11.2化学与可持续发展（第1课时）教学设计--2025-2026学年九年级化学人教版下册

该初中化学教学设计聚焦“化学与可持续发展”，通过“化学消失了会怎样”的假设导入，连接学生已有化学知识与环境问题认知，搭建从具体物质应用到宏观社会价值的学习支架，梳理化学在生存生活中的作用、环境问题及绿色化学理念。 特色在于以辩证思维（科学思维）整合化学贡献与环境问题案例，通过“绿色化学从源头防控”的工厂工艺改进讨论（科学探究与实践），培养学生责任意识（科学态度与责任）。情境导学法与分层作业设计，助力学生形成辩证化学观，为教师提供完整教学流程与生成性问题应对策略。

11.2化学与可持续发展（第1课时）教学设计--2025-2026学年九年级化学人教版下册 教材分析 本课是九年级化学下册第十一单元“化学与社会发展”中第二节“化学与可持续发展”的第1课时。在完成上册及下册前面多个单元关于空气、水、碳及其化合物、金属、溶液、酸、碱、盐等具体化学知识的学习之后，教材设置本单元旨在引导学生从宏观、综合的视角审视化学学科的社会价值与责任担当。本课时聚焦于化学在保证人类生存并提高生活质量中的重要角色，以及化学在应对环境问题、推动可持续发展中的关键作用。教材内容从学生熟悉的衣、食、住、行、用切入，说明化学制品与现代文明的紧密联系，继而通过列举大气污染、水污染、土壤污染、温室效应、臭氧层破坏等人类面临的突出环境问题，引导学生辩证地认识化学物质的两面性，最终落脚于“绿色化学”与可持续发展理念，使学生认识到化学既是问题的成因之一，更是解决问题的核心力量。本节课不仅是学科知识的应用与升华，更是培育学生科学态度与社会责任核心素养的优质载体，为后续第2课时继续深入学习化学与能源、资源的综合利用奠定认知与情感基础。 学情分析 九年级学生经过近两个学年的化学学习，已经掌握了常见物质的性质与变化规律，具备了一定的实验操作技能、观察能力和初步的化学思维方法。同时，通过物理、地理、生物等学科的学习，学生对环境污染、资源短缺、生态失衡等社会热点问题已有不同程度的感性认知，这为本节课将化学知识与社会议题相融合提供了良好的认知基础。然而，学生在前一阶段的学习中，往往更关注化学变化的微观本质与定量关系，对化学学科的社会价值、技术应用及其与可持续发展的深层关联缺乏系统理解。学生中普遍存在的认知误区包括:将化学工业简单地等同于环境污染的元凶，将“化学”与“有害、有毒”画等号，难以辩证地看待化学物质对人类文明的双刃剑效应。此外，学生面对复杂社会议题时，容易产生非此即彼的简单化判断，缺乏从多角度、多层面分析问题的思维习惯。因此，本课教学应注重用真实、具体、贴近生活的事例搭建认知桥梁，通过正反对比帮助学生突破思维定式，引导他们认识到化学在解决环境问题、推动可持续发展中不可替代的积极价值，从而树立辩证的化学观和强烈的社会责任感。 教学目标 1. 通过列举衣、食、住、行、用等生活实例，认识化学在保证人类生存并提高生活质量方面的重要作用，能举例说明化学制品与人类文明的密切关系，形成“化学创造新物质、新材料，推动社会进步”的化学观念。 2. 通过阅读教材文字材料并联系生活见闻，归纳大气污染、水污染、土壤污染、温室效应、臭氧层破坏等人类面临的主要环境问题及其产生原因与危害，初步建立用辩证眼光看待化学物质两面性的科学思维。 3. 通过讨论“如何减少污染物排放”“怎样从源头防止污染”等问题，结合教材对绿色化学的阐述，理解绿色化学的核心内涵与基本原理，初步学会运用绿色化学理念分析评价常见生产工艺的优劣。 4. 在小组合作与全班交流活动中，体验将化学知识用于分析社会实际问题的过程，树立保护环境、节约资源的意识，认同化学是解决环境问题、实现可持续发展的重要依靠力量，增强建设美丽中国、推动生态文明建设的责任感与使命感。 教学重点 1. 化学在保证人类生存并提高生活质量方面的重要作用。 2. 化学在解决人类社会面临的环境问题、推动可持续发展中的关键作用。 教学难点 1. 辩证认识化学物质和化学工业的“双刃剑”效应，克服非此即彼的简单化思维。 2. 在真实情境中领悟绿色化学理念的内涵，并能初步运用该理念分析实际问题。 教法学法 教法： 情境导学法、问题链驱动法、案例剖析法、点拨归纳法。以生活情境为载体，以问题链为主线，以案例分析为支架，引导学生在思辨中建构知识。 学法： 自主阅读法、合作研讨法、比较归纳法。学生在独立阅读、独立思考的基础上开展小组交流与全班辨析，在观点碰撞中修正认知、深化理解。 课堂练习 1. 基础巩固题 题目： 下列做法中，与绿色化学理念相违背的是（ ）。 A. 工厂废气经处理达标后再排放 B. 研发催化剂，使原料中的原子尽可能多地转化为期望产物 C. 将造纸厂污水直接排入河流以节约处理成本 D. 农业生产中推广使用可降解地膜 标准答案： C 详细解析： 绿色化学的核心是从源头上减少或消除污染，其理想是实现原料的原子全部转化为期望产物，即“原子经济性”，并且从源头杜绝污染物的产生。选项A是对已经产生的废气进行无害化处理，属于末端治理，虽有利于环保，但与“从源头防止污染”的绿色化学理念并非完全等同，但在常规题目语境下属于环保行为，不违背基本环保要求。选项B使用催化剂，提高原子利用率，使原料尽可能多地转化为期望产物，减少副产物和废弃物生成，这正是绿色化学追求的目标。选项C将未经处理的造纸污水直接排入河流，既污染水体，又完全没有体现减量、无害化原则，显然与绿色化学理念相违背。选项D使用可降解地膜，减少了难以分解的塑料在土壤中的残留，有利于减少土壤污染，符合绿色化学中“设计安全化学品”的理念。因此，本题选C。 2. 能力提升题 题目： 煤燃烧会产生二氧化硫、氮氧化物等大气污染物，同时也产生大量二氧化碳。某火力发电厂拟进行技术改造。甲方案:在烟囱上加装高效脱硫除尘装置；乙方案:研发并采用燃烧效率更高且能捕集二氧化碳的新型燃烧技术。请你结合绿色化学的理念，分析哪个方案更能体现“从源头减少污染”的思路，并说明理由。 标准答案： 乙方案更能体现“从源头减少污染”的思路。 详细解析： 甲方案是在煤燃烧产生污染物之后，通过末端安装净化装置来脱除二氧化硫和粉尘，这种办法虽然能有效降低污染物排放浓度，但本质上仍然是“先产生、后治理”，并没有从根本上避免污染物的产生，同时净化过程本身还可能消耗额外的能源与试剂，产生新的固体废弃物。乙方案着眼于改进燃烧技术本身，提高燃烧效率意味着单位发电量消耗的燃料减少，从源头上降低了污染物的生成总量；对二氧化碳进行捕集，是在化石能源利用方式上做出系统性改进，直接着眼于减少温室气体的排放，体现了从源头防控的思路。绿色化学理念的核心正是“原子经济性”与“源头防止污染”，要求通过改变反应过程、改进生产工艺使污染物的产生降到最低，而不是等污染物生成后再去处理。因此，乙方案更符合绿色化学的核心理念。学生在分析时若答“两种方案都可以保护环境”且能分别说明两种方案的环保作用，可酌情给分；若仅仅认为“甲方案技术成熟更容易实现”而不比较源头防控的差异，则需引导其关注绿色化学的核心要义。 分层作业 1. 基础性作业（全体学生完成） 题目： 请列举出化学在衣、食、住、行、用五个方面为我们生活提供帮助的三个具体事例。要求:每个方面至少写出一个事例，语言简洁、表述准确。 标准答案（示例）: 衣:利用化学方法合成尼龙、涤纶等纤维，制成耐磨、易打理的合成纤维衣物；染料工业提供各种颜色鲜艳且不易褪色的染料，使衣物美观多样。 食:化肥（如尿素、碳酸氢铵）和农药的化学合成，保障粮食高产稳产；食品添加剂（如防腐剂苯甲酸钠、疏松剂碳酸氢钠）延长食品保质期并改善口感。 住:石灰石高温煅烧制得生石灰，进而生产建筑用的石灰浆、水泥；化学合成材料如PVC管材、防水涂料、隔热保温材料用于现代房屋建造与装修。 行:石油通过化学加工炼制得到汽油、柴油，为汽车、飞机提供动力燃料；合成橡胶用于制造汽车轮胎，轻质高强度的铝合金、碳纤维复合材料用于制造车体与飞机部件，减轻自重、节省能源。 用:塑料（如聚乙烯、聚丙烯）制成各种日用品、家电外壳、食品包装；合成洗涤剂有效去除衣物油污；锂电池为手机、笔记本电脑等便携电子设备提供电能。 详细解析： 本题旨在引导学生将课堂上学到的化学与社会发展的宏观认识落实到具体的生活物品和化学物质上。作答时要注意联系本册及前面所学过的具体物质知识（如石油的分馏、金属材料、有机合成材料、化肥、纯碱等），将生活现象与化学原理相对接。每个事例都应明确“化学制品是什么”“用在何处”“带来了什么便利”，避免空泛指泛地写“化学让生活更美好”一类口号式话语，也不应把非化学类的自然现象当作事例。只要学生写出的物质属于化学制品（天然存在但经化学加工转化的物质亦可，如钢铁、水泥），并说明其在衣食住行用某方面的作用与便利，即可视为正确；若将电风扇能扇风、手机能通话等与化学制品的制造没有明确关联的现象作为事例，则应予以纠正，提醒学生把视角聚焦在“材料”“能源”“化学品”上。 2. 提升性作业（选做） 题目： 某化工厂拟采用新的合成路线生产一种重要的化工原料。传统路线以苯为原料，经多步反应生成目标产物，过程中使用大量硫酸和烧碱，并排放含酸、含碱的废水；新路线以较廉价的烯烃为原料，在高效催化剂作用下经一步反应直接合成目标产物，过程中无废水、废气排放。请你运用所学化学知识，从原料、反应步骤、催化剂使用、废弃物排放等角度，说明新路线为何符合绿色化学的理念。 标准答案（要点）: 从原料角度看，传统路线使用苯作为原料，苯具有一定毒性，且原料利用率不高；新路线使用较廉价的烯烃为原料，原料更加清洁、经济，从源头降低了有毒物质的使用风险。从反应步骤来看，传统路线需要多步反应，步骤繁琐，每一步都会有原料损耗和副产物生成，总的原子利用率较低；新路线经一步反应直接合成目标产物，步骤大大缩短，减少了中间环节的物料损失和能量消耗，使尽可能多的原料原子进入目标产物中，体现了“原子经济性”原则。从催化剂使用角度看，新路线使用了高效催化剂，使反应在较温和条件下也能快速进行，既降低了能耗，又提高了选择性，减少了副反应的发生。从废弃物排放角度看，传统路线排放含酸含碱的废水，会造成水体污染；新路线在生产过程中无废水、废气排放，从根本上杜绝了污染物的产生，实现了清洁生产，符合绿色化学“从源头减少和消除污染”的核心思想。 详细解析： 本题属于开放性论述题，考查学生综合运用绿色化学理念分析实际生产工艺的能力。学生在作答时可能会有以下表现与误区:第一，只笼统地说新路线“环保”“对环境好”，却无法从原料、步骤、催化剂、排放等具体角度展开分析，此时需要引导学生抓住题干的提示性词汇（“较廉价”、“一步”、“高效催化剂”、“无废水废气”）逐条对应绿色化学的眼则展开论述。第二，部分学生认为传统路线虽然污染大但生产的产品相同，两种路线“本质一样”，说明其对“过程”与“结果”的区别理解不足，需要强调绿色化学关注的不只是产品，更是“如何制造产品”的全过程。第三，有的学生可能把绿色化学等同于“污水处理”，认为只要废气废水处理得当旧路线也可以叫绿色化学，这种认识需予以辨析:末端处理是补救措施，而绿色化学强调从源头上不产生污染，两者层次不同。本答案已从题干要求的原料、反应步骤、催化剂使用、废弃物排放四个角度分别给出分析要点，教师在批改时可依据学生是否覆盖这些角度、论证是否充分、逻辑是否清晰分档给分，言之有理、角度全面且有物质变化与绿色化学理念结合的分析应给予充分肯定，只堆砌理念术语而无具体对应分析的回答应降等评价。 教学过程 一、课堂导入（3分钟） 教师活动: 同学们，咱们在一年多的时间里，学习了氧气、二氧化碳、金属、酸、碱、盐等许多化学物质，掌握了它们奇妙的变化规律。今天，咱们要把眼光放得更远一些，跳出实验室和课本，从整个人类社会发展的宏大视角来重新审视化学这门学科。大家先来思考一个问题:如果化学突然从世界上消失了，咱们身边会发生什么变化？没有了化学合成的化肥和农药，田里的庄稼还能像现在这样高产吗？没有了石油炼制技术，咱们的汽车、飞机还能满街跑、满天飞吗？没有了化学合成的各种纤维，大家的校服、运动鞋还能这么轻便耐磨吗？大家仔细想想，这些我们习以为常的东西，其实背后都离不开化学。咱们今天就一起来探讨化学与人类社会可持续发展之间那千丝万缕的紧密联系。 学生活动: 学生甲回答： “如果化学消失了，就没有塑料了，我的手机壳、饮料瓶全都做不出来，生活太不方便了。” 学生乙回答： “没有化学的话，生病了就没有药可以吃，医院的很多设备、器材也做不出来，那人类健康就没有保障了。” 学生丙回答： “我觉得化学消失了反而更好，这样工厂就不会排放废气废水了，空气就新鲜了，河水就干净了。” 设计意图: 以“化学消失了会怎样”这个大胆的假设性话题开场，营造认知冲突氛围，激发学生对化学社会价值的主动思考。学生甲、乙的回答反映出学生对化学在日常生活中的积极作用已有感性体验，教师可顺势加以肯定和深化。而学生丙的回答非常有代表性，它准确暴露了部分学生将化学与环境污染简单划等号的片面认知，这正是本课要着力纠正的关键误区。这个导入不以知识传递为目的，而是为了精准探查学生的前概念，为后续在正面论述与问题暴露的对照中建立辩证思维奠定起点。 二、新课探究 环节一： 化学--人类文明的物质基石（10分钟） 教师活动: 同学们，刚才咱们聊了化学消失的种种场景，大家发现，化学其实就像空气一样，无处不在，我们时时刻刻都在享受化学带来的便利。现在咱们具体来看几个方面。大家翻开教材，仔细阅读教材上关于化学制品与生活的文字材料，看看教材从哪些角度说明了化学对人类生活的贡献。读完之后，咱们来说一说:你还能举出哪些教材中没有提到的新事例。 （学生自主阅读教材约一分钟） 教师总结过渡： 教材把化学对人类文明的贡献概括为衣、食、住、行、用五大方面，但实际贡献远不止这些，在医疗、信息、航空、军事等领域同样不可或缺。下面咱们逐一讨论。 同学们看衣这个方面，咱们身上穿的校服，很多是涤纶和棉混纺的，涤纶就是化学合成的纤维。相比纯棉，它能更好地保持版型、不易褶皱。还有各种颜色鲜艳的衣服，用的是化学合成的染料。大家想想看，没有化学合成染料，咱们的衣服只剩下白、灰、黑这些原色，多单调啊。 再看食的方面，大家说说，为什么现在咱们能轻松买到各种各样反季节的蔬菜水果？ 学生回答后教师进一步引导： 除了大棚种植调节温度光照之外，化肥和农药功不可没。化肥为作物直接补充氮、磷、钾等营养元素，使产量大幅提升；农药控制病虫害，减少损失。大家要知道，在化肥发明之前，人类长期靠天然肥料维持地力，粮食产量很低，一遇到自然灾害就饿殍遍野。化学肥料工业是养活全球七十多亿人口的重要保障之一。 住的方面，咱们的高楼大厦离不开水泥和钢铁。水泥是怎么来的呢？石灰石和黏土经过高温煅烧再磨细就成了水泥；钢铁，前面咱们学过，由铁矿石冶炼而来。没有这两样，咱们的城市和农村住宅还会停留在砖木结构时代。还有室内装修用的各种涂料、黏合剂、塑钢门窗，全都是化学工业的产品。 行的方面，大家想想，汽车轮胎是用什么做的？天然橡胶产量有限，性能也不能完全满足需要，所以科学家用化学方法合成了性能更优异的合成橡胶。汽油和柴油是从石油中提炼出来的，石油的炼制本身就是一个大化工过程。飞机上大量使用的铝合金、碳纤维复合材料，都是化学家研究开发出来的轻质高强度材料。 用的方面就更多了。大家桌上那个矿泉水瓶，主要成分是聚对苯二甲酸乙二醇酯，一种高分子材料。咱们的学习用品、洗涤剂、化妆品、药品，哪一个离得开化学？尤其是药品，大家想想看，人类平均寿命在1900年时只有三十多岁，现在很多国家已经达到七八十岁，这背后一个重要原因就是化学合成药物的研发，比如抗生素的发明，使肺炎、肺结核这些曾经的绝症变成了可以治愈的疾病。 （教师边说边在黑板上用文字梳理“衣-合成纤维与染料”“食-化肥与农药”“住-钢铁与水泥”“行-石油与合成橡胶”“用-塑料与药品”等关键词） 学生活动: 学生甲回答（针对“食”的追问）： “反季节蔬菜能种出来，首先是因为有大棚，冬天也能保持适宜的温度，另外化肥让菜长得更快更壮，农药杀掉了害虫，所以产量高、品相好。” 学生乙回答（列举新事例）： “我用过的一种眼药水，治疗结膜炎的，里面的有效成分就是化学合成的抗生素，这说明化学能造药救人。” 学生丙回答（列举新事例）： “我爸爸的手机屏幕是钢化玻璃做的，他说这种玻璃强度特别高，不易碎。钢化玻璃应该也是化学处理过的吧？” 设计意图: 这一环节是本课第一个知识支柱，旨在通过实例帮助学生建立起“化学是人类文明的物质基石”的正面认知。让学生先阅读教材再自行补充事例，是为了检测他们能否在新情境中迁移应用所学知识。从学生甲的回答看，他熟悉农业生产中的技术手段，但尚未与化学物质（化肥、农药）的具体作用建立直接关联，教师需要在其回答基础上点明化肥养分的种类与农药控制病虫害的功能。学生乙举例眼药水，说明他能主动将化学与医疗健康相关联，教师应肯定其敏锐。学生丙提到钢化玻璃，这是一个很好的生成性资源，教师可简要说明钢化玻璃是通过化学钢化或物理钢化处理使玻璃内部分子结构重排、表面形成压应力层从而获得高强度，但不必展开过深，以免偏离本课主线。设计该环节，本质上是为了扭转部分学生认为“化学无用、化学有害”的片面认知，为后续辩证讨论环境问题奠定立场基础。 环节二： 直面挑战--人类活动造成的环境问题（8分钟） 教师活动: 刚才我们说了化学带来的巨大好处，但是，事物总有它的另一面。同学们注意，化学本身是为人服务的工具，这个工具用得好不好，关键在于使用工具的人。咱们回顾一下几个典型的教训。大家翻开教材，阅读教材中关于人类面临的环境问题的文字材料。找出教材提到了哪些主要的环境问题，并用自己的话说一说，每一个问题主要是什么原因造成的，会造成什么后果。 （学生自主阅读教材约两分钟） 教师讲解： 教材提到的第一个问题是大气污染。造成大气污染的主要物质有二氧化硫、氮氧化物、可吸入颗粒物（PM2.5、PM10）、一氧化碳等。这些污染物从哪里来？主要来自化石燃料的燃烧，比如燃煤电厂和汽车尾气。大气污染会引发什么问题？最直接的是危害人体呼吸系统，诱发支气管炎、哮喘。另一方面，二氧化硫和氮氧化物排入大气后会形成酸雨，酸雨会腐蚀建筑物、破坏森林和土壤、让湖泊酸化鱼虾死亡。 第二个问题是水污染。造成水污染的来源很多： 工业废水中的重金属离子（比如前面学过的铜离子、汞离子）、有毒有机物；农业上过量使用化肥农药，多余的氮磷元素流入河流湖泊，造成水体富营养化，藻类疯狂繁殖，消耗水中溶解氧，导致鱼虾死亡--这就是大家经常在新闻里看到的“水华”现象；还有生活污水的随意排放。 第三个是土壤污染。工业废渣堆放、污水灌溉、农药残留、废旧电池填埋，都会让土壤中积累有害物质，影响农作物生长，且有害物质会通过食物链进入人体。 第四个问题大家都很熟悉--温室效应。二氧化碳等温室气体排放过多，导致地球平均气温上升，冰川融化、海平面上升、极端气候频发。 第五个是臭氧层破坏。人类排放的氟氯代烷（以前冰箱空调里常用的制冷剂）会消耗平流层中的臭氧，使臭氧层变薄甚至出现空洞，导致到达地面的紫外线增强，增加皮肤癌和白内障的患病风险，也会伤害生态系统中的浮游生物。 这些环境问题的出现，一次又一次警醒我们： 化学物质如果用之不当、疏于管理，就会给人类和地球带来深重灾难。但是，大家想一想，这是化学本身的过错吗？刀可以切菜也可以伤人，不能因为有人用刀伤人就把刀给禁了。化学亦如此，关键在于人类自身如何管理、如何规范、如何创新。 学生活动: 学生甲回答： “教材中列举了大气污染、水污染、土壤污染、温室效应、臭氧层破坏等五个方面。大气污染主要是燃煤和汽车尾气排放的二氧化硫和粉尘造成的，会形成酸雨损害建筑物。” 学生乙回答： “水体富营养化之后，水中藻类长得特别多，把水都染绿了，水面像是铺了一层绿色油漆，水里的鱼会因为缺氧而死亡。” 学生丙回答： “我觉得这些环境问题主要是因为人们过度追求经济利益，没有保护好环境造成的，工厂只管赚钱不装净化设备是最大的原因。” 设计意图: 本环节是学生辩证认知链条中的“反面教材”。教材提供的文字材料是学生获取信息的核心依托，教师通过系统梳理将五大环境问题的“成因-机制-后果”转化为易于理解的知识结构。这个梳理过程不是简单重复教材，而是将学生的生活见闻（如雾霾天气拍照发朋友圈、湖泊绿藻暴发新闻报道）与化学原理链接起来，使原本抽象的环境议题变得可感知、可理解。学生甲的回答说明他能从教材中准确提取关键信息，但还停留在罗列层面，教师需通过讲解来深化其对成因与危害关联的理解。学生乙用“绿色油漆”来形容水华现象，说明他已将知识内化为生动的个人经验，这是一个极佳的可利用生成资源。学生丙的回答将矛头指向“追求经济利益”，虽有一定道理，但这种思想容易滑向“发展与环保势不两立”的误区，教师要在后续环节中予以调和--经济增长与环境保护并非天然对立，绿色化学恰恰提供了双赢的路径。该环节设计的根本目的不在于让学生“批判化学”，而在于引导他们认识到问题产生的人为性、管理性、技术性维度，为下一环节“化学是解决之道”做好铺垫。 环节三： 化学的绿色转身--可持续发展的解决之道（10分钟） 教师活动: 同学们，刚才我们讨论了这么多环境问题，听起来让人心情沉重。但是，如果问题是由人类生产活动引起的，那么解决问题的钥匙依然掌握在人类自己手中，而且，这把钥匙很大程度上要靠化学这把“锁”来打造。有人说，化学是污染的源头；但更准确的说法是，化学既是污染的源头，更是治理污染的主力军、预防污染的先锋队。大家细想想:环境监测要用化学分析方法来测定污染物含量，污水要加絮凝剂沉淀有害悬浮物再用化学反应去除重金属离子，汽车尾气要用催化剂把一氧化碳和氮氧化物转化为无害物质，这一切离开化学能办到吗？ 但现在比末端治理更先进、更根本的思路叫“绿色化学”--这是本课最重要的新概念。大家阅读教材中关于绿色化学的表述，找一找它的核心思想是什么，它与传统“先污染后治理”的思路有什么本质不同。 （学生阅读教材约两分钟） 教师讲解： 绿色化学又称环境无害化学、环境友好化学、清洁化学。它的核心思想是:利用化学原理从源头上减少或消除工业生产对环境的污染。关键词是“从源头”。说得直白点，传统思路是有毒物质制造出来了、排放出来了，再想办法去除；绿色化学思路是在设计生产路线的时候，就压根不让有毒有害的物质产生。咱们来打个比方:传统方式好比屋子里进了蚊子，拿起苍蝇拍去拍打；绿色化学则是给窗户装上纱窗，蚊子根本飞不进来。大家说，哪个更聪明？ 绿色化学的理想是“原子经济性”： 让原料中的每一个原子都尽可能多地转化到期望产品中，不生成副产物，实现废物的“零排放”。比如，乙烯在银催化下与氧气反应直接生成环氧乙烷，原子利用率很高；而传统氯醇法路线要经过氯气、石灰乳等多步反应，最终生成大量含氯化钙的废水。化学家通过设计新反应路线、研发新型催化剂、使用无毒无害的原料和溶剂，把绿色理念落实在生产全过程中。 其实，大力推进绿色化学已经在我国取得了实实在在的成效。例如，许多燃煤电厂安装了脱硫脱硝装置，烟气排放浓度大幅下降；新能源汽车产业飞速发展，从源头上减少了燃油汽车尾气污染；可降解塑料正在逐步替代普通塑料，缓解白色污染压力。这些技术创新，哪一项都离不开化学家的智慧。所以，咱们学化学，不是学会制造污染，而是学会运用化学原理创造清洁的生产方式、清洁的能源、清洁的产品，为子孙后代留下蓝天绿水青山。 学生活动: 学生甲回答（归纳绿色化学核心）： “绿色化学就是从源头减少或消除污染，而不是污染产生了再去处理，这是它与传统末端治理最根本的区别。” 学生乙回答： “原子经济性是让原料里的原子尽可能都变成目标产品的原子，这样就不产生废弃物了，好比整个生产过程前后所有东西都变成了有用的东西而不是垃圾，从物质不灭的角度来说，转化得越彻底越干净。” 学生丙回答： “我觉得绿色化学是让化学工业既满足人们对产品的需要，又不破坏环境，一举两得，就像既吃到鸡蛋又不打破鸡窝。” 设计意图: 这一环节是全课的思想制高点。从“问题罗列”自然过渡到“解决方案”，帮助学生完成从“化学是问题制造者”到“化学是问题解决者”的认知翻转。“蚊子与纱窗”的类比是将抽象的绿色化学理念具体化、生活化的关键教学策略，这个类比是教师精心设计的专属比喻，有效降低了概念理解的难度。学生甲准确捕捉到“从源头”这一关键词，认知方向正确。学生乙的回答表明他尝试用物质守恒观念来理解原子经济性，虽然精确表述还不够规范，但其内在逻辑是合理的，教师应予以肯定并补充“期望产物”的精确定义。学生丙用“既吃鸡蛋又不打破鸡窝”来概括绿色化学的目标，语言幽默、蕴含辩证思维，是典型的生成性理解成果，教师可以顺势强调:绿色发展不是回到原始社会放弃工业，而是用更好的技术实现发展与环保的双赢。本环节成功与否，关键要看学生是否真正理解“源头防控”与“末端治理”的本质区别，这将直接影响后续课堂练习与分层作业的完成质量。 环节四： 拓展与应用--设计可持续化学方案（5分钟） 教师活动: 现在咱们来做一个综合性的思维活动。假设你是一位化工厂的技术总监，工厂现在还在使用一条老工艺生产某种产品，这条工艺步骤多、消耗大量酸碱、排出大量含盐废水。你的任务是向厂长提出一份改进建议，要求体现绿色化学的理念。请大家以小组为单位，参照我们刚才学到的绿色化学几个方面--原料、催化剂、反应路线、废弃物处理--来讨论，给出一条具体的绿色化建议。 （学生小组讨论约三分钟，各组代表发言） 教师总结： 同学们提出的建议都非常有价值。改进原料，使用无毒无害或可再生原料；改进催化剂，使反应在更温和的条件下高效进行；重新设计反应路线，缩短步骤、提高原子利用率；对无法避免的副产物进行资源化利用而不是直接排放。这些都体现绿色化学的核心追求。从大家的回答中，我看到同学们正在从“学化学”走向“用化学”，这是非常可贵的进步。当然，大家要理解，把实验室中的绿色设想变成大规模工业生产的现实，还有很长的路要走，需要继续学习更深厚的化学知识，有志于从事化学、化工、环境事业的同学，未来大有可为。 学生活动: 学生甲回答： “我的建议是把原来用强酸强碱做催化剂的步骤换成分子筛之类的固体催化剂，这样就不会产生大量酸碱废水，催化剂还能回收反复使用。” 学生乙回答： “我建议重新设计反应路线，看看有没有更短的步骤可以直接从便宜的原料得到产品，步骤越少，中间损失就越少，产生的废弃物也就越少。” 学生丙回答： “如果反应一定会有副产物，那可以把副产物收集起来作为其他产品的原料，做成副产品卖出去，这就不是废弃物了，而是一种资源。” 设计意图: 本环节是将认知转化为实践应用的桥梁。通过角色扮演的模拟决策情境，鼓励学生综合运用本课所学的绿色化学原则去解决模拟的真实问题。这种设计意图在于检验学生是否能把抽象的绿色化学原则转化为具体的工艺改进思路，是深度学习与浅层记忆的分水岭。学生甲提出的固体酸催化剂替代液体强酸，思路已触及绿色化学中“使用无毒无害催化剂”的原则；学生乙从原子经济性角度出发重新设计路线，抓住了绿色化学的核心策略；学生丙提出的副产物资源化利用，更是超越了“减少污染”的层面，迈向了“循环经济”的思维高度。教师在倾听各组方案时，不需要用“对错”来评判，而是通过提炼升华，将零散的建议归并为绿色化学的若干原则，使学生的经验认识理论化、系统化。同时，教师明确点出从实验室到工业化的距离，既保护了学生大胆想象的热情，又避免了不切实际的幼稚化倾向，使学生对未来学习产生积极期待。 三、分层巩固（2分钟） 教师活动: 好，咱们停一下嘴，动动笔，把刚才讨论的问题用做题来检验一下掌握情况。大家看大屏幕上的两道题目。第一道题是选择题，判断哪个行为违背了绿色化学理念。大家先自己思考，不要交头接耳，30秒后我请同学来说答案和理由。第二道题是一个对比分析题，比较甲乙两种污染防治思路，请大家在练习本上简要写下你的分析要点。 （学生独立思考并作答，教师巡视了解情况） 请一位同学来说第一题的答案。 学生回答第一题选C。 请另一位同学回答第二题，分析哪个方案更能从源头减少污染。 学生回答第二题选乙方案。 教师追问： 为什么不是甲方案呢？甲方案最后排放的废气中污染物浓度也大大降低了啊。 （学生解释说明甲方案属于末端治理、乙方案着眼于源头防控） 教师点评： 两位同学都答得很准确，分析到位。尤其注意区分“末端治理”与“源头防控”这两个概念，这是这节课的思维核心。现在大家把答案订正一下，第二题的分析理由写清楚，课后咱们再布置详细的作业。 学生活动: 学生甲回答第一题： “C选项把造纸污水直接排入河流，既不处理也不利用，污染了水环境，与绿色化学理念完全相反，所以选C。B选项研发催化剂让原料都变成产物，这正是原子经济性的体现，所以B是正确的做法。” 学生乙回答第二题： “选择乙方案，因为乙方案是改进燃烧技术本身，让燃料燃烧得更高效，还捕集二氧化碳，是从源头上减少了污染物的生成，而甲方案只是对已经产生的污染物进行净化处理，仍属于‘先污染后治理’。” 设计意图: 课堂练习环节安排在课堂即将结束之前，是对学习效果的快速诊断，起到承上启下的作用。第1题属于判断辨识层次的考查，学生不仅能选对答案，还能用原子经济性的原理说明B选项为什么正确，说明其对绿色化学基本概念的理解已经从名词记忆上升到原理应用。第2题的难度稍高，需要学生在两个方案之间做出选择并且给出有条理、有层次的论证。从学生的回答来看，他能清晰地界定“源头防控”与“末端治理”两个概念，并准确对应到题干的具体措辞中，这是本课教学目标真正达成的有力证据。教师追问“为什么不是甲方案”则是为了促发深度思考，原来直接说出正确答案的学生未必理解背后的原理，通过反向追问可以诊断真实的思维路径，同时给其他学生提供再次思考的契机。这一环节虽然只有两分钟，但因其直指本课核心概念，教学效益很高。 四、课堂小结（2分钟） 教师活动: 同学们，咱们用一分钟时间，把今天这节课的核心内容在脑海中再过一遍。今天咱们学习了什么？大家用自己的话来说一说。 （学生自由发言，教师帮助梳理板书要点） 教师总结： 今天我们站在人类社会的宏大坐标中重新认识了化学。一方面，化学为我们创造了衣、食、住、行、用各领域丰富多彩的物质产品，是现代文明的基石。另一方面，化学物质的盲目使用和不合理排放也确实引发了大气、水、土壤污染和温室效应等环境问题，这是血的教训。但我们最终认识到，化学不仅过去是问题的一个来源，更是解决环境问题、实现可持续发展的中坚力量。化学家们提出的绿色化学理念，引导我们从生产的源头预防污染，通过改进原料、催化剂、反应路线和产品设计，实现经济与环境的双赢。大家今后学习化学，不仅要掌握知识本身，更要理解化学造福社会的初心和使命。 学生活动: 学生甲回答： “化学为人类提供了化肥、合成纤维、钢铁、水泥、药品等很多东西，让我们生活得更好。” 学生乙回答： “人类燃烧化石燃料造成大气污染、温室效应，排放污水废水污染水和土壤，但绿色化学可以从源头防止污染，是解决问题的关键。” 学生丙回答： “我觉得今天的化学课让我认识到，化学不是简单的‘污染制造机’，它也是‘污染治理机’和‘污染预防机’，我以后学化学更有动力了。” 设计意图: 课堂小结的目的不是由教师单方面灌输，而是让学生用自己的语言输出本课所学。从学生甲的回答来看，他能列举具体化学制品说明化学的贡献，体现了第一环节学习目标的达成。学生乙则更全面地覆盖了问题与解决方案两大板块，能准确说出绿色化学“从源头防止污染”的关键属性，说明其认知结构中已形成较为完整的框架。学生丙的回答尤为令人欣慰--他已经主动建构起“化学双重角色”的辩证认知，并且表现出积极的学习动机，这正是本课情感态度与责任素养目标达成的直观印证。教师在小结中的归纳不是重复学生的话，而是将碎片化的回答整合为“基石-教训-希望”三层递进的叙事结构，使学生的认知在原有基础上得到系统化升华。 五、分层作业布置（1分钟） 教师活动: 今天的作业分两个层次，第一道基础题人人必做，写出化学在衣、食、住、行、用五个方面帮到我们的各一个事例。这道题课上已经讨论过，大家注意用自己的语言写清楚“化学制品的名称+用在何处+带来了什么好处”。第二道提升题是选做题，有兴趣、有余力的同学完成。题目是:比较某化工厂传统合成路线与新路线的优劣，从原料、反应步骤、催化剂使用、废弃物排放等角度论述为什么新路线符合绿色化学理念。这道题需要大家像咱们课堂上“技术总监”那样深入思考，把本节课学到的绿色化学原则条条落实在具体分析之中。明天课前把作业交给课代表。 学生活动: 学生记录作业内容，明确作业要求和提交时间。 设计意图: 分层作业的布置充分照顾了不同层次学生的学习需求。基础性作业强调全员覆盖，用最简单的举例形式检测每一位学生是否真正理解化学在生活中的广泛作用，这道题的考核目标属于“认识与记忆”，难度较低但有诊断价值。提升性作业面向学有余力的学生，要求他们综合运用绿色化学理念进行多角度分析，是一种高阶思维训练。两道作业题形成从记忆到应用、从简单到复杂的梯度结构，与课堂练习中的选择、分析题型相互补充、彼此呼应，确保本节课的核心知识在不同认知层面上都得到巩固与深化，同时又避免简单重复造成的无效负担。 课堂生成预设 1. 预设场景一： 学生将化学等同于“有害物质” 在课堂导入和环节一讨论中，可能出现个别学生对化学持全盘否定态度，认为“化学就是有毒有害的”“没有化学更好”。例如，有学生可能反驳:“农药虽然让粮食增产，但农药残留会危害健康，宁可少吃一点粮食也不要吃毒。”这种言论背后是把化学物质的性质与化学学科的本质混为一谈。 应对引导话术： 教师可以说:“这位同学提到了农药残留问题，这是一个非常重要的安全议题，你能关注到这一点，说明你有很强的健康意识，值得表扬。但是，大家想一想，问题出在哪里？是化学合成了农药这个‘工具’有错，还是使用工具的人没有科学规范地使用它？一把菜刀，用在厨师手里能做出美食，用在歹徒手里就成了凶器，咱们会把菜刀全部销毁吗？同理，农药为人类战胜病虫害、保障粮食安全立下了汗马功劳，问题在于需要研制高效低毒的农药，并且严格按照安全间隔期科学施用。这不正是化学家们正在努力的方向吗？所以，我们的任务不是消灭化学，而是学好化学，让化学更好地为人类服务。” 2. 预设场景二： 学生误以为绿色化学等于“简单的三废处理” 在讨论绿色化学理念时，部分学生可能将绿色化学与传统的“尾气处理”“污水处理”混为一谈，认为只要把排放的废物净化干净就是绿色化学了。 应对引导话术： 教师可以这样引导:“这位同学提到把废气废水处理干净再排放，这说明它有很强的环保意识，做法本身也是必要的。但是，请大家再仔细品味教材中绿色化学的定义，关键词是什么？是‘从源头’减少或消除。咱们比较一下两种做法:一种是工厂排出的废水中本来含有有毒物质，我们用化学药剂把它中和沉淀了再排放，这叫末端治理；另一种是我们改变生产工艺，让生产过程根本不产生这些有毒物质，这叫源头防控。比方说，屋里进了很多蚊子，你可以拼命用杀虫剂灭蚊，也可以装纱窗让蚊子根本没有机会进屋子。大家想想，哪一个才是治本之策？绿色化学追求的是后者，它的理想是最彻底的‘防患于未然’，而末端治理虽然必要，但终究是被动补救，而且处理过程本身还可能产生新的废弃物。现在大家再来判断一下，你之前认为的‘绿色化学等于三废处理’准确吗？” 3. 预设场景三： 学生对“原子经济性”的理解偏差 在讨论原子经济性概念时，学生可能将其与“反应产率”混淆。例如，有学生觉得“让反应物尽可能反应完全”就是原子经济性，也有人认为“转化率高的反应就是原子经济性好的反应”。 应对引导话术： 教师要及时辨析:“有同学说原子经济性就是让反应物尽量反应完，这个理解很接近但还不够精确。原子经济性关注的不是反应物消耗了多少，而是反应物中的原子最终进入期望产品中的比例。举个例子:反应甲，转化率很高，原料几乎全部反应了，但一半变成了期望产物，另一半变成了废渣；反应乙，转化率稍低，但几乎所有原料原子都进入了期望产物，只生成极少的副产物。大家想一想，哪个更符合原子经济性？答案是反应乙。因为转化率关注的是反应物消耗了多少，而原子经济性关注的是原料原子有多少被有效利用了。就好比咱们做一顿饭，可以用十斤米做出八斤可吃的米饭，也可以用十斤米做出三斤米饭外加七斤烧焦的锅巴--后者转化率似乎也不低，但浪费惊人。化学家追求的是让每一个原子都物尽其用，这正是原子经济性的精髓所在。” 板书设计 板书分为左右两个板块。 左侧为主板书，上方居中书写课题“化学与可持续发展（第1课时）”。其下分三行书写本课核心结构。第一行写“一、化学--人类文明的基石”，下方用文字分行列出“衣:合成纤维、染料”“食:化肥、农药”“住:钢铁、水泥”“行:汽油、合成橡胶”“用:塑料、药品”。第二行写“二、直面环境问题”，下方用文字列出“大气污染（SO2、NOx、粉尘）”“水污染（重金属、富营养化）”“土壤污染”“温室效应（CO2）”“臭氧层破坏（氟氯代烷）”。第三行写“三、绿色化学”，下方用文字列出“核心:从源头减少或消除污染”“理想:原子经济性”“路径:绿色原料、绿色催化剂、绿色反应路线”。 右侧为副板书，用于书写学生讨论中出现的典型关键词，如“化工不是污染代名词”“源头防控优于末端治理”“发展与环保双赢”等。副板书左边画一个向右的箭头连接两侧，箭头下方用文字标注“辩证统一”四个字，寓意化学与可持续发展的关系是对立统一、相互促进的。全部板书均以文字表述，无需任何图示。 教学反思 本课教学围绕“化学与社会可持续发展”这一核心主题，通过“功劳-问题-出路”三步递进的结构展开。从实际教学效果来看，学生对化学在衣食住行用中的贡献能充分列举实例，对大气污染、水污染、土壤污染、温室效应等环境问题的成因也能准确复述，说明基础认知目标达成较好。最令人满意的环节是“拓展与应用”中小组讨论“给化工厂提绿色化建议”，学生提出的固体催化剂替代强酸、副产物资源化利用等方案超出了我的预期，表明学生确实理解了绿色化学的精髓而不只是记住了术语。 同时，教学中也存在值得改进之处。首先，在环节二的讲解中，由于五大环境问题包含的信息量较大，教师讲授占据了较多时间，学生自主发言的空间被压缩，部分学生注意力在前半段尚能保持，后半段明显出现分化。今后可以将学生分组，每组负责研究一个环境问题，再通过组间交流共享信息，既提升参与度又锻炼合作能力。其次，在讲解“原子经济性”时，虽然用蚊帐类比帮助学生直观理解，但学生对“原子利用率”的计算和使用条件仍感困惑，课后作业反馈中仍有部分学生答非所问。这说明该概念需要在后续课时结合具体化学反应方程式进行量化训练，而不能仅靠一次类比就期望完全掌握。第三，课堂时间分配上，导入与环节一略显拖沓，导致课堂练习时间只剩两分钟，学生思考第二道提升题的时间不充分，个别学生未能完整写出理由就被迫停止。今后应精简导入时间，将环节一的部分事例整合压缩，确保课堂练习留足五分钟以上，使每个学生都能充分经历独立思考与表达论证的过程。 此外，在教学过程中我深刻体会到，学生对社会议题的讨论热情远高于纯粹的知识讲授。当讨论到“化学消失了会怎样”“工厂要不要搬迁”这类带有价值判断的问题时，学生展现出比平时更高的参与积极性。这说明化学教学不能囿于抽象的概念记忆，而应更多地与社会现实紧密对接，让学生在真实问题的思辨中体会化学学科的社会价值。同时，个别学生对化学持负面态度的倾向也提醒我，价值观引导不是一次课就能完成的，需要在后续的能源、资源、材料等课时中持续渗透辩证思维，使学生逐步形成稳定的科学价值观和可持续发展观，真正成为具有社会责任感的未来公民。 学科网（北京）股份有限公司 $