分会

第十七分会：基础化学教育

摘要

一、项目主题分析 学生已初步了解原电池工作原理，在生活中也已使用过一次和二次电池，但对燃料电池比较陌生。为帮助学生了解燃料电池工作原理，克服教材中自制氢氧燃料电池实验器材不易获取、学生分组实验和家庭实验难以进行等弊端，本节课围绕“自制氢氧燃料电池”这一项目为内容载体，通过控制变量法对氢氧燃料电池的电极和电解质溶液进行改进，用光伏板发电代替干电池电源进行实验拓展。 二、项目教学目标 运用微粒观、氧化还原观分析原电池，画出电解水和氢氧燃料电池模型并进行实验探究，从变化观念与平衡思想、宏微结合的角度分析电池原理，结合控制变量法借助数字化电压传感器改进电池性能。 三、项目任务 【任务1】设计氢氧燃料电池并画出装置图。2H2+O2=2H2O是一个自发的氧化还原反应，根据此反应找出电池正负极以及电解质溶液。 【任务2】自制简易氢氧燃料电池。寻找生活中的常见物品，替代教材中难获得的实验材料。 【任务3】改进自制氢氧燃料电池性能。为提高燃料电池电压，改进电极和电解质溶液。 【任务4】氢氧燃料电池拓展。课后利用玩具车的光伏电池板等进行电解，体会能量相互转化和航天高科技的应用。 四、成果展示 Fig. 1 Experimental setup and optimization of battery performance 燃料电池性能改进实验报告 改进措施 电压（V） 实验结论 电极 未改进 2.58 泡沫镍能催化电极，能提高燃料电池的电压。 H2一极用泡沫镍包裹 2.76 电解质溶液（H2一极用泡沫镍包裹） Na2SO4 2.76 电解质溶液为Na2SO4时电压最大。 H2SO4 2.06 NaOH 1.67 Fig. 2 Experimental Report on Fuel Cell Performance Improvement 五、教学反思 在实验装置创新方面，用干电池代替直流电源，用铅笔芯代替石墨棒，用塑料瓶代替U型管，实验微型化，生活化；用塑料吸管套在铅笔芯上收集两极气体并观察，实验现象可视化，采用数字化电压传感器实时检测电压，宏微结合收集数据；课后拓展实验，培养学生科学态度与社会责任。

关键词

高中化学；项目式教学；实验改进；自制燃料电池；拓展

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