2.3空气资源的保护第一课时教学设计--2026-2027学年九年级化学仁爱科普版上册

课题3 空气资源的保护（第一课时）教案 仁爱科普版·九年级化学上册·单元2 探析空气之谜 一、教材分析 本课题选自仁爱科普版九年级化学上册单元2“探析空气之谜”课题3。学生已在前序学习中掌握了空气的组成成分及氧气、氮气等基本性质，本课题从“空气是一种宝贵的自然资源”切入，引导学生认识空气各组分在生产生活中的重要用途，进而转向空气污染问题，认识常见空气污染物及其来源与危害。教材将化学知识与社会现实紧密结合，既巩固了物质性质决定用途的化学观念，又为后续学习环境保护与可持续发展奠定基础，具有承上启下的关键作用。 二、四维核心素养 化学观念：通过认识空气各组分的用途，理解物质的性质决定其用途、用途反映其性质的化学基本观念，建立物质与资源的联系。科学思维：通过对空气污染物进行分类整理和污染源分析，培养归纳概括与逻辑推理能力，学会从现象到本质的思维方法。科学探究与实践：以任务驱动方式开展小组讨论、案例分析和角色扮演等探究活动，提升信息搜集、合作交流和实践表达能力。科学态度与责任：通过认识空气污染的危害，树立保护空气资源的意识，增强社会责任感和环保使命感。 三、教学重难点 教学重点：认识空气是一种宝贵的自然资源，了解空气主要组分的重要用途；识别常见的空气污染物，区分有害气体与固体颗粒物两大类。教学难点：理解物质性质与用途之间的对应关系；从身边现象出发，分析空气污染的来源、危害及其与人类活动的关联，形成保护空气资源的自觉意识。 四、新课导入 教师播放一组对比图片：左边是蓝天白云下的城市全景，右边是雾霾笼罩下的同一座城市。提问：同学们，同一座城市为什么呈现出截然不同的面貌？我们每天呼吸的空气，真的一直都干净吗？空气不仅维系着我们的生命，更在工业、农业、医疗等领域发挥着不可替代的作用。今天，就让我们一起走进“空气资源的保护”，去认识这份身边最熟悉也最珍贵的自然资源。 五、上课过程设计意图 本课时以“空气资源的价值—空气污染物的识别—空气污染危害的探究”为主线，采用任务驱动式教学策略，设计三个层层递进的学习任务。第一个任务引导学生回顾空气组成并拓展认识各组分的实际用途，帮助学生建立“性质决定用途”的化学观念；第二个任务从学生身边的真实情境出发，通过分类整理活动认识空气污染物的种类与来源，培养归纳思维；第三个任务通过案例研讨和角色扮演，让学生从多角度理解空气污染的危害，在体验中形成环保意识。整节课注重学生的主体参与，将知识学习与社会责任感的培育融为一体，实现从知识到观念再到行动的素养进阶。 六、教学过程 任务一：探寻空气资源的价值 活动一：温故知新——空气组成回顾 【教师活动】 教师引导学生回顾上一节课所学的空气组成知识，提问：空气主要由哪些成分组成？各成分的体积占比大约是多少？教师在黑板上画出一个空气组成的示意图，留出空白区域，准备在本节课中逐步补充各组分的用途信息。 【学生活动】 学生回忆并回答：空气主要由氮气、氧气、稀有气体、二氧化碳以及其他气体和杂质组成，其中氮气约占空气体积的大部分，氧气次之。学生在笔记本上画出空气组成示意图，并标注各组分的名称。 【设计说明】 通过回顾旧知，为本节课认识空气资源的价值做好铺垫，帮助学生在已有知识基础上自然延伸到新的学习内容。 活动二：小组探究——氮气的用途 【教师活动】 教师展示四幅生活场景图片：超市里包装鼓鼓的薯片袋、食品包装袋内的保护气、灯泡内部充入的气体、焊接金属时的保护气氛。教师提出探究任务：请同学们结合氮气的性质特点，分析为什么氮气能在这些场景中被广泛使用？氮气的哪些性质决定了它的这些用途？教师将学生分成若干小组，发放学习任务单，引导小组讨论。 【学生活动】 学生以小组为单位展开讨论。各组学生结合氮气化学性质不活泼的特点，分析得出：氮气性质稳定、不易与其他物质发生反应，因此可以用作食品包装袋内的保护气，防止食品氧化变质；可以充入灯泡中延长灯丝寿命；在焊接金属时用作保护气，防止金属在高温下与氧气发生反应。各组选派代表汇报讨论结果，其他小组补充完善。教师在黑板上空气组成示意图的氮气区域标注“保护气、防腐、延长寿命”等关键词。 【设计说明】 从学生熟悉的生活物品切入，让学生在真实情境中体会化学知识与生活的紧密联系，同时深化“性质决定用途”这一化学基本观念的理解。 活动三：小组探究——氧气的用途 【教师活动】 教师展示另一组图片：医院里的氧气瓶和急救场景、炼钢炉前的火焰、潜水员携带的氧气瓶、火箭发射时的氧化剂。教师提出第二个探究任务：氧气在这些场景中发挥了什么作用？这些用途与氧气的什么性质有关？教师引导学生回忆氧气支持燃烧和供给呼吸的性质，思考性质如何决定用途。 【学生活动】 各小组继续讨论。学生分析得出：氧气能够供给呼吸，因此在医疗急救、潜水和航天等领域用于维持生命活动；氧气能够支持燃烧，因此在炼钢过程中提高炉温、促进反应，在火箭发射中作为氧化剂助推火箭升空。各组汇报后，教师在黑板上氧气区域标注“供给呼吸、支持燃烧、医疗急救、炼钢、航天”等关键词。教师进一步追问：既然氧气这么重要，我们能不能直接呼吸纯氧？引发学生思考氧气浓度过高对人体的影响，拓展认识事物的两面性。 【设计说明】 通过医疗、工业、航天等多个领域的图片，让学生全面认识氧气的广泛用途，同时引导学生辩证看待化学物质的作用，培养科学思维中的批判性和全面性。 活动四：小组探究——稀有气体的用途 【教师活动】 教师展示霓虹灯闪烁的城市夜景照片和节日里的氦气球。教师提出第三个探究任务：霓虹灯为什么能发出五颜六色的光？填充气球为什么用氦气而不用氢气？请同学们结合稀有气体的性质特点进行分析。教师简要介绍稀有气体包括氦气、氖气、氩气等，它们的化学性质都很不活泼。 【学生活动】 学生讨论后得出：稀有气体通电时会发出不同颜色的光，因此被广泛用于制作霓虹灯和各种电光源；氦气性质稳定且密度远小于空气，因此用于填充气球，既安全又能使气球升空。各组代表发言后，教师在黑板上稀有气体区域标注“电光源、霓虹灯、填充气球、稳定安全”等关键词。 【设计说明】 霓虹灯和气球都是学生日常生活中常见的事物，以此为切入点可以激发学生的好奇心，让学生感受到化学就在身边，同时进一步巩固“性质决定用途”的化学观念。 活动五：归纳总结——空气是宝贵的自然资源 【教师活动】 教师引导学生对前面三个小组探究活动进行归纳总结：空气的各组分都有各自独特的用途，它们共同构成了一种宝贵的自然资源。教师进一步拓展：除了氮气、氧气和稀有气体之外，空气中的二氧化碳也有重要用途，如植物光合作用、灭火、制作碳酸饮料等。教师提问：如果空气被污染了，会对我们的生活产生什么影响？由此自然过渡到第二个学习任务。 【学生活动】 学生跟随教师的引导，在笔记本上整理空气各组分的用途表格，形成完整的知识体系。学生思考教师提出的过渡问题，对接下来的学习内容产生期待。 【设计说明】 通过归纳总结，帮助学生形成系统的知识结构；通过过渡提问，自然衔接下一个学习任务，使整节课的教学流程流畅连贯。 任务二：追踪空气污染物的踪迹 活动一：情境呈现——观察身边的空气污染现象 【教师活动】 教师播放一段课前拍摄的校园周边环境视频：画面中有车辆排放的尾气、远处工厂烟囱冒出的烟雾、路边堆放的垃圾焚烧产生的烟雾、扬尘天气中的街道。教师提出问题：同学们在视频中看到了哪些可能污染空气的现象？在我们的日常生活中，还有哪些类似的空气污染现象？教师引导学生结合自己的生活经验进行列举。 【学生活动】 学生认真观看视频，纷纷举手发言。学生列举的现象包括：汽车尾气排放、工厂烟囱排烟、燃放烟花爆竹、焚烧秸秆、工地扬尘、烧烤摊排放的烟雾、室内装修产生的气味等。教师将学生提到的现象简要记录在黑板上，形成“身边的空气污染现象”清单。 【设计说明】 从学生身边的真实场景出发，让学生感受到空气污染并非遥远的新闻事件，而是就在日常生活中，增强学生的感性认识和学习动力。 活动二：分类整理——空气污染物的两大类 【教师活动】 教师在学生列举现象的基础上，引导学生进行科学分类。教师讲解：空气中的污染物可以分为两大类——一类是有害气体，另一类是固体颗粒物。教师逐一介绍常见的有害气体：二氧化硫气体主要来源于含硫燃料的燃烧，如煤的燃烧；一氧化碳气体主要来源于燃料的不完全燃烧，如汽车尾气和燃煤；二氧化氮气体主要来源于机动车尾气和工业排放；臭氧气体在近地面层浓度过高时也会成为污染物。教师接着介绍固体颗粒物：可吸入颗粒物和细颗粒物，它们主要来源于扬尘、燃煤烟尘、工业粉尘和机动车尾气等。教师发放污染物分类任务单，让学生将黑板上列举的现象对应到相应的污染物类别中。 【学生活动】 学生认真聆听教师的讲解，在笔记本上记录空气污染物的分类框架。然后以小组为单位，对照任务单将各种空气污染现象与对应的污染物类别进行匹配。例如，学生将“汽车尾气”归入有害气体中的一氧化碳和二氧化氮，将“工地扬尘”归入固体颗粒物，将“燃煤排烟”归入二氧化硫和固体颗粒物。各组完成后进行交叉核对，教师巡视指导，纠正错误的分类。教师在黑板上画出空气污染物分类图，左侧标注“有害气体”，右侧标注“固体颗粒物”，并将具体污染物名称填入对应区域。 【设计说明】 通过分类整理活动，帮助学生建立系统的知识结构，培养归纳概括和分类思维的科学思维能力，同时为后续分析污染源和危害奠定知识基础。 活动三：追根溯源——污染物从哪里来 【教师活动】 教师提出深入探究任务：既然我们已经认识了各种空气污染物，那么这些污染物究竟是从哪里产生的？请同学们结合生活经验和前面学习的知识，按污染源的来源进行归类分析。教师引导学生从工业生产、交通运输、生活活动和自然因素四个维度进行思考。 【学生活动】 各小组展开热烈讨论，从不同维度梳理污染源。学生分析得出：工业生产方面，工厂燃烧煤等燃料排放大量烟尘和有害气体，如火力发电厂、钢铁厂、化工厂等；交通运输方面，汽车、摩托车等燃油交通工具排放尾气，包含一氧化碳、二氧化氮和固体颗粒物等；生活活动方面，居民燃煤取暖、烹饪油烟、焚烧垃圾和秸秆、燃放烟花爆竹等都会产生污染物；自然因素方面，沙尘暴、森林火灾、火山喷发等自然现象也会向空气中排放大量固体颗粒物。各组派代表汇报，教师在黑板上以思维导图的形式呈现污染源的分类结构。 【设计说明】 通过追根溯源的探究活动，让学生不仅知道“有什么污染物”，更理解“污染物从哪里来”，培养学生从多维度、多角度分析问题的科学思维能力，同时认识到人类活动是空气污染的主要来源之一。 任务三：探究空气污染的危害 活动一：案例研讨——酸雨的危害 【教师活动】 教师展示一组酸雨危害的图片和案例：被酸雨腐蚀斑驳的古代石雕和建筑物表面、农田中因酸雨影响而长势不良的农作物、湖泊中鱼类大量死亡的报道。教师讲解：当空气中的二氧化硫气体和二氧化氮气体含量过高时，它们会与空气中的水蒸气发生反应，形成酸性物质，随着降雨落到地面，这就是酸雨。教师提出研讨问题：酸雨会对哪些方面造成危害？请同学们结合图片和已有知识进行分析。 【学生活动】 学生观察图片，结合教师的讲解进行小组讨论。学生分析得出：酸雨会腐蚀建筑物和文物古迹，加速石材和金属的风化损坏；酸雨会使土壤酸化，影响农作物生长，导致农业减产；酸雨会使湖泊和河流水体酸化，危害水生生物的生存；酸雨还会直接伤害植物叶片，破坏森林生态系统。各组代表汇报后，教师在黑板上“空气污染危害”区域标注“酸雨——腐蚀建筑、酸化土壤、危害水生生物、破坏森林”等关键词。 【设计说明】 通过具体案例和图片，让学生直观感受酸雨的严重危害，将抽象的化学知识与真实的环境问题联系起来，增强学生的环保紧迫感。 活动二：案例研讨——雾霾的危害 【教师活动】 教师展示雾霾天气的实拍照片：远处景物模糊不清的街道、戴着口罩出行的人群、学校因雾霾停课的通知。教师讲解：空气中的可吸入颗粒物和细颗粒物浓度过高时，就会形成雾霾天气。这些细小的颗粒物可以深入人体呼吸道和肺部，对人体健康造成严重影响。教师提出研讨问题：雾霾会对人体健康产生哪些具体危害？除了对人体健康的影响，雾霾还会对社会生活产生哪些影响？ 【学生活动】 学生结合生活经验进行讨论。学生分析得出：雾霾中的细小颗粒物进入人体呼吸道后，会引发哮喘、支气管炎等呼吸系统疾病；长期吸入还会增加肺癌的发病风险；细颗粒物进入血液循环后，还可能影响心血管系统。除了健康影响，雾霾天气能见度降低，会影响道路交通和航空运输；学校需要停课，户外活动被迫取消；雾霾还会影响人的心理健康，使人情绪低落。各组汇报后，教师在黑板上标注“雾霾——呼吸系统疾病、心血管影响、能见度降低、交通受阻、影响心理”等关键词。 【设计说明】 雾霾是学生亲身经历过的天气现象，以此为切入点可以引发学生强烈的共鸣，让学生从自身健康出发认识空气污染的危害，激发保护空气资源的内在动力。 活动三：案例研讨——温室效应与全球气候 【教师活动】 教师展示地球升温与冰川融化的对比图片，以及海平面上升的模拟示意图。教师讲解：空气中二氧化碳气体含量的增加会导致温室效应加剧，使地球表面温度上升。教师特别说明：二氧化碳本身是空气的正常成分之一，但当人类活动排放的二氧化碳过多、超过了自然界的调节能力时，就会成为环境问题。教师引导学生思考：温室效应加剧会带来哪些连锁反应？ 【学生活动】 学生讨论后得出：全球气候变暖会导致极地冰川和高山冰川融化，引起海平面上升，威胁沿海城市和岛屿的安全；气候异常会导致极端天气事件增多，如暴雨、干旱、高温热浪等；生态系统平衡被打破，许多动植物的生存环境受到威胁，生物多样性减少；农业生产模式受到影响，粮食安全面临挑战。各组代表发言后，教师在黑板上标注“温室效应——全球变暖、冰川融化、海平面上升、极端天气、生态失衡”等关键词。教师同时引导学生认识到：二氧化碳在正常含量下是有益的（光合作用原料），过量才会造成问题，培养辩证思维。 【设计说明】 通过温室效应案例，将空气污染问题从局部环境扩展到全球尺度，帮助学生建立全球视野，同时引导学生辩证看待化学物质，避免绝对化思维。 活动四：角色扮演——多视角看空气污染 【教师活动】 教师设计角色扮演活动，设置四个角色身份：环保部门工作人员、工厂厂长、普通市民、学校学生。教师为每个角色提供简要的背景信息，要求学生从各自角色的立场出发，谈谈对空气污染问题的看法和应该采取的行动。教师将学生分成四个大组，每组选择一个角色，进行充分讨论后进行角色扮演展示。 【学生活动】 各小组分别讨论：环保部门组的学生从监管和立法角度出发，提出应制定严格的排放标准、加强环境监测、加大执法力度；工厂厂长组的学生从企业发展角度出发，表示要改进生产工艺、安装废气处理设备、使用清洁能源；普通市民组的学生从日常生活角度出发，提出绿色出行、节约能源、减少一次性用品使用、参与垃圾分类；学生组的学生从自身角度出发，表示要认真学习环保知识、积极宣传环保理念、从身边小事做起。各组进行角色扮演展示，其他组进行点评和补充。教师在黑板上整理出各角色提出的行动建议，为下一节课学习“保护空气资源的措施”埋下伏笔。 【设计说明】 角色扮演活动让学生跳出单一视角，从不同利益相关方的立场出发思考问题，培养学生的同理心和多角度思维能力，同时自然过渡到下一节课的保护措施学习。 任务四：课堂小结与拓展延伸 活动一：知识梳理——本节课收获 【教师活动】 教师引导学生回顾本节课的学习内容，结合黑板上完整的板书，带领学生进行知识梳理：今天我们认识了空气是一种宝贵的自然资源，各组分各有用途；我们追踪了空气污染物的踪迹，认识了有害气体和固体颗粒物两大类；我们探究了空气污染的危害，了解了酸雨、雾霾和温室效应等环境问题。教师提问：通过今天的学习，你最大的收获是什么？你还有哪些疑问？ 【学生活动】 学生跟随教师的引导，对照板书回顾本节课的知识要点，在笔记本上画出本节课的思维导图。学生积极分享自己的学习收获，有的学生说认识了空气各组分的用途，有的学生说学会了对污染物进行分类，有的学生说了解了空气污染的严重危害。学生也提出了一些疑问，如“空气污染物会不会自然消失？”“我们日常生活中怎样才能减少空气污染？”教师对学生的收获给予肯定，对提出的疑问进行简要回应，并告诉学生下一节课将继续学习保护空气资源的具体措施。 【设计说明】 通过知识梳理和学生自主总结，帮助学生形成完整的知识体系，同时发现学生的疑问，为下一节课的教学做好衔接。 活动二：拓展延伸——课后实践任务 【教师活动】 教师布置课后拓展任务：请同学们利用课后时间，通过手机或电脑查阅自己所在城市最近一周的空气质量情况，记录每天的空气质量等级和主要污染物信息；同时观察自己生活的小区或学校周边，找出可能存在的空气污染源，拍摄照片或绘制示意图。下节课上课时，带来自己的调查结果，与同学们进行交流分享。教师提醒学生在调查过程中注意安全，不要靠近危险区域。 【学生活动】 学生记录课后任务要求，明确调查内容和注意事项。学生对课后实践任务表现出浓厚兴趣，纷纷表示要认真完成调查。 【设计说明】 课后实践任务将课堂学习延伸到课外，让学生在真实环境中应用所学知识，培养学生的科学探究与实践能力，同时为下一节课的学习积累真实素材。 七、板书设计 课题3 空气资源的保护（第一课时） 一、空气——宝贵的自然资源 氮气：保护气、防腐、延长寿命 氧气：供给呼吸、支持燃烧、医疗、炼钢、航天 稀有气体：电光源、霓虹灯、填充气球 二氧化碳：光合作用、灭火、碳酸饮料 二、空气污染物 有害气体：二氧化硫、一氧化碳、二氧化氮、臭氧 固体颗粒物：可吸入颗粒物、细颗粒物 三、污染源 工业排放 · 交通运输 · 生活活动 · 自然因素 四、空气污染的危害 酸雨：腐蚀建筑、酸化土壤、危害生物 雾霾：呼吸系统疾病、能见度降低、影响交通 温室效应：全球变暖、冰川融化、海平面上升 学科网（北京）股份有限公司 $