1.3化学服务于人类社会发展第2课时教学设计-2026-2027学年九年级化学仁爱科普版上册

课题3 化学服务于人类社会发展 第二课时 教案 一、教材分析 本课题是仁爱科普版九年级上册第一单元“走进化学世界”的重要组成部分，第二课时在学生初步认识化学研究对象和基本特征的基础上，聚焦化学在能源、材料、环境、健康四大领域的实际应用。教材通过丰富的生活案例和社会热点，引导学生理解化学如何推动人类社会进步，是连接化学基础知识与社会生活的重要桥梁，体现了“从生活走进化学，从化学走向社会”的课程理念。 二、四维核心素养 化学观念：认识物质性质决定用途，理解化学变化是创造新物质、服务社会发展的核心手段。科学思维：辩证分析化学技术应用的利弊，形成多角度、全面看问题的思维习惯。科学探究与实践：通过案例探究和小组讨论，分析化学应用的优势与存在问题，提升合作探究能力。科学态度与责任：树立绿色化学理念和可持续发展观，增强运用化学知识服务社会的责任感与使命感。 三、教学重难点 重点：掌握化学在能源开发、新型材料、环境保护、医疗健康四大领域的具体应用，理解化石燃料综合利用和新能源开发的化学价值。难点：辩证分析化学技术应用的双面性，结合化学原理解释生产生活中的应用原理，建立化学服务社会、绿色化学与可持续发展的系统认知。 四、新课导入 教师展示一组生活中常见物品的图片——智能手机、运动鞋、感冒药品、太阳能路灯，提问学生：这些物品背后都蕴含着哪些化学知识？引导学生仔细观察并自由发言。学生可能提到手机外壳是塑料、鞋底是合成橡胶、药品是化学合成的、路灯利用了太阳能。教师顺势总结：化学不仅在实验室里，更在我们身边的每一处，它正以各种方式服务于人类社会的发展。今天我们继续深入探讨化学如何服务于人类社会发展。 五、上课过程设计意图 本课时采用任务驱动式教学，以“化学如何服务人类社会发展”为主线，设计四个递进式探究任务。任务一聚焦能源，让学生从化石燃料的综合利用中体会化学的转化价值与能源变革意义；任务二聚焦材料，通过塑料利弊分析培养学生的辩证思维和环保意识；任务三聚焦环保，从绿色化学理念出发理解化学治理污染、守护生态的作用；任务四聚焦健康，感受化学对生命健康的全方位守护。四个任务层层递进，从认知到辨析再到综合应用，引导学生在合作探究中自主建构知识体系，落实四维核心素养，最终形成正确的化学发展观。 六、上课过程 任务一：探寻化学与能源发展的奥秘 【任务情境】 教师播放一段关于城市夜晚灯火辉煌、工厂机器轰鸣、车辆川流不息的短视频，视频结束后屏幕定格在一张化石燃料电厂与风力发电场并列的对比画面。教师提问：人类社会的运转离不开能源，你知道我们目前主要使用哪些能源吗？这些能源又是如何通过化学手段变得更加高效和清洁的呢？由此引出第一个探究任务——化学与能源发展。 【探究活动1-1：认识化石燃料及其利用】 教师发放学习任务单，上面列有三个引导问题。学生以四人小组为单位，结合课本内容和课前预习所得，围绕以下问题展开讨论： 第一组问题：你知道的传统化石燃料有哪些？它们在我们的日常生活中扮演着怎样的角色？请举例说明。学生经过讨论后分享交流。教师引导学生归纳出煤、石油、天然气三大化石燃料，并联系家庭做饭用的天然气、汽车加的汽油、冬天取暖烧的煤炭等生活实例，让学生感受化石燃料与生活的紧密联系。 第二组问题：如果把煤直接烧掉，和经过化学加工后再利用，哪种方式更好？为什么？教师组织学生进行小型辩论，正反双方各抒己见。一方认为直接燃烧简单方便，另一方认为化学加工后利用更高效、更环保。教师在学生发言的基础上进行点拨：直接燃烧化石燃料，大量的热能被白白浪费，同时还会排放出二氧化硫、粉尘等有害物质，造成空气污染和酸雨问题。而通过化学方法对化石燃料进行综合利用，比如石油的分馏、煤的气化和液化，可以将原本只能燃烧的黑色金子转化为汽油、柴油、塑料、合成纤维等数百种有用产品，不仅大大提高了资源的利用价值，还减少了污染物的排放。 第三组问题：化石燃料是取之不尽用之不竭的吗？如果不是，人类应该怎么办？学生结合预习中了解到的“化石燃料是不可再生能源”这一知识点，展开讨论。有的学生说要节约能源，有的学生说要开发新能源。教师肯定学生的想法，并顺势引出新能源的话题。 【探究活动1-2：走进新能源的世界】 教师展示一组新能源图片：太阳能光伏板、风力发电机、氢能汽车、核电站、地热能供暖系统。请学生结合课前搜集的资料，分别介绍一种新能源的特点和优势。 学生分组汇报：第一小组介绍太阳能——太阳能是取之不尽用之不竭的清洁能源，通过光伏电池可以将太阳光转化为电能，现在很多家庭屋顶都安装了太阳能电池板，既环保又省钱。第二小组介绍风能——风力发电利用风力驱动风车叶片旋转，带动发电机发电，我国西北和沿海地区建有大量风力发电场。第三小组介绍氢能——氢气燃烧后只生成水，是最清洁的能源，氢能汽车已经在一些城市试运行，但目前氢气的制取成本较高，储存和运输也比较困难。第四小组介绍核能——核能发电能量巨大，燃料消耗少，但需要严格的安全防护措施。 教师在学生汇报后进行总结提升：每一种新能源都有其独特的优势，也存在各自的短板。太阳能受天气和昼夜影响，风能不稳定，氢能储运困难，核能有安全隐患。因此，未来的能源格局一定是多元化互补的，化学在其中扮演着至关重要的角色——它不仅帮助我们更高效地利用传统能源，还在不断开发新型清洁能源，为人类社会的可持续发展提供动力。 【即时反思】 教师提问：有人说“化石燃料污染太严重，应该马上全部淘汰”，也有人说“新能源还不成熟，暂时只能靠化石燃料”。你怎么看？请各小组用一句话表达自己的观点。学生纷纷表达看法，教师引导学生形成共识：既不能因噎废食，也不能坐吃山空，而应该在合理利用化石燃料的同时，大力发展新能源，逐步实现能源结构的绿色转型。 任务二：感受化学与材料革新的力量 【任务情境】 教师拿出三件实物：一件纯棉T恤、一个不锈钢保温杯、一块塑料积木。请三位同学分别上台触摸并描述它们的触感、重量和特点。然后教师提问：这三件物品虽然都是日常生活中常见的，但它们的“出身”却大不相同。纯棉T恤来自天然植物棉花，不锈钢保温杯是经过化学冶炼得到的合金材料，塑料积木则完全是化学合成的产物。化学是如何从天然材料走向合成材料，又如何不断刷新我们对材料的认知的呢？由此引出第二个探究任务。 【探究活动2-1：材料大家族的分类】 教师发放材料分类任务卡，上面列有十种物品名称：木材、塑料、玻璃、棉花、合成橡胶、铝合金、陶瓷、合成纤维、羊毛、钛合金。请各小组合作，将这些材料按照“天然材料”和“合成材料”两大类进行分类，并填写在任务卡上。 学生小组合作完成分类后，教师请一个小组上台展示分类结果，并说明分类理由。教师引导学生进一步细化：天然材料直接来自自然界，如木材、棉花、羊毛；合成材料通过化学方法人工制得，如塑料、合成纤维、合成橡胶。在合成材料中，又可以分为金属材料（如铝合金、钛合金）、无机非金属材料（如玻璃、陶瓷）和有机合成材料（如塑料、合成纤维、合成橡胶）三大类。 教师补充介绍：随着科学技术的发展，化学家们又研发出了许多新型材料，比如纳米材料——把物质加工到纳米级别后，它的颜色、硬度、磁性等性能都会发生惊人的变化；超导材料——在特定条件下电阻为零，能够无损耗地传输电能；还有仿生材料——模仿生物结构设计出的新材料，比如模仿荷叶自洁效应制成的自清洁玻璃。这些新型材料正在航空航天、信息技术、医疗卫生等领域大显身手。 【探究活动2-2：塑料的功与过】 教师在屏幕上展示两组对比图片：左边是超市里琳琅满目的塑料制品——塑料袋、塑料瓶、塑料餐盒、塑料玩具，方便人们的生活；右边是被塑料垃圾污染的海洋、挂满塑料袋的树枝、土壤中难以降解的塑料碎片。教师提问：塑料究竟是造福人类的好帮手，还是危害环境的罪魁祸首？ 学生展开热烈讨论。有的学生说塑料轻便、便宜、耐用，给生活带来了极大便利；有的学生说塑料难以降解，造成了白色污染，破坏了生态环境。教师引导学生从两个角度进行系统梳理： 塑料的功劳：塑料质轻、耐腐蚀、不生锈、绝缘性好、生产成本低，可以根据需要制成各种形状和性能的产品，从日常生活用品到航空航天器材都离不开塑料。没有塑料，就没有现代文明的便捷生活。 塑料的问题：大多数塑料在自然环境中很难降解，随意丢弃后会长期残留在土壤和水体中，影响农作物生长、危害海洋生物生存；焚烧塑料还会产生有害气体，污染空气。 教师进一步引导：面对塑料带来的环境问题，化学家们正在积极寻找解决方案。比如研发可降解塑料——在塑料中加入特殊成分，使其在自然环境中能够逐步分解为无害物质；再比如探索化学回收技术——将废旧塑料重新分解为小分子原料，再制成新的塑料制品，实现循环利用。同时，作为中学生，我们也应该从自身做起，减少使用一次性塑料制品，做好垃圾分类回收。 任务三：思考化学与环境保护的关系 【任务情境】 教师播放一段城市河流治理前后的对比短片：治理前河水发黑发臭、河面漂浮垃圾；治理后河水清澈见底、两岸绿树成荫。教师提问：河流从“黑臭”变“清澈”，背后有哪些化学技术在发挥作用？化学在环境保护中究竟扮演着怎样的角色？由此引出第三个探究任务。 【探究活动3-1：化学治污的“工具箱”】 教师将学生分成三个“治污小分队”，分别研究废水治理、废气治理和固废处理中的化学方法。每个小分队领取对应的资料卡片，阅读后在小组内交流讨论，然后向全班汇报本队的研究成果。 废水治理小分队汇报：工业废水和生活污水中含有各种有害物质，化学家们发明了多种处理方法。比如化学沉淀法——向污水中加入特定的化学试剂，使溶解在水中的重金属离子形成沉淀物，从而从水中分离出去；再比如氧化消毒法——用臭氧或次氯酸钠等强氧化剂杀灭水中的细菌和病毒，净化水质。经过多级处理后的污水可以达到排放标准，甚至可以再生利用，用于城市绿化、工业冷却等。 废气治理小分队汇报：工厂烟囱排放的烟气中含有二氧化硫、氮氧化物等有害气体，化学家们开发了烟气脱硫脱硝技术。比如在烟囱中喷洒石灰浆液，二氧化硫与石灰反应生成石膏，既去除了有害气体，还能得到有用的副产品。汽车尾气也是大气污染的重要来源，汽车上安装的催化转化器，利用催化剂将有害的一氧化碳、氮氧化物转化为无害的二氧化碳、氮气和水，大大减少了尾气污染。 固废处理小分队汇报：固体废弃物如果随意堆放，会污染土壤和地下水。化学家们研究出了多种资源化利用途径。比如将有机垃圾堆肥处理，转化为有机肥料；将废旧金属回炉重炼，重新制成各种金属制品；将建筑垃圾加工成环保建材。化学还能帮助我们从工业废渣中提取有用的金属和化工原料，真正实现变废为宝。 【探究活动3-2：绿色化学——从源头消灭污染】 教师引导学生思考：治理污染固然重要，但如果能在生产过程中就不产生污染，岂不是更好？由此引出“绿色化学”的概念。 教师讲解：传统的环保思路是“先污染、后治理”——先把东西生产出来，产生了污染再去处理。而绿色化学的理念完全不同，它要求从设计生产工艺的那一刻起，就考虑如何不产生有害废物，从源头上消除污染。打个比方，传统方式就像先把地弄脏再打扫，绿色化学则是从一开始就不把地弄脏。 教师请学生举例说明生活中哪些做法体现了绿色化学理念。学生纷纷发言：使用可降解塑料袋代替普通塑料；用太阳能热水器代替电热水器；在农业上用生物防治代替剧毒农药；工厂采用密闭化生产减少跑冒滴漏。教师肯定学生的回答，并补充绿色化学的核心思想——提高原子利用率，让原料中的每一个原子都转化为产品，而不是变成废物。 【探究活动3-3：辨析讨论】 教师提出一个有争议的观点：“化学工业是环境污染的罪魁祸首，应该关闭所有化工厂。”请各小组围绕这一观点展开辩论。 正方代表发言：化工厂排放废气废水，污染了空气和水源，危害了人们的健康，关闭化工厂就能从根本上解决污染问题。反方代表反驳：如果关闭所有化工厂，我们从哪里获得药品？从哪里获得清洁的自来水？从哪里获得化肥和农药来生产粮食？化学工业不仅能生产各种产品服务社会，还能治理污染、保护环境，关键不在于要不要化工，而在于如何规范和发展化工。 教师在辩论结束后进行总结：这个观点是片面的。环境污染的根源不在于化学本身，而在于不合理的生产方式和缺乏环保意识的行为。化学是一把双刃剑——用好了造福人类，用不好也会带来问题。我们应该做的，不是因噎废食地取缔化工，而是通过技术进步和制度规范，让化学工业走绿色发展之路，让化学更好地为人类服务。 任务四：体会化学与生命健康的守护 【任务情境】 教师展示一组时间轴图片：1928年弗莱明发现青霉素，1953年人工合成牛胰岛素，2020年新冠疫苗研发成功。教师提问：在人类与疾病斗争的漫长历史中，化学扮演了什么角色？除了药物，化学还在哪些方面守护着我们的健康？由此引出第四个探究任务。 【探究活动4-1：医药化学家的“武器库”】 教师引导学生回忆自己或家人去过医院看病的经历，说说用过哪些药物和医疗用品。学生发言后，教师将学生提到的物品分类整理在黑板上： 抗菌药物类——青霉素、头孢类抗生素，这些药物通过化学合成或半合成方法制得，能够有效杀灭细菌，治疗各种感染性疾病。在抗生素发现之前，一个小小的伤口感染就可能夺走人的生命，而现在，绝大多数细菌感染性疾病都可以用抗生素治愈。 解热镇痛类——阿司匹林、布洛芬等，这些药物可以缓解发热和疼痛，是家庭常备药箱中的常客。阿司匹林最初是从柳树皮中提取的有效成分，后来化学家成功地在实验室中合成了它，并且通过不断改进配方，制造出效果更好、副作用更小的新品种。 消毒杀菌类——医用酒精、碘伏、84消毒液等。医院里用来消毒的酒精，是化学工业的产品；手术前医生涂抹的碘伏，也是化学制剂。正是这些消毒剂的广泛使用，大大降低了手术感染率，保障了医疗安全。 教师补充介绍：除了治疗疾病，化学在疾病预防方面也功不可没。各种疫苗的研制和生产离不开化学技术，疫苗中的有效成分需要通过化学方法提取、纯化和稳定化。我们每年接种的流感疫苗、儿童按照免疫程序接种的各种疫苗，背后都有化学家的辛勤付出。 【探究活动4-2：舌尖上的化学——食品安全与营养】 教师提问：除了看病吃药，化学还在哪些方面守护着我们的健康？学生想到了食品安全。教师引导学生围绕“化学与食品安全”展开讨论。 学生分组讨论后分享：第一，食品添加剂的合理使用。在食品生产中，适量使用防腐剂可以延长食品保质期，防止食物腐败变质；使用抗氧化剂可以防止油脂酸败；使用食用色素可以改善食品外观。关键在于按照国家标准合理使用，而不是滥用。第二，食品检测技术。化学家发明了各种快速检测方法，可以检测食品中是否含有过量的农药残留、重金属、非法添加剂等，守护餐桌上的安全。第三，营养强化食品。通过在食品中添加人体必需的维生素和矿物质，比如加碘盐、铁强化酱油、钙强化牛奶，可以有效预防营养缺乏症，改善全民健康水平。 教师特别提醒：社会上偶尔会出现“化学物质有害健康”的片面宣传，比如某些关于食品添加剂的谣言。我们要用科学的态度看待化学物质——任何物质都有安全剂量的问题，离开了剂量谈毒性是不科学的。只要按照国家标准合理使用，食品添加剂是安全的，而且对保障食品供应和食品安全发挥着重要作用。 【探究活动4-3：我的健康化学宣言】 教师布置一个小任务：请每位同学结合本节课学到的知识，写一段“健康化学宣言”，说说自己今后在生活中如何科学、安全地使用化学产品，守护自己和家人的健康。学生独立完成后，邀请几位同学朗读自己的宣言，教师给予点评和鼓励。 课堂总结与拓展延伸 【知识梳理】 教师带领学生回顾本节课的四大主题：化学与能源——从化石燃料综合利用到新能源开发，化学为人类社会提供不竭动力；化学与材料——从天然材料到合成材料再到新型材料，化学不断拓展材料的边界；化学与环保——从污染治理到绿色化学，化学守护着人类赖以生存的地球家园；化学与健康——从药物合成到食品安全，化学全方位守护生命健康。 【升华思考】 教师提出最后一个问题：学完这节课，你认为化学在人类社会发展中到底扮演了什么角色？请用一个关键词来概括。学生给出了各种答案：“助力者”“守护者”“双刃剑”“催化剂”“桥梁”。教师肯定学生的回答，然后总结：化学是人类认识世界、改造世界的有力工具。它本身没有对错，关键在于使用它的人。作为新时代的青少年，我们要学好化学知识，树立绿色化学理念，让化学技术更好地服务于人类社会，让我们的世界变得更加美好。 【课后拓展】 教师布置课后拓展任务：请同学们以小组为单位，选择一个自己最感兴趣的化学应用领域（能源、材料、环保、健康任选其一），收集相关资料，制作一份“化学服务社会”主题手抄报或微视频，在班级展示交流。 七、板书设计 课题3 化学服务于人类社会发展（第二课时） 一、化学与能源发展 传统能源：煤、石油、天然气 —— 综合利用，高效清洁 新型能源：太阳能、风能、氢能、核能 —— 绿色可再生 二、化学与新型材料 天然材料：木材、棉花、羊毛 合成材料：合金、塑料、合成纤维、合成橡胶 新型材料：纳米材料、超导材料、仿生材料 三、化学与环境保护 污染治理：废水处理、废气净化、固废资源化 核心理念：绿色化学 —— 从源头消除污染 四、化学与生命健康 医药领域：药物合成、消毒杀菌 民生领域：食品安全、营养强化 五、核心观点 化学赋能社会发展，利弊共存 合理利用化学技术，走绿色可持续发展之路 学科网（北京）股份有限公司 $