6.1.3常見的化學電源教學設計2023-2024學年高一下學期化學人教版（2019）必修第二冊學校授課教師課時授課班級授課地點教具設計意圖本節(jié)課旨在讓學生了解常見的化學電源及其工作原理，培養(yǎng)學生運用化學知識解決實際問題的能力。通過學習，使學生掌握干電池、蓄電池、燃料電池等常見化學電源的工作原理和優(yōu)缺點，提高學生的科學素養(yǎng)和環(huán)保意識。核心素養(yǎng)目標培養(yǎng)學生科學探究精神，提高學生對化學與生活、社會關(guān)系的認識。通過分析常見化學電源的工作原理，增強學生的實驗操作技能和觀察能力，激發(fā)學生對新能源研究的興趣。同時，培養(yǎng)學生環(huán)保意識，認識到化學電源對環(huán)境的影響，促進可持續(xù)發(fā)展觀念的形成。重點難點及解決辦法重點：

1.常見化學電源的工作原理：強調(diào)理解干電池、蓄電池、燃料電池等的工作原理，特別是電極反應和能量轉(zhuǎn)換過程。

2.能源轉(zhuǎn)換效率與環(huán)保評價：分析不同化學電源的能量轉(zhuǎn)換效率和環(huán)境影響，提高學生對能源利用效率的認識。

難點：

1.電極反應的微觀過程：學生難以直觀理解電極反應的微觀機制。

2.能源轉(zhuǎn)換效率的定量分析：涉及復雜的化學計算和能量守恒定律。

解決辦法：

1.結(jié)合實驗演示，引導學生觀察電極反應的現(xiàn)象，通過實驗數(shù)據(jù)分析，幫助學生理解電極反應的微觀過程。

2.利用實際案例和圖表，講解能量轉(zhuǎn)換效率的計算方法，通過小組討論和課堂練習，提升學生定量分析的能力。教學資源-軟硬件資源：電腦、投影儀、多媒體教學平臺、實驗設備（如干電池、蓄電池、燃料電池模型等）

-課程平臺：學校內(nèi)部教學資源庫、化學教學軟件

-信息化資源：在線化學實驗視頻、相關(guān)化學電源的科普文章、能量轉(zhuǎn)換效率計算工具

-教學手段：實物展示、多媒體演示、小組討論、課堂實驗教學過程1.導入（約5分鐘）

-激發(fā)興趣：通過展示生活中常見的電池圖片和視頻，引導學生思考電池在現(xiàn)代社會中的作用，激發(fā)學生對化學電源的興趣。

-回顧舊知：簡要回顧電池的基本組成和原電池的工作原理，為后續(xù)學習奠定基礎(chǔ)。

2.新課呈現(xiàn)（約20分鐘）

-講解新知：

1.詳細講解干電池的工作原理，包括正負極材料、電解質(zhì)、電極反應等。

2.介紹蓄電池的充放電過程，強調(diào)化學反應在能量存儲和釋放中的作用。

3.講解燃料電池的工作原理，分析氫氧燃料電池、甲醇燃料電池等類型。

-舉例說明：

1.通過實際應用案例，如手機、電動車等，說明化學電源在生活中的重要性。

2.分析不同化學電源的能量轉(zhuǎn)換效率和環(huán)保評價，引導學生關(guān)注能源利用和環(huán)境保護。

-互動探究：

1.組織學生分組討論，探討化學電源在實際應用中的優(yōu)勢和不足。

2.鼓勵學生提出問題，共同解決在學習過程中遇到的困惑。

3.鞏固練習（約15分鐘）

-學生活動：

1.讓學生動手制作簡易電池，加深對電池工作原理的理解。

2.學生分組進行實驗，觀察不同化學電源的電壓、電流等參數(shù)變化。

-教師指導：

1.及時解答學生在實驗過程中遇到的問題，確保實驗順利進行。

2.引導學生總結(jié)實驗結(jié)果，分析不同化學電源的特點。

4.課堂小結(jié)（約5分鐘）

-回顧本節(jié)課所學內(nèi)容，強調(diào)化學電源的工作原理、能量轉(zhuǎn)換效率和環(huán)保評價。

-引導學生思考化學電源在未來的發(fā)展趨勢，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識和可持續(xù)發(fā)展觀念。

5.作業(yè)布置（約5分鐘）

-布置課后作業(yè)，要求學生完成以下任務：

1.查閱資料，了解我國新能源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀。

2.分析化學電源在環(huán)保領(lǐng)域的應用前景，撰寫一篇短文。

3.設計一種新型化學電源，并簡要說明其工作原理和優(yōu)勢。

教學過程中，教師應關(guān)注學生的個體差異，因材施教，確保每位學生都能掌握本節(jié)課的知識點。同時，注重培養(yǎng)學生的科學素養(yǎng)和環(huán)保意識，提高學生的綜合能力。拓展與延伸1.提供與本節(jié)課內(nèi)容相關(guān)的拓展閱讀材料：

-《化學電源技術(shù)進展》：介紹化學電源領(lǐng)域的最新研究成果和技術(shù)發(fā)展趨勢。

-《新能源與可持續(xù)發(fā)展》：探討新能源在環(huán)保和能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型中的作用。

-《電池回收與處理技術(shù)》：分析電池回收的重要性及其對環(huán)境保護的影響。

-《化學電源在日常生活中的應用》：列舉化學電源在生活中的具體應用實例。

2.鼓勵學生進行課后自主學習和探究：

-學生可以查閱相關(guān)書籍和文獻，深入了解化學電源的歷史、現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢。

-組織學生進行小組討論，分析不同化學電源的優(yōu)缺點，探討其在實際應用中的適用場景。

-布置實驗探究課題，如設計新型化學電源、研究電池的壽命與性能關(guān)系等，培養(yǎng)學生的實踐能力和創(chuàng)新思維。

-鼓勵學生關(guān)注化學電源在環(huán)保領(lǐng)域的應用，如太陽能電池、風能電池等，思考如何提高能源利用效率，減少環(huán)境污染。

-引導學生參與社會實踐活動，如參觀電池生產(chǎn)工廠、參與環(huán)保志愿者活動等，將所學知識應用于實際生活。

3.知識點拓展：

-了解化學電源的分類、工作原理和能量轉(zhuǎn)換效率。

-掌握電池的充放電過程、電極反應和電解質(zhì)的作用。

-研究化學電源在新能源、環(huán)保和日常生活中的應用。

-分析化學電源的發(fā)展趨勢和未來研究方向。

4.實用性拓展：

-學生可以通過實驗驗證化學電源的工作原理，提高實驗操作技能。

-通過查閱資料，了解化學電源在環(huán)保領(lǐng)域的應用，增強環(huán)保意識。

-設計新型化學電源，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力和解決問題的能力。

-將所學知識應用于實際生活，提高學生的綜合素質(zhì)。課后作業(yè)1.作業(yè)題目：請根據(jù)干電池的工作原理，繪制干電池的示意圖，并標注出正負極、電解質(zhì)、電極反應等關(guān)鍵部分。

答案：干電池示意圖應包括一個中央的正極（通常是鋅筒），一個外部的負極（通常是碳棒），以及它們之間的電解質(zhì)（通常是糊狀物，含有氫氧化鉀）。正負極通過化學反應產(chǎn)生電流。

2.作業(yè)題目：蓄電池的充放電過程涉及哪些化學反應？請簡要描述蓄電池的充放電過程。

答案：蓄電池的充放電過程涉及以下化學反應：

充電過程：Pb+PbO2+2H2SO4→2PbSO4+2H2O（放出電能）

放電過程：2PbSO4+2H2O→Pb+PbO2+2H2SO4（吸收電能）

3.作業(yè)題目：燃料電池的工作原理是什么？以氫氧燃料電池為例，說明其能量轉(zhuǎn)換過程。

答案：氫氧燃料電池的工作原理是通過氫氣和氧氣的化學反應直接產(chǎn)生電能。以氫氧燃料電池為例，其能量轉(zhuǎn)換過程如下：

2H2+O2→2H2O（放出電能）

4.作業(yè)題目：比較干電池和蓄電池的能量轉(zhuǎn)換效率，并分析影響能量轉(zhuǎn)換效率的因素。

答案：干電池的能量轉(zhuǎn)換效率通常較低，因為其化學反應較為簡單。蓄電池的能量轉(zhuǎn)換效率較高，因為它可以在充放電過程中多次循環(huán)使用。影響能量轉(zhuǎn)換效率的因素包括電極材料的性質(zhì)、電解質(zhì)的選擇、電池的設計等。

5.作業(yè)題目：設計一個實驗方案，驗證干電池的電壓隨放電時間的變化情況。

答案：實驗方案如下：

-準備材料：干電池、電壓表、計時器、導線等。

-實驗步驟：

1.使用電壓表測量干電池的初始電壓。

2.記錄放電開始的時間。

3.在規(guī)定的時間間隔內(nèi)（例如每5分鐘），使用電壓表測量干電池的電壓。

4.記錄每次測量的電壓值和時間。

5.分析數(shù)據(jù)，繪制電壓隨時間變化的曲線圖。

-預期結(jié)果：隨著放電時間的增加，干電池的電壓會逐漸下降，最終趨于穩(wěn)定。教學評價與反饋1.課堂表現(xiàn)：

學生在課堂上的參與度較高，能夠積極回答問題，對于化學電源的工作原理有較好的理解。學生的提問和討論顯示出他們對知識的好奇心和探索精神。

2.小組討論成果展示：

小組討論環(huán)節(jié)中，學生們能夠有效地分工合作，共同探討化學電源的類型、工作原理和應用。各小組的展示內(nèi)容豐富，能夠結(jié)合實際案例進行講解，體現(xiàn)了學生對知識的綜合運用能力。

3.隨堂測試：

隨堂測試包括了選擇題、填空題和簡答題，旨在檢驗學生對本節(jié)課知識點的掌握程度。測試結(jié)果顯示，大部分學生能夠正確回答關(guān)于化學電源的基本概念和工作原理的問題，但部分學生在計算電池能量轉(zhuǎn)換效率時存在困難。

4.實驗操作評價：

在實驗操作環(huán)節(jié)，學生能夠按照實驗步驟進行操作，但部分學生在連接電路時出現(xiàn)錯誤。通過教師的個別指導和小組互助，學生能夠糾正錯誤并完成實驗。

5.教師評價與反饋：

針對課堂表現(xiàn)，教師對學生的積極參與和良好的學習態(tài)度給予了肯定，同時指出學生在實驗操作中需要更加細心和耐心。對于小組討論成果展示，教師鼓勵學生繼續(xù)保持合作精神，并在表達和展示時更加自信。在隨堂測試中，教師提醒學生注意計算細節(jié)，并