第二单元　化学式社会的持续发展的基础优秀教案

《解决环境问题需要化学科学》教学设计

温岭市松门中学 张海亮

一、教材依据

教材版本：苏教版普通高中标准实验教科书

必修2 课题名称：《解决环境问题需要化学科学》

二、必修2专题4的结构分析

苏教版化学2专题4“化学科学与人类文明”安排了2个单元共4个目，其基本结构如图4所示。

化学科学

化学是认识和创造物质的科学

化学是人类创造物质的工具

与

现代科技的发展离不开化学

人类文明

化学是社会可持续发展的基础

解决环境问题需要化学科学

从专题、单元和目的标题就可以充分说明，这是一个以“化学学科的地位和作用”为主要内容的教学专题，并且从历史（“化学是认识和创造物质的科学”单元）和未来（“化学是社会可持续发展的基础”单元）2个角度来认识化学学科的地位和作用，从未来的角度来阐述化学学科的地位和作用实际上指明了化学学科发展的方向和前景，所有这些都折射出化学学科所特有的方法和理念。这些教学内容为学生真正认识化学学科的地位和作用，了解化学学科的前景和方向，体验化学学科的方法和理念等提供了丰富的资源，对指引学生继续学习化学具有极强的驱动作用。

三、

课时的教材分析

为了帮助学生认识化学在克服人类活动对环境产生的负面影响中的作用，苏教版普通高中课程标准实验教科书化学2设置了交流和讨论栏目，组织学生讨论大气污染、水污染的原因与防治方法、提高空气质量的途径，同时还通过燃煤烟气的脱硫、汽车尾气的治理、二氧化碳的回收利用和绿色化学的兴起等问题的分析，说明化学是环境保护事业的强大支柱。可见，针对这些问题的讨论，对学生的教育和启发是不言而喻的。

但是，我们在分析教材的过程中发现，教材没有很好地处理2个关系：首先，没有处理好环境问题和环境污染的关系。环境问题包括环境污染和平衡破坏2类，而教材中却将两者混淆。其次，没有处理好污染物的处理和绿色化学之间的关系。我们认为对污染物的处理实际上也遵循绿色化学的理念，因此也没有必要将具体污染物的处理看成与绿色化学并列的问题来讨论。

1

化学是打开物质世界的钥匙

图4 “化学科学与人类文明”专题结构

四、

整体设计思路

环境问题

环境污染

平衡破坏

设计意图说明：

※了解环境问题的类型；

※了解环境污染的类型；

※理解各类污染的关系；

土壤污染

水体污染

大气污染

臭氧层空洞

污

染

源：

氟利昂

关键原因：

氯催化臭氧分解

污

染

物：氯自由基

解决方法：

氟利昂替代物

解决结果：

有效控制扩大

亡羊补牢

酸雨

含硫矿物燃烧

氧化不完全

SO2

石灰石/氨水

CaSO4/(NH4)2SO4

温室效应

※理解源头控制的重要性；

※理解反应完全的关键性；

过多的CO2

与环氧丙烷聚合

※理解循环利用的目的性；

全降解塑料

※归纳化学学科的方法。

变废为宝

循环使用

※体会绿色化学的理念。

※体验化学学科的作用。

解决环境污染需要化学！

图5 “解决环境问题需要化学科学”的教学思路设计

教学中以环境问题为切口，总体了解环境问题、环境污染及大气污染、水污染、土壤污染之间的关系，然后以大气污染中的主要污染物（SO2、氟利昂、过多的CO2）为研究对象，在污染物的来源及处理过程中充分利用学生的已有知识，在分析和解决过程中归纳化学学科的方法和理念，体会化学学科的地位和作用，了解化学学科的前景和方向。

五、三维目标和重难点

1.知识与技能

(1)认识化学正在帮助人们认识并克服人类活动对环境产生的负面影响。能运用实例说明化学是环保事业的强大支柱，了解绿色化学的基本要求及其对社会可持续发展的重要意义。

(2)了解臭氧层空洞、酸雨、温室效应等产生的原因、危害及改善环境的相关措施，并从中培养学生的归纳总结能力，以及分析问题、解决问题的能力。

2.过程与方法

本课时主要采用的是多媒体教学法，通过让学生观看有关环境污染的短片，使学生感受到环境保护的迫切性，从而认识到化学对环境保护的重要作用，形成良好的价值观。

3.情感态度与价值观

通过教学让学生认识化学与科学、技术、社会的关系，认识到化学在帮助人们认识并克服人类活动对环境产生的负面影响中的重要作用，增强学生的环保意识和社会责任感。

2

教学重点

三大环境问题（臭氧层空洞、酸雨、温室效应）的成因和防治，“绿色化学”的思想。

教学难点

“绿色化学”的思想，设计通过对异丙苯的合成途径的选择让学生体会到在化工生产中遵循“绿色化学”思想的重要性。

六、教学过程

教师活动

【新课导入】：同学们，你们对我们的环境满意吗？又有哪些问题？造成这些问题的原因有哪些？从污染的对象可以将环境污染分为哪些类型？

【板书】

环境问题

平衡破坏

学生活动

生：水土流失，水体污染，大气污染，土壤污染、白色污染……

水体污染、大气污染、土壤污染

水体

污染

设计意图

引出环境问题包括了环境污染和平衡破坏两方面。

运用分类思想方法。

大气污染

环境污染

大气污染，因为大气对我们人类的关系更为密切。

土壤污染

作为环境污染的三个方面，本节课由于时间有限，我们不可能一一进行深入研究，只能选择其中一个方面，哪一个方面？

你们知道作为大气污染，它包含了三大环境问题，其中有哪些？

【补充板书】

臭氧层空洞大气污染

酸雨温室效应【图片情境】女娲补天

问：这道这幅图片表达那个神话故事？现在在我们的南极上空真的有个洞，你知道它是由什么物质造成的？

臭氧层空洞，酸雨，温室效应。

思考，回答

氟利昂

沉默

3

具体怎么形成的吗？

是氟利昂中的氟元素造成的吗？

【讲解】氟利昂释放的氯自由基催化了臭氧的分解机理。

所以，真正造成臭氧层空洞的原凶是氯原子，氟是无故的。

现在，假如你是女娲，你将如何炼这块“五彩石”，又如何去补这个洞？

【展示图片情境】德国的雕塑在1908年和1968年前后的变化对比。

同学们，左边1908年的她面目清晰，笑容可掬，而右边1968年的她却是面目全非，那是谁的“功劳”？

你这道酸雨是这样形成的吗？

怎么解决？

如果从二氧化硫的吸收角度治理，又该如何？引导二氧化硫是酸性氧化物。

【巩固练习】

用Na2SO3可以治理工业SO2尾气污染，这是一种治理SO2尾气污染比较新颖的方法。具体操作是：①将含有SO2气体的工厂尾气通入到Na2SO3溶液中，使其吸收含有尾气中的SO2气体；②将富集有SO2气体的溶液加热，即可使其中的SO2气体逸出。这些SO2气体可以应用于制H2SO4。

生1：制造臭氧，释放到南极上空。

生2：回收氟利昂，寻找不含氯原子的制冷剂替代品。

观看，思考

异口同声：酸雨

回顾必修1专题四硫相应知识。

燃煤脱硫，减少含硫燃料是燃烧。寻找新能源……

从化学视角认识臭氧层空洞的机理。

引导学生思考，找到解决问题的方法。

1.

从源头上抓起。

2.

从补救抓起。

体现了“亡羊补牢”的思想。

引发思考，引出酸雨的危害。

上台板书

观看，思考

4

体现“变废为宝”的理念。

以生为本，

学以致用。、

【播放影片《后天》】

该影片上映于2004年，描述的是由温室效应引发的一系列毁灭性的灾难。请问，影片中的情景会不会真的发生？什

么时候发生？

温室效应是由什么气体引起的？

如何治理？

【交流讨论】有一种观点认为：与燃烧化石燃料相比，以乙醇为燃料不会增加大气中CO2的含量。你认为这种观点是否正确？

引导：请根据乙醇的来源说明理由。

对于过多的CO2，科学家已经找到了以CO2为原料，有用的可降解塑料。

思考，回答

CO2 思考，回答

疑惑，沉默。

经师生对话，充分互动得出碳元素在自然界的循环利生1：乙醇有乙烯水化得到。

用，所以以乙醇为生2：葡萄糖无氧发酵得到。

燃料不会增加大气

中CO2的含量。

采用支架式的引导，慢慢地使学生的思维由错误走向正确。

对比分析“异丙苯”的两种制备工业流程，体现化工合成中绿色化学的理念。

该反应为那种类型？

这可是有机反应。

注意产物是高聚物。

关注高聚物中红色基团，请问它是什么官能团？

酯基决定了它有什么性质？

所以，通过该反应，既减少了CO2的浓度，同时又有效地避免了白色污染。

化合反应

加成反应

加聚反应

酯基

水解

【小结】引入“绿色化学”及其特点。

思考，回答

【展示】

第二种更好，因为流程简单且不产生工业“三废”，符合绿色化学的理念。

问题解决：

哪种工艺更符合绿色化学的要求? 这种方法的主要优点是什么?

5

【总结】从根本上解决环境和生态问题，还要依靠绿色化学的发展。绿色化学要求利用化学原理从源头消除污染，人们可以期望未来的化工企业将是零排放的，在化学反应和化学工业过程中充分利用参与反应的原料，所有物质原料、中间产物都在内部循环、利用，尽量不使用有毒、有强腐蚀性的原料。

【课外延伸】随着化学科学的发展，请你设想未来的化工将是怎样的状况？

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