资源简介

第十一单元 化学与社会
课题2 化学与可持续发展
教学设计
课题 化学与可持续发展 课时 2课时
设计者 课型 新授课 设计时间
学习 分析 1.课程要求 内容要求： 1.认识化学在解决与资源、能源、环境等相关的问题中的作用。 2.结合实例，从物质及其变化的视角，认识资源的综合利用与新能源的开发、材料的科学利用与新材料的研发，理解化学与生态环境保护的关系。 3.知道资源开发、能源利用可能会对环境产生影响，树立环保意识。 4.了解有机高分子材料等在社会生活中的应用。 5.跨学科实践活动：调查我国航天科技领域中新型材料、新型能源的应用。 学业要求： 1.能列举生活中常见的能源和资源、金属材料和有机合成材料及其应用。 2.能从物质的组成及变化视角，分析和讨论资源综合利用、材料选取与使用、生态环境保护等有关问题。 3.在跨学科实践活动中，能综合运用化学、技术、工程及跨学科知识，秉承可持续发展，设计、评估解决实际问题的方案，制作项目作品，并进行改进和优化，体现创新意识。
2.教材解读 本课题包括“化学与能源利用”和“化学与材料开发”两部分。在化学与能源利用部分讲述了化学在能源转化和新能源开发中的重要作用；在化学与材料开发部分，介绍了有机高分子化合物的概念、结构特点，以及天然有机高分子材料和合成有机高分子材料的分类、性能与用途等还提及了其他常见材料如金属材料、无机非金属材料、复合材料和功能材料。 与旧版教材不同，新教材注重结合实例，引导学生从物质及其变化的视角，认识资源的综合利用与新能源的开发、材料的科学利用与新材料的研发，认识化学在解决与资源、能源、材料、环境等相关问题中的作用，体会化学是推动人类社会可持续发展的重要力量，树立建设美丽中国、为全球生态安全做贡献的信念。 能源的利用在第七单元已涉及，金属材料在第八单元已涉及，本课题侧重在已有知识的基础上，综合应用化学知识，引导学生从物质的组成及变化视角分析和解决资源、能源、材料、环境等实际问题，通过问题的解决认识化学的重要价值。
3.学情分析 能源与材料相关的内容与学生生活联系紧密，且在前面的学习中已有了解。塑料、合成橡胶和合成纤维制品在生活中都很常见，对这些物质学生都有了一定的感性认识。本课内容学习要求虽然不高，但学生学习有一定难度，一方面，知识多而杂，学生学习起来感觉没有头绪；另一方面，这部分内容的专有名词较多，如合成有机高分子材料、聚合物、复合材料、功能材料等，学生学习起来，显得陌生而枯燥。
学习 目标 1.认识化学在解决与能源、材料等相关问题中的作用。 2.结合实例，从物质及其变化的视角，认识材料的科学利用与新材料的研发，理解化学与生态环境保护的关系。 3.了解有机高分子材料等在社会生活中的应用。 4.知道使用材料对人和环境的影响，树立环保意识。
达成 评价 1.能在课上独立思考并回答老师的问题。 2.能独立完成课后习题。
教学重 难点 重点：1.深入理解能源开发，包括新能源的特点、开发利用现状及面临的挑战。 2.合成材料的性质与应用；棉纤维、羊毛纤维、合成纤维的鉴别。 难点：1.感受多学科融合解决跨学科能源问题的思路和方法。 2.初步形成节能低碳、节约资源、保护环境的态度和绿色出行的生活方式。
核心 素养 科学态度与责任： 认识化学在自然资源合理开发、环境保护及可持续发展中的重要作用，增强节约资源、保护环境的意识，树立利用化学知识促进社会可持续发展的责任感，践行绿色化学理念。 化学观念： 形成 “化学为可持续发展提供物质保障” 的观念，理解化学在能源转化、材料研制中的关键作用，认识物质转化与资源利用、环境保护的密切联系。 科学思维： 通过分析能源利用、材料开发中的化学过程（如煤的气化、高分子材料的合成），培养归纳概括、逻辑推理能力
（二）教学过程
教学环节 时间安排 师生活动 设计意图
创设情景 引入新课 新课导入 【引入】为了实现人类社会的可持续发展，我们需要在保持良好生态环境的前提下，合理地开发和利用自然资源。请同学们从物质的组成及转化视角，举例说明空气、水、化石燃料和金属矿物等自然资源的利用方式。 从生活实际出发，引发学生思考
新课教学 构建新知 讲授新课 【过渡】随着时代的发展，从自然资源中直接获取的天然物质在数量和性能上都难以满足社会的需要。人们借助化学方法分析物质的组成，通过化学反应得到一系列新的材料和能源，为社会可持续发展提供了物质保障和前进动力。化石能源在当今社会能源结构中占据重要地位，回顾第七单元所学知识，化石能源的利用方式有哪些？ 【总结】举例：使用无烟煤、脱硫煤；改进发动机，使用催化净化装置；改变能源结构，利用更清洁的能源等。 【讲解】为了改变传统的能源利用方式，人们通过化学反应将化石能源转化为清洁、便利的二次能源，如采用自主研发的新型催化剂和环境友好合成路线，利用化学转化将煤转化为乙醇，实现了资源的清洁利用；如将石油通过炼制、蒸馏等方式转化为多种化工产品；还有我们最常见的二次能源——电能，也是化石能源转化而来。 【过渡】除了将化石能源转化为较清洁、便利的二次能源，还需要开发可再生和环境友好的新能源。 【学生活动】举例说明一种新能源，并说一说这种新能源目前开发利用的状况。 【总结】新能源：太阳能、风能、核能、地热能、水能、生物质能等。 【提问】新能源与传统化石能源相比，有哪些显著的优点呢？为什么我们要大力开发新能源？ 【学生讨论回答】新能源更清洁，对环境友好；可再生，能缓解能源危机等。 【讲解】没错，开发可再生和环境友好的新能源，为我们的能源利用开辟了全新的途径。我国在新能源开发方面取得了众多卓越成就，比如煤的清洁利用、电解水制氢，以及风力发电机、光伏电池、燃料电池和电动汽车锂离子电池的生产等，这些都是化学大显身手的重要领域。 （二）化学与材料开发 有机高分子材料 【展示实物】展示一些常见的天然有机高分子材料（羊毛衫、纯棉T恤、天然橡胶手套）和合成材料（如塑料瓶、涤纶衣物、合成橡胶轮胎）。 【讲解】同学们，我们生活中的材料多种多样，今天我们重点来认识有机高分子材料。有机高分子材料可分为天然有机高分子材料和合成材料。像羊毛、棉花、蚕丝、麻这些天然纤维，以及天然橡胶，都属于天然有机高分子材料；而塑料、合成纤维、合成橡胶则是我们人工合成的高分子材料。它们都是由大量小分子聚合而成的聚合物，具有链状或网状结构。 性能特点 【小组讨论】将学生分成小组，分别探究塑料、合成纤维和合成橡胶的性能特点。提供一些简单的实验材料，如塑料片、纤维丝、橡胶块，让学生通过观察、触摸、拉伸等方式进行探究。 【小组汇报】各小组汇报探究结果，教师进行总结和补充。塑料密度小，耐腐蚀，易加工；合成纤维强度高、弹性好、耐磨和耐化学腐蚀，但吸水性和透气性较差；合成橡胶具有高弹性、绝缘性、耐油和耐高温等性能。 纤维材料的鉴别 【演示实验】教师演示区分棉纤维、羊毛纤维和涤纶的实验（燃烧法）。分别取一小段棉纤维、羊毛纤维和涤纶，用镊子夹住，在酒精灯火焰上点燃，让学生观察燃烧现象，闻气味，并观察灰烬的状态。 【学生记录】学生认真观察实验现象，记录在实验报告中。 纤维种类化学成分燃烧情况气味灰烬棉纤维纤维素易燃，直接燃烧烧纸的气味灰色，细而软羊毛纤维蛋白质起泡成球， 不持续燃烧烧焦羽毛的气味黑褐色小球， 易碎涤纶高分子化合物先熔化再燃烧，或边熔化边燃烧特殊气味黑色或褐色硬块
【总结方法】教师引导学生总结三种纤维燃烧时的不同现象：棉纤维燃烧时有烧纸的气味，灰烬呈灰色，细而软；羊毛纤维燃烧时有烧焦羽毛气味，灰烬为黑褐色小球，易碎；涤纶燃烧时有特殊气味，灰烬为黑色或褐色硬块，不易破碎。 【学生实践】让学生自己动手进行纤维材料的鉴别实验，教师巡视指导，及时纠正学生的错误操作。 联系生活实际，让学生理解传统能源转化的意义和应用，增强学生对知识的感性认识。 通过直观的资料展示，让学生了解新能源的特点和应用现状，认识到开发新能源的必要性和紧迫性，同时体会化学在新能源开发中的重要作用。 通过实物展示，让学生对有机高分子材料有直观的认识，便于理解其分类和结构特点。 通过小组探究活动，培养学生的实验探究能力和团队协作精神，让学生在实践中亲身体验不同材料的性能特点，加深对知识的理解和记忆。 通过演示实验和学生实践，让学生掌握区分不同纤维材料的方法，培养学生的观察能力和实验操作技能，同时让学生体验化学实验的乐趣。
小结 收获感悟 1、今天我学到了什么知识？ 2、我掌握了哪些研究方法？ 3、我还存在的疑惑是什么？ 通过这些问题让学生回顾本节课内容，对有疑惑的地方及时反馈。
课后作业 书面作业：完成教材课后习题 及时巩固所学知识
板书设计 课题2 化学与可持续发展 一、化学与能源利用 1.化石能源：煤、石油、天然气 2.二次能换：电能、石油制品等 3.新能源：氢能、太阳能等 二、化学与材料开发 1.合成材料：塑料、合成纤维、合成橡胶 2.天然有机高分子材料：棉、丝、羊毛等 3.金属材料 4.无机非金属材料 5.复合材料 6.功能材料
教学反思 在教学过程中，注重联系生活实际，让学生感受到化学就在身边，增强了学生对知识的理解和应用能力。同时，通过对可持续发展理念的深入探讨，培养了学生的环保意识和社会责任感，达成了教学目标。 本课题注重引导学生从物质及其变化的视角，认识资源的综合利用与新能源的开发、材料的科学利用与新材料的研发。在教学中可通过实例进行讲解，让学生在实践中学习，才能不断地激发学生的学习积极性与主动性，既培养学生的学习兴趣，又培养学生的思维能力，想象力和创新精神，使每个学生的身心都能得到充分的发展。

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