11.2化学与可持续发展 第二课时教学设计-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材料开发（材料分类、纤维鉴别）及化学与环境保护（污染治理、绿色化学）核心内容，通过航天材料、污水净化等生活科技实例导入，衔接能源利用知识，搭建“材料革新-环境治理-可持续发展”学习支架。 此设计以任务式教学为主线，含纤维燃烧鉴别实验（科学探究与实践）、污染治理案例分析（科学思维），渗透绿色化学理念（科学态度与责任），助学生掌握材料鉴别与环保方法，提升探究能力，也为教师提供清晰教学路径，高效落实核心素养。

课题 2 化学与可持续发展 - 第二课时（教学设计） 课题 课时安排 教材分析 本课时是人教版九年级下册化学第十一单元课题2第二课时，承接第一课时化学与能源利用内容，聚焦化学与材料开发、化学与环境保护两大核心内容。教材立足生活实际与化学学科本质，梳理常见材料的分类、性质与鉴别方法，讲解化学技术在环境治理、生态保护中的应用。本课时衔接基础化学知识与社会发展热点，完善化学与社会发展的知识体系，是落实可持续发展理念、培养学生科学社会责任的核心课时，兼具知识性与育人价值。 核心 素养目标 宏观辨识与微观探析：能区分天然与合成有机高分子材料，从微观结构差异分析材料性质不同。 科学思维：通过材料鉴别、污染治理案例，建立物质性质决定用途、化学变化解决环境问题的逻辑思维。 科学探究与创新意识：动手完成纤维鉴别实验，自主探究材料特性与环保方案。 科学态度与社会责任：树立绿色化学理念，养成节约资源、保护环境的行为习惯，认同化学助力可持续发展的价值。 重点 和难点 教学重点：常见有机高分子材料的分类、用途；棉纤维、羊毛纤维、合成纤维的鉴别方法；化学在水污染、空气污染治理中的应用。 教学难点：从微观结构角度理解合成材料的优缺点；结合化学原理分析环保治理措施的本质；将绿色化学、可持续发展理念转化为解决实际社会问题的思维方式，实现知识的生活化迁移应用。 教学过程 教学环节 教学活动 设计意图 导入新课 提问学生：航天轻量化材料、耐磨衣物、污水净化装置的研发都离不开化学材料与化学技术。随着社会发展，传统材料弊端、环境污染问题日益凸显，如何依托化学技术开发新型材料、治理环境问题，实现人与自然和谐共生？本节课我们将通过探究学习，解锁化学助力材料革新、守护生态环境的核心奥秘。 依托生活与科技实景素材，拉近化学与社会的距离，激发学生探究兴趣，快速聚焦本课核心内容，铺垫可持续发展的学习主题。 讲授新课 任务一 化学与材料开发 材料是人类社会发展的基石，人类文明的迭代进步，本质上是材料不断革新升级的过程。从远古时期的石器、青铜器，到近代的钢铁、合金，再到现代的有机合成材料、新型功能材料，每一次材料的突破都推动着社会生产力的飞跃发展。结合上一课时能源利用的相关知识，我们知道化学技术革新推动了能源升级，而本任务将聚焦化学在材料研发、生产、应用中的核心作用，探究不同材料的分类、性质、用途及鉴别方法。 活动1：自主梳理，材料分类认知 请学生结合教材文本内容，独立梳理生活中常见材料的种类，尝试对材料进行系统分类，并完成课堂自主学习清单。教师引导学生明确，初中阶段核心研究的材料分为金属材料、无机非金属材料、有机高分子材料、复合材料四大类。其中金属材料、无机非金属材料为传统基础材料，有机高分子材料与复合材料是现代社会应用最广泛、发展最迅速的新型材料，也是本节课的重点学习内容。 学生自主学习完成后，小组内交流梳理成果，互相补充完善。小组代表发言展示分类结果，教师针对性点评总结：金属材料包含纯金属和合金，广泛用于建筑、机械、航天等领域；无机非金属材料以玻璃、陶瓷、水泥为代表，是建筑、装饰行业的基础材料；有机高分子材料分为天然有机高分子材料和合成有机高分子材料，与我们的日常生活息息相关；复合材料是结合多种材料优势的新型高端材料，适配高精尖科技领域需求。 活动2：对比探究，天然与合成有机高分子材料辨析 教师展示实物样品：纯棉布料、羊毛毛线、蚕丝织物、塑料水杯、合成纤维衣物、橡胶手套。引导学生观察实物外观、触摸感受质地，结合教材知识，小组合作探究两类有机高分子材料的来源、特点与用途。 小组探究总结得出：天然有机高分子材料直接从自然界获取，主要包含棉花、羊毛、蚕丝、天然橡胶等，这类材料透气性好、亲肤性强、无毒无害，但强度较低、耐磨性差、易变形破损。合成有机高分子材料是通过化学方法人工合成的材料，主要包括塑料、合成纤维、合成橡胶三大类，也是我们常说的“三大合成材料”。 教师进一步拓展讲解三大合成材料的核心性能与生活应用：塑料具有质轻、耐腐蚀、绝缘性好、易加工成型的特点，广泛用于生活用品、医疗器械、工业配件等领域；合成纤维强度高、弹性好、耐磨、耐腐蚀，弥补了天然纤维的短板，常用于制作服装面料、绳索、过滤材料；合成橡胶弹性极佳、耐老化、耐磨损，是轮胎、密封配件、体育器材的核心原料。 同时引导学生辩证看待合成材料：合成材料极大便利了人类生活，推动了工业发展，但多数合成材料难以降解，随意丢弃会造成白色污染，破坏生态环境，为后续环境保护知识点学习做好铺垫。 活动3：实验探究，常见纤维的鉴别方法 本实验是本节课核心探究实验，旨在通过实操让学生掌握棉纤维、羊毛纤维、涤纶（合成纤维）的鉴别方法，落实科学探究核心素养。教师先明确实验原理、操作规范、安全注意事项，再组织学生分组实验。 实验器材：酒精灯、镊子、燃烧匙、纯棉布料、羊毛布料、涤纶布料、废液缸、抹布。实验原理：不同纤维的组成成分不同，燃烧时的现象、气味、灰烬状态存在明显差异，可通过燃烧法快速鉴别。 学生分组开展实验：用镊子分别夹持三种布料，置于酒精灯外焰点燃，观察燃烧速度、火焰颜色、是否产生黑烟，闻燃烧产生的气味，待燃烧结束后观察灰烬形态、按压质感，逐一记录实验现象。 实验现象汇总与分析：棉纤维燃烧时火焰平稳，产生少量青烟，无特殊刺激性气味，有纸张燃烧的味道，燃烧后灰烬疏松柔软，呈浅灰色，轻轻按压即可粉碎；羊毛纤维属于蛋白质类纤维，燃烧速度较慢，火焰柔和，伴随轻微黑烟，产生烧毛发的焦糊味，燃烧后灰烬结块、质脆，按压可成粉末；涤纶合成纤维燃烧速度快，火焰明亮、黑烟浓重，产生刺鼻的塑料燃烧气味，燃烧后形成黑褐色坚硬硬块，难以按压粉碎。 教师引导学生总结鉴别口诀，帮助学生快速记忆：棉烧无味灰松散，羊毛烧焦毛发味，涤纶冒烟有异味，灰烬坚硬不易碎。同时拓展生活应用：日常选购衣物、家纺产品时，可通过燃烧法简单鉴别面料真伪，区分天然面料与合成面料。 活动4：拓展认知，新型功能材料与复合材料 结合教材内容，教师讲解现代新型材料的发展与应用。随着科技进步，传统合成材料已无法满足航天、电子、新能源、医疗等高端领域的需求，各类新型功能材料、复合材料应运而生。 功能材料是具备光、电、磁、隔热、抗菌、超导等特殊性能的材料，广泛应用于智能设备、航空航天、生物医药等领域。例如纳米材料具备超强的延展性、吸附性、耐磨性，可用于制作抗菌口罩、防水涂层、精密仪器配件；超导材料可实现无电阻导电，是新能源、轨道交通领域的核心材料。 复合材料是由两种或两种以上不同性质的材料，通过物理或化学方式复合而成的新型材料，可综合各原材料的优势，弥补单一材料的缺陷。常见的复合材料有玻璃钢、碳纤维复合材料、钢筋混凝土等。其中碳纤维复合材料质轻、强度高、耐腐蚀，广泛用于航天飞行器、赛车、高端体育器材；玻璃钢耐腐蚀、韧性好，常用于制作船舶、管道、环保设备。 学生小组讨论：结合生活与科技实例，分析新型材料对社会可持续发展的意义。学生发言后教师总结：新型材料的研发与应用，能够降低资源消耗、提升产品性能、减少环境污染，助力高端产业发展，是化学推动科技进步、实现可持续发展的重要体现。 任务二 化学与环境保护 社会发展、工业生产、材料应用在便利人类生活的同时，也带来了一系列环境问题，空气污染、水污染、土壤污染、白色污染等环境问题日益严峻，严重影响生态平衡与人类健康。而化学不仅是造成污染的相关因素，更是治理污染、修复生态、实现绿色发展的核心手段。本任务将依托化学知识，探究常见环境问题的成因、危害及化学治理方法，树立绿色化学与可持续发展理念。 活动1：案例分析，认知常见环境污染问题 教师展示环境污染实景图片与短视频：化石燃料燃烧导致的雾霾天气、工业废水排放造成的水体污染、塑料垃圾堆积形成的白色污染、废旧金属与化学品造成的土壤污染。引导学生结合生活经验与已有知识，小组合作分析各类污染的来源与危害。 小组汇总讨论成果：空气污染主要来源于化石燃料不完全燃烧、工业废气排放、汽车尾气，会引发雾霾、酸雨、温室效应，危害人体呼吸系统，破坏生态平衡；水污染主要由工业废水、生活污水、农业化肥农药不合理使用导致，会造成水体富营养化、水生生物死亡，危害人体饮水安全；白色污染来源于废弃塑料、合成橡胶等难降解合成材料，会污染土壤、水体，危害动植物生存。 教师补充讲解：各类环境污染的本质是有害物质的过量排放，而利用化学原理，可从源头防控、过程治理、末端修复三个维度解决污染问题，实现生态环境保护。 活动2：探究化学在空气污染治理中的应用 结合教材核心知识点，教师引导学生探究空气污染的化学治理措施。针对化石燃料燃烧产生的二氧化硫、氮氧化物等酸性气体，工业上常采用脱硫、脱硝技术，利用酸碱中和反应、氧化还原反应，将有害气体转化为无害物质，从源头减少酸雨的形成。 针对汽车尾气中的一氧化碳、氮氧化物等有害气体，汽车尾气净化装置利用催化剂，将有害气体转化为二氧化碳、氮气等无害气体，实现尾气净化。同时，化学技术助力清洁能源研发，推广氢能、太阳能、风能等新能源，替代化石燃料，从根本上减少废气排放。 学生小组思考讨论：生活中可通过哪些行为减少空气污染？学生总结：绿色出行、节约用电、拒绝露天焚烧、植树造林等，将化学环保知识与生活实践相结合。 活动3：探究化学在水污染治理中的应用 教师讲解水体污染的化学治理核心方法，结合初中化学知识，拆解污水处理的核心原理。污水处理主要分为物理沉降、化学净化、生物净化三个环节，其中化学净化是核心关键环节。 针对水体中的悬浮杂质，可加入明矾等絮凝剂，利用明矾溶于水形成的胶状物吸附水中悬浮杂质，加速杂质沉降，实现水体初步净化；针对水体中的酸性、碱性污染物，利用酸碱中和反应，调节水体pH至中性，消除酸碱污染；针对水体中的重金属离子、有毒有机物，可通过氧化还原反应、沉淀反应，将有毒有害物质转化为沉淀或无害物质，实现水体净化。 同时拓展海水资源综合利用的环保理念：通过化学技术实现海水淡化、海水提盐、提镁等资源利用，同时严控海水开发过程中的污染物排放，保护海洋生态环境，实现资源利用与生态保护协同发展。 活动4：白色污染的治理与绿色化学理念 结合本节课材料开发知识点，衔接白色污染治理内容。教师讲解白色污染的核心成因：合成塑料、合成纤维等材料难降解，长期堆积污染环境。引导学生小组探究白色污染的治理措施，从化学研发、生活应用、回收利用三个维度梳理解决方案。 学生探究总结：化学研发层面，开发可降解塑料、环保合成材料，替代传统难降解材料，从源头杜绝白色污染；生活层面，践行低碳生活，减少一次性塑料制品使用，重复利用可回收塑料产品；回收利用层面，建立塑料垃圾分类回收体系，通过化学工艺对废旧塑料进行再生加工，实现资源循环利用。 教师重点讲解绿色化学核心概念：绿色化学又称环境友好化学，核心理念是从源头消除污染，最大化提高原子利用率，实现反应物全部转化为目标产物，无废弃物、无污染排放。绿色化学是实现化学与可持续发展的核心理念，贯穿于材料研发、工业生产、污染治理的全过程。 活动5：课堂总结，构建可持续发展知识体系 组织学生自主梳理本节课两大核心模块知识点，小组合作绘制知识框架图。梳理材料开发的分类、特性、鉴别、应用，总结环境保护中各类污染的成因与化学治理方法，明确化学材料革新、绿色化学技术对社会可持续发展的重要意义。 教师整体升华：化学不是环境污染的诱因，而是解决环境问题、推动社会可持续发展的核心力量。从新型环保材料研发，到污染物无害化处理，再到清洁能源开发，化学技术贯穿绿色发展全过程。作为新时代青少年，要树立绿色化学理念，掌握化学环保知识，践行低碳环保行为，助力人与自然和谐共生的可持续发展。 本课时严格依据新教材《化学与可持续发展》第二课时核心板块，设置任务一：化学与材料开发、任务二：化学与环境保护两大核心学习任务，以学生自主探究、小组合作、实验实操、案例分析为主要课堂形式，层层递进落实知识点，突破重难点，全程贴合新课标任务式教学要求。 板书设计 课题2 化学与可持续发展（第二课时） 一、化学与材料开发 1. 材料分类 传统材料：金属材料、无机非金属材料（玻璃、陶瓷、水泥） 有机高分子材料：天然（棉花、羊毛、蚕丝）、合成（塑料、合成纤维、合成橡胶） 新型材料：功能材料、复合材料（玻璃钢、碳纤维） 2. 纤维鉴别（燃烧法） 棉纤维：无味、灰烬松散；羊毛：烧毛发味、质脆灰烬；涤纶：刺鼻味、坚硬硬块 二、化学与环境保护 1. 常见污染：空气污染、水污染、白色污染 2. 治理原理：化学反应脱硫脱硝、絮凝沉降、酸碱中和、废物回收 3. 核心理念：绿色化学（源头防污染、原子高效利用） 三、核心主旨 化学赋能材料革新、守护生态环境、助力可持续发展 作业布置 完成分层作业 教学反思 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $