落實核心素養，踐行立德樹人
——《化石燃料的利用》教學設計

趙 方

（威海經濟技術開發區新都中學，山東威海 264200）

1 環節一：初識化石燃料

【提問】正如視頻呈現的那樣，科研人員排除萬難，也要獨立掌握深海油氣開采技術，凸顯的是化石燃料的價值。你能舉例說明化石燃料在生活中有哪些應用嗎？

設計意圖：此問題的設置一方面是為了讓學生體會化石燃料在生活中有非常廣泛的應用，體會化石燃料的價值；另一方面也同時調查學生腦海中關于化石燃料的應用有哪些認知，為梳理“利用化石燃料的兩個思路——能量和新物質”提供依據。

【質疑】比較和對比是常用的理性思維方式。比較是為了得到相同點，對比是為了得到不同點。

設計意圖：一方面，此活動能滲透觀察、推理、對比、比較等科學思維方法教學；另一方面，以此活動為載體，會滋養出很多新知識的生長點，完成化石燃料的組成、性質、變化、用途的教學。

1）依據較為復雜的思維過程，學生通過比較相同點會發現：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；燃燒的過程會發光、放熱；它們都能作為燃料。學生在全班交流的過程中，教師可引導學生形成變化反映性質、性質決定用途、用途反映性質、組成決定性質等化學觀念。

2）在此活動中，教師可要求學生書寫甲烷、煤、汽油燃燒的化學反應方程式，練習化學符號，體會化學語言的運用。同時，在此環節中，告知學生：煤、汽油的燃燒過程中，還會產生SO2、NO2等產物，讓學生推測煤、汽油的元素組成，進而從元素組成、變化等多個角度全面認識煤、汽油、天然氣。

3）物質燃燒過程中都釋放熱量。教師可在此活動中，通過展示奔馳的汽車，發電過程的圖片，讓學生談談這些過程的能量轉化。既鞏固化學變化中的能量觀，又讓學生體會到化石燃料通過燃燒能釋放能量滿足生活中的不同能量需求，是當今社會的主要能源。

4）最后，學生通過觀察圖片，利用對比、推理等思維方式能夠描述出甲烷、煤、汽油燃燒時火焰的顏色不同，這三種物質在生活中的具體應用不同。教師可由此引出燃料的選擇問題，并最終在這一環節中形成知識、方法、觀念的完整的知識體系。

2 環節二：化石燃料的“利”與“弊”

三大化石燃料見圖1。

圖1 三大化石燃料

【辯論】化石燃料改善了我們的生活。有人卻發出了質疑的聲音。關于化石燃料的利與弊，你的觀點呢？

設計意圖：本環節旨在促使學生辯證的認識化石燃料的價值。學生在交流辯論中會發展下面幾個認識：①認識我國能源與資源短缺的國情，認識資源綜合利用的重要意義。②認識化石燃料的不合理利用能夠造成環境污染，懂得選擇對環境污染小的燃料。③知道開發新能源的必要性。④體會化學學科在改造化石燃料，處理大氣污染物等方面的重要作用，體會化學學科的價值。⑤能夠形成珍惜化石燃料的態度，并指導學生付之行動。

環節三：合理利用化石燃料

【質疑】煤、石油、天然氣儲量有限、不可再生。你有什么方法能提高它們的利用率？

設計意圖：就學生的知識儲備，學生會答：促進燃料的充分燃燒。所以本問題的設計既為促使學生體會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】老師發現了這樣一個現象：生活中，我們對石油的直接利用非常少，反而是利用了石油的產品，如奔跑的汽車用汽油、重型機械使用柴油、而家庭中我們使用液化石油氣。你能否據此分析：為什么要這樣利用石油，化學工作者提高混合物利用率的思路是什么？

設計意圖，引導學生從煤、石油、天然氣的組成上認識到分離混合物是提高化石燃料利用率的有效途徑，進而滲透分離方法受物質性質影響。

【銜接】截止到現在的討論中，我們對化石燃料的利用集中在利用燃燒這個化學變化轉化能量，做能源。那你對化石燃料的利用，是否還有其他的新思路？

設計意圖：引導學生說出化石燃料利用的思路：一是直接利用化石燃料，通過燃燒轉化能量；另一方面是通過化學變化，改造利用轉化為其他有用的物質。在改造利用方面，學生通過看視頻自學，說出具體改造方法及產物。通過感受石油化工產品及煤綜合利用產品在生活中運用，再次體會化石燃料的價值。

3 環節三：評價提升

設計意圖：這是一個與時事相關的評價設計。學生在解讀的過程中，會自然而然地運用到本節課收獲的知識、方法、觀念。比如：為何天然氣的消費比重上升了？學生會想到：我們要選擇對環境危害小的燃料。再比如：為何煤炭消費比重繼續減少？學生會想到：一方面，煤炭燃燒會產生污染，對環境危害大；另一方面，我們可以對煤炭進行綜合利用，發揮其更大的價值。總而言之，這是一個“高起點、低落點”的評價設計。

【感悟】請你暢想一下未來世界的能源走向。

設計意圖：這個暢想是對學生情感、態度、價值觀的一個提升。學生會描述：未來的能源一定以清潔、可再生能源為主。既滿足人類社會需求，又尊重自然、保護環境，與自然和諧相處。

【盤點收獲】學生交流本節課的收獲。教師板書并結構化。

【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。本節課中，我們認識了化石燃料的組成、所能發生的變化以及它們的用途；體會了化學學科通過物理分離方法和化學轉化方法在改造化石燃料時的價值；最終要形成合理利用化石燃料的意識。我們化學工作者研究物質及其變化的目的在于：既要發揮物質價值最大化，又要尊重自然、與自然和諧相處。