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

化学与能源开发（第一课时）教学设计 鲁教版九年级化学下册 第十一单元 化学与社会发展 第二节 一、教材分析 本节是鲁教版九年级下册第十一单元“化学与社会发展”的第二节，承接第一节对化学与社会发展的整体认识，聚焦化学在能源开发中的关键作用。教材从人类面临的能源现状切入，引导学生认识化石能源的不可再生性与环境问题，进而引出氢能这一未来理想能源，为后续学习化学电池奠定基础，体现化学服务社会、推动可持续发展的课程理念。 二、四维核心素养 化学观念：建立物质转化伴随能量变化的基本观念，认识氢能作为清洁能源的物质本质与价值。 科学思维：通过对比分析化石能源与氢能的优劣，形成辩证看待能源问题的思维方式。 科学探究：通过查阅资料、小组讨论与交流展示，探究氢能开发的优势与现实瓶颈。 科学态度与责任：认识能源危机与环境保护的重要性，树立绿色低碳、可持续发展的社会责任感。 三、教学重难点 教学重点：认识化石能源的现状与不足，理解氢能作为未来理想能源的优势。 教学难点：从化学视角分析氢能开发面临的制取成本与储存运输难题，理解化学在能源开发中的关键作用。 四、设计意图 本节课以“能源危机—理想能源—现实难题”为主线，采用任务式活动设计，将学习内容转化为四个层层递进的探究任务。学生在真实情境中经历“发现问题—分析问题—解决问题”的完整过程，通过能源现状调查、化石能源利弊分析、氢能优势论证、氢能难题攻关等任务，引导学生从生活走向化学、从化学走向社会。设计意图在于让学生在自主探究与合作交流中主动建构能源知识，体会化学科学对解决能源危机、推动社会可持续发展的重要价值，同时培养证据推理与辩证思维能力，将核心素养的培育落实到具体的课堂活动之中。 五、教学过程 任务一：情境导入——身边的能源 【任务情境】教师多媒体展示一组生活场景图片：马路上行驶的汽车在加油站加油、小区路旁的太阳能路灯、家中灶台上燃烧的蓝色火焰、停车场里正在充电的新能源汽车。教师提问：同学们，这些场景大家都很熟悉，谁能说一说，这些场景中分别使用了什么能源？ 【学生活动】学生观察图片，结合生活经验踊跃发言。有的说汽车加的是汽油，有的说太阳能路灯用的是太阳能，有的说家里炒菜用的是天然气，还有的说充电汽车用的是电能。教师将学生提到的能源名称逐一板书在黑板一侧。 【教师引导】同学们说得很好。能源就在我们身边，与我们的生活息息相关。人类的生产生活离不开能源。那么，目前人类主要使用哪些能源？这些能源还能用多久？未来我们又该依赖哪些能源？这节课，就让我们一起走进化学与能源开发的世界。 【设计意图】从学生熟悉的生活场景切入，激发学习兴趣，建立“能源就在身边”的直观认识，自然引出本课主题，为后续探究活动做好情境铺垫。 任务二：能源现状大调查 【任务情境】教师过渡：人类目前使用的能源种类很多，这些能源可以怎样分类？它们各自有什么特点？接下来，请各小组结合教材内容和教师提供的补充资料，完成“能源现状调查”任务单。 【任务要求】①阅读教材中关于能源分类的内容；②将煤、石油、天然气、太阳能、风能、水能、核能、生物质能等能源填入分类表中，区分可再生能源与不可再生能源；③思考并讨论：为什么说化石能源是不可再生的？ 【学生活动】各小组领取任务单，先自主阅读教材相关内容，然后组内交流讨论。学生发现煤、石油、天然气是经过亿万年地质年代形成的，消耗后短时间内无法再生，属于不可再生能源；而太阳能、风能、水能等可以在自然界源源不断得到补充，属于可再生能源。各小组派代表汇报调查结果，教师引导全班共同完善分类表。 【教师追问】同学们，既然化石能源是不可再生的，那我们目前全世界每年消耗的化石能源有多少？还能开采多少年呢？教师展示世界能源消耗结构饼图和主要化石能源可开采年限预测数据，让学生直观感受能源危机的严峻性。 【学生活动】学生观察数据，纷纷感到震惊。有的同学说：“原来石油可能再过几十年就用完了。”教师进一步引导：化石能源在使用过程中还会带来哪些环境问题？学生结合已有知识回答：燃烧会产生大量废气，导致温室效应加剧、形成酸雨、污染空气等。 【设计意图】通过“能源现状调查”任务，让学生主动阅读教材、整理分类，在合作学习中建构能源分类的知识框架。借助真实数据和图表，让学生直观感受能源危机的紧迫性和环境问题的严重性，为引出新能源开发做情感铺垫。 任务三：化石能源利弊分析会 【任务情境】教师过渡：化石能源虽然面临枯竭和污染问题，但它至今仍是人类使用的主要能源，为人类文明发展做出了巨大贡献。现在，我们召开一场“化石能源利弊分析会”，请各小组从正反两个方面全面认识化石能源。 【任务要求】小组讨论：①化石能源为人类社会发展做出了哪些重要贡献？②化石能源的大量使用带来了哪些负面影响？③如果你是一名能源规划专家，你会如何看待化石能源的未来？请各组从“利”和“弊”两个维度分别列出要点，并给出你的判断。 【学生活动】各小组展开热烈讨论。在“利”的方面，学生总结出：化石能源目前使用广泛、技术成熟、能量可观，推动了工业革命和社会进步，是现代文明的重要物质基础。在“弊”的方面，学生指出：化石能源是不可再生资源，越用越少；燃烧后产生的废气会造成空气污染、温室效应、酸雨等环境问题；开采过程也会破坏生态。 【角色扮演】各组代表以“能源规划专家”身份发言。有的小组认为应该逐步减少化石能源的使用，加快新能源的开发；有的小组认为在过渡期内可以通过清洁煤技术等手段降低污染。教师引导学生认识到：完全抛弃化石能源在短期内不现实，但必须未雨绸缪，大力开发新能源。 【师生总结】化石能源是当前的主力能源，但不可再生且污染严重，人类必须积极寻找替代能源，开发清洁、高效、可再生的新能源。这正是化学科学可以大显身手的领域。 【设计意图】通过利弊分析和角色扮演任务，培养学生辩证分析问题的思维能力。学生不是被动接受“化石能源不好”的结论，而是在全面认识其历史贡献与现实问题的基础上，自主得出“必须开发新能源”的结论，体现了科学思维的培养。 任务四：未来理想能源探寻——氢能 【任务情境】教师过渡：既然化石能源面临种种问题，那么未来理想的能源应该具备哪些特点呢？教师引导学生先思考这个问题。 【学生讨论】学生畅所欲言，有的说要“储量大、用不完”，有的说“要干净、不污染环境”，有的说“能量要大”，还有的说“要安全、方便使用”。教师将学生提出的标准逐条记录，并归纳为：来源广泛、热值高、清洁无污染、安全可靠。 【教师引导】同学们提出的标准非常有道理。在众多新能源中，有一种能源被科学家称为“未来最理想的能源”，它就是氢能。请大家阅读教材中关于氢能的内容，找一找氢能为什么能成为未来最理想的能源，它到底有哪些优点？ 【学生活动】学生阅读教材，提取关键信息。小组交流后，各组代表汇报：第一，氢气的来源广泛，可以用水制取，而地球上水资源丰富；第二，氢气燃烧时放出的热量很高，相同质量的氢气燃烧放出的热量远高于常见燃料；第三，氢气燃烧后的产物只有水，不会污染环境，因此被称为“绿色能源”。教师适时补充：水又是制取氢气的原料，这样就形成了一个循环，真正实现了清洁利用。 【深化思考】教师追问：既然氢能有这么多优点，为什么我们现在没有大规模使用氢气作为主要能源呢？这个问题自然引出下一个任务。 【设计意图】先让学生自己制定“理想能源”的标准，再用标准去衡量氢能，使氢能的优势不是教师灌输给学生的，而是学生通过自主阅读、对比分析得出的结论。这样的学习过程更有意义，也更能培养学生的证据意识和归纳能力。 任务五：氢能开发难题攻关 【任务情境】教师过渡：氢能虽然是未来最理想的能源，但从“理想”到“现实”还有很长的路要走。现在，请各小组担任“氢能开发攻关小组”，分析氢能大规模应用面临哪些困难，并思考化学科学可以如何帮助解决这些难题。 【任务要求】各小组围绕以下方向展开探究：①目前制取氢气主要有哪些方法？这些方法存在什么问题？②氢气在储存和运输方面为什么困难？③氢能的推广使用还面临哪些挑战？④你认为化学科学可以在哪些方面为氢能开发做出贡献？ 【学生活动】各小组结合教材内容和已有知识进行讨论交流。在制取方面，学生发现目前常用的方法需要消耗大量电能，成本较高，如果能用太阳能等可再生能源来制取氢气，成本就能大幅降低。在储存方面，学生了解到氢气密度很小、极易燃烧爆炸，对储存容器和运输条件要求很高，如何安全、高效地储存和运输氢气是一大难题。 【教师点拨】教师进一步引导：化学家正在研发新型催化剂，希望找到更高效、更经济的制氢方法；同时，科学家也在研制能够吸收并储存氢气的新型材料，让氢气的储存变得更加安全便捷。同学们看，化学科学的进步正在一步步推动氢能从实验室走向千家万户。 【拓展视野】教师简要介绍氢能的应用前景：氢燃料电池汽车已经在部分城市试运行，航天器中也已经使用氢燃料。随着技术的不断成熟，氢能将在未来能源格局中扮演越来越重要的角色。 【设计意图】通过“难题攻关”任务，引导学生全面、客观地认识氢能，避免理想化、片面化的认识。学生在分析困难、思考解决方案的过程中，体会化学科学在能源开发中的核心作用，同时培养工程思维和解决实际问题的能力。 课堂小结 【师生共同梳理】教师引导学生回顾本课学习内容：我们从身边的能源出发，调查了能源现状，认识到化石能源不可再生且污染严重；通过利弊分析，理解了开发新能源的必要性；通过自主探究，发现了氢能作为未来理想能源的三大优势；又通过难题攻关，认识到氢能开发在制取和储存方面面临的现实挑战。化学科学正在为解决这些难题不断贡献力量。 【课后拓展】课后请同学们查阅资料，了解一种你感兴趣的新能源（如太阳能、风能、生物质能等），整理它的特点和应用现状，下节课与同学分享。 【设计意图】课堂小结帮助学生梳理知识脉络，形成完整的认知结构。课后拓展任务将学习从课堂延伸到课外，鼓励学生自主学习，进一步拓宽能源视野。 六、板书设计 第二节 化学与能源开发（第一课时） 一、能源现状 化石能源：煤、石油、天然气 —— 不可再生、污染严重 新能源：太阳能、风能、水能、生物质能等 —— 清洁、可再生 二、理想能源的标准 来源广 热值高 无污染 安全可靠 三、氢能——未来最理想的能源 优点：来源广泛 | 热值很高 | 产物是水，清洁无污染 挑战：制取成本高 | 储存运输难 | 安全要求高 四、化学与能源开发 化学科学 → 新材料、新方法 → 推动氢能广泛应用 学科网（北京）股份有限公司 $