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视频标签：汽车燃料的发展
所属栏目：高中化学优质课视频
视频课题：2019年淮北市高中化学优质课评选《汽车燃料的发展》（鲁科版高中化学选修一）
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鲁科版高中化学选修一《汽车燃料的发展》安徽省 - 淮北
汽车燃料的发展教学设计
一、教学背景分析
1、教学内容分析
汽车的普及是人民生活水平提高的标志之一，但同时也带来了不可避免的环境问题。为了有效地杜绝有害气体的产生，汽车燃料必须清洁化。汽车最理想的清洁燃料是氢气。
目前，世界各国都在研制以氢燃料电池为动力的电动车。与其他汽车动力相比，燃料电池的能量转化效率显著提高。环保、节能是汽车工业发展的方向。
我国以氢气为燃料的电动汽车也已研制成功，现在正处于试运行阶段。广泛生产之前，需要解决好大量廉价制氢和储氢问题。
基于此，本课题从三个方面来介绍汽车燃烧的发展，第一汽车燃料的发展，第二汽车动力的选择，第三氢能的开发利用。 2、学情分析
本课题属于《化学与生活》主题3 合理利用化学能源，设置目的在于使学生利用所学知识探究生活中的能源问题，引导学生认识化学与人类的生存和发展的关系。在之前的学习中，学生已经掌握了化学反应与能量变化，以及电化学的相关内容。本节课并不是对之前学习的简单复习，而是通过丰富多彩且具有实际意义的探究活动，引导学生认识发生在身边的化学现象，密切关注并设法解决生活中的化学问题，进一步提高自身的化学学科核心素养。
二、教学目标分析
1、基础知识
分析三组不同的能量转化形式，选择能量转化效率最佳的汽车燃料使用方式,了解汽车动力的发展方向；
运用电解的知识，探究廉价制氢的问题。 2、学科观念
能量观：利用燃料燃烧过程释放的能量，产生汽车动力； 计量观：通过热值定量描述汽车燃料释放的热能，有效控制影响因素是实现准确比较热值相对大小的前提；
转化观：控制能量转化的形式，可以使化学变化向着能量利用率高的方向进行。 3、科学探究
设计实验探究热值的相对大小，深化学生的控制变量法，培养学生严谨的科学态度； 分析三组不同的能量转化形式，自主探究汽车动力的最佳方案； 探究廉价电解水的方式，解决生产生活中的实际问题。 4、态度与责任
使学生利用所学知识探究汽车燃料的发展与利用，引导学生认识化学与人类的生存和发 展的关系，增加科学态度与社会责任。
三、教法、学法
1、教法：问题教学法，探究教学法； 2、学法：观察法，实验探究法，类比分析法。
四、教学过程
教学环节一 汽车燃料的发展
教师活动
学生活动
设计意图
【展示】
视频：汽车的剧增与尾气排放对环境的污染。
【观看】
感受汽车普及与环境污染的矛盾。
引出课题。
并引起学生的一定的情感体验，使汽车燃料的教学成为学生的主观需求，使学生从一开始就能拥有最佳的学习心境。
【提问】
①汽车用过哪些燃料？ ②选择燃料的标准有哪些？
【分析总结】 汽车燃料的选择标准： 热值、储运、成本、可再生、环保
（课前阅读材料：天然气汽车）
结合课前视野拓展，引导学生总结出汽车燃料的选择标准，为汽车燃料的选择做铺垫。 【提问】
热值是燃料选择的基本要求。如何比较燃料的热值大小呢？
【创设情景】
2020年，传统的汽油将全面停用，我们的汽车要改喝乙醇汽油了。
以乙醇和汽油为例，如何设计实验比较热值的相对大小？ 【提问】
①能否直接测定燃料的热值？
②以前学过哪种实验给我们提供参考？
③通过测定哪种物理量间接测定热值？
④在设计对比实验中，其基本思想是什么？
⑤在本实验中，需要控制哪些变量？ 【介绍】
温度传感器测水温 【思考回答】
实验方法：间接测定法 控制变量法 【设计实验方案】
1. 取质量相同的酒精和汽油作燃料，制成酒精灯和汽油灯。
2. 两灯点燃后分别给两份体积和初温都相同的水加热。 3.利用温度传感器和计算机，记录水温变化，由此比较两种燃料热值的大小。
创设问题情境，以问题为驱动，引导学生寻找实验方法，并设计实验方案。在问题解决的过程中逐步发展科学探究与创新意识。
【提问】
①实验表明，汽油的热值比乙醇高，那么为什么国家要普及乙醇汽油呢？
②我们能否从下列常见的燃
【思考回答】
汽车最理想的清洁燃料是氢气。
【归纳总结】
汽车燃料的发展方向：环保、让学生从多角度多层次辩证地认识问题和分析问题，寻找事物间的联系和变化规律，进一步发展证据推理与模型认知的化学学科思维。
料中找到一种热值既高，又清洁、可再生的燃料呢？
【展示】
汽车燃料发展线：
可再生
教学环节二 汽车燃料的利用方式 【创设情境】
近日，中共中央办公厅、国务院办公厅印发《国家生态文明试验区（海南）实施方案》（下称《方案》），提出将海南建设成为清洁能源优先发展示范区，建设海南生态岛。氢燃料电动汽车得到重点发展。
什么是氢燃料电动车？ 为什么设计成电动车？ 【展示】
三组小车模型：火力蒸汽机小车模型、外燃机小车模型、盐水电池小车模型。
通过实验，大家一起来感受各类小车模型的能量转化形式，找到汽车动力的最佳方案。
【思考回答】
以燃料电池为动力，从电池的正极输入氧气，负极输进氢气，通过电池内发生化学反应将燃料的化学能转化为电能。
【实验探究】 请三组同学，每组两人上前演示，其余同学观看实验。
创设情境，引导学生从能量转化形式的角度解释汽车燃料利用方式。
运用对比实验的探究学习，让学生认识实践是检验真理的唯一标准，并进一步学习和运用科学探究的方法和步骤。
【展示】
汽车燃料利用方式的发展
【归纳总结】
汽车燃料利用的发展方向： 节能、高效
归纳出来的资料都是经过批判性思考的，是一种更高境界的素材，思路清晰、内容精炼。是学生吸收知识的一个良好途径。
教学环节三 氢能的开发利用
【创设情境】 通过以上分析，我们可知，无论从汽车燃料的发展方
向，还是从汽车燃料利用方式的选择，氢燃料电动汽车都是不二之选。我国以氢气为燃料的汽车也已研制成功，现在正处于试运行阶段。在广泛应用之前，还需要解决那些问题？ 【提问】
如何获得大量廉价的氢气？ 【展示】
工业上制备氢气的三种方法。
哪一种最具有发展前景？ 【提问】
电解水在应用于工业生产中遇到了哪些难题？我们如何解决这些难题？ 【展示】
提供仪器，思考如何降低点的成本，并动手实践。 【展示】
风力发电和太阳能发电装置。
关于寻找优良催化剂的最新进展。
【思考回答】 【实验探究】 风力发电
紧密联系实际，探究氢燃料使用最现实的问题。 感受化学的魅力。化学非常伟大，不仅能够给我们解决物质问题，还能够给我们解决能源问题。
【总结】
本节课我们从用什么，怎么用，怎么来三个角度介绍了汽车燃料的发展之路。回顾发展史，1769年第一台蒸汽机车出现，随着人们对美好生活的追求，汽车燃料不断发展，从一次能源到二次能源，从能量利用率低的蒸汽机车到能量利用率更高的电动车。当经济发展进入新常态后出现了一系列困难矛盾和风险挑战，人民开始追求更绿色、更可持续的发展。 【回顾】
感受绿色发展的新理念，倡导绿色、低碳、循环、可持续的生产生活方式。
五、板书设计
汽车燃料的发展和利用
1、汽车燃料的发展
燃料选择标准：热值 储运 成本 环保 2、汽车燃料的利用方式 3、氢能的开发利用
视频来源：优质课网 www.youzhik.com
