第四章 實驗活動5 制作簡單的燃料電池說課稿2023-2024學(xué)年高二上學(xué)期化學(xué)人教版（2019）選擇性必修1

第四章實驗活動5制作簡單的燃料電池說課稿2023-2024學(xué)年高二上學(xué)期化學(xué)人教版（2019）選擇性必修1科目授課時間節(jié)次--年—月—日（星期——）第—節(jié)指導(dǎo)教師授課班級、授課課時授課題目（包括教材及章節(jié)名稱）第四章實驗活動5制作簡單的燃料電池說課稿2023-2024學(xué)年高二上學(xué)期化學(xué)人教版（2019）選擇性必修1教材分析本章內(nèi)容為“制作簡單的燃料電池”，選自人教版選擇性必修1化學(xué)教材。該內(nèi)容與化學(xué)學(xué)科的基本原理緊密相連，旨在通過實驗活動引導(dǎo)學(xué)生了解燃料電池的工作原理及其在能源領(lǐng)域的應(yīng)用。教學(xué)過程中，將結(jié)合實際，引導(dǎo)學(xué)生通過實驗操作，掌握燃料電池的制作方法，培養(yǎng)學(xué)生動手實踐能力和科學(xué)探究精神。核心素養(yǎng)目標(biāo)分析本節(jié)課旨在培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究素養(yǎng)、實踐創(chuàng)新素養(yǎng)和環(huán)境保護意識。學(xué)生將通過實驗探究燃料電池的工作原理，提升觀察、實驗設(shè)計和操作技能。同時，引導(dǎo)學(xué)生思考燃料電池在能源轉(zhuǎn)換中的應(yīng)用，增強其對能源環(huán)境保護的認識，激發(fā)學(xué)生對可持續(xù)能源研究的興趣。重點難點及解決辦法重點：燃料電池工作原理的理解與應(yīng)用。

難點：燃料電池電極反應(yīng)式的書寫及能量轉(zhuǎn)換過程的分析。

解決辦法：

1.重點：通過實驗演示和多媒體輔助，讓學(xué)生直觀理解燃料電池的工作過程，結(jié)合實際應(yīng)用案例，加深對原理的理解。

2.難點：通過小組合作，引導(dǎo)學(xué)生分析電極反應(yīng)，利用課本中的示例和練習(xí)題，逐步突破書寫電極反應(yīng)式和能量轉(zhuǎn)換過程的分析。此外，提供豐富的實驗數(shù)據(jù)和圖像，幫助學(xué)生理解能量轉(zhuǎn)換的復(fù)雜過程。教學(xué)方法與策略1.采用講授與實驗相結(jié)合的方法，通過講解燃料電池的基本原理，輔以實驗操作，讓學(xué)生在實踐中理解理論知識。

2.設(shè)計小組討論環(huán)節(jié)，讓學(xué)生分析實驗數(shù)據(jù)，共同探討電極反應(yīng)式，培養(yǎng)合作學(xué)習(xí)和批判性思維能力。

3.利用多媒體展示燃料電池的實際應(yīng)用案例，增強學(xué)生的直觀感受和興趣。

4.通過角色扮演活動，讓學(xué)生模擬燃料電池的運行過程，加深對能量轉(zhuǎn)換機制的理解。教學(xué)過程設(shè)計1.導(dǎo)入新課（5分鐘）

教師展示新能源的圖片和視頻，如太陽能、風(fēng)能等，引導(dǎo)學(xué)生思考能源的重要性和面臨的挑戰(zhàn)。隨后提出問題：“如何將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能？”激發(fā)學(xué)生對燃料電池的興趣，自然導(dǎo)入新課《制作簡單的燃料電池》。

2.講授新知（20分鐘）

（1）介紹燃料電池的基本概念和分類，引導(dǎo)學(xué)生了解燃料電池的類型和特點。

（2）講解氫氧燃料電池的工作原理，包括正負極反應(yīng)、電解質(zhì)的作用等，通過實驗裝置圖和動畫演示，使學(xué)生直觀理解工作過程。

（3）分析氫氧燃料電池的電極反應(yīng)式，結(jié)合實際案例，讓學(xué)生掌握書寫方法。

（4）討論燃料電池的能量轉(zhuǎn)換過程，強調(diào)能量守恒定律在燃料電池中的應(yīng)用。

3.鞏固練習(xí)（10分鐘）

（1）教師提出問題，如：“氫氧燃料電池在正負極上發(fā)生的反應(yīng)是什么？”等，檢驗學(xué)生對燃料電池原理的掌握程度。

（2）學(xué)生分組進行實驗操作，制作簡單的燃料電池，觀察并記錄實驗現(xiàn)象。

（3）教師巡回指導(dǎo)，解答學(xué)生在實驗過程中遇到的問題，確保實驗順利進行。

4.課堂小結(jié)（5分鐘）

教師引導(dǎo)學(xué)生回顧本節(jié)課所學(xué)內(nèi)容，強調(diào)燃料電池的工作原理和能量轉(zhuǎn)換過程?？偨Y(jié)本節(jié)課的重點和難點，為下一節(jié)課做好鋪墊。

5.作業(yè)布置（5分鐘）

（1）讓學(xué)生完成課后練習(xí)題，鞏固所學(xué)知識。

（2）布置課后思考題：“如何設(shè)計一種高效的燃料電池？”鼓勵學(xué)生發(fā)揮想象力，提出創(chuàng)新性的解決方案。知識點梳理1.燃料電池概述

-燃料電池的定義和分類

-燃料電池的類型：氫氧燃料電池、甲醇燃料電池、磷酸燃料電池等

-燃料電池的特點：高效率、低污染、能量密度高

2.氫氧燃料電池工作原理

-正負極反應(yīng)：氫氣在負極氧化，氧氣在正極還原

-電解質(zhì)的作用：傳遞離子，維持電池內(nèi)電中性

-電極反應(yīng)式：負極：2H?→4H?+4e?；正極：O?+4H?+4e?→2H?O

3.燃料電池的能量轉(zhuǎn)換

-化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的過程

-能量守恒定律在燃料電池中的應(yīng)用

-燃料電池的能量效率

4.燃料電池的關(guān)鍵材料

-陽極材料：鉑、鈀等貴金屬

-陰極材料：碳纖維、石墨等

-電解質(zhì)：氫氧化鉀、磷酸等

5.燃料電池的應(yīng)用

-便攜式電源：手機、筆記本電腦等

-汽車動力系統(tǒng)

-發(fā)電站

6.燃料電池的挑戰(zhàn)與前景

-氫氣的儲存和運輸

-貴金屬催化劑的成本問題

-燃料電池技術(shù)的商業(yè)化推廣

7.實驗操作要點

-氫氧燃料電池的組裝步驟

-實驗裝置的搭建

-實驗數(shù)據(jù)的記錄與分析

8.燃料電池的環(huán)境影響

-燃料電池的環(huán)保特性

-燃料電池對環(huán)境的影響

-燃料電池在可持續(xù)發(fā)展中的作用板書設(shè)計①燃料電池概述

-燃料電池定義

-燃料電池分類

-燃料電池特點

②氫氧燃料電池工作原理

-正負極反應(yīng)

-電解質(zhì)作用

-電極反應(yīng)式

③燃料電池的能量轉(zhuǎn)換

-化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能

-能量守恒定律

-能量效率

④燃料電池的關(guān)鍵材料

-陽極材料

-陰極材料

-電解質(zhì)

⑤燃料電池的應(yīng)用

-便攜式電源

-汽車動力系統(tǒng)

-發(fā)電站

⑥燃料電池的挑戰(zhàn)與前景

-氫氣儲存與運輸

-貴金屬催化劑成本

-商業(yè)化推廣

⑦實驗操作要點

-電池組裝步驟

-裝置搭建

-數(shù)據(jù)記錄與分析

⑧燃料電池的環(huán)境影響

-環(huán)保特性

-環(huán)境影響

-可持續(xù)發(fā)展作用反思改進措施反思改進措施（一）教學(xué)特色創(chuàng)新

1.實驗教學(xué)與理論教學(xué)相結(jié)合：在講解燃料電池的工作原理時，通過實際操作實驗，讓學(xué)生親身體驗燃料電池的制作過程，加深對理論知識的理解。

2.案例分析法：引入實際應(yīng)用案例，如氫燃料電池在汽車領(lǐng)域的應(yīng)用，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高他們的實際應(yīng)用能力。

反思改進措施（二）存在主要問題

1.學(xué)生對燃料電池原理的理解不夠深入：部分學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中，對電極反應(yīng)式和能量轉(zhuǎn)換過程的理解存在困難。

2.實驗操作過程中，學(xué)生安全意識不足：在實驗操作過程中，部分學(xué)生存在操作不當(dāng)、安全意識淡薄的現(xiàn)象。

3.教學(xué)評價方式單一：目前主要依靠課堂表現(xiàn)和實驗報告進行評價，缺乏對學(xué)生綜合能力的全面考察。

反思改進措施（三）改進措施

1.深化理論教學(xué)，加強輔導(dǎo)：針對學(xué)生對燃料電池原理理解不深入的問題，教師應(yīng)加強輔導(dǎo)，通過講解、討論等方式，幫助學(xué)生理解電極反應(yīng)式和能量轉(zhuǎn)換過程。

2.強化實驗安全教育，提高學(xué)生安全意識：