9.3化学与能源第二课时教学设计--2026-2027学年九年级化学科粤版下册

9.3 化学与能源（第二课时）教学设计 科粤版九年级化学下册 · 第九单元 现代生活与化学 一、课标分析 本课时依据《义务教育化学课程标准（2022年版）》中“化学与社会·跨学科实践”主题的相关要求设计。课标明确指出，学生应认识化学在解决能源危机、环境危机中的重要作用，了解常见新能源的种类及其特点，认识化学能可以转化为热能、电能等多种形式，初步形成节能低碳、保护环境的可持续发展意识。本课时引导学生从化学视角看待能源问题，将化学知识与社会发展、技术应用、环境保护紧密联系，体现“从生活走进化学，从化学走向社会”的课程理念，着力培养学生面向未来的科学态度与社会责任。 二、四维核心素养目标 化学观念：知道新能源的种类与特点，认识化学能可以转化为热能和电能，形成能量转化的基本观念。 科学思维：通过比较化石能源与新能源的优缺点，发展分析、归纳与评价的思维能力。 科学探究：通过调查、讨论与方案设计，提升获取信息、合作交流与解决实际问题的能力。 科学态度与责任：认识能源危机的现实性，增强节约能源、开发新能源的社会责任感与环保意识。 三、教学重难点 教学重点：认识常见新能源的种类及其特点，理解化学能可以转化为热能和电能。 教学难点：从化学视角分析氢能作为理想能源的原因，理解化学能转化为电能的基本原理。 四、设计思路 本课时以“能源危机—新能源—化学能利用”为主线，采用任务驱动式教学。首先以化石能源面临枯竭的真实情境导入，激发学生探究新能源的兴趣；随后通过“认识新能源—比较新能源—化学能转化—电池原理—未来能源畅想”一系列递进任务，引导学生在自主阅读、小组讨论、方案设计中主动建构知识。教学中注重联系生活实际，引入氢能汽车、太阳能路灯、充电宝等学生熟悉的事物，让抽象的能源概念具体化、可感化。同时渗透STSE教育理念，将化学与技术、社会、环境相融合，最终落脚于学生节能意识与社会责任感的培养，实现从知识学习到价值引领的升华。 五、教学过程设计 任务一：情境导入——能源危机与未来展望 【任务情境】教师播放一段关于世界能源消耗与化石能源储量预测的短视频，呈现一组令人深思的数据：当今社会每年消耗的煤炭、石油、天然气数量惊人，而按照目前的开采速度，这些化石能源将在未来数百年内逐渐枯竭。与此同时，全球气候变暖、空气污染等环境问题也日益严峻。教师提问：“如果有一天化石能源用完了，我们的世界会变成什么样子？人类又该何去何从？” 【学生活动】学生围绕问题展开自由讨论，有的学生想到夜晚城市一片漆黑，有的学生想到汽车全部停驶，有的学生想到工厂停工。教师顺势引导：“面对这样的危机，科学家们一直在寻找新的出路。今天这节课，我们就一起来认识那些有望改变未来的新能源。”由此引出本节课的主题——化学与能源。 【设计意图】以真实的能源危机情境制造认知冲突，让学生在震撼与思考中产生学习新能源的内在需求。同时回顾第一课时所学的化石燃料知识，自然过渡到新能源的学习，体现知识的连贯性与逻辑性。 任务二：认识新能源——氢能的开发与利用 【任务情境】教师展示一张氢能源汽车在城市中行驶的图片（仅文字描述，不要求配图），并介绍：近年来，以氢气为燃料的新能源汽车已经在我国多个城市投入使用，这种汽车行驶过程中只排出水，没有任何污染。教师提出驱动性问题：“氢气为什么能成为未来最理想的能源？它有哪些优点？目前大规模使用氢气还面临哪些困难？” 【学生活动】学生以小组为单位，结合教材内容和课前搜集的资料，围绕以下问题展开探究：第一，氢气作为燃料有哪些突出的优点？第二，目前获取氢气的主要途径有哪些？第三，氢气在储存和运输方面存在什么难题？第四，为什么说氢能是理想的清洁能源？ 【交流分享】各小组代表依次汇报讨论结果。教师引导学生归纳：第一，氢气燃烧后生成的产物只有水，对环境没有任何污染；第二，氢气燃烧时放出的热量远高于等质量的汽油等燃料；第三，水中含有大量的氢元素，一旦能找到廉价的分解水的方法，氢气将取之不尽用之不竭。同时，教师补充指出目前面临的挑战：制取氢气需要消耗大量能量，成本较高；氢气密度很小，储存和运输都不方便，需要高压压缩或液化，对容器材料要求很高；氢气易燃易爆，安全使用的技术还不够成熟。 【设计意图】将氢能作为新能源的典型代表深入剖析，让学生学会从资源、产物、热值、储存等多角度综合评价一种能源。通过小组合作探究，培养学生获取信息、分析问题和表达交流的能力，同时让学生体会科学技术在新能源开发中的关键作用。 任务三：其他新能源——太阳能、风能、核能等 【任务情境】教师过渡：“除了氢能，科学家们还开发了许多其他类型的新能源。请大家结合生活经验和教材内容，完成下面的新能源分类卡片。”教师发放学习任务单，上面列出了若干种能源名称：太阳能、风能、核能、地热能、潮汐能、生物质能。 【学生活动】学生独立阅读教材相关内容，然后与同桌合作，为每种新能源填写以下信息：第一，这种能源是从哪里获得的？第二，它有什么优点？第三，它有什么缺点或局限性？第四，它在生活中有哪些应用？ 【设计意图】采用分类整理的方式让学生系统了解常见新能源的特点，培养学生归纳整理的学习能力。通过对比各种新能源的优缺点，让学生认识到每种能源都有其适用场景，没有“万能”的能源，未来的能源格局将是多元化的。 任务四：化学能的利用——化学能转化为热能 【任务情境】教师提问：“我们已经知道了许多新能源，那么这些能源中的能量是怎样被我们利用的呢？其实，化学能的利用方式多种多样。首先，我们最熟悉的就是将化学能转化为热能。请大家回忆一下，生活中有哪些化学能转化为热能的例子？” 【学生活动】学生纷纷举例：燃烧天然气做饭、燃烧煤炭取暖、燃放烟花、使用暖宝宝……教师引导学生归纳：物质发生化学变化时，常常伴随着能量的变化，通常表现为热量的变化，有的反应放出热量，有的反应吸收热量。放出热量的化学反应在生产和生活中有着广泛的应用，比如利用燃料燃烧放出的热量来做饭、取暖、发电、冶炼金属等。 【深化思考】教师进一步提问：“是不是所有的化学反应都放出热量呢？”引导学生回忆某些需要持续加热才能进行的反应，如高温煅烧石灰石等。教师总结：化学反应放出热量还是吸收热量，取决于反应物和生成物的能量高低，这是由物质本身的性质决定的。 【设计意图】从学生最熟悉的燃烧放热现象入手，帮助学生建立“化学能可以转化为热能”的基本观念。通过正反例子的对比，让学生认识到化学反应伴随的能量变化有两种方向，为后续高中化学学习打下基础。 任务五：化学能转化为电能——电池与燃料电池 【任务情境】教师拿出一个便携式充电宝和一节干电池，提问：“我们每天都在使用手机、充电宝，这些设备里储存的是什么能量？它又是怎样让手机工作的？”学生回答后，教师引出：电池是一种将化学能直接转化为电能的装置。 【学生活动】学生阅读教材中关于电池的内容，了解常见电池的种类：干电池、蓄电池、锂电池、太阳能电池等。教师引导学生思考：电池为什么能将化学能转化为电能？其基本原理是什么？教师用通俗的语言解释：电池内部有两种活泼性不同的物质，它们之间发生化学反应时，电子会从一种物质转移到另一种物质，这种电子的定向移动就形成了电流。 【拓展延伸】教师介绍燃料电池：燃料电池是一种新型的电池，它不是像普通电池那样预先储存燃料，而是在工作时持续向电池中输入燃料（如氢气）和氧化剂（如氧气），通过化学反应直接产生电能。燃料电池的能量转化效率远高于普通的燃烧发电，而且产物清洁，因此被广泛应用于航天、新能源汽车等领域。 【环保讨论】教师引导学生讨论：废旧电池随意丢弃会带来什么环境问题？应该如何正确处理废旧电池？学生认识到废旧电池中含有重金属等有害物质，随意丢弃会污染土壤和水源，因此应该分类回收、集中处理。 【设计意图】从学生每天接触的手机、充电宝切入，让抽象的“化学能转化为电能”变得可感可知。通过介绍燃料电池的前沿科技，拓宽学生视野，同时渗透废旧电池回收的环保教育，体现科学态度与责任素养的培养。 任务六：综合实践——未来能源畅想 【任务情境】教师布置综合性学习任务：“假如你是一名能源工程师，请你为我们所在的城市设计一份未来能源利用方案。方案需要考虑以下几个方面：第一，选择你认为最适合本城市的两种新能源；第二，说明选择的理由；第三，设计这些能源在家庭、交通、工业三个领域的应用场景；第四，谈谈推广过程中可能遇到的困难及解决办法。” 【学生活动】学生以小组为单位进行方案设计，将讨论结果整理成简明的方案提纲。教师巡视各小组，给予必要的指导和启发。有的小组选择了太阳能和风能，理由是本地阳光充足、风力资源丰富；有的小组选择了氢能和生物质能，理由是清洁无污染。 【方案展示】各小组上台展示设计方案，其他小组进行点评和提问。教师引导学生从科学性、可行性、环保性三个维度评价每个方案。通过对比不同方案，学生认识到能源规划需要综合考虑资源条件、技术水平、环境影响和经济成本，是一个复杂的系统工程。 【设计意图】这是一个跨学科的综合实践任务，将本节课所学的新能源知识和化学能转化的知识整合起来，让学生在真实情境中运用所学解决问题。方案展示与互评环节，既锻炼了学生的表达能力和批判性思维，也培养了合作精神和创新意识。 任务七：课堂小结与拓展 【知识梳理】教师引导学生共同梳理本节课的知识脉络：首先，我们认识了多种新能源，包括氢能、太阳能、风能、核能、地热能、潮汐能和生物质能，每种能源都有其优点和局限性；其次，我们了解了化学能的两种主要利用方式——转化为热能和转化为电能，燃烧是化学能转化为热能的主要途径，电池是化学能转化为电能的装置；最后，我们通过方案设计，体会了新能源开发的综合性和复杂性。 【情感升华】教师总结：“能源是人类社会发展的重要物质基础。面对化石能源日益枯竭和环境问题日益严峻的双重挑战，开发和利用新能源已经成为全人类共同的使命。作为新时代的青少年，我们不仅要学习化学知识，更要树立节能意识，从身边的小事做起——节约每一度电、每一滴水，同时关注新能源技术的发展，将来为人类的能源事业贡献自己的力量。” 【课后拓展】教师布置课后任务：第一，调查自己家中一周内使用了哪些能源，分别属于什么类型；第二，查阅资料，了解我国在新能源开发方面的最新成就；第三，写一篇短文，题目为“我理想中的未来能源世界”，谈谈对未来能源的设想。 【设计意图】通过知识梳理帮助学生形成完整的知识结构；通过情感升华将知识学习提升到价值认同的高度；通过课后拓展任务，将课堂学习延伸到课外，引导学生关注社会、关注科技发展，真正实现从化学走向社会的课程理念。 六、板书设计 9.3 化学与能源（第二课时） 一、新能源的种类 1. 氢能——最理想的清洁能源 优点：产物只有水、热值高、来源广 困难：制取成本高、储存运输难 2. 太阳能、风能、核能、地热能、潮汐能、生物质能 各有优缺点，因地制宜，多元发展 二、化学能的利用 1. 化学能 → 热能（燃烧放热） 应用：做饭、取暖、发电、冶炼金属 2. 化学能 → 电能（电池） 干电池、蓄电池、锂电池、燃料电池 三、能源与环境 开发新能源 · 节约能源 · 保护环境 学科网（北京）股份有限公司 $