1 教学主题内容及教学现状分析
本主题是九年级化学第一轮复习之第一部分“身边的化学性质”之主题二“碳和碳的氧化物”。学生在新课中已经学习了CO2的性质、多种含碳物质、空气中O2含量的测定方法等,为本主题复习奠定基础。但是学生的知识点大多数是零散的,而高效高质的复习课应该帮助学生梳理知识,让学生头脑中形成知识网络系统,本主题的设计可以很好的做到这一点。
传统的复习课都是“炒冷饭”,即学生梳理知识点、做题目、教师讲解,学生的主动性、积极性并未得到充分发挥,复习效果不佳。
2 教学思想与创新点
本主题以CO2为核心,将物质的性质和转化有机融合在低碳行动中,分两个课时。第一课时“什么是低碳”,重在探索空气中CO2来源于哪里?从自然界、人类生产活动到家庭生活、实验室,寻找空气中CO2含量增加的途径及原因,落实含碳物质的转化的方程式,渗透元素守恒思想。再进一步探究我们周围空气中CO2含量超标吗?如何测定空气中CO2的含量?仿照测定空气中O2含量的实验原理,引导学生设计实验方案,培养学生的实验设计能力。第二课时“如何做到低碳”,首先梳理CO2的性质,通过画思维导图及书写有关方程式,巩固相关知识点。接着研讨如何利用其性质消除CO2,以及多方考虑,讨论各种方案的利弊,发散学生思维。这种主题式教学不仅调动了学生的学习积极性,提高了复习效率,也提升了学生化学学科能力,发展了化学学科核心素养。
单元主题整体知识结构图如图1所示。
3 教学目标
教学单元总目标、课时目标分别如表1、表2所示。
4 教学流程
教学流程如表3、表4所示。
5 教学实录
第一课时
环节一:情境导入
【情境导入】IPCC的第三次气候变化科学评估中提出各温室气体对全球气候变暖的贡献比例分别是:CO2为60%,CH4为20%,N2O为6%,CF11、CFC12等为14%,可见CO2对气候变暖的“贡献”最大,是造成温室效应的最主要气体。
【教师】提问:什么是温室效应?它有什么危害?对此你有什么感受?
(课前已经布置学生上网查阅有关温室效应的危害)学生感触颇深,课堂上非常积极发言。
环节二:任务1:空气中的CO2是从哪里来的呢?
【教师】提问:空气中的CO2是从哪里来的呢?从自然界、人类生产活动、家庭生活等方面去寻找来源。
【学生】人和动植物呼吸,化石燃料的燃烧,工业生产排放等。
【教师】展示如下图片(图2):
【学生】领悟到:大气中的CO2有来有去,原本是一个动态平衡,正是因为人类的活动打破了这个动态平衡,才造成温室效应加剧等环境问题。
【教师】提问:我们学过的含碳元素的物质有哪些?
【学生】回答:碳、一氧化碳、二氧化碳、甲烷、酒精、碳酸、碳酸钙、碳酸钠、葡萄糖等。
【教师】板书如下图(图3):
【教师】请同学们试着写出能产生CO2的化学方程式,在小组内交流并不断完善。
【学生】写方程式。有些转化关系不止一个反应方程式,学生写完再交流可以互相补充并完善。
环节三:任务2:我们周围空气中CO2含量超标吗?
【教师】创设情境:CO2本身没有毒性,但它不供给呼吸。洁净的空气中CO2占0.03%,当CO2的含量增多时,会对人体健康产生影响,如下表5所示:
【教师】提问:如何才能知道我们周围空气中的CO2含量是否超标呢?
【学生】联想到了测定空气中O2含量的方法。
【教师】提问:选什么物质来吸收CO2?
【学生】小组讨论:决定要对比水、氢氧化钙溶液、氢氧化钠溶液三者吸收CO2的效果。
【教师】请同学们画出对比实验的装置图。
【学生】展示个别小组作品,如下图4、图5。
教师和学生进行实验演示。实验结果:选定氢氧化钠溶液作为吸收CO2的试剂。
【教师】提问:装置如何设计?同学们参考测定空气中O2含量的实验装置图,小组合作讨论画出测定CO2的装置图。
【学生】仿照测定空气中O2含量的装置,设计了如下实验装置图(图6、图7)。
【教师】对学生装置进行点评,选择最佳的实验装置。
【教师】点评:对比甲乙两位同学的图,乙同学画的装置图中注射器和量筒都有刻度,能比较方便得出最终流入锥形瓶中的液体总体积。
环节四:课堂小结
【教师】通过本节课的学习,你在知识上、思维方法上和化学观念上有什么收获?请与大家交流分享。
【学生】学生互相交流,并将本节课的知识形成系统的知识网络。
第二课时
环节一:任务1:如何降低大气中CO2的含量?
【教师】提问:如何降低大气中CO2的含量?需要运用有关CO2的哪方面知识才能解决问题?
【教师】请同学们画出CO2性质的思维导图,并写出有关的化学方程式。
【学生】自主梳理CO2的性质,画思维导图。个别学生作品如图8、图9所示。
【教师】点评:第一位同学做得非常不错,第二位同学罗列的更加详细完整,更加棒。
环节二:任务2:控制CO2排放量的措施有哪些?
【教师】提问:控制CO2排放量的措施有哪些?
【学生】看书回答:①减少使用化石燃料,更多利用太阳能等清洁能源;②大力植树造林,严禁滥砍森林;③采用物理或化学方法,人工吸收CO2等。
【教师】第三点提到吸收CO2,你能想到什么具体措施吗?
【学生】根据上节课实验结果,学生首先想到用氢氧化钠溶液吸收。
【教师】展示数据:据统计火力发电1度会排放890g二氧化碳的资料三氧化碳,根据化学方程式计算出需要消耗氢氧化钠的质量为1 618.2 g,再查阅氢氧化钠的价格为4050元/吨,计算出每发电1度释放的二氧化碳约需要6.6元的氢氧化钠才能吸收完全。
【学生】惊叹对比1度电的价格,明显不划算。
接着有的学生提到了利用CO2能溶于水并和水反应的性质,用海水吸收CO2。也有学生提到利用植物的光合作用来吸收CO2。
【教师】教师表扬学生的意见想法。提示学生课后查阅资料,了解海洋碳汇、森林碳汇、碳汇交易等三氧化碳,拓展视野。
【教师】提问:工业生产是CO2的主要排放源,如何处理工业生产排放的CO2?
【学生】展示课前查阅的资料:结合CCS(CO2捕获和封存)项目,对海洋封存、地质封存、矿石碳化、工业利用几种方式吸收CO2的利与弊进行对比分析。
环节三:课堂小结
【教师】除了国家和企业层面,在日常生活中,我们每一个人都应该传播“低碳”理念,倡导“低碳”生活。“低碳”是一种积极健康向上的生活态度,是一种美德和品质。
【教师】提问:低碳行动,你能做什么?
【学生】各抒己见:
珍惜每一滴水,节约用水,一水多用等。
节约每一张纸,提倡双面打印,或利用家中洁净的废纸做草稿纸等。
节约每一度电,随手关灯,人走电停等。
爱护花草树木,多参加植树造林活动。
少用塑料袋,尽量不使用一次性木筷、纸杯等。。。。。。
【教师】节能低碳离我们并不遥远,它应该成为一种自然而然的生活习惯,从小事做起,从身边做起,让我们共同努力保卫我们的蓝天。
6 教学效果与反思
本节课打破传统的复习模式,大大调动了学生的学习积极性,提高了复习效率,同时提升了学生化学学科能力,发展了化学学科核心素养。
课前学生通过自主查阅整合资料、分享与交流等活动,培养学生善于合作、勤于思考的科学精神,关注与化学有关的生活和社会问题,激发学生学习化学的兴趣。
课堂中学生通过书写化学方程式,增强了学生对元素观、分类观、转化观的认识。通过设计实验测定空气中CO2的含量,进一步培养学生实验设计能力和举一反三的能力,同时深化控制变量法和对比实验的思想。
课堂最后进行情感升华,让学生意识到低碳是一种生活习惯,是一种自然而然的去节约身边各种资源的习惯。将生态文明理念内化于心、外化于行,长期坚持、久久为功,以自己的实际行动为建设资源节约型和环境友好型社会做出应有的贡献。
参 考 文 献
[1]中华人民共和国教育部.义务教育化学课程标准:2011年版[S].北京:北京师范大学出版社,2011:10,19,28
[2]巢清尘,陈文颖.碳捕获和存储技术综述及对我国的影响[J].地球科学进展,2006,21:291-298
[3]李天成,冯霞,李鑫刚.二氧化碳处理技术及其发展趋势[J].化学工业与工程,2002,19(2):191-196,215
[4]张鸿翔,李小春,魏宁.二氧化碳捕获与封存的主要技术环节与问题分析[J].地球科学进展,2010,25(3):335-340
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