu,2+,Cu,Cu,Cu,e,-,e,-,I,CuSO,4,ZnSO,4,Zn,2+,Zn,2+,Cu,Cu,Cu,Zn,2+,Zn,2+,Zn,2+,Zn,2+,Zn,2+,Zn,2+,图,2,浸饱和,KCl,溶液滤纸的膜原电池,图,3,塑料膜原电池,Cu,Zn,+,-,Zn,Zn,Zn,Zn,Zn,Zn,A,塑料薄膜,CuSO,4,ZnSO,4,断路,教学背景分析,教学设计,教学过程,学生收获,浸饱和,KCl,溶液滤纸膜原电池工作原理,塑料膜原电池工作原理,CuZn+-e-ZnZnZnZnZnZn2+Zn2+Zn2+,26,优点,体积小、药品用量少,(1ml),、电流持久较稳定、实验操作简便快速、,阳膜可重复使用、废弃滤纸无污染绿色化学等优点。,教学背景分析,教学设计,教学过程,学生收获,阳离子交换膜电池,蘸饱和,KCl aq,的滤纸电池,塑料薄膜电池,宏,观,现,象,微,观,探,析,设计目的：,突破“掌握膜电池工作原理”的重难点，提高学生设计、评价、优化实验方案的能力，深化绿色化学理念。,优点 体积小、药品用量少(1ml)、电流持久较稳定、实,27,小组,PK,“组装膜电池”,15,小时,40,分钟,6,小时,20,分钟,（,1ml,溶液）,（,3ml,溶液）,教学背景分析,教学设计,教学过程,学生收获,阳离子交换膜原电池的实际应用研究,实验探究,5,设计目的：,利用本节课的核心知识与技能解决实际生活中的问题，培养理论应用于实践的科学探究,精神,。,小组PK“组装膜电池”15小时40分钟6小时20分钟（1m,28,膜电池,(,化学电源的基本模型,),正极材料,负极材料,隔膜,电解液,外壳,教学背景分析,教学设计,教学过程,学生收获,环节三 构建电池模型，提升能力,高考中的膜电池,2015,全国卷,，,11,生活中的膜电池,膜电池(化学电源的基本模型)正
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