4.1.3綠色清潔氫能源教學(xué)設(shè)計2023-2024學(xué)年高二上學(xué)期化學(xué)人教版（2019）選擇性必修1主備人備課成員教學(xué)內(nèi)容分析1.本節(jié)課的主要教學(xué)內(nèi)容：4.1.3綠色清潔氫能源

2.教學(xué)內(nèi)容與學(xué)生已有知識的聯(lián)系：本節(jié)課與教材《化學(xué)人教版（2019）選擇性必修1》第4章“能源化學(xué)”相關(guān)，主要介紹了氫能源的基本概念、制取方法、儲存和應(yīng)用等方面。學(xué)生需要運用之前學(xué)過的化學(xué)知識，如化學(xué)反應(yīng)原理、物質(zhì)的性質(zhì)等，來理解氫能源的相關(guān)內(nèi)容。核心素養(yǎng)目標分析本節(jié)課旨在培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力、環(huán)境保護意識和可持續(xù)發(fā)展觀念。學(xué)生將通過學(xué)習(xí)氫能源的綠色清潔特性，提升對可再生能源的認識，增強解決實際問題的能力。同時，通過實驗探究氫氣的制取和性質(zhì)，培養(yǎng)學(xué)生的實驗操作技能和科學(xué)思維，促進其科學(xué)精神和社會責(zé)任感的形成。教學(xué)難點與重點1.教學(xué)重點：

-明確氫能源的定義、性質(zhì)及其在能源結(jié)構(gòu)中的地位。

-掌握氫氣的制取方法，如電解水、天然氣重整等。

-理解氫氣的儲存和運輸技術(shù)，包括高壓氣瓶、液態(tài)氫等。

-分析氫能源的應(yīng)用領(lǐng)域，如燃料電池、氫燃料內(nèi)燃機等。

2.教學(xué)難點：

-氫氣的制取過程涉及復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)，學(xué)生需理解電解水、天然氣重整等反應(yīng)原理。

-氫氣的儲存和運輸技術(shù)要求學(xué)生掌握高壓氣瓶、液態(tài)氫等物理和化學(xué)知識。

-理解氫能源的環(huán)境友好性和經(jīng)濟性，需要學(xué)生綜合運用化學(xué)、物理和經(jīng)濟學(xué)知識。

-實驗操作中，學(xué)生可能難以精確控制實驗條件，導(dǎo)致氫氣產(chǎn)量不穩(wěn)定，需要學(xué)生掌握實驗技巧和數(shù)據(jù)分析方法。學(xué)具準備多媒體課型新授課教法學(xué)法講授法課時第一課時師生互動設(shè)計二次備課教學(xué)方法與手段教學(xué)方法：

1.講授法：通過系統(tǒng)講解氫能源的基本概念、制取方法和應(yīng)用，為學(xué)生搭建知識框架。

2.討論法：組織學(xué)生圍繞氫能源的優(yōu)勢和挑戰(zhàn)進行討論，培養(yǎng)學(xué)生的批判性思維和團隊協(xié)作能力。

3.實驗法：設(shè)計氫氣制取實驗，讓學(xué)生親自動手操作，加深對氫能源技術(shù)的理解。

教學(xué)手段：

1.多媒體展示：利用PPT展示氫能源的相關(guān)圖片、圖表，增強直觀教學(xué)效果。

2.網(wǎng)絡(luò)資源：引入氫能源相關(guān)的視頻、文章等網(wǎng)絡(luò)資源，拓展學(xué)生視野。

3.實驗?zāi)M：使用虛擬實驗室軟件，讓學(xué)生在虛擬環(huán)境中進行氫氣制取實驗，提高安全性。教學(xué)過程1.導(dǎo)入（約5分鐘）

-激發(fā)興趣：通過提問“什么是能源？我們生活中常用的能源有哪些？”來引發(fā)學(xué)生的思考，進而引出氫能源這一話題。

-回顧舊知：簡要回顧水分子結(jié)構(gòu)、電解水實驗等基礎(chǔ)知識，為學(xué)習(xí)氫能源的制取方法做鋪墊。

2.新課呈現(xiàn)（約30分鐘）

-講解新知：

a.介紹氫能源的定義、性質(zhì)及其在能源結(jié)構(gòu)中的地位。

b.詳細講解氫氣的制取方法，如電解水、天然氣重整等。

c.分析氫氣的儲存和運輸技術(shù)，包括高壓氣瓶、液態(tài)氫等。

d.講解氫能源的應(yīng)用領(lǐng)域，如燃料電池、氫燃料內(nèi)燃機等。

-舉例說明：

a.以電解水制氫為例，展示實驗步驟和原理。

b.通過實際案例，如氫燃料電池汽車，說明氫能源的應(yīng)用。

-互動探究：

a.組織學(xué)生討論氫能源的優(yōu)勢和挑戰(zhàn)。

b.引導(dǎo)學(xué)生思考氫能源在我國能源結(jié)構(gòu)調(diào)整中的作用。

3.鞏固練習(xí)（約20分鐘）

-學(xué)生活動：

a.讓學(xué)生分組進行氫氣制取實驗，觀察實驗現(xiàn)象，記錄實驗數(shù)據(jù)。

b.讓學(xué)生根據(jù)實驗結(jié)果，分析影響氫氣產(chǎn)量的因素。

-教師指導(dǎo)：

a.及時解答學(xué)生在實驗過程中遇到的問題。

b.引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)實驗經(jīng)驗，提高實驗技能。

4.拓展延伸（約10分鐘）

-提出問題：氫能源在我國的發(fā)展前景如何？有哪些挑戰(zhàn)？

-學(xué)生討論：分組討論，提出應(yīng)對挑戰(zhàn)的建議。

-教師總結(jié)：總結(jié)氫能源在我國的發(fā)展現(xiàn)狀和未來趨勢。

5.課堂小結(jié)（約5分鐘）

-回顧本節(jié)課所學(xué)內(nèi)容，強調(diào)氫能源的定義、制取方法、儲存和運輸技術(shù)以及應(yīng)用領(lǐng)域。

-鼓勵學(xué)生在課后進一步探究氫能源的相關(guān)知識。

6.作業(yè)布置（約5分鐘）

-讓學(xué)生查閱資料，了解氫能源在我國的應(yīng)用案例。

-布置思考題：氫能源在我國的發(fā)展過程中，可能面臨哪些挑戰(zhàn)？如何應(yīng)對？

7.課后反思（約5分鐘）

-教師總結(jié)本節(jié)課的教學(xué)效果，反思教學(xué)過程中的優(yōu)點和不足。

-收集學(xué)生反饋，為今后的教學(xué)提供參考。知識點梳理1.氫能源的基本概念

-氫能源的定義：氫能源是以氫為燃料或原料，通過化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生能量的一種能源形式。

-氫能源的特點：高能量密度、零排放、可再生、環(huán)保。

2.氫氣的制取方法

-電解水制氫：利用電解水的方法將水分解為氫氣和氧氣。

-天然氣重整：通過將天然氣中的甲烷與水蒸氣在催化劑的作用下反應(yīng)，生成氫氣和二氧化碳。

-水煤氣變換：將水煤氣（氫氣和一氧化碳的混合氣體）通過催化劑變換，生成高純度氫氣。

3.氫氣的儲存和運輸

-高壓氣瓶儲存：將氫氣加壓儲存在特殊的高壓氣瓶中。

-液態(tài)氫儲存：將氫氣冷卻至極低溫度，使其變?yōu)橐簯B(tài)儲存。

-氫氣的運輸：通過管道運輸、汽車運輸?shù)确绞竭M行。

4.氫能源的應(yīng)用領(lǐng)域

-氫燃料電池：利用氫氣與氧氣在電化學(xué)反應(yīng)中產(chǎn)生電能，應(yīng)用于汽車、發(fā)電機等領(lǐng)域。

-氫燃料內(nèi)燃機：以氫氣為燃料，實現(xiàn)內(nèi)燃機的動力輸出。

-氫能供熱：利用氫燃料電池或氫氣燃燒產(chǎn)生的熱能進行供熱。

5.氫能源的優(yōu)勢和挑戰(zhàn)

-優(yōu)勢：

a.環(huán)境友好：氫能源燃燒產(chǎn)物僅為水，無污染。

b.可再生：氫能源可通過可再生能源（如太陽能、風(fēng)能）制取。

c.高能量密度：氫能源具有高能量密度，可滿足能源需求。

-挑戰(zhàn)：

a.制取成本：氫能源的制取成本較高，需要技術(shù)創(chuàng)新降低成本。

b.儲存和運輸：氫氣的儲存和運輸需要特殊設(shè)備和措施，存在一定安全隱患。

c.技術(shù)成熟度：氫能源技術(shù)尚處于發(fā)展階段，需要進一步提高技術(shù)成熟度。

6.氫能源在我國的發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢

-發(fā)展現(xiàn)狀：

a.國家高度重視氫能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展，出臺了一系列政策支持。

b.氫燃料電池汽車、氫能發(fā)電等領(lǐng)域取得一定進展。

c.氫能產(chǎn)業(yè)鏈逐步完善，制氫、儲運、應(yīng)用等領(lǐng)域得到關(guān)注。

-發(fā)展趨勢：

a.技術(shù)創(chuàng)新：持續(xù)推動氫能源制取、儲存和運輸技術(shù)的創(chuàng)新。

b.政策支持：加大政策支持力度，推動氫能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

c.產(chǎn)業(yè)布局：優(yōu)化產(chǎn)業(yè)布局，推動氫能源產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同發(fā)展。內(nèi)容邏輯關(guān)系①氫能源的基本概念

-氫能源的定義：氫能源是以氫為燃料或原料，通過化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生能量的一種能源形式。

-關(guān)鍵詞：氫、燃料、原料、化學(xué)反應(yīng)、能量。

②氫氣的制取方法

-電解水制氫：利用電解水的方法將水分解為氫氣和氧氣。

-關(guān)鍵詞：電解水、分解、氫氣、氧氣。

③氫氣的儲存和運輸

-高壓氣瓶儲存：將氫氣加壓儲存在特殊的高壓氣瓶中。

-關(guān)鍵詞：高壓氣瓶、加壓、儲存。

④氫能源的應(yīng)用領(lǐng)域

-氫燃料電池：利用氫氣與氧氣在電化學(xué)反應(yīng)中產(chǎn)生電能，應(yīng)用于汽車、發(fā)電機等領(lǐng)域。

-關(guān)鍵詞：氫燃料電池、電化學(xué)反應(yīng)、電能、汽車、發(fā)電機。

⑤氫能源的優(yōu)勢和挑戰(zhàn)

-優(yōu)勢：環(huán)境友好、可再生、高能量密度。

-關(guān)鍵詞：環(huán)境友好、可再生、高能量密度。

⑥氫能源在我國的發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢

-發(fā)展現(xiàn)狀：國家政策支持、氫能產(chǎn)業(yè)鏈完善。

-關(guān)鍵詞：國家政策、氫能產(chǎn)業(yè)鏈。

-發(fā)展趨勢：技術(shù)創(chuàng)新、政策支持、產(chǎn)業(yè)布局優(yōu)化。

-關(guān)鍵詞：技術(shù)創(chuàng)新、政策支持、產(chǎn)業(yè)布局。課堂1.課堂評價

（1）提問與回答

-通過課堂提問，了解學(xué)生對氫能源基本概念、制取方法、儲存和運輸?shù)确矫娴睦斫獬潭取?/p>

-關(guān)鍵問題：請簡述氫能源的定義及其特點；列舉三種氫氣的制取方法并說明其原理。

-評價方式：觀察學(xué)生的回答是否準確、完整，是否能結(jié)合實際案例進行解釋。

（2）觀察與反饋

-觀察學(xué)生在課堂上的參與度，如是否積極發(fā)言、是否能主動參與討論等。

-關(guān)鍵點：學(xué)生的注意力集中程度、參與課堂活動的積極性。

-評價方式：記錄學(xué)生的課堂表現(xiàn)，給予即時反饋，鼓勵學(xué)生的積極參與。

（3）實驗操作

-觀察學(xué)生在氫氣制取實驗中的操作規(guī)范性，如是否按照實驗步驟進行、是否能正確使用實驗儀器等。

-關(guān)鍵點：實驗操作的準確性、安全意識。

-評價方式：根據(jù)實驗報告和實驗過程中的表現(xiàn)進行評價。

（4）測試與評估

-通過課堂測試，評估學(xué)生對氫能源相關(guān)知識的掌握程度。

-測試內(nèi)容：選擇題、填空題、簡答題等。

-評價方式：根據(jù)測試成績分析學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，找出薄弱環(huán)節(jié)。

2.作業(yè)評價

（1）作業(yè)批改

-對學(xué)生的作業(yè)進行認真批改，包括實驗報告、書面作業(yè)等。

-關(guān)鍵點：作業(yè)的準確性、完整性、邏輯性。

-評價方式：根據(jù)作業(yè)質(zhì)量給出評分，指出錯誤和不足。

（2）反饋與鼓勵

-及時反饋學(xué)生的作業(yè)情況，指出優(yōu)點和需要改進的地方。

-關(guān)鍵點：鼓勵學(xué)生的努力，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

-評價方式：通過批