归纳与整理教学活动设计方案

《燃料电池》教学设计

河北定州中学

刘伟红

一、教材分析

本节课是选自人教版高中化学选修

4 第四章《电化学基础》的第二节《化学电源》。燃料电池属于化学电池范畴,融合了氧化还原反应、化学能与电能相互转换、原电池原理应用,彼此结合渗透。该部分知识既是高中化学教学的重要内容也是高考重点考查的主干知识点之一。从内容结构来看，学生在学习必修

2 中对化学电池的原理和应用已有了初步的了解；在选修4学习本章内容之前，已经学习了化学能转化为热能的相关知识，对化学能的转化有一定的知识基础；本节课与《原电池》的内容紧密联系，学生掌握了一次电池、二次电池的构成、工作原理和性能，为本节课学习燃料电池反应方面的进一步拓宽和加深做好了铺垫。内容编排上，起到了承上启下的作用，符合学生认知规律，是连接知识的桥梁。

二、学情分析

化学必修2对氢氧燃料电池的构造及用途进行了介绍，学生已了解了燃料电池的初步知识，选修4中已经学过原电池的基本内容，知道原电池的定义、形成条件、工作原理等，学生对化学电源中的一次电池、二次电池已经积累了一定的感性认识。

能通过对实验现象的观察，有关数据的分析得出相关结论，具有一定的观察能力，实验能力和思维能力。但是对于陌生原电池的反应原理，特别是电极反应的产物判断以及电极反应式的书写会存在困难。

三、设计思路

必修2和选修4中对燃料电池仅限于文字描述并出示了电池构造、工作原理的示意图，但没有相关的实验设计内容。在实际教学过程中，学生对燃料电池的工作原理普遍存在理解上的困难，对氢气和氧气不通过燃烧且不接触就能相互反应充满了困惑，甚至对“它究竟能不能向外界提供电”产生了怀疑，因此，我在此部分增补有关氢氧燃料电池的实验，并进行了改进，采用的装置操作简便，实验耗时短，适合学生分组实验。不仅能让学生获得对燃料电池构造和原理的感性认识，而且能让学生消除枯燥感，提高知识的趣味性，激发学习兴趣。

充分调动学生的积极性和主动性，以学生为主体，让学生自主地参与知识的获得过程，并给学生充分的表达自己想法的机会。通过创设问题情境，将设计燃料电池与知识回顾、新知识引入融为一体，将实验探究与思考交流交替进行，充分利用学生的好奇心和求知欲，设计问题情境，使学生在自主实验、积极思考和相互讨论中自己发现问题、分析问题和解决问题。本节课采取了启发、讨论、实验探究、模型分析等教学方法，采用多媒体进行教学。

四、教学目标

[知识与技能目标]

- 1 - 1．以氢氧燃料电池为例，知道燃料电池是化学电源的一种；掌握燃料电池的工作原理，会熟练应用原电池四要素模型分析和书写电极反应式；

2．学习实验研究的方法，能设计并完成一些基本的化学实验。

[过程与方法目标] 1．通过让学生利用原电池知识来分析燃料电池的反应原理的过程，培养学生对知识的迁移应用能力。通过对燃料电池电极反应和总反应的练习，掌握书写陌生(新型)化学电池电极反应和总反应的方法；

2．学会运用观察、实验等多种手段获取信息，并运用比较、迁移等方法对信息进行加工；学习科学探究的基本方法，提高科学素养及科学探究能力。

[情感态度与价值观目标] 1.通过化学能与电能相互转化关系的学习，从能量的角度比较深刻地了解化学科学对人类的贡献，体会能量守恒的意义。

2.在探究燃料电池的基础上，学会利用能源与创造新能源的思路和方法，进行爱国主义教育，提高环保意识和节能意识，培养学生的社会责任感。

3.

关注与化学有关的社会热点问题和科学前沿问题，逐步形成可持续发展的思想。

教学重点

燃料电池的反应原理、性能及应用

教学难点

燃料电池的反应原理

教学方法

诱思——探究——实验，分析一推理——归纳

五、教学设计

教学环节

教师活动预设

学生活动预设

设计意图

[播放]氢燃料电池车视频

学生认真观看

体会化学学科源[提问]视频中，你提取了氢燃料 于生活，而又用引入新课

电池的哪些特点? 还有什么想进学生交流感受

于生活的学科价一步了解的问题吗？

值。

[过渡]今天我们就在必修2的基

础上进一步探究燃料电池的构

构

造、原理及应用。

成

[板书]燃料电池

[板书]一、构成

[投影]氢燃料电池能够供电，发

生了什么化学反应？依据什么原学生思考、回答

理设计的？

[说明]自发的氧化还原反应（放

热反应）是形成原电池的反应原

理

巩固原电池的构[投影]铜锌原电池装置

复习、回顾

成要素

[提问]怎样将此反应设计成原电学生设计实验装置

培养学生迁移应池反应呢? 用能力 H2和O2没有接触也没有点燃的条件能反应吗？

[板书]二、工作原理

[说明]完成实验探究

学生实验探究

培养学生动手操

[投影]实验装置及注意事项：

作能力、观察、

[交流]你观察到了什么现象? 现象交流

记录

[说明]原电池不仅可以加快反应

实验现象的能工

作

速率还可以使反应更容易进行。

力。

原

理

[提问]你能用原电池四要素模型学生思考、表述

培养学生利用

分析电流的产生过程吗?

信息、分析问题

的能力及语言表

述能力

[说明]1、燃料电池是利用氧化还

原反应将化学能直接转化为电能理解、掌握

的装置。

2、形成了开放体系，能连续不断

的提供电能。

[提问]如何书写电极反应式？

书写

[投影]不同介质的氢氧燃料电池

练习，书写电极反应式

强化对原电池原

- 2 -

理的认识，有效

掌握解题技巧

[总结]电极反应式的书写

[拓展]根据反应设计铝-空气燃设计简单实验装置、验拓展燃料电池，料电池

证

培养创新意识

[总结]燃料电池

从装置四要素、原理四

要素方面总结

总结本节课知识

[投影] 观看，了解

开拓学生的视氢燃料电池车Mirai 野，激发学习兴应

用

国内首台氢燃料电池发动机

趣和热情，培养我国首台考斯特氢燃料电池客车

创新意识，树立社会责任感

六、板书设计

燃料电池

一、构成

二、工作原理 三、应用

七、课后反思

对于选修课本的学习，应该注重引导和关注学生对知识的反思，帮助同学们从原有知识模型的基础上反思新知识，给学生时间思考、讨论才更有利于教师抓住关键点，找到突破点，从而让教和学处于最优状态。化学课不仅要利用多媒体，更要充分利用实验，让事实说话，让学生切身感受到化学实验的魅力,激发学生的创造欲望,促使学生更加深刻地理解化学,提高化学学习兴趣,变学习热情为学好化学的动力，有利于课堂效率的提高。