11.2化学与可持续发展第一课时教学设计-2025-2026学年九年级化学人教版下册

人教版（2024）《化学》九年级下册 第十一单元 化学与社会 课题2 化学与可持续发展 （第一课时：化学与能源利用）教学设计 教材：人教版（2024）《化学》九年级下册；所属单元：第十一单元 化学与社会。 课题：课题2 化学与可持续发展（第一课时：化学与能源利用）。 教学对象：九年级学生；课型：新授课。 一、课标分析 《义务教育化学课程标准（2022年版）》将本课时归入“化学与社会·跨学科实践”主题，要求学生认识化学在资源、能源开发利用中的作用，了解化石燃料及其对环境的影响，认识开发和利用新能源的重要意义，初步形成节约资源、保护环境的意识。课标强调以真实情境承载学科知识，在探究与实践中发展“化学观念、科学思维、科学探究与实践、科学态度与责任”四维核心素养。本课时以“化学与能源利用”为主线，在生活化情境中引导学生从化学视角审视能源问题，正是落实课标主题要求、培育可持续发展观念的关键内容。 二、四维核心素养 化学观念：认识化学变化伴随的能量转化及其对能源利用的价值。 科学思维：比较传统能源与新能源，发展辩证与归纳思维。 科学探究：经历能源问题探究，学会用证据支撑判断与结论。 科学态度与责任：树立绿色低碳、节约资源观念，增强责任意识。 三、教学重难点 重点：认识三大化石能源（煤、石油、天然气）的组成与用途，理解化学反应与能量转化的关系，了解新能源的开发与利用。 难点：从化学变化视角理解能源转化本质，辩证分析传统能源的优势与环境问题，建立能源利用与生态保护的关联，形成可持续发展认识。 四、设计思路 本课时以“化学与能源利用”为核心内容，以“小小能源规划师，为城市绿色发展支一招”为情境主线，采用任务驱动式教学。学生依次完成“盘点能源家底”“探秘能量之源”“直面环境代价”“谋划绿色未来”四个任务，在真实问题情境中认识化石能源、理解化学反应与能量转化、分析能源利用的环境影响，并探索新能源开发与可持续发展路径。教学密切联系生活实际，依托数据、资料与案例展开分析与讨论，引导学生从化学视角辩证看待能源问题，落实四维核心素养，最终形成正确的能源观与可持续发展观。 五、任务式教学过程设计 情境引入 教师创设情境：呈现一组“城市一日”的用能场景——清晨开启的路灯与电梯、驶入校园的公交车、灶台上跳跃的蓝色火焰、远处烟囱耸立的火力发电厂。随后抛出问题：让一座城市有序运转，靠的是什么？学生很快会想到“能源”二字。教师顺势引导：我们乘坐的汽车、使用的电能、烧水做饭的燃气，背后都离不开一种共同的支撑——能源。今天，城市正面临一个难题：传统能源日益减少，环境压力不断增大，城市该何去何从？让我们以“小小能源规划师”的身份，走进第十一单元课题2“化学与可持续发展”，通过完成四个任务，为城市的绿色发展支一招。 任务一 盘点能源家底——认识化石能源 【任务情境】规划师接到的第一项任务是“摸清城市能源家底”。档案袋里装着三份资料卡：一份是火力发电厂的燃料记录，一份是炼油厂的原料清单，一份是居民燃气公司的供气说明。请同学们帮忙辨认：这三份资料分别指向哪一种能源？它们在我们的生活中各承担着什么角色？ 【教师活动】分发三份能源资料卡，分别呈现煤、石油、天然气的用途场景：煤用于火力发电、工业冶炼和冬季供暖；石油经过炼制得到汽油、柴油等多种产品，服务于交通和化工生产；天然气作为家庭燃气，用于做饭、烧水和供暖。引导学生把生活经验与能源名称对应起来，提问：你家做饭用的燃气是什么？公交车和汽车烧的燃料从哪里来？冬季供暖和发电，电厂主要烧的是什么？组织学生结合资料梳理三大化石能源的组成特点：它们都由古代生物遗骸经漫长地质作用形成，以碳、氢元素为主，都属于复杂的混合物。追问深化：煤被称为“工业的粮食”，石油被称为“工业的血液”，这两个称号说明了什么？三类能源有什么共同之处？为什么它们都是不可再生能源？ 【学生活动】结合生活经验列举用能场景，说出家中用气、出行用油、发电用煤等对应关系；阅读资料卡，归纳煤、石油、天然气的组成与主要用途，理解“工业的粮食”“工业的血液”的含义；小组讨论三类能源的共性，认识到它们储量有限、形成缓慢、无法短期再生，从而得出“不可再生能源”的结论；提出自己关于能源的疑问，如“能源用完了怎么办”“有没有更干净的能源”，为后续任务蓄势。 【设计意图】从学生熟悉的生活情境出发，借助资料卡唤醒并整理已有认知，帮助学生建立能源与生活、化学的联系；通过梳理三大化石能源的组成与用途，落实本课时重点的基础知识，同时以“不可再生”引发思考，自然过渡到能量转化与环境问题，激发持续探究的动机。 任务二 探秘能量之源——理解化学反应与能量转化 【任务情境】规划师在撰写汇报材料时，必须回答一个关键问题：发电厂烧煤、居民用天然气，凭什么能把“能源”变成家庭里的热和电？有的同学可能会说“烧起来不就有火了嘛”，但从化学的角度看，这背后藏着更本质的规律。请同学们当一回“小顾问”，从化学变化的角度帮规划师把道理讲清楚。 【教师活动】引导学生回顾：物质在发生化学变化时，除了生成新物质，还伴随着什么变化？唤起“化学反应伴随能量变化”的已有认识。结合燃料燃烧实例，明确燃烧是典型的化学变化，燃料燃烧时化学能转化为热能和光能；火力发电厂进一步将热能转化为机械能、电能，输送到千家万户。追问拓展：除了燃料燃烧放热，你还知道哪些化学反应会放出热量？引导学生举出生石灰遇水放热、电池放电等实例，说明“化学能转化为电能”在生活中的普遍存在。组织学生用“物质发生了什么变化＋能量发生了什么转化”两条线索，完整描述“从煤到电、从燃气到饭菜热量”的过程。设置认知冲突：是不是所有化学反应都放出热量？引导学生认识到反应有放热也有吸热，能量转化是化学变化的普遍特征，能源利用正是对这一规律的巧妙运用。 【学生活动】回顾并说出化学反应伴随能量变化的特点，建立“变化与能量”的观念；借助实例，分析燃料燃烧中化学能转化为热能、电能的过程，尝试用完整语言描述能量流动的路径；举例交流生活中的能量转化现象，理解化学变化与能量利用的紧密联系；参与“放热还是吸热”的辨析，理解化学反应的普遍能量变化规律，澄清“只有燃烧才放热”的片面认识。 【设计意图】从化学变化的本质切入，帮助学生理解“能源利用的实质是化学反应驱动下的能量转化”，突破从化学视角认识能源转化的难点；通过实例与辨析，帮助学生建立“物质转化—能量转化—能源利用”的认知链条，同时训练比较、归纳的学科思维，为分析环境问题提供化学视角。 任务三 直面环境代价——分析化石能源的环境问题 【任务情境】规划师在整理城市资料时，看到一组触目惊心的报道：某城市上空出现严重雾霾、某地酸雨频繁、全球气温持续升高引发广泛关注。这些现象的背后，都与化石能源的大规模使用有关。规划师需要在报告中查明：化石能源在为我们提供能量时，究竟带来了哪些环境问题？ 【教师活动】呈现雾霾、酸雨、温室效应等现象的简要资料，引导学生把环境现象与能源使用联系起来。提问：煤中含有碳、氢以及硫等元素，煤在燃烧时，除了生成二氧化碳和水，还可能生成什么有害物质？引导学生分析煤燃烧会生成二氧化硫等酸性气体，这些气体与雨水作用形成酸雨。引导分析：石油、天然气等燃料不完全燃烧会产生一氧化碳等有毒气体；燃料燃烧排放的粉尘颗粒是形成雾霾的重要原因；大量化石燃料燃烧排放二氧化碳，会加剧温室效应、引发全球气候变暖。组织辩证讨论：既然化石能源会带来这么多环境问题，是不是应该彻底放弃使用？请学生结合前两个任务的学习谈谈自己的看法。小结提升：化石能源并非“绝对不能用”，而是存在储量有限、污染环境两大问题；正确的做法是“节约优先、合理利用、减少污染”，这正是可持续发展的要义。 【学生活动】阅读资料，将雾霾、酸雨、温室效应等环境现象与化石能源燃烧建立因果联系；从化学组成角度分析煤燃烧生成污染物、引发酸雨的过程，理解“化学能帮助我们认识污染源头”；运用证据表达观点，参与“是否放弃化石能源”的辩证讨论，学会全面、理性地看待问题；初步认识到节约能源、减少排放、发展清洁替代品的重要性，萌发环保意识与责任意识。 【设计意图】引导学生用化学知识解释现实环境问题，在“现象—原因—对策”的分析中培养证据意识与辩证思维；通过讨论帮助学生认识化石能源的双面性，渗透绿色低碳、保护环境的社会责任，同时为任务四探索新能源做好认知与情感的双重铺垫。 任务四 谋划绿色未来——探索新能源与可持续发展 【任务情境】规划师要完成最后一份《城市能源绿色发展建议书》。面对化石能源的储量之忧与环境污染之困，城市应该如何破局？人类能否找到更清洁、更可持续的能源？请同学们集思广益，用所学知识为城市开出一份“绿色处方”。 【教师活动】引导学生认识风能、太阳能、氢能、生物质能等新能源，了解它们可再生、相对清洁的特点，以及风力发电、太阳能电站、氢能应用等现实场景。讲解化学在新能源开发中的关键作用：如通过化学反应制备氢气并安全储存，利用化学方法合成高效材料提升太阳能电池的光电转化效率，借助燃料电池实现化学能向电能的清洁转化等，凸显“化学是实现能源可持续发展的关键科学”。组织学生讨论“节约优先、提高能效”的具体措施：改进燃烧设备使燃料充分燃烧、推广脱硫处理降低酸性气体排放、发展绿色交通、提倡绿色出行等。组织小组合作，把本课所得整合为一份“绿色发展建议书”，从“城市能源结构”“能源利用方式”“个人行动”三个层面提出建议，并选派代表交流分享。总结提升：回望四个任务，从认识化石能源、理解能量转化、直面环境问题，到谋划绿色未来，引导学生认识到——化学既是认识能源与环境问题的钥匙，更是解决能源危机、实现可持续发展的关键力量；每个人都能从点滴做起，践行绿色低碳生活。 【学生活动】了解各类新能源的特点与应用，比较其与传统能源在“可再生性、清洁性”上的差异；讨论化学技术在新能源开发、污染治理、节能降耗中的具体作用，感受化学的社会价值；小组合作完成“绿色发展建议书”，从能源结构、利用方式、个人行动等角度提出合理化建议，并进行交流互评；回顾四个任务的学习历程，畅谈“化学与可持续发展”带给自己的启示，把绿色低碳、节约资源的理念内化为自觉行动。 【设计意图】整合全课知识与素养目标，通过“建议书”方案设计与交流实现学以致用，帮助学生建立系统认识；凸显化学在可持续发展中的独特价值，落实科学态度与责任核心素养，实现由“知”到“行”的升华，引导学生把可持续发展观内化为生活方式与价值追求。 六、板书设计 板书设计 第十一单元 化学与社会 课题2 化学与可持续发展（第一课时） 化学与能源利用 一、化石能源 煤——工业的粮食 石油——工业的血液 天然气——相对清洁 共性：不可再生能源 二、化学反应与能量转化 化学变化伴随能量变化 化学能转化为热能、电能 三、化石能源的环境问题 二氧化硫（酸雨） 粉尘（雾霾） 二氧化碳（温室效应） 四、新能源与可持续发展 风能 太阳能 氢能 生物质能 绿色低碳 节约资源 学科网（北京）股份有限公司 $