專題2 新型電池原理分析2023-2024學年新教材高中化學必修第二冊同步教學設計（人教版2019）

專題2新型電池原理分析2023-2024學年新教材高中化學必修第二冊同步教學設計（人教版2019）科目授課時間節(jié)次--年—月—日（星期——）第—節(jié)指導教師授課班級、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學年新教材高中化學必修第二冊同步教學設計（人教版2019）教學內(nèi)容本節(jié)課的教學內(nèi)容來自于2023-2024學年新教材高中化學必修第二冊，第二章“化學反應與能量”，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用，旨在讓學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)學生的科學素養(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用

4.超級電容器的基本原理及其應用

5.新型電池在能源領域的應用前景核心素養(yǎng)目標分析本節(jié)課的核心素養(yǎng)目標主要圍繞科學探究、科學思維、科學態(tài)度與價值觀三個方面展開。

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

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

3.科學態(tài)度與價值觀：通過學習新型電池在能源領域的應用前景，使學生認識到科技創(chuàng)新對國家和社會的發(fā)展的重要性，培養(yǎng)學生的社會責任感和使命感。同時，培養(yǎng)學生熱愛科學、樂于探究、勇于創(chuàng)新的精神風貌，提高學生的科學素養(yǎng)。學習者分析1.學生已經(jīng)掌握了哪些相關知識：學生在初中階段已經(jīng)學習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，學生也學習了簡單的化學反應與能量變化，這為本節(jié)課的學習奠定了基礎。

2.學生的學習興趣、能力和學習風格：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的技術。學生在學習能力上，具備一定的自主學習、合作學習和探究學習的能力。在學習風格上，學生偏向于通過實驗和實際應用來理解理論知識。

3.學生可能遇到的困難和挑戰(zhàn)：學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的技術。此外，學生可能對電池應用領域的前景和挑戰(zhàn)理解不夠深入，需要通過實例和討論來加深認識。教學資源1.軟硬件資源：多媒體投影儀、計算機、實驗儀器（如電池模型、實驗用電池等）、實驗室、教學課件。

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

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

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

教師活動：

-發(fā)布預習任務：通過在線平臺或班級微信群，發(fā)布預習資料（如PPT、視頻、文檔等），明確預習目標和要求。

-設計預習問題：圍繞“新型電池原理分析”課題，設計一系列具有啟發(fā)性和探究性的問題，引導學生自主思考。

-監(jiān)控預習進度：利用平臺功能或學生反饋，監(jiān)控學生的預習進度，確保預習效果。

學生活動：

-自主閱讀預習資料：按照預習要求，自主閱讀預習資料，理解新型電池的基本概念和工作原理。

-思考預習問題：針對預習問題，進行獨立思考，記錄自己的理解和疑問。

-提交預習成果：將預習成果（如筆記、思維導圖、問題等）提交至平臺或老師處。

教學方法/手段/資源：

-自主學習法：引導學生自主思考，培養(yǎng)自主學習能力。

-信息技術手段：利用在線平臺、微信群等，實現(xiàn)預習資源的共享和監(jiān)控。

作用與目的：

-幫助學生提前了解“新型電池原理分析”課題，為課堂學習做好準備。

-培養(yǎng)學生的自主學習能力和獨立思考能力。

2.課中強化技能

教師活動：

-導入新課：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)學生的學習興趣。

-講解知識點：詳細講解新型電池的分類、工作原理和特點，結合實例幫助學生理解。

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

-解答疑問：針對學生在學習中產(chǎn)生的疑問，進行及時解答和指導。

學生活動：

-聽講并思考：認真聽講，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。

教學方法/手段/資源：

-講授法：通過詳細講解，幫助學生理解新型電池的知識點。

-實踐活動法：設計實踐活動，讓學生在實踐中掌握新型電池的工作原理。

-合作學習法：通過小組討論等活動，培養(yǎng)學生的團隊合作意識和溝通能力。

作用與目的：

-幫助學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)學生的動手能力和解決問題的能力。

-通過合作學習，培養(yǎng)學生的團隊合作意識和溝通能力。

3.課后拓展應用

教師活動：

-布置作業(yè)：根據(jù)本節(jié)課的學習內(nèi)容，布置適量的課后作業(yè)，鞏固學習效果。

-提供拓展資源：提供與新型電池相關的拓展資源（如科研論文、科普文章等），供學生進一步學習。

-反饋作業(yè)情況：及時批改作業(yè)，給予學生反饋和指導。

學生活動：

-完成作業(yè)：認真完成老師布置的課后作業(yè)，鞏固學習效果。

-拓展學習：利用老師提供的拓展資源，進行進一步的學習和思考。

-反思總結：對自己的學習過程和成果進行反思和總結，提出改進建議。

教學方法/手段/資源：

-自主學習法：引導學生自主完成作業(yè)和拓展學習。

-反思總結法：引導學生對自己的學習過程和成果進行反思和總結。

作用與目的：

-鞏固學生在課堂上學到的的新型電池知識點和技能。

-通過拓展學習，拓寬學生的知識視野和思維方式。

-通過反思總結，幫助學生發(fā)現(xiàn)自己的不足并提出改進建議，促進自我提升。拓展與延伸1.提供了與本節(jié)課內(nèi)容相關的拓展閱讀材料，包括科研論文、科普文章、行業(yè)報告等，讓學生進一步了解新型電池的研究現(xiàn)狀、應用前景和挑戰(zhàn)。例如：《Nature》上的文章《TheFutureofBatteries》、《Science》上的文章《AdvancedBatteryMaterials:TheKeytoaSustainableFuture》等。

2.鼓勵學生進行課后自主學習和探究，提出一些具有挑戰(zhàn)性和實際意義的項目或問題，引導學生深入研究。例如：設計一個調(diào)查問卷，了解身邊的人對新型電池的認識和需求；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域的應用案例等。

3.引導學生關注新型電池在能源、環(huán)保、科技等領域的最新動態(tài)，培養(yǎng)學生的信息收集和分析能力。例如：關注相關領域的新聞報道、學術會議、行業(yè)報告等，了解新型電池的最新研究成果和技術突破。

4.組織學生進行實地考察，參觀電池生產(chǎn)廠家或相關科研機構，了解新型電池的生產(chǎn)工藝、測試方法和使用情況，增強學生的實踐能力和創(chuàng)新意識。例如：組織學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量控制措施；安排學生參觀某科研機構的新型電池實驗室，了解科研人員的工作環(huán)境和研究方向等。

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

本節(jié)課我們學習了新型電池的原理及其應用。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域有著廣泛的應用。同時，我們也要認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.當堂檢測

為了檢驗學生對課堂所學內(nèi)容的理解和掌握，我們將進行當堂檢測。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用領域，并簡要說明其優(yōu)勢。

題目4：請分析新型電池在研究和應用過程中面臨的挑戰(zhàn)，并提出相應的解決策略。課后作業(yè)1.根據(jù)課堂所學，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域的應用前景，并說明其面臨的挑戰(zhàn)。

4.請設計一個實驗方案，驗證超級電容器的充放電過程。

5.請結合新型電池在可再生能源存儲領域的應用，討論其對我國能源結構調(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反應產(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之間的電化學反應存儲能量，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域的應用前景，并說明其面臨的挑戰(zhàn)。

答案：燃料電池在新能源汽車領域的應用前景廣闊，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備上，進行放電。

5.記錄放電