落實(shí)核心素養(yǎng)，踐行立德樹(shù)人
——《化石燃料的利用》教學(xué)設(shè)計(jì)

趙 方

（威海經(jīng)濟(jì)技術(shù)開(kāi)發(fā)區(qū)新都中學(xué)，山東威海 264200）

1 環(huán)節(jié)一：初識(shí)化石燃料

【提問(wèn)】正如視頻呈現(xiàn)的那樣，科研人員排除萬(wàn)難，也要獨(dú)立掌握深海油氣開(kāi)采技術(shù)，凸顯的是化石燃料的價(jià)值。你能舉例說(shuō)明化石燃料在生活中有哪些應(yīng)用嗎？

設(shè)計(jì)意圖：此問(wèn)題的設(shè)置一方面是為了讓學(xué)生體會(huì)化石燃料在生活中有非常廣泛的應(yīng)用，體會(huì)化石燃料的價(jià)值；另一方面也同時(shí)調(diào)查學(xué)生腦海中關(guān)于化石燃料的應(yīng)用有哪些認(rèn)知，為梳理“利用化石燃料的兩個(gè)思路——能量和新物質(zhì)”提供依據(jù)。

【質(zhì)疑】比較和對(duì)比是常用的理性思維方式。比較是為了得到相同點(diǎn)，對(duì)比是為了得到不同點(diǎn)。

設(shè)計(jì)意圖：一方面，此活動(dòng)能滲透觀察、推理、對(duì)比、比較等科學(xué)思維方法教學(xué)；另一方面，以此活動(dòng)為載體，會(huì)滋養(yǎng)出很多新知識(shí)的生長(zhǎng)點(diǎn)，完成化石燃料的組成、性質(zhì)、變化、用途的教學(xué)。

1）依據(jù)較為復(fù)雜的思維過(guò)程，學(xué)生通過(guò)比較相同點(diǎn)會(huì)發(fā)現(xiàn)：天然氣、煤、汽油的組成中均含有碳、氫元素；它們都具有可燃性；燃燒的過(guò)程會(huì)發(fā)光、放熱；它們都能作為燃料。學(xué)生在全班交流的過(guò)程中，教師可引導(dǎo)學(xué)生形成變化反映性質(zhì)、性質(zhì)決定用途、用途反映性質(zhì)、組成決定性質(zhì)等化學(xué)觀念。

2）在此活動(dòng)中，教師可要求學(xué)生書(shū)寫(xiě)甲烷、煤、汽油燃燒的化學(xué)反應(yīng)方程式，練習(xí)化學(xué)符號(hào)，體會(huì)化學(xué)語(yǔ)言的運(yùn)用。同時(shí)，在此環(huán)節(jié)中，告知學(xué)生：煤、汽油的燃燒過(guò)程中，還會(huì)產(chǎn)生SO2、NO2等產(chǎn)物，讓學(xué)生推測(cè)煤、汽油的元素組成，進(jìn)而從元素組成、變化等多個(gè)角度全面認(rèn)識(shí)煤、汽油、天然氣。

3）物質(zhì)燃燒過(guò)程中都釋放熱量。教師可在此活動(dòng)中，通過(guò)展示奔馳的汽車(chē)，發(fā)電過(guò)程的圖片，讓學(xué)生談?wù)勥@些過(guò)程的能量轉(zhuǎn)化。既鞏固化學(xué)變化中的能量觀，又讓學(xué)生體會(huì)到化石燃料通過(guò)燃燒能釋放能量滿足生活中的不同能量需求，是當(dāng)今社會(huì)的主要能源。

4）最后，學(xué)生通過(guò)觀察圖片，利用對(duì)比、推理等思維方式能夠描述出甲烷、煤、汽油燃燒時(shí)火焰的顏色不同，這三種物質(zhì)在生活中的具體應(yīng)用不同。教師可由此引出燃料的選擇問(wèn)題，并最終在這一環(huán)節(jié)中形成知識(shí)、方法、觀念的完整的知識(shí)體系。

2 環(huán)節(jié)二：化石燃料的“利”與“弊”

三大化石燃料見(jiàn)圖1。

圖1 三大化石燃料

【辯論】化石燃料改善了我們的生活。有人卻發(fā)出了質(zhì)疑的聲音。關(guān)于化石燃料的利與弊，你的觀點(diǎn)呢？

設(shè)計(jì)意圖：本環(huán)節(jié)旨在促使學(xué)生辯證的認(rèn)識(shí)化石燃料的價(jià)值。學(xué)生在交流辯論中會(huì)發(fā)展下面幾個(gè)認(rèn)識(shí)：①認(rèn)識(shí)我國(guó)能源與資源短缺的國(guó)情，認(rèn)識(shí)資源綜合利用的重要意義。②認(rèn)識(shí)化石燃料的不合理利用能夠造成環(huán)境污染，懂得選擇對(duì)環(huán)境污染小的燃料。③知道開(kāi)發(fā)新能源的必要性。④體會(huì)化學(xué)學(xué)科在改造化石燃料，處理大氣污染物等方面的重要作用，體會(huì)化學(xué)學(xué)科的價(jià)值。⑤能夠形成珍惜化石燃料的態(tài)度，并指導(dǎo)學(xué)生付之行動(dòng)。

環(huán)節(jié)三：合理利用化石燃料

【質(zhì)疑】煤、石油、天然氣儲(chǔ)量有限、不可再生。你有什么方法能提高它們的利用率？

設(shè)計(jì)意圖：就學(xué)生的知識(shí)儲(chǔ)備，學(xué)生會(huì)答：促進(jìn)燃料的充分燃燒。所以本問(wèn)題的設(shè)計(jì)既為促使學(xué)生體會(huì)燃料充分燃燒的重要性，又承上啟下，為改造化石燃料做鋪墊。

【引導(dǎo)】老師發(fā)現(xiàn)了這樣一個(gè)現(xiàn)象：生活中，我們對(duì)石油的直接利用非常少，反而是利用了石油的產(chǎn)品，如奔跑的汽車(chē)用汽油、重型機(jī)械使用柴油、而家庭中我們使用液化石油氣。你能否據(jù)此分析：為什么要這樣利用石油，化學(xué)工作者提高混合物利用率的思路是什么？

設(shè)計(jì)意圖，引導(dǎo)學(xué)生從煤、石油、天然氣的組成上認(rèn)識(shí)到分離混合物是提高化石燃料利用率的有效途徑，進(jìn)而滲透分離方法受物質(zhì)性質(zhì)影響。

【銜接】截止到現(xiàn)在的討論中，我們對(duì)化石燃料的利用集中在利用燃燒這個(gè)化學(xué)變化轉(zhuǎn)化能量，做能源。那你對(duì)化石燃料的利用，是否還有其他的新思路？

設(shè)計(jì)意圖：引導(dǎo)學(xué)生說(shuō)出化石燃料利用的思路：一是直接利用化石燃料，通過(guò)燃燒轉(zhuǎn)化能量；另一方面是通過(guò)化學(xué)變化，改造利用轉(zhuǎn)化為其他有用的物質(zhì)。在改造利用方面，學(xué)生通過(guò)看視頻自學(xué)，說(shuō)出具體改造方法及產(chǎn)物。通過(guò)感受石油化工產(chǎn)品及煤綜合利用產(chǎn)品在生活中運(yùn)用，再次體會(huì)化石燃料的價(jià)值。

3 環(huán)節(jié)三：評(píng)價(jià)提升

設(shè)計(jì)意圖：這是一個(gè)與時(shí)事相關(guān)的評(píng)價(jià)設(shè)計(jì)。學(xué)生在解讀的過(guò)程中，會(huì)自然而然地運(yùn)用到本節(jié)課收獲的知識(shí)、方法、觀念。比如：為何天然氣的消費(fèi)比重上升了？學(xué)生會(huì)想到：我們要選擇對(duì)環(huán)境危害小的燃料。再比如：為何煤炭消費(fèi)比重繼續(xù)減少？學(xué)生會(huì)想到：一方面，煤炭燃燒會(huì)產(chǎn)生污染，對(duì)環(huán)境危害大；另一方面，我們可以對(duì)煤炭進(jìn)行綜合利用，發(fā)揮其更大的價(jià)值?？偠灾?，這是一個(gè)“高起點(diǎn)、低落點(diǎn)”的評(píng)價(jià)設(shè)計(jì)。

【感悟】請(qǐng)你暢想一下未來(lái)世界的能源走向。

設(shè)計(jì)意圖：這個(gè)暢想是對(duì)學(xué)生情感、態(tài)度、價(jià)值觀的一個(gè)提升。學(xué)生會(huì)描述：未來(lái)的能源一定以清潔、可再生能源為主。既滿足人類(lèi)社會(huì)需求，又尊重自然、保護(hù)環(huán)境，與自然和諧相處。

【盤(pán)點(diǎn)收獲】學(xué)生交流本節(jié)課的收獲。教師板書(shū)并結(jié)構(gòu)化。

【提升】煤、石油、天然氣是大自然賦予我們的寶貴的、不可再生的能源與資源。本節(jié)課中，我們認(rèn)識(shí)了化石燃料的組成、所能發(fā)生的變化以及它們的用途；體會(huì)了化學(xué)學(xué)科通過(guò)物理分離方法和化學(xué)轉(zhuǎn)化方法在改造化石燃料時(shí)的價(jià)值；最終要形成合理利用化石燃料的意識(shí)。我們化學(xué)工作者研究物質(zhì)及其變化的目的在于：既要發(fā)揮物質(zhì)價(jià)值最大化，又要尊重自然、與自然和諧相處。