基于发展学生核心素养的课堂教学案例--环境保护与绿色化学

朱颖

东阳市外国语学校

一、教学内容分析

本节课选自高中化学人教版必修二第八章第三节，包括环境保护、绿色化学相关内容。本节与必修部分的内容紧密相关，例如元素化合物性质、氧化还原反应、物质的分离与合成等等。这节课内容涉及环境污染的成因、危害及治理，绿色化学核心和内涵，培养了学生利用化学知识解决实际问题的能力以及爱护环境、珍惜资源、爱护地球等现代公民应该具有的价值观与社会责任的核心素养。

二、学情分析

学生前面已学习了自然资源的开发利用，对其产生的环境污染也会有一定的经验认识。但由于学生经验的局限性和认知的单一性，面对真实情境的环境问题，学生会产生知识的陌生感，难以系统性的将所学理论应用于实际问题的解决。

三、教学目标

1.通过垃圾分类及观看污水处理厂中污水的处理视频，培养学生的环保节能意识。

2.通过二氧化硫治污方案的活动，形成治理污染的认识模型。

3.通过环氧乙烷的制备方案的选择，感受绿色化学的核心思想。

四、整体构思

情境	知识	活动	化学学科素养
美丽校园	环境问题及环境保护意义	分析讨论美丽校园的创造者和守护者	科学态度与社会责任
垃圾分类、垃圾处理厂	固体废弃物的处理原则和方法	探讨垃圾分类的方法和原则	证据推理与模型认知
东阳市污水处理厂实地走访	水污染的危害和处理	实地调查、提问式探究污水处理的方法，归纳化学知识	科学探究与创新意识
酸雨的形成和防治	大气污染的成因和治理	讨论酸雨形成途径，学会用化学原理选择合适的防治方法	宏观辨识与微观探析
清洁能源的发展（新能源汽车、光伏、风力发电）	环境保护和绿色化学	结合实例归纳绿色化学的核心思想，应用绿色化学理念解决实际问题	科学态度与社会责任
人工光合作用	绿色化学	应用绿色化学理念解决实际问题	科学态度与社会责任
现在的你和将来的你分别能为“环境保护和绿色化学做什么”	环境保护和绿色化学、化学与职业	开放式提问，展开想象，解决环境问题	科学态度与社会责任

五、教学过程

环节一  无废校园 绿色美好

【师】我们校园环境十分美丽，校园卫生也非常好，同学们制造的垃圾都去哪儿了？

【生】垃圾桶里.

【生】草稿纸、矿泉水瓶属于可回收垃圾，餐巾纸属于其他垃圾、剩菜剩饭属于厨余垃圾、过期药品属于有害垃圾。

【设计意图】让学生感受化学其实与我们息息相关，落实“科学态度与社会责任”核心素养。

环节二  实地探访 科学治污

【师】同学们分好类的垃圾最终都会去垃圾处理厂。工业废渣和生活垃圾等固体废弃物的处理原则有哪些？

【生】无害化、减量化和资源化。

【过渡】生活中也会产生污水。生活污水是直接排放到东阳江了吗？

【生】不是，生活污水中会含有大量的氮磷元素，如果都排放到河流中，会引起水华、赤潮等水体富营养化污染。

【师】生活污水和一部分的工业废水都到了东阳市污水处理厂进行污水处理。

【师】污水的处理方法有，物理法、化学法、生物法，我们一起去现场看看。

（东阳市第二污水处理厂现场视频截图）

【师】这里面用到了哪些化学原理和方法？

【生】过滤；胶体吸附悬浮物；次氯酸钠杀菌消毒作用。

【师】除了固体污染和水体污染，我们有时候还要面对大气污染。

【师】大气污染物，经过复杂变化形成次生污染，在一定的天气条件下会造成酸雨、雾霾、光化学烟雾等污染现象。

【师】酸雨是由二氧化硫和氮氧化物形成的。

【师】请同学们从“物质类别”和“元素价态”两个视角回顾SO2的性质，找出尽可能多的消除和回收SO2的方法。

【学生展示】

一：SO2 + Ca(OH)2 = CaSO3 + H2O ；2CaSO3 + O2 = 2CaSO4

二：氨水法，原理SO2 + 2NH3 + H2O = (NH4)2SO3 ；2(NH4)2SO3+ O2 = 2(NH4)2SO4

【过渡】通过大家的集体智慧，我们不仅除去二氧化硫，同时得到了我们所需的石膏和化肥硫酸铵。

【师】同学们有没有办法从源头就不产生这些污染物呢？

【生】1、改变能源结构使用乙醇或天然气代替部分煤；2、开发利用太阳能、氢能、风能等清洁能源。

【设计意图】本环节主题是“三废”的处理与利用。我去东阳市第二污水处理厂现场拍摄视频，使学生更直观地感受每一级中每和环节如何处理、采用哪种方法。通过本环节的学习，使学生感受解决环境问题，是我们每个化学人的责任。

环节三  绿色化学 我的责任

【PPT展示】

【师】上图为同学们在日常生活中能看到的一些设施，请同学们结合案例总结绿色化学的核心思想。

【生】“绿色化学也称环境友好化学，其核心思想就是改变先污染后治理的观念和做法，利用化学原理和技术手段，减少或消除产品在生产和应用中涉及的有害化学物质，实现从源头减少或消除污染”

【师】合成物质时最好符合最理想的“原子经济性反应”原子利用率为100%

【师】绿色化学不是不能开发自然资源，而是在开发利用时，必须遵循减量化、再利用和再循环的原则。发展绿色化学，保护生态环境，科学家们在不断努力。

【师】世界上首次人工合成淀粉是由我们中科院完成的，人工合成淀粉，也就是人工光合作用。是模拟绿色植物光合作用，在实验室里将二氧化碳转化为淀粉的过程。请同学们思考人工光合作用有利于解决哪些问题？

【生】粮食问题、温室效应，利于碳达峰碳中和早日实现。

【师】当然，现在只是在实验室里合成，从实验室走向工业化还有很多困难要克服，比如合成淀粉除了二氧化碳还需要氢气，现在采用电解法制备氢气成本高，氢气的储存运输困难。另外工业生产中还需要合适的催化剂，这些困难可能就要靠在坐的你们来克服了。

【师】最后，作为一名有社会责任感的中学生，现在的你和将来的你能为环保做些什么？

【思考】1、作为一名具有社会责任感的中学生，你能为环保做些什么？

2、如果你是一名环境保护工程师，你能为环保做些什么？

3、如果你是一名科学家，你能为环保做些什么？

【设计意图】本环节主要利用生活中接触到的新能源落实“绿色化学”思想。人工光合作用的新闻让学生了解科研现状以及碳达峰碳中和，并提升民族荣誉感，

最后设计3个开放性问题让学生从“现在的你和将来的你”两个角度讨论可以为环保做的事，来培养学生的主人翁意识，增强学生的社会责任感和使命感。

六、板书设计

七、教学反思

本堂课立足于学生、立足于真实情境下解决实际问题，达成落实“科学态度与社会责任”核心素养。知识点的讲解需要创设各种情境，有时也要对书本的知识点进行二次加工。本节课中的“科学技术社会”模块中涉及人工光合作用，我就很自然地将我国目前在此领域获得的成就以及“碳达峰碳中和”结合进去，使学生感受到中国的强大以及中国作为一个大国该有的责任与担当，培养学生科学态度和社会责任的化学核心素养。