6.2二氧化碳的排放第1课时教学设计-2026-2027学年九年级化学北京版上册

第二节 二氧化碳的排放 第一课时 教案 北京版 初中化学 九年级上册 一、教材分析 本课时选自北京版九年级化学上册“碳的世界”单元第二节，是在学生学习空气成分和氧气性质之后，进一步认识身边的重要气体——二氧化碳。教材从“排放”视角切入，将化学知识与全球环境议题紧密关联，帮助学生建立对二氧化碳来源、性质和影响的系统认识，引导学生关注人类活动与碳循环的关系。 二、四维核心素养 化学观念：认识二氧化碳是自然界碳循环的重要物质，理解其排放与积累对大气环境的影响。科学思维：通过分析排放来源与环境变化的因果关系，培养基于证据推理和模型认知的思维能力。科学探究与化学实验：通过观察实验现象和分析资料数据，学习从事实中归纳结论的探究方法。科学态度与责任：认识控制二氧化碳排放、应对气候变化是每个人的责任，形成绿色低碳的生活态度。 三、教学重难点 教学重点：认识二氧化碳的主要排放来源，理解二氧化碳在自然界中的循环过程及其对环境的影响。教学难点：从物质循环和能量转化的视角理解人类活动加剧二氧化碳排放的机理，建立“排放—积累—环境效应”之间的逻辑链条，并能运用所学对实际减排问题作出合理判断。 四、新课导入 教师播放一段北极熊站在碎裂浮冰上的新闻视频，随后展示两张照片：一张是茂密的原始森林，一张是被雾霾笼罩的城市上空。提问：“同学们，画面中这些变化可能与哪种气体有关？你们知道它从哪里来，又到哪里去了吗？”由此引出本节课主题——二氧化碳的排放。 【设计意图】以真实视觉冲击唤起学生对环境问题的关注，用悬念式问题激活已有经验，自然切入新课主题。 五、上课过程设计意图 本课时以“追踪二氧化碳的排放足迹”为主线，设计五个递进式任务活动，引导学生在真实情境中完成从感知到探究、从分析到决策的完整学习过程。任务一从生活场景入手，让学生在熟悉的经验中发现二氧化碳的存在；任务二通过资料卡片和小组讨论，帮助学生系统梳理排放来源并区分自然排放与人为排放；任务三借助演示实验，让学生直观感受二氧化碳的性质及其与环境的联系；任务四引入真实环境案例，引导学生分析排放与气候变化之间的因果关系；任务五回归行动层面，让学生以小组为单位设计减排方案，将化学认知转化为责任担当。五个任务环环相扣，由浅入深，既落实知识目标，又突出学生的主体参与和思维发展，体现“做中学”“议中学”的教学理念。 六、教学过程 任务一：发现身边的二氧化碳——生活中的排放线索 【任务情境】教师在讲桌上点燃一根蜡烛，用一个透明玻璃杯倒扣在蜡烛上方，蜡烛渐渐熄灭。教师提问：“蜡烛燃烧时产生了什么气体？为什么杯子罩住后火焰会熄灭？”引导学生回忆之前学过的燃烧知识，自然引出二氧化碳。 教师活动：教师演示蜡烛在密闭容器中熄灭的小实验，随后展示一组生活图片：汽车尾气烟囱、发酵的面团、碳酸饮料冒泡、人体呼吸、煤炭取暖、沼气池产气。请学生逐一辨认哪些场景与二氧化碳有关，并尝试说出理由。教师一边展示图片一边追问：“这个场景中，二氧化碳是怎么产生的？它又去了哪里？” 学生活动：学生认真观察实验现象，描述蜡烛从燃烧到熄灭的完整过程。观看图片后，以同桌交流的方式分享自己的判断。学生纷纷指出汽车尾气、呼吸作用、煤炭燃烧等场景中都有二氧化碳的参与。有学生提到打开汽水瓶时冒出的气泡也是二氧化碳，还有学生补充说人和动物呼吸时呼出的气体中含有大量二氧化碳，教师均予以肯定。一位学生问：“发酵的面团为什么会有二氧化碳？”教师简要解释微生物在发酵过程中会分解有机物并释放二氧化碳。 教师追问：“大家找了这么多二氧化碳的踪迹，那你们有没有想过，这些二氧化碳最终去了哪里？它们会不会在某个地方越积越多？如果真的越积越多，又会发生什么？”引导学生从“存在”走向“循环”的思考，为后续任务埋下伏笔。 【设计意图】从学生已有的燃烧知识和生活经验出发，用直观实验和丰富图片快速激活前概念，让学生意识到二氧化碳无处不在，在追问中激发探究欲望，为后续系统学习排放来源搭建认知桥梁。 任务二：追踪排放来源——给二氧化碳“搬家” 【任务情境】教师将班级分为若干小组，每组发放一套“排放来源资料卡片”，卡片上分别写有不同的二氧化碳产生途径：动植物呼吸、森林火灾、煤炭燃烧发电、汽车行驶、工业生产、植物光合作用吸收、海水溶解吸收、微生物分解动植物遗体、火山喷发、天然气燃烧取暖。请各小组将这些卡片分成两类——“排放到大气中的”和“从大气中吸收的”，并在小组内说明分类理由。 教师活动：教师分发资料卡片，说明任务要求后巡视各组讨论情况。当小组出现分歧时，教师不急于给出答案，而是追问：“你为什么把这张卡片放在这一类？你的依据是什么？能不能从物质变化的角度解释一下？”促使学生用证据支撑自己的判断。对于讨论较为充分的小组，教师进一步提示：“大家再仔细看看，这些排放来源中，哪些是自然界本身就有的，哪些是因为人类活动才增加的？” 学生活动：小组内热烈讨论。有的小组将“动植物呼吸”“煤炭燃烧发电”“汽车行驶”“工业生产”“森林火灾”“微生物分解”“火山喷发”“天然气燃烧取暖”归入排放类，将“植物光合作用”“海水溶解”归入吸收类。也有学生对“森林火灾”的归属产生疑问——森林本应是吸收二氧化碳的，为什么火灾反而排放？教师引导全班就此问题展开讨论。学生们各抒己见，有的说森林平时吸收二氧化碳，但着火后树木被烧掉，原来固定在树木里的碳又被释放出来；有的说植物燃烧后变成灰烬，其中的碳以气体形式回到大气中。教师总结：森林正常生长时通过光合作用吸收二氧化碳，但发生火灾时树木燃烧会释放大量二氧化碳，一吸收一排放，效果完全不同。 汇报交流：各小组派代表上台展示分类结果，并阐述分类依据。教师在黑板上同步记录排放来源和吸收途径。教师进一步引导：“大家看，自然界本身存在着一种排放与吸收的动态平衡。在没有人类大规模干预的时候，这种平衡基本保持稳定。那么，是什么打破了这种平衡，让大气中的二氧化碳越来越多呢？”学生们结合卡片内容，很快指出煤炭燃烧发电、汽车行驶、工业生产等都是人为因素导致的额外排放。 【设计意图】通过分类活动让学生自主建构二氧化碳的“收支”图景，在认知冲突中深化对自然碳循环的理解，并初步区分自然排放与人为排放，培养基于证据进行分类和推理的科学思维。小组合作的形式让每个学生都有表达和倾听的机会。 任务三：观察与感受——二氧化碳的“脾气” 【任务情境】教师取出一软塑料瓶，瓶中收集了二氧化碳气体。向瓶中倒入少量水，迅速拧紧瓶盖，振荡瓶子。请学生观察瓶子的变化——瓶子明显变瘪了。教师提问：“瓶子为什么会变瘪？这说明二氧化碳有什么性质？”随后教师再做第二个演示：将二氧化碳气体像倒水一样倾倒在一支点燃的蜡烛上，蜡烛火焰熄灭。 教师活动：教师进行第一个演示实验：向装满二氧化碳气体的软塑料瓶中加入约三分之一体积的水，立即旋紧瓶盖，充分振荡。学生清晰观察到塑料瓶从饱满逐渐变瘪。教师接着进行第二个演示：在烧杯中放一支点燃的蜡烛，将收集好的二氧化碳气体沿着烧杯壁缓缓倒入，蜡烛火焰由下至上熄灭。教师引导学生逐一归纳观察到的现象，并思考这些现象背后说明二氧化碳具有哪些性质。 学生活动：学生专注观察实验，纷纷举手描述看到的现象。有学生说瓶子变瘪了，说明二氧化碳溶解到水里去了，瓶内气压减小，外界大气压把瓶子压瘪了。有学生说蜡烛熄灭了，说明二氧化碳不能燃烧也不支持燃烧，而且像倒水一样能从一个容器“流”到另一个容器，说明它比空气重。教师追问：“二氧化碳能溶于水，那海洋对大气中的二氧化碳起到了什么作用？”学生回答海洋可以溶解吸收一部分大气中的二氧化碳。 教师拓展：教师展示一段简短资料：随着人类排放的二氧化碳不断增加，海洋吸收的量也在增大，这导致海水酸性逐渐增强。酸化的海水会腐蚀珊瑚和贝类的外壳，影响整个海洋生态系统。教师告诉学生，这种现象被称为海洋酸化，是二氧化碳过量排放带来的又一环境后果。学生们对此表现出浓厚兴趣，纷纷提问海洋酸化会不会影响渔业，教师简要回应并建议课后查阅资料深入了解。 【设计意图】用两个简单实验让学生在直观感受中归纳二氧化碳的物理性质和化学性质，并将性质与环境影响建立联系，体现“性质决定影响”的化学思维，同时渗透海洋酸化这一现实议题，拓展学生视野。教师在学生提问时不急于给出完整答案，而是引导他们课后自主探究，培养持续学习的习惯。 任务四：案例研讨——当排放超过了吸收 【任务情境】教师播放一段关于全球气候变化的科普短片，内容包括：近百年来地球平均气温上升、两极冰川融化速度加快、极端天气事件增多、海平面上升威胁沿海城市。短片结束后，教师展示两组柱状对比图：一组显示近百年来大气中二氧化碳浓度的变化趋势，另一组显示同期全球平均气温的变化趋势。请各小组观察图表，讨论两者之间可能存在什么关系。 教师活动：教师播放短片后分发图表学习单，组织小组讨论。教师提示：“请大家仔细观察两条曲线的走向，有没有发现某种规律？除了二氧化碳浓度升高和气温上升这两个事实之外，你们还能想到哪些证据来支持或解释两者之间的关系？如果两者真的有关联，背后的原理可能是什么？”教师在各组间巡视，倾听学生的讨论并适时点拨。 学生活动：各小组认真观察图表，发现二氧化碳浓度逐年上升的同时，全球平均气温也在波动上升。有小组提出：“这两个变化趋势很像，是不是二氧化碳越多，气温就越高？”教师进一步追问原因。学生结合光合作用和温室效应的已有知识，推测二氧化碳像一层“保温毯”一样笼罩在地球表面，阻止地面的热量向外散发，从而使地球气温升高。教师肯定学生的推理，并补充说明这种现象就是温室效应，而二氧化碳是最主要的温室气体之一。有学生问：“那温室效应是不是全都是坏事？”教师抓住这个问题引导全班思考。 深化讨论：教师提问：“是不是二氧化碳越少越好？如果大气中没有二氧化碳会怎样？”引发学生深度思考。有学生回答：“如果没有二氧化碳，植物就不能进行光合作用，地球上的生命可能无法生存。”还有学生补充：“如果没有温室效应，地球夜晚会非常寒冷，不适合生命生存。”教师总结：二氧化碳本身不是“坏东西”，自然界需要它维持碳循环和适宜的温度，适度的温室效应是地球生命存在的必要条件。但问题在于人类活动使排放速度远远超过了吸收速度，打破了自然平衡，导致温室效应不断加剧，气候异常变化。教师进一步提问：“那我们能不能人为地增加吸收呢？”学生们纷纷想到植树造林、保护森林、发展清洁能源等途径，教师逐一记录并肯定。 【设计意图】通过真实数据图表培养学生的图表阅读和证据推理能力，让学生在对比分析中自主发现排放与气候变暖之间的关联，同时通过辩证讨论避免将二氧化碳简单标签化为“有害气体”，培养学生的辩证思维和全面看问题的意识。 任务五：行动起来——我的低碳减排方案 【任务情境】学校正在开展“低碳校园”建设活动，向全体同学征集减排建议。请各小组结合本节课所学，设计一份“教室低碳行动方案”，从用电、用纸、通风照明、课间活动、绿植布置等角度提出至少三条具体可行的措施，并说明每条措施减少了哪方面的二氧化碳排放。方案要求具体、可操作，适合在教室日常推行。 教师活动：教师布置小组任务，发放方案设计单。教师巡视指导，鼓励学生将化学知识与校园生活实际结合。教师提示：“想一想，教室里哪些活动在消耗能源？这些能源是怎么产生的？发电过程是否涉及燃烧含碳物质？如果减少了用电，间接上减少了什么？”对于思路较窄的小组，教师进一步引导：“除了用电之外，教室里还有哪些环节与碳排放有关？纸张从哪里来？植物在教室里能发挥什么作用？” 学生活动：各小组热烈讨论，在设计单上认真写下方案。有的小组提出“离开教室随手关灯、关投影仪”，理由是电大多来自火力发电，燃煤会产生二氧化碳；有的小组提出“双面使用纸张，减少打印量”，理由是造纸需要消耗木材和能源，少用纸就是少砍树、少排放；有的小组提出“课间多开窗通风，少用空调”，理由是空调耗电间接增加排放；还有小组提出“在教室窗台摆放绿植”，理由是植物通过光合作用吸收二氧化碳释放氧气，可以改善教室微环境。各小组在设计单上清晰列出了措施和对应的减排原理。 展示交流：每个小组派代表上台宣读本组的低碳行动方案，其他组可以补充或提问。有小组提出“用电子作业本代替纸质作业本”，引发关于屏幕耗电与纸张生产哪个更环保的讨论。有学生反驳说电子设备生产过程中也有碳排放，教师引导学生从全生命周期的角度思考，不急于给出标准答案，而是鼓励课后查阅资料继续探究。还有小组提出“班级设立低碳监督员”，定期检查教室用电和用纸情况，教师对此创意表示赞赏。 教师总结：教师肯定各小组的方案，并强调：减排不是一个人的事，也不是一天的事，它需要全社会共同努力。回顾本节课，我们从发现身边的二氧化碳出发，追踪了它的排放来源，观察了它的性质特点，分析了它与全球气候变化的关系，最后落脚到每个人都能参与的具体行动。化学不仅帮助我们认识了二氧化碳，更让我们明白每个人的选择都会影响地球的未来。希望同学们从今天做起，从身边小事做起，做低碳生活的践行者和倡导者。课后请各组将方案整理成电子版，提交给学校环保社团，为低碳校园建设贡献自己的力量。同时，请同学们课后查阅我国在应对气候变化方面采取了哪些重大举措，下节课分享交流。 【设计意图】将课堂学习延伸到真实校园场景，让学生在设计方案的过程中将知识转化为行动，落实科学态度与责任素养，同时通过开放性讨论培养批判性思维和辩证看待问题的能力，实现从知识到行动的闭环。 七、板书设计 第二节 二氧化碳的排放 一、排放来源 自然排放：动植物呼吸、微生物分解、森林火灾、火山喷发 人为排放：燃煤发电、汽车尾气、工业生产、燃料燃烧 二、吸收途径 植物光合作用、海洋溶解吸收 三、二氧化碳的性质 能溶于水、不燃烧也不支持燃烧、比空气重 四、排放与环境 排放大于吸收，二氧化碳不断积累，导致温室效应加剧，进而引起全球气候变暖 附带影响：海洋酸化、冰川融化、极端天气增多 五、行动倡议 节约能源、绿色出行、爱护森林、低碳生活 学科网（北京）股份有限公司 $