4.1.3.燃料电池教学设计2023-2024学年高二上学期化学人教版（2019）选择性必修1.docx

4.1.3.燃料电池教学设计2023-2024学年高二上学期化学人教版（2019）选择性必修1

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教学内容

教材章节：人教版《化学选择性必修1》第四章第3节“燃料电池”

内容列举：本节课将详细介绍燃料电池的基本原理、分类、工作原理及其在生活中的应用。具体内容包括：

1.燃料电池的定义与分类。

2.燃料电池的工作原理及电化学反应。

3.燃料电池的主要组成部分：电极、电解质、燃料等。

4.燃料电池的优缺点。

5.燃料电池在实际应用中的案例分析。

核心素养目标

1.科学探究与创新意识：通过探究燃料电池的工作原理，激发学生对科学探究的兴趣，培养学生的实验操作能力和创新思维。

2.科学态度与社会责任：引导学生认识燃料电池作为清洁能源的重要性，树立环保意识，培养学生的社会责任感。

3.实践应用与综合分析：通过分析燃料电池在实际应用中的案例分析，提高学生运用化学知识解决实际问题的能力和综合分析能力。

学习者分析

1.学生已经掌握了哪些相关知识：

-学生已经学习了原电池的基本原理和工作机制。

-学生对化学电源的基本概念和分类有了一定的了解。

-学生在物理学科中接触过电学基础知识，如电流、电压、电阻等。

2.学生的学习兴趣、能力和学习风格：

-学生对新能源技术和环保理念表现出浓厚的兴趣。

-学生具备一定的实验操作能力和观察能力，能够通过实验理解化学原理。

-学生偏好通过案例分析和实际问题解决来学习，喜欢互动式和探究式的学习方式。

3.学生可能遇到的困难和挑战：

-燃料电池的复杂原理和反应机制可能难以理解。

-电化学反应方程式的书写和平衡可能对学生构成挑战。

-学生可能对燃料电池在实际应用中的技术细节和商业化发展了解不足，需要更多的实际案例来加深理解。

教学方法与策略

1.结合教学目标和学习者特点，将采用讲授与讨论相结合的方法，辅以案例研究和项目导向学习。通过讲授介绍燃料电池的基本概念和原理，通过讨论深化理解。

2.设计实验观察燃料电池的工作过程，以及角色扮演活动，让学生模拟燃料电池的发明者和使用者，探讨其在实际应用中的优势和局限性。

3.使用多媒体课件和视频资料来展示燃料电池的内部结构和实际应用案例，增强学生的直观感受和兴趣。

教学过程

1.导入（约5分钟）

-激发兴趣：以“想象一下，如果我们的汽车不再需要加油，而是像手机一样随时充电，世界会是什么样子？”的问题引入，激发学生的好奇心和探索欲。

-回顾旧知：简要回顾原电池的工作原理，以及化学电源的基本概念。

2.新课呈现（约30分钟）

-讲解新知：详细介绍燃料电池的定义、分类和工作原理，包括电化学反应的方程式。

-举例说明：通过具体案例分析，如氢燃料电池汽车，说明燃料电池在实际生活中的应用。

-互动探究：分组讨论燃料电池的优缺点，以及如何克服现有技术难题。

3.巩固练习（约20分钟）

-学生活动：进行燃料电池模型实验，观察实验现象，记录实验结果。

-教师指导：在学生实验过程中，教师巡回指导，解答学生的疑问，帮助学生理解实验原理。

4.应用拓展（约15分钟）

-应用讨论：讨论燃料电池在未来的发展前景，以及如何推广使用燃料电池。

-拓展阅读：布置学生课后阅读关于燃料电池必威体育精装版研究进展的文章，下节课分享阅读心得。

5.总结反馈（约10分钟）

-总结重点：教师总结本节课的重点内容，强调燃料电池的工作原理和应用。

-反馈评价：学生反馈学习中的困难和疑问，教师给予解答和评价。

6.作业布置（约5分钟）

-布置作业：设计一个关于燃料电池的应用项目，要求学生结合所学知识，提出创新性解决方案。

-提交要求：下节课前提交项目设计方案，鼓励团队合作，培养学生的合作能力和创新思维。

教学资源拓展

1.拓展资源：

-燃料电池的历史发展：介绍燃料电池的发明历程和重要里程碑。

-燃料电池的类型：详细讲解质子交换膜燃料电池（PEMFC）、磷酸燃料电池（PAFC）、固体氧化物燃料电池（SOFC）等不同类型的燃料电池。

-燃料电池的关键材料：探讨燃料电池中的电极材料、电解质材料以及催化剂的研究进展。

-燃料电池的能量效率与环保优势：分析燃料电池的高能量转换效率和低污染排放特性。

-燃料电池的应用领域：介绍燃料电池在交通工具、便携式电源、家用电源等领域的应用。

-燃料电池的技术挑战：讨论燃料电池商业化进程中面临的储氢技术、成本降低、寿命延长等挑战。

2.拓展建议：

-阅读相关科普书籍和文章：推荐学生阅读《新能源技术——燃料电池》、《燃料电池技术与应用》等专业书籍，以及必威体育精装版的科普文章，以加深对燃料电池的理解。

-参观相关展览和博物馆：鼓励学生参观科技展览和博物馆中关于燃料电池