专题2 新型电池原理分析2023-2024学年新教材高中化学必修第二册同步教学设计（人教版2019）

专题2新型电池原理分析2023-2024学年新教材高中化学必修第二册同步教学设计（人教版2019）科目授课时间节次--年—月—日（星期——）第—节指导教师授课班级、授课课时授课题目（包括教材及章节名称）专题2新型电池原理分析2023-2024学年新教材高中化学必修第二册同步教学设计（人教版2019）教学内容本节课的教学内容来自于2023-2024学年新教材高中化学必修第二册，第二章“化学反应与能量”，专题2“新型电池原理分析”。该章节主要介绍了新型电池的原理及其应用，旨在让学生了解和掌握新型电池的基本概念、工作原理和特点，培养学生的科学素养和创新意识。

具体内容包括：

1.新型电池的分类及特点

2.锂离子电池的工作原理

3.燃料电池的原理与应用

4.超级电容器的基本原理及其应用

5.新型电池在能源领域的应用前景核心素养目标分析本节课的核心素养目标主要围绕科学探究、科学思维、科学态度与价值观三个方面展开。

1.科学探究：通过学习新型电池的原理及其应用，培养学生提出问题、猜想与假设、设计实验、收集证据、分析与论证、评估与合作等科学探究能力。使学生能够在探究过程中，掌握科学研究的方法，提高解决问题的能力。

2.科学思维：培养学生运用逻辑推理、归纳总结、分类比较等科学思维方法，分析新型电池的原理、工作过程及特点。使学生能够形成科学的思维方式，提高分析问题和判断问题的能力。

3.科学态度与价值观：通过学习新型电池在能源领域的应用前景，使学生认识到科技创新对国家和社会的发展的重要性，培养学生的社会责任感和使命感。同时，培养学生热爱科学、乐于探究、勇于创新的精神风貌，提高学生的科学素养。学习者分析1.学生已经掌握了哪些相关知识：学生在初中阶段已经学习了原电池和电解池的基本原理，对电池的基本概念有一定的了解。同时，学生也学习了简单的化学反应与能量变化，这为本节课的学习奠定了基础。

2.学生的学习兴趣、能力和学习风格：高中生对新型电池这一现代科技产物普遍感兴趣，尤其是那些与日常生活密切相关的技术。学生在学习能力上，具备一定的自主学习、合作学习和探究学习的能力。在学习风格上，学生偏向于通过实验和实际应用来理解理论知识。

3.学生可能遇到的困难和挑战：学生在理解新型电池的工作原理和特点方面可能存在困难，特别是对于锂离子电池、燃料电池和超级电容器等较先进的技术。此外，学生可能对电池应用领域的前景和挑战理解不够深入，需要通过实例和讨论来加深认识。教学资源1.软硬件资源：多媒体投影仪、计算机、实验仪器（如电池模型、实验用电池等）、实验室、教学课件。

2.课程平台：学校提供的教学平台，用于上传教学资料、布置作业和开展互动讨论。

3.信息化资源：互联网上的相关科普文章、视频资料、研究报告等，用于拓展学生的知识视野。

4.教学手段：讲授法、实验法、讨论法、案例分析法、小组合作学习等，以多样化的教学手段激发学生的学习兴趣和参与度。教学实施过程1.课前自主探索

教师活动：

-发布预习任务：通过在线平台或班级微信群，发布预习资料（如PPT、视频、文档等），明确预习目标和要求。

-设计预习问题：围绕“新型电池原理分析”课题，设计一系列具有启发性和探究性的问题，引导学生自主思考。

-监控预习进度：利用平台功能或学生反馈，监控学生的预习进度，确保预习效果。

学生活动：

-自主阅读预习资料：按照预习要求，自主阅读预习资料，理解新型电池的基本概念和工作原理。

-思考预习问题：针对预习问题，进行独立思考，记录自己的理解和疑问。

-提交预习成果：将预习成果（如笔记、思维导图、问题等）提交至平台或老师处。

教学方法/手段/资源：

-自主学习法：引导学生自主思考，培养自主学习能力。

-信息技术手段：利用在线平台、微信群等，实现预习资源的共享和监控。

作用与目的：

-帮助学生提前了解“新型电池原理分析”课题，为课堂学习做好准备。

-培养学生的自主学习能力和独立思考能力。

2.课中强化技能

教师活动：

-导入新课：通过故事、案例或视频等方式，引出新型电池在现代社会的重要性，激发学生的学习兴趣。

-讲解知识点：详细讲解新型电池的分类、工作原理和特点，结合实例帮助学生理解。

-组织课堂活动：设计小组讨论、实验等活动，让学生在实践中掌握新型电池的工作原理。

-解答疑问：针对学生在学习中产生的疑问，进行及时解答和指导。

学生活动：

-听讲并思考：认真听讲，积极思考老师提出的问题。

-参与课堂活动：积极参与小组讨论、实验等活动，体验新型电池知识的应用。

-提问与讨论：针对不懂的问题或新的想法，勇敢提问并参与讨论。

教学方法/手段/资源：

-讲授法：通过详细讲解，帮助学生理解新型电池的知识点。

-实践活动法：设计实践活动，让学生在实践中掌握新型电池的工作原理。

-合作学习法：通过小组讨论等活动，培养学生的团队合作意识和沟通能力。

作用与目的：

-帮助学生深入理解新型电池的知识点，掌握其工作原理。

-通过实践活动，培养学生的动手能力和解决问题的能力。

-通过合作学习，培养学生的团队合作意识和沟通能力。

3.课后拓展应用

教师活动：

-布置作业：根据本节课的学习内容，布置适量的课后作业，巩固学习效果。

-提供拓展资源：提供与新型电池相关的拓展资源（如科研论文、科普文章等），供学生进一步学习。

-反馈作业情况：及时批改作业，给予学生反馈和指导。

学生活动：

-完成作业：认真完成老师布置的课后作业，巩固学习效果。

-拓展学习：利用老师提供的拓展资源，进行进一步的学习和思考。

-反思总结：对自己的学习过程和成果进行反思和总结，提出改进建议。

教学方法/手段/资源：

-自主学习法：引导学生自主完成作业和拓展学习。

-反思总结法：引导学生对自己的学习过程和成果进行反思和总结。

作用与目的：

-巩固学生在课堂上学到的的新型电池知识点和技能。

-通过拓展学习，拓宽学生的知识视野和思维方式。

-通过反思总结，帮助学生发现自己的不足并提出改进建议，促进自我提升。拓展与延伸1.提供了与本节课内容相关的拓展阅读材料，包括科研论文、科普文章、行业报告等，让学生进一步了解新型电池的研究现状、应用前景和挑战。例如：《Nature》上的文章《TheFutureofBatteries》、《Science》上的文章《AdvancedBatteryMaterials:TheKeytoaSustainableFuture》等。

2.鼓励学生进行课后自主学习和探究，提出一些具有挑战性和实际意义的项目或问题，引导学生深入研究。例如：设计一个调查问卷，了解身边的人对新型电池的认识和需求；搜集不同类型电池的使用寿命数据，分析其影响因素；研究新型电池在可再生能源存储领域的应用案例等。

3.引导学生关注新型电池在能源、环保、科技等领域的最新动态，培养学生的信息收集和分析能力。例如：关注相关领域的新闻报道、学术会议、行业报告等，了解新型电池的最新研究成果和技术突破。

4.组织学生进行实地考察，参观电池生产厂家或相关科研机构，了解新型电池的生产工艺、测试方法和使用情况，增强学生的实践能力和创新意识。例如：组织学生参观某知名电池生产厂家的生产线，了解电池的制造过程和质量控制措施；安排学生参观某科研机构的新型电池实验室，了解科研人员的工作环境和研究方向等。

5.鼓励学生参与相关科技创新竞赛或项目，激发学生的创新热情和团队合作精神。例如：鼓励学生报名参加全国青少年科技创新大赛、大学生创新创业项目等，提交以新型电池为主题的项目方案；组织学生参加学校或社区举办的技术创新竞赛，展示学生的创新成果和实践能力。课堂小结，当堂检测1.课堂小结

本节课我们学习了新型电池的原理及其应用。新型电池作为一种重要的能源存储装置，其分类、工作原理和特点是我们需要掌握的关键知识点。我们了解到，锂离子电池、燃料电池、超级电容器等新型电池在能量密度、循环寿命、环境友好性等方面具有显著优势，并在移动通讯、新能源汽车、可再生能源存储等领域有着广泛的应用。同时，我们也要认识到新型电池在研究和发展过程中面临的挑战，如安全性、成本、资源回收等问题。

2.当堂检测

为了检验学生对课堂所学内容的理解和掌握，我们将进行当堂检测。检测内容主要包括新型电池的分类、工作原理、特点及应用等方面。具体包括以下几个题目：

题目1：请简述新型电池与传统电池的主要区别。

题目2：请说明锂离子电池工作原理的基本步骤。

题目3：请列举两种新型电池的应用领域，并简要说明其优势。

题目4：请分析新型电池在研究和应用过程中面临的挑战，并提出相应的解决策略。课后作业1.根据课堂所学，请简述锂离子电池的工作原理，并说明其与传统电池相比的优势。

2.请列举三种新型电池，并简要介绍其工作原理及特点。

3.请分析燃料电池在新能源汽车领域的应用前景，并说明其面临的挑战。

4.请设计一个实验方案，验证超级电容器的充放电过程。

5.请结合新型电池在可再生能源存储领域的应用，讨论其对我国能源结构调整的意义。

示例题型及答案：

题型1：请简述锂离子电池的工作原理，并说明其与传统电池相比的优势。

答案：锂离子电池的工作原理是利用锂离子在正负极之间移动来存储和释放能量。与传统电池相比，锂离子电池具有更高的能量密度、更长的循环寿命和更好的环境友好性。

题型2：请列举三种新型电池，并简要介绍其工作原理及特点。

答案：三种新型电池包括锂离子电池、燃料电池和超级电容器。锂离子电池的工作原理是利用锂离子在正负极之间移动来存储和释放能量，具有高能量密度、长循环寿命等优势。燃料电池是通过化学反应产生电流，具有高效率、零排放等特点。超级电容器通过电极和电解质之间的电化学反应存储能量，具有快速充放电、长寿命等优势。

题型3：请分析燃料电池在新能源汽车领域的应用前景，并说明其面临的挑战。

答案：燃料电池在新能源汽车领域的应用前景广阔，具有零排放、高效率等优势。然而，燃料电池面临的主要挑战包括成本较高、氢燃料的生产和储存问题等。

题型4：请设计一个实验方案，验证超级电容器的充放电过程。

答案：实验方案如下：

1.准备一个超级电容器和充电器。

2.将超级电容器连接到充电器上，进行充电。

3.记录充电过程中的电压、电流等数据。

4.充电完成后，将超级电容器连接到放电设备上，进行放电。

5.记录放电