第七单元跨学科实践活动调查家用燃料的变迁与合理使用 教学设计-2025-2026学年九年级化学人教版上册

本文围绕“调查家用燃料的变迁与合理使用”展开，承接化学基础知识，为能源相关知识奠基，呼应化学与生活关联主题。通过调查、讨论、实验等环节，培养学生化学观念、科学思维、科学探究与实践、科学态度与责任等核心素养。 该设计创新点在于结合生活实际，采用调查实践、数字化实验等教法。从学生层面提升综合能力，为教师提供清晰授课路径，有效突破教学难点，强化学生对家用燃料变迁及合理使用的认知。

教学设计 课程基本信息 学科 化学 年级 初三 学期 秋季 课题 调查家用燃料的变迁与合理使用 教科书 书 名：化学九年级上册教材 出版社：人民教育出版社 教学目标 1.科学探究：通过调查家用燃料的变迁，培养学生提出问题、设计方案、实施调查、分析数 据等科学探究能力。 2.知识整合：使学生能够将化学知识与实际生活相结合，了解不同燃料的特性和环境影响， 提高跨学科知识整合能力。 3.模型思维：通过分析燃料变迁的根本原因，培养学生建立模型系统认知社会议题。 4.科学态度：培养学生对待燃料使用问题的客观、严谨态度，敢于质疑，勇于探究，形成正 确的科学价值观，树立可持续发展意识。通过调查实践活动，使学生认识到能源变迁对社会 发展的重要性，激发学生的社会责任感。 教学重难点 教学重点： 1.家用燃料的变迁历程及其对环境的影响。 2.合理使用家用燃料的方法及节能减排的措施。 教学难点： 1.理解不同燃料的化学成分、燃烧产物及其环境影响。 2.设计并实施有效的调查实践活动，分析调查结果。 3.了解燃料变迁的根本原因，建立燃料发展模型。 教学过程 任务一：调查燃料变迁 课前通过采访、网络资料查阅等方式，对燃料种类、获取方式、运输方式、燃烧装置等 变迁进行调查。 任务二：忆议燃料变迁 【导入新课】当人类学会钻木取火并保存火源时，就初步具备了自由支配自然资源的能力， 人类通过燃料的燃烧，带来了能量，使人们可在夜间视物，获得熟制食品等。燃料的使用让 人类结束了茹毛饮血的时代，带来了人类文明史上里程碑式的进步。首先，让我们结合燃烧 条件来建立一个简单燃料燃烧模型： 【教师提问】这节课我们将在这基础上，探讨家用燃料的使用经历了怎样的变迁？ 【学生活动】汇报调查结果。 【教师提问】从调查结果中，同学们能否简单描述家用燃料的状态、储存运输、使用感受等 方面发生的变化？ 【学生回答】固体燃料逐渐发展为液体燃料和气体燃料；随着技术进步，家用燃料的储运方 式的安全性、便捷性均不断优化。燃料的点燃方式、燃烧装置及利用方式也在发生变化。 【过渡】家用燃料的这些变化究竟与哪些因素有关呢？下面，让我们一起追忆与探讨家用燃 料变迁之路。 【教师提问】人们最早使用柴薪燃料，请结合资料及调查，说明木柴等柴薪作燃料可能存在 的问题有哪些？ 【学生回答】过度砍柴会破坏土地植被，造成生态环境恶化。到处堆放柴火可能导致火灾等 不安全隐患。大量的木柴燃烧，产生浓烟，容易造成空气污染，从而影响环境。木柴燃烧热 值低，燃烧效率低，造成极大的资源浪费，等等。 【教师小结】从同学们的回答来看，柴薪燃料主要存在的问题是，本身性能存在安全性低， 热值低，焚烧会对环境造成污染等，不利于可持续发展。不可否认，柴薪燃料的使用在燃料 的发展史上曾是一个重要阶段，在人类文明和社会发展中做出重要贡献。但是它的问题，也 决定了人类需要寻找高热值与安全性燃料，柴薪逐渐化石燃料取代。 【过渡】在世界能源革命背景下，中国家庭燃料也慢慢进入了“煤 ”的时代。 【教师提问】同学们，结合图表，你对中国煤炭的发展有何感想？ 【学生回答】中国的煤炭储量居世界第三位，资源丰富，新中国成立后，尤其是改革开放以 来，煤炭产量一路增长。 【教师小结】的确，改革开放以来，国家走煤炭开采技术自主研发和引进国外技术设备两条 路的方针及“大中小煤矿并举 ”的政策，使全国矿井数量迅速增加，煤炭产量激增，到今天 中国已经成为煤炭产量世界第一。所以，煤炭虽储量丰富，但需依托国家政策的支持、科学 技术的发展才能得以发展。 【演示实验】煤炭燃烧的数字化实验。 【教师提问】从燃烧产物分析，家用煤炭的元素组成和烧煤可能造成的污染和环境问题有哪 些？ 【学生回答】 由实验测得，烧煤产生了二氧化碳、一氧化碳、二氧化硫、二氧化氮，还会产 生水。因此，根据元素守恒，煤炭一定含有 C、H、S、N 等元素，可能含有 0 元素，经定量测 定实验可得，氧元素存在。可能导致雾霾、酸雨、空气污染等，还会引发温室效应。 【教师提问】同学们，实验中产生的一氧化碳是如何来的？ 【学生回答】碳的不完全燃烧。 【教师提问】那么有何方法促进燃烧更加充分？煤炭作为家用燃料应如何合理使用？同学们 通过调查，了解到家用煤的加工方式是如何演变的呢？ 【学生回答】 以前人们把煤粉加工成体积略大于乒乓球的球体，称为“煤球 ”，后来把煤粉 加工成圆柱体，并在圆柱内打上一些孔，形象称之为“蜂窝煤 ”。实心煤球，不易燃，燃烧 不充分，产生煤灰，且非常费原料。后来发明蜂窝煤后，煤烟和煤灰都减少了，而且省煤。 【教师提问】你能结合燃料燃烧模型解释家用煤加工方式演变的原因吗？ 【学生回答】增大燃料与空气的接触面，使燃料充分接触氧气，减少煤的不完全燃烧。 【教师提问】要如何避免二氧化硫、二氧化氮等气体产生，降低对环境的影响呢？ 【学生回答】脱去煤中的 S、N 元素。 【教师介绍】脱硫脱氮的确为煤炭的清洁发展策略。具体方式可运用化学方法如热解、气化 等，通过加热或气化过程，使煤炭中的硫和氮元素转化为气体或液体形态，然后通过冷凝和 分离技术去除。 【学生活动】小结煤炭作为家庭燃料的利与弊，在学案中填写。 【教师小结】同学们，在刚才的分析过程中，你对家用燃料变迁的原因一定有了更深层的认 识。燃料的发展与其性能、组成、资源储量、开发难度均相关，燃料的开发受到了国家政策 与科学技术的影响，燃料的组成影响着生成物，从而影响环境。 【过渡】90 年代的中国厨房，改用了罐装液化石油气。液化石油气是石油化工的重要产品， 【资料】一罐液化气钢瓶中实际充气量为 13.5 kg，完全燃烧释放的热量约等于 55 kg 干木 柴完全燃烧所释放的热量。 【教师提问】 由此可见液化石油气的优势是什么呢？ 【学生回答】要获得相同的热量，液化石油气体积更小、质量更轻，储存运输更方便。 【过渡】 “绿水青山就是金山银山 ”，国家对于环境的重视，让天然气走近千家万户。国家 颁布政策，推动天然气利用，大力建设天然气管道，制定西气东输政策等。 【教师提问】从热值数据比较，液化石油气比天然气的热值大，但天然气逐渐取代液化石油 气成为家用燃料，其原因可能有哪些？ 【学生活动】等质量的石油气主要成分丁烷和天然气主要成分甲烷完全燃烧的二氧化碳排放 量。通过方程式计算进行对比，还可以从两种物质的含碳量角度进行比较，丁烷含碳量高于 甲烷，排放的二氧化碳较多。 【资料】 【教师提问】根据两种燃料的密度、爆炸极限数据和成本，你有何思考和结论？ 【学生活动】关注到石油气的密度比天然气大，爆炸极限范围低。意味着一旦发生泄漏，天 然气会迅速向上扩散，减少了聚集引发爆炸的可能性。液化石油气易在地面形成可燃气云， 且更少的石油气聚集就会导致发生火灾或爆炸事故。并且，再结合成本数据，天然气在均更 有优势。 【教师小结】很好，总而言之，天然气逐渐取代液化石油气，是对更低含碳量和碳排放量， 更高安全性、经济性的优化。而天然气经济性高则与近年国家的政策支持、资源丰富性及较 低的开采和运输成本息息相关。 【过渡】天然气和液化石油气作为含碳物质，均有可能出现的一个问题便是不完全燃烧，而 导致微量排放有害气体一氧化碳。同学们是否注意过家中燃气灶在使用时，出现过黄火或红 火，且锅底容易烧黑，这其实是空气进气量不足，气体燃料燃烧不充分的表现。 【教师提问】如何合理使用燃气灶，使得燃烧充分？ 【学生回答】结合燃烧模型，需要充足的氧气。 【教师介绍】可以通过调大风门，以加大进入燃烧室的空气量，直至火焰呈现明亮的蓝色， 表示燃烧充分。 【学生活动】小结液化石油气和天然气作为家庭燃料的利与弊，在学案中填写。 【教师提问】从以上分析中，天然气是最理想家用燃料吗？ 【学生回答】不是，仍存在弊端。 【教师提问】那么家用燃料该何去何从呢？ 【学生回答】在可持续发展战略指导下，实现可再生、零碳。 任务三：畅想燃料变迁 【教师介绍】 “十四五 ”以来，我国坚持“碳达峰 ”、“碳中和 ”这一目标，国家绿色可再 生能源体系构建工程不断推进，我国家用清洁能源市场加速扩容。这是我国家用可再生天然 气的零碳路径探索。生物天然气和合成天然气，均可实现可再生。其中，生物天然气是一种 以养殖业等有机废弃物为原料，通过厌氧发酵和净化提纯产生的可再生天然气。而合成天然 气是由二氧化碳与氢气作为原料，在一定条件下生成甲烷。 【教师提问】为什么说合成天然气具有“零碳 ”特征？ 【学生回答】 甲烷燃烧时排放二氧化碳，但如果从发电站和工厂等回收的二氧化碳作为甲烷 化的原料，则可实现二氧化碳排放和回收相抵消，实现“净零碳 ”。 【教师提问】而在这个过程中作为反应物的氢气，本身就是高能零碳燃料，它是否有作为理 想能源进入中国厨房的可能性呢？ 【课后活动】请借助燃料利用与发展的思维模型，通过查阅资料和调研等方式，针对“氢能 是否能作为理想能源进入中国厨房？ ”这一议题，辩证对氢能的开发、利用和发展提出自己 见解，撰写化学小论文。 【结语】同学们，这节课我们从多角度、跨学科，综合认识了中国家用燃料发展，构建了认 知模型。家用燃料的变迁，见证了科学技术日新月异的变革和人民生活水平的提高，印证着 中国发展的伟大成就。相信通过这一社会性议题的探讨，同学们在今后能够持有理性积极的 科学态度和系统创新的科学思维，应对能源转型的无限可能，共同书写可持续发展的新篇章。 学科网（北京）股份有限公司 $$