11.2化学与能源开发第二课时（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 - 第二课时（教学设计） 课题 课时安排 核心 素养目标 化学观念：建立化学能与电能、热能相互转化的核心认知，明确氢能的物质组成与化学性质，树立物质转化伴随能量变化的基本观念。 科学思维：通过对比氢能与化石燃料、分析电池工作原理，形成对比推理、辩证分析的思维模式。 科学探究：通过水果电池实操探究，掌握简单能量转化实验的操作与现象分析方法。 科学态度与责任：关注能源危机与环境问题，树立绿色能源理念，增强节约资源、保护环境的社会责任感。 重点 和难点 教学重点：氢能作为理想清洁能源的三大优势，化学电池的能量转化形式与基本工作原理，生活中常见化学电池的分类与应用。 教学难点：理解化学电池内部微观能量转化本质，辩证分析氢能开发利用的优势与现存技术难题，结合化学知识解释新能源推广的现实意义与局限性，实现理论知识与社会实际的结合。 教学过程 教学环节 教学活动 设计意图 导入新课 现代社会生产生活离不开能源，传统煤、石油、天然气等化石燃料长期大量使用，不仅储量日益枯竭，还会引发酸雨、温室效应、空气污染等环境问题，制约社会可持续发展。为破解能源与环境的双重困境，人类不断探索新型清洁能源。本节课将聚焦两大核心新能源应用形式——氢能与化学电池，探究其化学原理、应用优势与发展现状，解锁化学助力能源革新的奥秘。 本节课以任务式探究为核心，立足教材内容，结合生活实例与实操实验，落实四维核心素养。让学生在自主探究、合作交流中掌握知识，体会化学的实用价值，树立绿色可持续发展理念。 讲授新课 （一）温故知新，情境启思 依托上节课化石燃料相关知识，引导学生自主回顾梳理已学内容，搭建新旧知识衔接桥梁。教师引导学生自主梳理：人类目前广泛使用的化石燃料包含煤、石油、天然气，这类能源均属于不可再生能源，长期大规模开采与燃烧，会带来诸多资源与环境问题。组织学生开展自由发言，结合生活见闻与所学知识，列举化石燃料使用带来的具体危害，包括资源枯竭、大气污染、温室效应加剧、酸雨腐蚀建筑与植被等。 在学生充分发言、积累认知基础后，教师进行总结升华：化石燃料是近现代工业发展的能源基石，为人类社会发展提供了巨大助力，但自身存在不可再生、污染严重的致命缺陷。随着人类社会的快速发展，能源需求量持续攀升，传统能源体系已无法适配绿色、可持续的发展需求，开发清洁、高效、可再生的新型能源，成为全球能源发展的必然趋势。顺势引出本节课新教材核心学习主题：清洁高效的氢能、应用广泛的化学电池，开启本节课的任务式探究学习。 （二）任务一：探究清洁高效的氢能 本任务聚焦新教材第一板块核心内容，旨在让学生自主掌握氢能的优势、制取方法及发展困境，通过分层探究、小组思辨，构建完整的氢能知识体系。教师明确本任务学习目标：全面认识氢能的特点，理解氢能被称为“理想清洁能源”的原因，了解氢能的制取方式，辩证分析氢能推广应用的机遇与挑战。 首先开展自主学习活动，给予学生充足时间阅读教材对应内容，独立梳理核心知识点，完成基础问题梳理：氢气的物理与化学性质、氢气燃烧的产物与能量变化、氢能的核心优势。学生自主学习完成后，组织小组内部交流梳理成果，互补完善知识点。随后教师结合学生梳理内容，开展系统性精讲点拨。 从化学原理角度分析，氢气燃烧的化学反应简单且无污染，氢气与氧气在点燃条件下反应生成水，反应产物只有水，不会产生二氧化碳、二氧化硫、氮氧化物等污染物，能够从根源上规避化石燃料燃烧带来的大气污染与温室效应问题。同时，结合热值对比数据，让学生直观认知氢能的高效性：同等质量的氢气完全燃烧放出的热量，远高于煤炭、汽油等传统燃料，热值优势显著，能量利用效率更高。除此之外，氢气的制取原料来源广泛，可通过电解水、生物质制氢等多种方式获取，水资源作为核心原料储量丰富，具备大规模开发的基础条件。 基于以上探究，组织学生小组总结氢能的三大核心优势：燃烧无污染、热值高、原料来源广，明确氢能是目前最具发展潜力的绿色清洁能源。为深化学生认知，打破片面化理解，教师设置思辨问题：既然氢能优势突出，为何目前没有全面替代化石燃料广泛应用于生产生活？组织学生开展小组合作探究，结合教材内容与生活常识，多角度分析氢能开发利用的难点。 各小组依次展示探究成果，教师汇总梳理核心难点：第一，制取成本高，目前工业主流的电解水制氢方式，需要消耗大量电能，能耗大、成本高，无法实现规模化低成本生产；第二，储存运输困难，氢气密度极小、沸点极低，易燃易爆，常温常压下难以储存，高压液化储存对设备密封性、安全性要求极高，运输过程风险系数高；第三，配套技术不完善，氢能发电、氢能动力设备的核心技术尚未完全成熟，相关基础设施建设滞后，无法支撑大规模推广应用。 最后教师进行任务小结，帮助学生构建辩证思维：氢能是理想的新型清洁能源，具备传统能源无可比拟的优势，但受限于当前技术水平，仍存在诸多应用难题。而化学科学的不断发展，正在逐步攻克这些技术瓶颈，新型制氢技术、储氢材料的研发，持续推动氢能产业化发展，让学生深刻认识到化学对新能源发展的推动作用。 （三）任务二：探究应用广泛的化学电池 本任务为本节课核心重点，对应新教材第二板块内容，以实验探究为核心，引导学生掌握化学电池的能量转化原理、基本分类与生活应用，突破微观能量转化的教学难点。教师明确本任务学习目标：掌握化学电池的能量转化形式，理解化学电池的工作本质，区分常见化学电池类型，通过实验直观感知化学能向电能的转化过程。 首先开展情境导入衔接，结合生活实际提问：日常生活中，手机、遥控器、蓝牙耳机、新能源汽车等设备，能够脱离市电独立工作，依靠的是什么能源装置？学生集体回答电池后，教师顺势引出化学电池的概念：化学电池是一种可将化学能直接转化为电能的装置，是生活中应用最广泛的小型能源转化设备。 组织学生自主阅读教材，梳理化学电池的核心特点，对比化石燃料燃烧的能量转化形式。引导学生发现：化石燃料燃烧是化学能转化为热能、光能，能量转化过程中损耗大、利用率低，还会产生污染物；而化学电池可直接将化学能转化为电能，转化环节少、能量利用率高、体积小、携带便捷、污染低，适配各类小型用电设备。 为突破抽象的能量转化难点，本节课设置核心探究实验——水果电池实验，开展实操式任务探究。教师提前准备实验器材：铜片、锌片、导线、灵敏电流计、苹果、橙子、西红柿等常见水果。教师先讲解实验原理、操作步骤与注意事项，强调金属片插入水果后不可接触，避免短路，规范导线连接方式。 学生以四人小组为单位开展分组实验，两名学生负责组装器材、操作实验，一名学生观察实验现象、记录数据，一名学生整理器材、总结现象。各小组将铜片和锌片平行插入水果果肉中，通过导线将金属片与灵敏电流计连接，观察电流计指针的变化。学生可清晰观察到，电流计指针发生明显偏转，证明电路中有电流产生，水果电池成功将化学能转化为电能。 实验结束后，组织各小组交流实验现象，讨论实验原理。教师精讲点拨：水果果肉中含有酸性电解质溶液，铜片和锌片为活动性不同的金属，二者在电解质溶液中形成闭合回路，发生化学反应，将储存的化学能持续转化为电能，实现供电效果。该实验直观验证了化学电池的能量转化本质，让抽象的微观化学变化与能量转化变得具象可感知。 随后拓展教材知识点，讲解常见化学电池的分类与应用。按照教材划分，化学电池主要分为一次电池、二次电池、燃料电池三类。一次电池为一次性使用电池，放电后无法充电复原，常见的干电池、纽扣电池均属于此类，广泛应用于遥控器、手电筒、小型玩具等设备；二次电池为可充电电池，可反复充电放电循环使用，手机电池、电动车蓄电池、锂电池是典型代表，应用范围最广；燃料电池以氢气、甲醇等为燃料，通过化学反应直接发电，能量转化率极高，污染极小，多用于新能源汽车、航天航空等高端领域。 针对教学难点，教师深度辨析能量转化差异，引导学生对比燃烧放热发电与化学电池发电的区别。传统火力发电需要经过“化学能—热能—机械能—电能”多重转化，环节繁琐、能量损耗大、污染严重；而化学电池直接完成“化学能—电能”的转化，转化效率高、绿色环保，凸显化学电池的应用优势。同时结合生活实例，引导学生树立合理用电、回收废旧电池的意识，了解废旧电池中重金属污染的危害，落实社会责任素养。 本节课全程采用任务驱动式课堂教学模式，遵循“情境激趣—任务探究—知识建构—应用拓展”的教学逻辑，贴合新教材编排体系。以化石能源的弊端创设真实社会情境，引出新能源探究主题，层层递进设置梯度化学习任务。通过自主阅读、小组讨论、实验探究、思辨辨析等多样化活动，打破传统理论灌输模式，让学生主动参与知识生成过程。聚焦重难点，将抽象的能量转化、电池原理、氢能发展问题具象化，兼顾知识传授、思维培养与价值引领，既夯实学科基础知识点，又培养学生科学探究能力与社会责任意识，实现四维核心素养的全方位落地。 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 $