項(xiàng)目二任務(wù)1 超級電容原理與應(yīng)用

教案課題章節(jié)任務(wù)1超級電容原理與應(yīng)用課型專業(yè)課課時(shí)2教具學(xué)具電教設(shè)施多媒體教室、資源庫、教學(xué)目標(biāo)知識教學(xué)點(diǎn)能夠描述電容的作用；知道電容與超級電容的不同點(diǎn)；能理解超級電容的基本結(jié)構(gòu)與工作原理。能力培養(yǎng)點(diǎn)能夠正確使用超級電容充放電原理實(shí)訓(xùn)板；能夠通過超級電容充放電原理實(shí)訓(xùn)板實(shí)操掌握其原理。德育滲透點(diǎn)萬事開頭難，做人事事情，從開頭就要做好教學(xué)重點(diǎn)難點(diǎn)重點(diǎn)超級電容的基本結(jié)構(gòu)與工作原理難點(diǎn)超級電容的基本結(jié)構(gòu)與工作原理學(xué)法引導(dǎo)講授法、討論法；通過系統(tǒng)介紹引發(fā)學(xué)生興趣，給出資料學(xué)生獲取信息，然后應(yīng)用所獲信息解決問題教學(xué)內(nèi)容更新、補(bǔ)充、刪節(jié)增加近年來的新知識及新的發(fā)展動態(tài)，刪除過時(shí)信息參考資料課后體會教與學(xué)互動設(shè)計(jì)教師活動內(nèi)容學(xué)生活動內(nèi)容時(shí)間課程介紹:課堂：20%作業(yè)（課堂筆記）：20%考試：60%學(xué)習(xí)目標(biāo)：1.能夠描述電容的作用；2.知道電容與超級電容的不同點(diǎn)；3.能理解超級電容的基本結(jié)構(gòu)與工作原理。4.能夠正確使用超級電容充放電原理實(shí)訓(xùn)板；5.能夠通過超級電容充放電原理實(shí)訓(xùn)板實(shí)操掌握其原理。學(xué)習(xí)任務(wù)描述：近幾年來超級電容是發(fā)展比較迅速的一種新型儲能裝置，廣泛應(yīng)用在新能源汽車制動能量回收系統(tǒng)中。新能源汽車在制動或減速的過程中，通過電機(jī)將汽車動能轉(zhuǎn)換成電能，并儲存在超級電容內(nèi)。汽車重新起步或加速時(shí)，超級電容和動力電池同時(shí)對電機(jī)供電。本實(shí)訓(xùn)通過搭建電路，認(rèn)識超級電容特性充放電過程，學(xué)習(xí)超級電容的原理以及其特性，并通過規(guī)范的操作，養(yǎng)成良好的職業(yè)素養(yǎng)。知識講授：知識鏈接1：電容的認(rèn)知電容，電容器的俗稱，是電子電力領(lǐng)域中不可缺少的電子元件，主要用于電源濾波、信號濾波、信號耦合、諧振、隔直流等電路中。最常見的結(jié)構(gòu)就是兩塊平行金屬板，兩塊金屬板（一般被稱之為極板）之間不導(dǎo)通，極板之間的絕緣材料可以是空氣、油等絕緣物。同時(shí)，電容也是表征電容器儲存電荷能力的物理量，一般記為C，國際單位是法拉（F）知識鏈接2：電容的充放電過程充電過程：電容與直流電源相接，電路中有電流流動，兩塊極板分別獲得數(shù)量相等、正負(fù)相反的電荷量。電容正在充電過程中，其兩端的電壓Uc逐漸增大。一旦電容兩端電壓Uc與電源電壓U相等，充電完成，此時(shí)電路中的電流停止流動，電路可視為為開路。放電過程：電容與電源斷開，并連接到電阻，電容通過電阻Rd進(jìn)行放電，兩塊板之間的電壓將會逐漸下降為零，Uc=0。知識鏈接3:超級電容的結(jié)構(gòu)原理超級電容器是指介于傳統(tǒng)電容器和充電電池之間的一種新型儲能裝置，通過極化電解質(zhì)來儲能，允許大電流快速充放電。超級電容器由高比表面積的多孔電極材料、集流體、多孔性電池隔膜及電解液組成。當(dāng)超級電容器接通電源后，在電場力的作用下，吸引電解液中的陰離子向正極聚集，同時(shí)正極電解液中的陽離子向負(fù)極聚集，各自在正負(fù)極板上形成間隔非常小的離子層。放電時(shí)，正負(fù)離子離開固體電極的表面，返回電解液本體。知識鏈接4：超級電容與一般電容的區(qū)別電容器是一種儲存電荷的“容器”，需要在外加電壓的作用下才能儲存電荷。不同的電容器在相同大小的電壓作用下，儲存的電荷量也可能不相同。超級電容器的電容大，儲存電荷量的能力大，都以法拉（F）為單位。其次，超級電容器的充電速度快，充電10秒～10分鐘可達(dá)到其額定容量的95%以上。循環(huán)使用壽命長，深度充放電循環(huán)使用次數(shù)可達(dá)數(shù)萬次，沒有“記憶效應(yīng)”。大電流放電能力超強(qiáng)，能量轉(zhuǎn)換效率高，過程損失小，大電流能量循環(huán)效率≥90%。知識鏈接5：超級電容在新能源汽車上的應(yīng)用超級電容充電快、耐充電、能量轉(zhuǎn)換效率高，同時(shí)存在高自放電的特性，完全可以作為新能源汽車的儲能裝置。其中最為豐碩的領(lǐng)域當(dāng)屬新能源客車，宇通、金龍、金旅、海格、中車等知名企業(yè)紛紛將超級電容成功應(yīng)用于新能源客車。在新能源客車領(lǐng)域，超級電容器最為廣泛的應(yīng)用是城市混合動力客車制動能量回收系統(tǒng)。由超級電容器模塊組成的制動能量回收系統(tǒng)能夠吸收并存儲車輛在制動時(shí)產(chǎn)生的全部動能，當(dāng)客車啟動或加速時(shí)將這些能量釋放出來，從而使車輛節(jié)省油耗，減少排放。技能訓(xùn)練：一、技能訓(xùn)練項(xiàng)目本次的實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目為超級電容原理與應(yīng)用的實(shí)訓(xùn)二、實(shí)訓(xùn)組織1、6-7人一組2、實(shí)習(xí)、學(xué)習(xí)指導(dǎo)（教師分工）教師負(fù)責(zé)實(shí)訓(xùn)室進(jìn)行操作示范，指導(dǎo)完成相關(guān)學(xué)習(xí)任務(wù)三、使用設(shè)備超級電容充放電原理實(shí)訓(xùn)板、可調(diào)電壓鋰電池模塊、萬用表、連接導(dǎo)線】四、實(shí)施步驟1.實(shí)訓(xùn)積木板的認(rèn)知2、實(shí)訓(xùn)設(shè)備檢查與準(zhǔn)備3、識讀電路圖4、電路搭建及驗(yàn)證（1）探究超級電容充電過程中，在充電電壓不變條件下，超級電容兩端電壓與電流的關(guān)系。（2）探究超級電容放電過程中，超級電容兩端電壓與電流的關(guān)系。（3）根據(jù)所得數(shù)據(jù)，繪制放電過程中超級電容的特性圖。五、安全和紀(jì)律要求1、穿好工作服、講究儀容儀表2、服從安排，遵守紀(jì)律，講究秩序3、不允許擅自亂動設(shè)備知識考察：談?wù)勀銓W姆定律的了解？課堂練習(xí)與講評1、教師根據(jù)授課情況分配練習(xí)任務(wù)2、講評作業(yè)與預(yù)習(xí)1、作業(yè)：教師根據(jù)授課情況自定2、預(yù)習(xí)：搜集超級電容有關(guān)資料了解課程要求，德育要求，了解課程定位明確學(xué)習(xí)目標(biāo)，確定學(xué)習(xí)任務(wù)結(jié)合教材及教師展示的資料理解電容結(jié)合電容充放電過程動畫講