專題2 新型電池原理分析2023-2024學(xué)年新教材高中化學(xué)必修第二冊同步教學(xué)設(shè)計（人教版2019）

專題2新型電池原理分析2023-2024學(xué)年新教材高中化學(xué)必修第二冊同步教學(xué)設(shè)計（人教版2019）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）專題2新型電池原理分析2023-2024學(xué)年新教材高中化學(xué)必修第二冊同步教學(xué)設(shè)計（人教版2019）教學(xué)內(nèi)容本節(jié)課的教學(xué)內(nèi)容來自于2023-2024學(xué)年新教材高中化學(xué)必修第二冊，第二章“化學(xué)反應(yīng)與能量”，專題2“新型電池原理分析”。該章節(jié)主要介紹了新型電池的原理及其應(yīng)用，旨在讓學(xué)生了解和掌握新型電池的基本概念、工作原理和特點，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)和創(chuàng)新意識。

具體內(nèi)容包括：

1.新型電池的分類及特點

2.鋰離子電池的工作原理

3.燃料電池的原理與應(yīng)用

4.超級電容器的基本原理及其應(yīng)用

5.新型電池在能源領(lǐng)域的應(yīng)用前景核心素養(yǎng)目標(biāo)分析本節(jié)課的核心素養(yǎng)目標(biāo)主要圍繞科學(xué)探究、科學(xué)思維、科學(xué)態(tài)度與價值觀三個方面展開。

1.科學(xué)探究：通過學(xué)習(xí)新型電池的原理及其應(yīng)用，培養(yǎng)學(xué)生提出問題、猜想與假設(shè)、設(shè)計實驗、收集證據(jù)、分析與論證、評估與合作等科學(xué)探究能力。使學(xué)生能夠在探究過程中，掌握科學(xué)研究的方法，提高解決問題的能力。

2.科學(xué)思維：培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用邏輯推理、歸納總結(jié)、分類比較等科學(xué)思維方法，分析新型電池的原理、工作過程及特點。使學(xué)生能夠形成科學(xué)的思維方式，提高分析問題和判斷問題的能力。

3.科學(xué)態(tài)度與價值觀：通過學(xué)習(xí)新型電池在能源領(lǐng)域的應(yīng)用前景，使學(xué)生認(rèn)識到科技創(chuàng)新對國家和社會的發(fā)展的重要性，培養(yǎng)學(xué)生的社會責(zé)任感和使命感。同時，培養(yǎng)學(xué)生熱愛科學(xué)、樂于探究、勇于創(chuàng)新的精神風(fēng)貌，提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。學(xué)習(xí)者分析1.學(xué)生已經(jīng)掌握了哪些相關(guān)知識：學(xué)生在初中階段已經(jīng)學(xué)習(xí)了原電池和電解池的基本原理，對電池的基本概念有一定的了解。同時，學(xué)生也學(xué)習(xí)了簡單的化學(xué)反應(yīng)與能量變化，這為本節(jié)課的學(xué)習(xí)奠定了基礎(chǔ)。

2.學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、能力和學(xué)習(xí)風(fēng)格：高中生對新型電池這一現(xiàn)代科技產(chǎn)物普遍感興趣，尤其是那些與日常生活密切相關(guān)的技術(shù)。學(xué)生在學(xué)習(xí)能力上，具備一定的自主學(xué)習(xí)、合作學(xué)習(xí)和探究學(xué)習(xí)的能力。在學(xué)習(xí)風(fēng)格上，學(xué)生偏向于通過實驗和實際應(yīng)用來理解理論知識。

3.學(xué)生可能遇到的困難和挑戰(zhàn)：學(xué)生在理解新型電池的工作原理和特點方面可能存在困難，特別是對于鋰離子電池、燃料電池和超級電容器等較先進(jìn)的技術(shù)。此外，學(xué)生可能對電池應(yīng)用領(lǐng)域的前景和挑戰(zhàn)理解不夠深入，需要通過實例和討論來加深認(rèn)識。教學(xué)資源1.軟硬件資源：多媒體投影儀、計算機(jī)、實驗儀器（如電池模型、實驗用電池等）、實驗室、教學(xué)課件。

2.課程平臺：學(xué)校提供的教學(xué)平臺，用于上傳教學(xué)資料、布置作業(yè)和開展互動討論。

3.信息化資源：互聯(lián)網(wǎng)上的相關(guān)科普文章、視頻資料、研究報告等，用于拓展學(xué)生的知識視野。

4.教學(xué)手段：講授法、實驗法、討論法、案例分析法、小組合作學(xué)習(xí)等，以多樣化的教學(xué)手段激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和參與度。教學(xué)實施過程1.課前自主探索

教師活動：

-發(fā)布預(yù)習(xí)任務(wù)：通過在線平臺或班級微信群，發(fā)布預(yù)習(xí)資料（如PPT、視頻、文檔等），明確預(yù)習(xí)目標(biāo)和要求。

-設(shè)計預(yù)習(xí)問題：圍繞“新型電池原理分析”課題，設(shè)計一系列具有啟發(fā)性和探究性的問題，引導(dǎo)學(xué)生自主思考。

-監(jiān)控預(yù)習(xí)進(jìn)度：利用平臺功能或?qū)W生反饋，監(jiān)控學(xué)生的預(yù)習(xí)進(jìn)度，確保預(yù)習(xí)效果。

學(xué)生活動：

-自主閱讀預(yù)習(xí)資料：按照預(yù)習(xí)要求，自主閱讀預(yù)習(xí)資料，理解新型電池的基本概念和工作原理。

-思考預(yù)習(xí)問題：針對預(yù)習(xí)問題，進(jìn)行獨立思考，記錄自己的理解和疑問。

-提交預(yù)習(xí)成果：將預(yù)習(xí)成果（如筆記、思維導(dǎo)圖、問題等）提交至平臺或老師處。

教學(xué)方法/手段/資源：

-自主學(xué)習(xí)法：引導(dǎo)學(xué)生自主思考，培養(yǎng)自主學(xué)習(xí)能力。

-信息技術(shù)手段：利用在線平臺、微信群等，實現(xiàn)預(yù)習(xí)資源的共享和監(jiān)控。

作用與目的：

-幫助學(xué)生提前了解“新型電池原理分析”課題，為課堂學(xué)習(xí)做好準(zhǔn)備。

-培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力和獨立思考能力。

2.課中強(qiáng)化技能

教師活動：

-導(dǎo)入新課：通過故事、案例或視頻等方式，引出新型電池在現(xiàn)代社會的重要性，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

-講解知識點：詳細(xì)講解新型電池的分類、工作原理和特點，結(jié)合實例幫助學(xué)生理解。

-組織課堂活動：設(shè)計小組討論、實驗等活動，讓學(xué)生在實踐中掌握新型電池的工作原理。

-解答疑問：針對學(xué)生在學(xué)習(xí)中產(chǎn)生的疑問，進(jìn)行及時解答和指導(dǎo)。

學(xué)生活動：

-聽講并思考：認(rèn)真聽講，積極思考老師提出的問題。

-參與課堂活動：積極參與小組討論、實驗等活動，體驗新型電池知識的應(yīng)用。

-提問與討論：針對不懂的問題或新的想法，勇敢提問并參與討論。

教學(xué)方法/手段/資源：

-講授法：通過詳細(xì)講解，幫助學(xué)生理解新型電池的知識點。

-實踐活動法：設(shè)計實踐活動，讓學(xué)生在實踐中掌握新型電池的工作原理。

-合作學(xué)習(xí)法：通過小組討論等活動，培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊合作意識和溝通能力。

作用與目的：

-幫助學(xué)生深入理解新型電池的知識點，掌握其工作原理。

-通過實踐活動，培養(yǎng)學(xué)生的動手能力和解決問題的能力。

-通過合作學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊合作意識和溝通能力。

3.課后拓展應(yīng)用

教師活動：

-布置作業(yè)：根據(jù)本節(jié)課的學(xué)習(xí)內(nèi)容，布置適量的課后作業(yè)，鞏固學(xué)習(xí)效果。

-提供拓展資源：提供與新型電池相關(guān)的拓展資源（如科研論文、科普文章等），供學(xué)生進(jìn)一步學(xué)習(xí)。

-反饋作業(yè)情況：及時批改作業(yè)，給予學(xué)生反饋和指導(dǎo)。

學(xué)生活動：

-完成作業(yè)：認(rèn)真完成老師布置的課后作業(yè)，鞏固學(xué)習(xí)效果。

-拓展學(xué)習(xí)：利用老師提供的拓展資源，進(jìn)行進(jìn)一步的學(xué)習(xí)和思考。

-反思總結(jié)：對自己的學(xué)習(xí)過程和成果進(jìn)行反思和總結(jié)，提出改進(jìn)建議。

教學(xué)方法/手段/資源：

-自主學(xué)習(xí)法：引導(dǎo)學(xué)生自主完成作業(yè)和拓展學(xué)習(xí)。

-反思總結(jié)法：引導(dǎo)學(xué)生對自己的學(xué)習(xí)過程和成果進(jìn)行反思和總結(jié)。

作用與目的：

-鞏固學(xué)生在課堂上學(xué)到的的新型電池知識點和技能。

-通過拓展學(xué)習(xí)，拓寬學(xué)生的知識視野和思維方式。

-通過反思總結(jié)，幫助學(xué)生發(fā)現(xiàn)自己的不足并提出改進(jìn)建議，促進(jìn)自我提升。拓展與延伸1.提供了與本節(jié)課內(nèi)容相關(guān)的拓展閱讀材料，包括科研論文、科普文章、行業(yè)報告等，讓學(xué)生進(jìn)一步了解新型電池的研究現(xiàn)狀、應(yīng)用前景和挑戰(zhàn)。例如：《Nature》上的文章《TheFutureofBatteries》、《Science》上的文章《AdvancedBatteryMaterials:TheKeytoaSustainableFuture》等。

2.鼓勵學(xué)生進(jìn)行課后自主學(xué)習(xí)和探究，提出一些具有挑戰(zhàn)性和實際意義的項目或問題，引導(dǎo)學(xué)生深入研究。例如：設(shè)計一個調(diào)查問卷，了解身邊的人對新型電池的認(rèn)識和需求；搜集不同類型電池的使用壽命數(shù)據(jù)，分析其影響因素；研究新型電池在可再生能源存儲領(lǐng)域的應(yīng)用案例等。

3.引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注新型電池在能源、環(huán)保、科技等領(lǐng)域的最新動態(tài)，培養(yǎng)學(xué)生的信息收集和分析能力。例如：關(guān)注相關(guān)領(lǐng)域的新聞報道、學(xué)術(shù)會議、行業(yè)報告等，了解新型電池的最新研究成果和技術(shù)突破。

4.組織學(xué)生進(jìn)行實地考察，參觀電池生產(chǎn)廠家或相關(guān)科研機(jī)構(gòu)，了解新型電池的生產(chǎn)工藝、測試方法和使用情況，增強(qiáng)學(xué)生的實踐能力和創(chuàng)新意識。例如：組織學(xué)生參觀某知名電池生產(chǎn)廠家的生產(chǎn)線，了解電池的制造過程和質(zhì)量控制措施；安排學(xué)生參觀某科研機(jī)構(gòu)的新型電池實驗室，了解科研人員的工作環(huán)境和研究方向等。

5.鼓勵學(xué)生參與相關(guān)科技創(chuàng)新競賽或項目，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新熱情和團(tuán)隊合作精神。例如：鼓勵學(xué)生報名參加全國青少年科技創(chuàng)新大賽、大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目等，提交以新型電池為主題的項目方案；組織學(xué)生參加學(xué)校或社區(qū)舉辦的技術(shù)創(chuàng)新競賽，展示學(xué)生的創(chuàng)新成果和實踐能力。課堂小結(jié)，當(dāng)堂檢測1.課堂小結(jié)

本節(jié)課我們學(xué)習(xí)了新型電池的原理及其應(yīng)用。新型電池作為一種重要的能源存儲裝置，其分類、工作原理和特點是我們需要掌握的關(guān)鍵知識點。我們了解到，鋰離子電池、燃料電池、超級電容器等新型電池在能量密度、循環(huán)壽命、環(huán)境友好性等方面具有顯著優(yōu)勢，并在移動通訊、新能源汽車、可再生能源存儲等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。同時，我們也要認(rèn)識到新型電池在研究和發(fā)展過程中面臨的挑戰(zhàn)，如安全性、成本、資源回收等問題。

2.當(dāng)堂檢測

為了檢驗學(xué)生對課堂所學(xué)內(nèi)容的理解和掌握，我們將進(jìn)行當(dāng)堂檢測。檢測內(nèi)容主要包括新型電池的分類、工作原理、特點及應(yīng)用等方面。具體包括以下幾個題目：

題目1：請簡述新型電池與傳統(tǒng)電池的主要區(qū)別。

題目2：請說明鋰離子電池工作原理的基本步驟。

題目3：請列舉兩種新型電池的應(yīng)用領(lǐng)域，并簡要說明其優(yōu)勢。

題目4：請分析新型電池在研究和應(yīng)用過程中面臨的挑戰(zhàn)，并提出相應(yīng)的解決策略。課后作業(yè)1.根據(jù)課堂所學(xué)，請簡述鋰離子電池的工作原理，并說明其與傳統(tǒng)電池相比的優(yōu)勢。

2.請列舉三種新型電池，并簡要介紹其工作原理及特點。

3.請分析燃料電池在新能源汽車領(lǐng)域的應(yīng)用前景，并說明其面臨的挑戰(zhàn)。

4.請設(shè)計一個實驗方案，驗證超級電容器的充放電過程。

5.請結(jié)合新型電池在可再生能源存儲領(lǐng)域的應(yīng)用，討論其對我國能源結(jié)構(gòu)調(diào)整的意義。

示例題型及答案：

題型1：請簡述鋰離子電池的工作原理，并說明其與傳統(tǒng)電池相比的優(yōu)勢。

答案：鋰離子電池的工作原理是利用鋰離子在正負(fù)極之間移動來存儲和釋放能量。與傳統(tǒng)電池相比，鋰離子電池具有更高的能量密度、更長的循環(huán)壽命和更好的環(huán)境友好性。

題型2：請列舉三種新型電池，并簡要介紹其工作原理及特點。

答案：三種新型電池包括鋰離子電池、燃料電池和超級電容器。鋰離子電池的工作原理是利用鋰離子在正負(fù)極之間移動來存儲和釋放能量，具有高能量密度、長循環(huán)壽命等優(yōu)勢。燃料電池是通過化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生電流，具有高效率、零排放等特點。超級電容器通過電極和電解質(zhì)之間的電化學(xué)反應(yīng)存儲能量，具有快速充放電、長壽命等優(yōu)勢。

題型3：請分析燃料電池在新能源汽車領(lǐng)域的應(yīng)用前景，并說明其面臨的挑戰(zhàn)。

答案：燃料電池在新能源汽車領(lǐng)域的應(yīng)用前景廣闊，具有零排放、高效率等優(yōu)勢。然而，燃料電池面臨的主要挑戰(zhàn)包括成本較高、氫燃料的生產(chǎn)和儲存問題等。

題型4：請設(shè)計一個實驗方案，驗證超級電容器的充放電過程。

答案：實驗方案如下：

1.準(zhǔn)備一個超級電容器和充電器。

2.將超級電容器連接到充電器上，進(jìn)行充電。

3.記錄充電過程中的電壓、電流等數(shù)據(jù)。

4.充電完成后，將超級電容器連接到放電設(shè)備上，進(jìn)行放電。

5.記錄放電