11.2化学与能源开发第一课时（表格式教学设计）--2026-2027学年九年级化学鲁教版下册

第二节 化学与能源开发 - 第一课时（教学设计） 课题 课时安排 核心 素养目标 化学观念：认识能源分类，掌握氢能、化学电池的能量转化本质。 科学思维：通过对比化石能源与新能源，建立辩证看待能源优劣的思维。 科学探究：通过简易电池探究活动，掌握化学能转化为电能的探究方法。 科学态度与责任：了解能源危机与环境问题，树立绿色节能、可持续发展的科学理念与社会担当。 重点 和难点 教学重点：氢能作为理想清洁能源的优势、化学电池的能量转化原理及应用。 教学难点：理解化学电池的工作本质，清晰区分化石能源与新能源的核心差异，辩证分析氢能推广应用的优势与现存难题。通过任务式探究、对比分析突破难点，落实重点知识的理解与运用。 教学过程 教学环节 教学活动 设计意图 导入新课 展示日常出行汽车、家用供电、工业生产的能源使用场景，结合雾霾、温室效应、能源短缺的社会现象提问：当下常用的煤、石油、天然气存在哪些问题？人类该如何破解能源与环境的矛盾？顺势引出本节课主题——化学与能源开发，引导学生探索化学助力清洁能源开发、优化能源利用的核心作用。 结合生活实景与社会热点创设问题情境，拉近化学与生活、社会的距离，激发学生探究兴趣。依托真实问题驱动课堂，自然衔接新课内容，铺垫能源优化与新能源开发的学习主线。 讲授新课 （一）任务一：认知能源体系，剖析传统能源的利与弊 【活动开展】教师展示多组能源应用素材，包含传统能源：煤炭火力发电、石油提炼燃油供机动车行驶、天然气民用供暖做饭；新型能源：氢能汽车行驶、太阳能发电、锂电池供电设备等实景图片与文字资料。组织学生以小组为单位开展自主学习，结合教材文本内容，完成基础认知任务，梳理能源的基本分类方式。 学生自主研读教材后，小组交流总结，明确根据能源的再生属性可分为可再生能源与不可再生能源，根据能源的开发利用阶段可分为传统化石能源与新型清洁能源。其中煤、石油、天然气是人类目前使用最广泛的三大化石能源，属于不可再生能源，是工业生产、日常生活的主要能量来源。 【深度探究任务】各小组结合生活经验与教材知识，从资源储量、环境影响、使用效能三个维度，全面分析化石能源的优势与存在的弊端。小组汇总观点后，推选代表进行课堂展示，其余小组补充完善。 学生小组探究总结：化石能源的核心优势在于开发技术成熟、储存量大、使用便捷、能量供应稳定，能够满足大规模工业生产和民生生活的能源需求，是现阶段社会发展的能源支柱。而弊端十分突出，其一，化石能源形成周期长达亿万年，属于不可再生资源，长期过度开采使用，会导致资源枯竭，引发能源危机；其二，化石燃料燃烧过程中，会释放二氧化硫、氮氧化物、粉尘等污染物，引发酸雨、雾霾等环境问题，同时大量二氧化碳的排放会加剧温室效应，破坏生态平衡；其三，部分化石燃料燃烧不充分，会产生一氧化碳有毒气体，危害人体健康与环境安全。 【教师精讲梳理】针对学生的探究成果进行系统化梳理，肯定学生的全面分析，同时补充拓展：随着人类社会工业化、城市化快速发展，能源消耗量逐年激增，传统化石能源的短板愈发凸显。资源短缺、环境污染、生态破坏三大问题，倒逼人类必须探索新型、清洁、高效的能源，而化学科学的发展，为新能源的开发与利用提供了核心技术支撑，自然过渡到新型清洁能源的学习。 【小组思辨活动】组织学生思考讨论：现阶段人类为什么不能完全摒弃化石能源？通过思辨引导学生建立辩证思维，认识到新能源开发技术尚未完全成熟、成本较高、普及范围有限，化石能源在当下依然具备不可替代的作用，能源转型是一个循序渐进的过程，而非一刀切的替换。 （二）任务二：探究清洁高效的氢能，解锁理想新能源 【情境任务驱动】教材明确指出氢气是未来最理想的绿色能源，教师抛出核心探究任务：结合氢气的性质、燃烧产物、制取原料等知识，小组合作探究，分析氢能被称为理想能源的核心原因，对比化石能源总结氢能的独特优势。 【自主探究与合作研讨】学生结合之前所学的氢气燃烧实验知识，搭配教材图文内容，分组开展探究分析。首先回顾氢气燃烧的反应特点，氢气在氧气中充分燃烧，只生成水，无任何污染物产生。其次梳理氢能的三大核心优势，第一，原料来源广泛，制取氢气的核心原料为水，水资源储量丰富、分布广泛，可循环利用；第二，燃烧热值高，同等质量的氢气完全燃烧放出的热量，远高于煤炭、石油等化石燃料，能量利用效率更高；第三，清洁无污染，燃烧产物只有水，不会产生温室气体和有毒有害污染物，不会造成生态环境污染。 【成果展示与互评】各小组依次展示探究结论，相互补充完善，最终统一梳理出氢能三大核心优点，构建完整的氢能优势知识体系。教师结合学生展示内容，进行精准点拨，强调氢能是目前公认的最具发展潜力的清洁能源，完美解决化石能源的污染与枯竭难题。 【深度拓展任务】教师提出进阶探究问题：既然氢能优势显著，为什么目前氢能没有全面普及，替代传统化石能源？请结合生活认知与教材信息，小组合作分析氢能开发与应用的现存难题。 学生分组深度研讨，结合教材内容总结氢能应用的瓶颈问题。其一，制取成本高，现阶段工业和实验室常用电解水的方法制取氢气，该过程需要消耗大量电能，能耗大、效率低，无法实现大规模低成本制取；其二，储存和运输难度大，氢气密度极小、易燃易爆，常温下难以液化储存，高压储存、运输对设备安全性、密封性要求极高，运输风险大、成本昂贵；其三，氢能应用配套设备不完善，氢能汽车、氢能发电设备的研发、制造成本高，普及范围狭窄。 【教师精讲升华】针对氢能应用难题进行专业解读，同时介绍化学领域的前沿研发方向。目前化学家正在重点研发光分解水制氢技术，通过寻找高效、低成本的光催化材料，利用太阳能直接分解水制取氢气，无需消耗电能，可大幅降低制氢成本，是未来最理想的制氢方式。同时新型储氢合金材料的研发，也逐步攻克氢气储存运输的难题，化学技术的突破持续推动氢能产业化、生活化普及。 【课堂小辨析】设置辨析任务，让学生区分“氢气是理想能源”和“氢能目前无法大规模普及”并不矛盾，前者是基于能源本身的优势属性，后者是受当前技术水平的限制，随着化学科技的进步，氢能必将成为未来能源体系的核心。 （三）任务三：探秘化学电池，认知化学能的电能转化 【生活任务导入】教师引导学生列举生活中常用的电池设备，手机电池、干电池、充电宝、电动车电池、遥控器电池等，让学生思考：电池在生活中起到什么作用？电池工作过程中能量发生了怎样的转化？以此开启化学电池的探究学习。 【自主学习任务】学生自主阅读教材中化学电池的相关内容，独立完成基础知识点梳理，明确化学电池的定义、核心能量转化形式。自主学习后总结：化学电池是一种将化学反应产生的能量直接转化为电能的装置，其核心能量转化关系为化学能转化为电能，区别于化石燃料燃烧的化学能转化为热能、光能的转化形式，能量转化效率更高。 【实操探究活动：简易果蔬电池制作】教师准备实验器材，土豆、西红柿、苹果、铜片、锌片、导线、灵敏电流计，组织学生分组开展实操实验，完成探究任务。第一步，将铜片与锌片插入果蔬内部，保证两片金属片不接触；第二步，用导线将金属片与灵敏电流计连接；第三步，观察灵敏电流计指针的变化，记录实验现象。 学生实操后观察到，灵敏电流计指针发生明显偏转，说明电路中有电流产生，证明果蔬内部发生化学反应，将化学能转化为电能，形成了简易电池。各小组更换不同果蔬重复实验，对比实验效果，发现不同果蔬制作的电池，电流大小存在差异。 【实验研讨总结】教师引导学生结合实验现象分析原理，果蔬中含有丰富的电解质溶液，铜片、锌片为活泼性不同的金属电极，三者构成闭合回路后，发生氧化还原反应，将化学能直接转化为电能，实现供电。同时对比传统燃料燃烧发电，化学电池无需经过燃烧放热、机械能转化的中间环节，能量损耗少、转化效率高。 【分类探究任务】小组合作梳理常见化学电池的分类及应用，结合教材内容区分一次电池、二次电池的差异。一次电池为不可充电电池，常见的干电池，放电完成后无法重复使用，结构简单、使用便捷，广泛用于小型家电；二次电池为可充电电池，常见的锂电池、铅蓄电池，放电时化学能转化为电能，充电时电能转化为化学能，可循环重复使用，节能环保，多用于手机、新能源汽车、储能设备。 【环保思辨任务】组织学生讨论废旧电池的随意丢弃的危害，以及正确的处理方式。学生研讨后总结，电池中含有重金属、有毒化学物质，随意丢弃会污染土壤、水源，危害生态环境与人体健康，因此废旧电池属于有害垃圾，必须分类回收、集中处理，树立绿色环保的用电、护电意识。 本节课全程采用任务式活动教学，紧扣新教材“化石能源现状—氢能开发—化学电池应用”的编排逻辑设计课堂环节。以学生为主体，设置分层探究任务、合作讨论、实操体验等活动，打破传统理论灌输模式。立足四维核心素养，将知识学习、思维训练、探究能力培养、价值引领深度融合。通过生活化素材、实操实验、辩证分析，让学生主动建构能源化学知识体系，理解化学服务社会的价值，逐步树立绿色低碳、可持续发展的科学观念，落实新课标育人目标。 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 $