北京冬奥会中的化学知识在化学教学中的应用

郑嘉怡　张伊伟

摘要：2022年2月4日第24届冬季奥林匹克运动会在北京顺利开幕，绿色办奥是此次冬奥会的亮点之一，其中蕴含了许多与中学化学有关的知识。在目前的化学教学当中，存在着与生活脱节的问题，导致学生厌学、对化学不感兴趣等情况，面对这种局面，本文从课前引入、课中举例、课后延伸3个方面，巧借此次北京冬奥会中的“绿色黑科技”来帮助学生更好的学习中学化学。

关键词：化学教学;北京冬奥会;绿色化学

目前，课堂的课前引入存在着千篇一律的现象，不同的老师在不同的班级上课所用的课前引入、课中举例、课后延伸几乎一致，10年前和10年后的课堂并无太大区别，且与生活的距离太远，学生无法完全投入到情境中学习。

因此，需要丰富课堂情景，从学生的兴趣、已有的生活经验出发，并且能够抓住其眼球，激发学习兴趣。2022年北京冬奥会就是一个非常好的素材，冬奥期间正值新春佳节，全世界都十分关注首个双奥之城的相关报道，教师可以运用此素材，与中学化学进行结合，让学生感受化学的魅力无处不在。

一、绿色冬奥究竟“绿”在哪儿——课前引入

本次冬奥会的最大亮点之一便是绿色办奥，学生对绿色冬奥的认识仅仅停留在词汇的表面，并不了解其中的具体措施，那么绿色冬奥究竟“绿”在哪儿？

绿色交通

2022北京冬奥会近85%的赛事服务用车为天然气车、混合动力车、纯电动车以及氢燃料车。

在化学人教版教材九年级上册的第七单元燃料及其利用的课题2燃料的合理利用与开发的教学引入中教师可以利用北京冬奥会绿色交通的相关信息，拉近化学与生活的距离，让学生感受到化学在生活中无处不在，培养学生科学态度与社会责任感的核心素养。

CO2跨临界直冷制冰技术

国家速滑馆“冰丝带”是全球首个采用CO2跨临界直冷制冰技术的场馆。此技术是一个实现碳排放值接近于0的相当先进、环保的制冰技术，常温常压下，CO2是气体，在一定的高压下，就会变成临界状态的流体，运送到需要制冰的地方，在蒸发的过程中就会大量的吸热、制冷、制冰，并配套能源管理系统，合理的回收余热，充分利用、节能。除了节能环保的要求，速滑场馆对于冰面的要求也非常高，传统制冷剂做的冰可能会不均匀，有的地方硬一点，有些软一点，因为存在1.5度左右的温差，而北京冬奥场馆的冰温差可以控制在0.5度以内，冰面非常均匀，速滑的速度可能也更快，有助于运动员创造更好的成绩[1]。

在化学人教版教材九年级上册中，第六单元碳和碳的氧化物的课题3二氧化碳和一氧化碳的教学引入中，教师可以利用北京冬奥会绿色“黑”科技——CO2跨临界直冷制冰技术的相关信息。再将绿色新技术与传统制冷技术进行对比，以前制冷主要使用氟利昂类的人工合成制冷剂，会破坏臭氧层，造成更严重的温室效应。例如汽车空调常用的R134A制冷剂，对于温室效应的影响是CO2制冷剂的上千倍。紧接着引导学生，“我国的科技发展速度迅猛，很多技术我们可能才刚听说，现在在中国已经可以大规模应用了。这一组组数据都是绿色办奥的证明，更是减少碳排放的大事件，那么二氧化碳和一氧化碳到底有着怎样的性质和作用，要促使我们力争做到节能减排呢？今天我们就一起深度探寻一下二氧化碳和一氧化碳。”将时事与化学知识紧密衔接，自然过渡，有助于激发学生的学习兴趣。

二、揭秘冬奥绿色建筑——课中举例

（一）绿色建筑

本届冬奥的一大亮点是充分利用夏季奥运会的“遗产”来节俭办奥，其中有不少绿色首创。新建场馆都是三星级绿色建筑，节能、节水、节地、节材，保护环境。

在化学人教版教材高中必修二中，第五章化工生产中的重要非金属元素的第三节无机非金属材料的教学中，教师可以利用冰丝带、雪如意这两个绿色新场馆为例。雪如意用到的传统无机非金属材料有陶瓷、玻璃、水泥，冰丝带则用到了水泥、黏土、陶瓷。冬奥会表面上是一次盛大的体育活动，其背后却有许许多多化学的力量来辅助各項奥运赛事，通过热点大事件讲述化学知识，不仅能吸引学生的注意力，还能创建一个新颖的教学情境。

（二）冬奥官方制服

在北京冬奥会的开幕式上，各国运动员、引导员、志愿者的服装引发了人们在网络上的讨论。开幕式正值我国冬季，天气寒冷，为了方便工作人员在严寒中顺利工作，主办方在服装上也花了不少心思。冬奥的官方制服将中国传统山水画与冬奥的雪山图景相融合，采用炽热科技、防水透湿科技以及石墨烯、聚热棉、超级羽绒等高级材料，既兼顾保暖和环保，又弘扬的中国文化。

在化学人教版教材高中必修二中，第五章化工生产中的重要非金属元素的第三节无机非金属材料的教学中，教师可以在碳纳米材料的讲授中举例冬奥会的官方制服，其使用到了新型无机非金属材料——石墨烯。紧接着教师可以巧借冬奥会开幕式中的鸽子灯、动态雪花，来举例说明新型无机非金属材料在光纤传输、处理器等领域发挥着巨大作用。从每一个小细节都能发掘化学与北京冬奥会的联系，让学生感受到化学与生活的密切联系。

三、冬奥绿色电力与生活——课后引伸

在供电方面，北京冬奥会是奥运历史上首次所有场馆，由可再生能源供电。张北柔性直流电网把风电、光伏发电直接输送到各个场馆，并且部分场馆直接使用碲化镉发电玻璃来发电。碲化镉是一种光伏组件，不同于我们常见的晶硅组件，碲化镉组件看起来就和普通玻璃一样，还可以做成不同的颜色，也可以发电，适合光伏建筑一体化（BIPV）。平时做的光伏只能算是BAPV，把光伏组件加装到原有的建筑上，而BIPV适合新建建筑，设计的时候把光伏部分加进去与建筑融为一体，以后的很多新建建筑都会如此。当然碲化镉也只是其中的一种光伏组件，还有不同的组件适合不同的需求。[2]

在化学人教版教材高中必修二中，第五章化工生产中的重要非金属元素的第三节讲到了无机非金属材料，课本上的举例十分有限，教师可以将碲化镉作为课后知识延伸，让学生在课堂上学习后能了解到目前最新的应用领域，从化学的角度紧跟时事，激发学生的灵感，培养学生的科学探究与创意意识的核心素养。

2022年北京冬奥会带给世人无数的惊喜和感动，与此同时其背后的化学知识也为本次冬奥会起到锦上添花的作用，在看到令人惊叹的黑科技的同时，我们也要利用好这宝贵的知识素材，在化学课堂上全方位、多层次的展示给学生，促进理论与实践的良性循环。化学教师应积极寻找生活中与化学相关的材料，为课堂教学输入新鲜的血液，不断将化学课程资源进行整合，使化学教学更上一层楼。

参考文献：

[1]马一太，王派.2022年北京冬奥会国家速滑馆CO2制冷系统和国家雪车雪橇中心氨制冷系统的简介[J].制冷技术，2020，40（2）：2-7.

[2]刘晓蕾，贾文颖，季昕.绿电从冬奥走来[J].神州学人，2022，（2）：9-19.

1安庆师范大学21级教育专硕（化学）研究生，目前研究生在读。

2安庆师范大学19级化学专业本科生，目前本科在读。