以“天問一號”探測火星為素材，進行“化學與社會發展”的復習課教學

魏姣

摘要：化學教學應從生活情境入手，聯系化學與社會發展，培養學生的探究精神和創新意識、科學精神和社會責任感。本文以“天問一號”火星探測器為主線，將“化學與社會發展”復習知識串聯起來，開設了一堂有廣度、有深度，且注重學生自主學習和實驗設計的復習課。

關鍵詞：自主學習：實驗設計;社會責任;火星探測

文章編號：1008-0546（ 2022） 09x-0072-03 中圖分類號：G632.41 文獻標識碼：B

doi： 10.3969/j .issn.1008-0546.2022.09x.020

一、設計背景

1.教材分析與學情分析

滬教版九年級化學第九章“化學與社會發展”與工業生產和科技發展息息相關，對學生的職業規劃有一定的啟蒙作用?；诒菊碌奶攸c，教師在選擇教學素材時有更大的發揮空間，可以將先進的科技帶入課堂，激發學生的學習興趣，堅定學習信念，培養愛國情懷。

本章內容相對容易理解，考察點不多。每次講到這一章，教師們常匆匆帶過，以講述為主，忽略學生的主體性。因此，常常會遇到這樣的問題：教師反復講解過基礎知識點后，本以為學生已掌握，但學生多次練習下來.錯誤率依舊很高。這就要求教師在教學設計時將教學目標、內容、方法及學習任務融合到情境之中，使學生在解決問題的過程中理解、掌握學習內容，培養解決問題的能力，發展學科核心素養[1]。本文以我國首顆火星探測器“天問一號”為主線，將知識串聯起來，理清知識主線，強調遷移應用。

2.課標要求與教學目標

《義務教育化學課程標準（2011年版）》明確指出，教師要善于利用真實情境引導學生樹立保護環境、與自然和諧相處的意識，使其認識到化學學科與社會發展的關系。[2]

本節課的教學目標為：（1）知道幾種常見的能源及能源的簡單分類，了解太陽能、氫能的優越性及目前使用時存在的困難;（2）認識開發新能源、節約能源、提高能源利用率等措施在解決能源危機方面的重要性，并體會化學在解決能源危機方面的重大意義;（3）通過認識三大類材料，了解材料開發和應用與化學之間的關系;（4）了解化學與環境之間的密切聯系。

二、教學實施

1.新課引入

[引入]展示火星圖片。

[過渡]這是我國火星探測器“天問一號”傳回的首張火星照片。從1961年至今，人類已實施的火星探測活動達44次，但成功和部分成功的任務僅有22次。2021年2月，我國首次火星探測任務“天問一號”探測器環繞火星成功，5月15日，它成功著陸火星。

設計意圖：激發學生的學習興趣，培養學生的民族自豪感和愛國情懷。

2.環節一：新型能源助力飛船上天

[過渡]火星探測器要順利上天，需要搭乘運載火箭，讓我們一起來欣賞我國的“胖五”——“長征五號”運載火箭的絢麗身影吧。

[視頻1]播放長征五號運載火箭發射視頻。

[Q1]可以通過對化石燃料中的哪一種綜合利用得到航空煤油？化石燃料的綜合利用途徑還有哪些？

[Q2]石油分餾和煤干餾屬于什么變化？

[歸納]化石燃料是不可再生資源，應大力推廣化石燃料的綜合利用，提高它的利用價值，使資源得到更科學合理地利用。

[資料卡1]氫氧發動機是指采用液氫作為燃料，液氧助燃的發動機，掌握氫氧發動機技術是一個國家成為航天強國的標志之一。研制大推力氫氧發動機是國內外液體火箭發動機技術的發展趨勢。

[Q3]氫能的優點是什么？

[過渡]雖然氫能的優勢顯著，但并沒有大規模使用，你知道原因嗎？

[資料卡2]目前，科學家研制出一種新型制氫技術，利用NaBH4（硼氫化鈉）與水反應，生成NaBO2（偏硼酸鈉），可在常溫下生產高純度氫氣。

請同學們寫出化學反應方程式。

[歸納]開發利用新能源，可以緩解資源危機，是保護生態環境、走經濟社會可持續發展之路的重大舉措。這次，我們的火星車上也裝載了新能源的轉化裝置，你能找到嗎？

[展示圖片]火星探測器上的太陽能電池板。

[Q4]太陽能電池板的能量是怎樣轉化的？日常生活中使用的化學電池的能量是怎樣轉化的？

設計意圖：利用長征五號運載火箭的一系列信息，將能源的知識點串聯起來，培養學生總結歸納、分析問題、解決問題的能力。教師引出目前科學家研究的新型制氫技術，并讓學生書寫化學反應方程式，體現知識的活用。

3.環節二：優質材料保障飛船周全

[過渡]除了充分利用新能源，此次火星探測任務還使用了多種材料。

[資料卡3]火星探測器的結構材料大多采用鋁合金和鎂合金，高強度的零部件則采用鈦合金和不銹鋼以及石墨纖維增強的新型復合材料。為滿足火星復雜惡劣環境的工作要求，集熱器光學組件首次采用了聚酰胺薄膜材料。

[Q5]根據資料，你能找到幾種材料？

[學生活動]請將下列材料進行分類：鎳基合金、芳綸、聚酯纖維網、硼一硅酸鹽制成的隔熱瓦、高溫耐熔復合纖維。

[過渡]鋁合金在日常生活中的應用非常廣泛。鋁合金，主要含有金屬鋁、鋅、鎂、銅，你能探究出鋁合金中各金屬的含量嗎？

[強化訓練]探究鋁合金中主要金屬的含量。

[歸納]科技的發展離不開優質材料的支撐，我們應該學好化學，發揚鉆研精神，為祖國的強大貢獻自己的一份力量。

設計意圖：借助火星探測器上的大量材料，總結歸納出三大材料的分類。從實際情境中尋找知識點，更有實用性和說服力。強化訓練的練習題讓學生感受到我國科技實力的強大，堅定科研的決心。

4.環節三：警鐘長鳴守護家園

[視頻2]探測器發射之后，火箭去哪兒了？（觀看視頻）

[過渡]為什么要對火箭進行回收呢？

[過渡]日常生活中，有些燃料也會對環境造成污染。

[圖片展示]這是我們家中常見的煤球爐，你知道煤球燃燒后有哪些產物嗎？

[演示實驗]探究蜂窩煤燃燒后的氣體產物。

根據圖1組裝探究實驗的裝置。

[追問]這套裝置有什么不足之處？如何改進？

設計意圖：從生活中的燃料出發，通過設計實驗來提高學生的探究能力，對多種產物的探究也有利于培養學生思維的全面性。對裝置的不足進行反思，啟發學生要對污染物進行處理，培養學生科學精神與社會責任的核心素養。

[過渡]我們知道，含硫元素的物質燃燒后會生成二氧化硫，那么二氧化硫是怎么引起酸雨的呢？

[Q6]你能用化學反應方程式表達酸雨的形成過程嗎？

[過渡]剛剛我們提到對火箭殘骸回收，一方面可以防止污染環境，另一方面，也是對資源進行再利用，符合綠色化學的理念。目前，我國正在大力推進垃圾分類。

[Q7]如果對垃圾處理不當，可能會造成哪些環境問題？

[過渡]我們已經了解到，長征五號運載火箭發射完成之后，是掉落下來的，有一定的損傷。如果能研制出一種技術，使火箭發射完成后自動降落到回收平臺，那么，這樣的運載火箭，是真正實現了“智能航天”。可喜的是，我國已經打破了美國的技術壟斷，研制出了火箭回收技術。下面，讓我們一起領略我國的長征八號運載火箭的英姿。

[視頻3]觀看長征八號運載火箭回收視頻。

[總結]國家的發展日新月異，無限的可能需要同學們去創造。正所謂“看人生峰高處，唯有磨難多正果”，希望同學們發揚堅持不懈的奮斗精神，把握當下，主宰未來。

三、教學反思

對化學學科而言，教學絕不僅僅是知識的堆砌，而應該是精心的設計，將書本與實際聯系起來，為學生日后走上社會從事工業生產鋪上墊腳石。

對學生而言，他們有著強烈的好奇心和求知欲，教師應該滿足他們的心理需求。本節課的主線是“天問一號”火星探測器，內容新，具有時效性。運載火箭所用的燃料、火星探測器所用的高科技材料，以及火箭回收能避免的環境問題，都能與本章知識形成緊密的聯系。通過本節課的學習，學生不僅可以拓寬知識面，增強民族自豪感，還能將理論與實踐聯系起來，感知學好化學的重要性。

本課以“天問一號”探測火星為素材，進行“化學與社會發展”的復習教學。在進行實驗探究時，利用的是身邊的燃料，貼近學生生活，既開闊了學生的眼界，又理論聯系實際，堅定了他們學好化學的決心。另外，這節課的習題設置比較靈活，能讓學生通過自主學習，在問題的解答中逐步培養解決實際問題的能力，在思考、想象、實踐的過程中提升創新能力。[1]

參考文獻

[1] 游建容，創設情境，開展探究式學習——以“根據化學方程式的計算”為例[J].化學教與學，2021，（11）.

[2] 中華人民共和國教育部，義務教育化學課程標準（ 2011年版）[S].北京：北京師范大學出版社，2011.

[3] 朱萍.聚焦跨學科學習提升育人價值[J].現代教學，2021，（07）.