以“天问一号”探测火星为素材，进行“化学与社会发展”的复习课教学

魏姣

摘要：化学教学应从生活情境入手，联系化学与社会发展，培养学生的探究精神和创新意识、科学精神和社会责任感。本文以“天问一号”火星探测器为主线，将“化学与社会发展”复习知识串联起来，开设了一堂有广度、有深度，且注重学生自主学习和实验设计的复习课。

关键词：自主学习：实验设计;社会责任;火星探测

文章编号：1008-0546（ 2022） 09x-0072-03 中图分类号：G632.41 文献标识码：B

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

一、设计背景

1.教材分析与学情分析

沪教版九年级化学第九章“化学与社会发展”与工业生产和科技发展息息相关，对学生的职业规划有一定的启蒙作用。基于本章的特点，教师在选择教学素材时有更大的发挥空间，可以将先进的科技带入课堂，激发学生的学习兴趣，坚定学习信念，培养爱国情怀。

本章内容相对容易理解，考察点不多。每次讲到这一章，教师们常匆匆带过，以讲述为主，忽略学生的主体性。因此，常常会遇到这样的问题：教师反复讲解过基础知识点后，本以为学生已掌握，但学生多次练习下来.错误率依旧很高。这就要求教师在教学设计时将教学目标、内容、方法及学习任务融合到情境之中，使学生在解决问题的过程中理解、掌握学习内容，培养解决问题的能力，发展学科核心素养[1]。本文以我國首颗火星探测器“天问一号”为主线，将知识串联起来，理清知识主线，强调迁移应用。

2.课标要求与教学目标

《义务教育化学课程标准（2011年版）》明确指出，教师要善于利用真实情境引导学生树立保护环境、与自然和谐相处的意识，使其认识到化学学科与社会发展的关系。[2]

本节课的教学目标为：（1）知道几种常见的能源及能源的简单分类，了解太阳能、氢能的优越性及目前使用时存在的困难;（2）认识开发新能源、节约能源、提高能源利用率等措施在解决能源危机方面的重要性，并体会化学在解决能源危机方面的重大意义;（3）通过认识三大类材料，了解材料开发和应用与化学之间的关系;（4）了解化学与环境之间的密切联系。

二、教学实施

1.新课引入

[引入]展示火星图片。

[过渡]这是我国火星探测器“天问一号”传回的首张火星照片。从1961年至今，人类已实施的火星探测活动达44次，但成功和部分成功的任务仅有22次。2021年2月，我国首次火星探测任务“天问一号”探测器环绕火星成功，5月15日，它成功着陆火星。

设计意图：激发学生的学习兴趣，培养学生的民族自豪感和爱国情怀。

2.环节一：新型能源助力飞船上天

[过渡]火星探测器要顺利上天，需要搭乘运载火箭，让我们一起来欣赏我国的“胖五”——“长征五号”运载火箭的绚丽身影吧。

[视频1]播放长征五号运载火箭发射视频。

[Q1]可以通过对化石燃料中的哪一种综合利用得到航空煤油？化石燃料的综合利用途径还有哪些？

[Q2]石油分馏和煤干馏属于什么变化？

[归纳]化石燃料是不可再生资源，应大力推广化石燃料的综合利用，提高它的利用价值，使资源得到更科学合理地利用。

[资料卡1]氢氧发动机是指采用液氢作为燃料，液氧助燃的发动机，掌握氢氧发动机技术是一个国家成为航天强国的标志之一。研制大推力氢氧发动机是国内外液体火箭发动机技术的发展趋势。

[Q3]氢能的优点是什么？

[过渡]虽然氢能的优势显著，但并没有大规模使用，你知道原因吗？

[资料卡2]目前，科学家研制出一种新型制氢技术，利用NaBH4（硼氢化钠）与水反应，生成NaBO2（偏硼酸钠），可在常温下生产高纯度氢气。

请同学们写出化学反应方程式。

[归纳]开发利用新能源，可以缓解资源危机，是保护生态环境、走经济社会可持续发展之路的重大举措。这次，我们的火星车上也装载了新能源的转化装置，你能找到吗？

[展示图片]火星探测器上的太阳能电池板。

[Q4]太阳能电池板的能量是怎样转化的？日常生活中使用的化学电池的能量是怎样转化的？

设计意图：利用长征五号运载火箭的一系列信息，将能源的知识点串联起来，培养学生总结归纳、分析问题、解决问题的能力。教师引出目前科学家研究的新型制氢技术，并让学生书写化学反应方程式，体现知识的活用。

3.环节二：优质材料保障飞船周全

[过渡]除了充分利用新能源，此次火星探测任务还使用了多种材料。

[资料卡3]火星探测器的结构材料大多采用铝合金和镁合金，高强度的零部件则采用钛合金和不锈钢以及石墨纤维增强的新型复合材料。为满足火星复杂恶劣环境的工作要求，集热器光学组件首次采用了聚酰胺薄膜材料。

[Q5]根据资料，你能找到几种材料？

[学生活动]请将下列材料进行分类：镍基合金、芳纶、聚酯纤维网、硼一硅酸盐制成的隔热瓦、高温耐熔复合纤维。

[过渡]铝合金在日常生活中的应用非常广泛。铝合金，主要含有金属铝、锌、镁、铜，你能探究出铝合金中各金属的含量吗？

[强化训练]探究铝合金中主要金属的含量。

[归纳]科技的发展离不开优质材料的支撑，我们应该学好化学，发扬钻研精神，为祖国的强大贡献自己的一份力量。

设计意图：借助火星探测器上的大量材料，总结归纳出三大材料的分类。从实际情境中寻找知识点，更有实用性和说服力。强化训练的练习题让学生感受到我国科技实力的强大，坚定科研的决心。

4.环节三：警钟长鸣守护家园

[视频2]探测器发射之后，火箭去哪儿了？（观看视频）

[过渡]为什么要对火箭进行回收呢？

[过渡]日常生活中，有些燃料也会对环境造成污染。

[图片展示]这是我们家中常见的煤球炉，你知道煤球燃烧后有哪些产物吗？

[演示实验]探究蜂窝煤燃烧后的气体产物。

根据图1组装探究实验的装置。

[追问]这套装置有什么不足之处？如何改进？

设计意图：从生活中的燃料出发，通过设计实验来提高学生的探究能力，对多种产物的探究也有利于培养学生思维的全面性。对装置的不足进行反思，启发学生要对污染物进行处理，培养学生科学精神与社会责任的核心素养。

[过渡]我们知道，含硫元素的物质燃烧后会生成二氧化硫，那么二氧化硫是怎么引起酸雨的呢？

[Q6]你能用化学反应方程式表达酸雨的形成过程吗？

[过渡]刚刚我们提到对火箭残骸回收，一方面可以防止污染环境，另一方面，也是对资源进行再利用，符合绿色化学的理念。目前，我国正在大力推进垃圾分类。

[Q7]如果对垃圾处理不当，可能会造成哪些环境问题？

[过渡]我们已经了解到，长征五号运载火箭发射完成之后，是掉落下来的，有一定的损伤。如果能研制出一种技术，使火箭发射完成后自动降落到回收平台，那么，这样的运载火箭，是真正实现了“智能航天”。可喜的是，我国已经打破了美国的技术垄断，研制出了火箭回收技术。下面，让我们一起领略我国的长征八号运载火箭的英姿。

[视频3]观看长征八号运载火箭回收视频。

[总结]国家的发展日新月异，无限的可能需要同学们去创造。正所谓“看人生峰高处，唯有磨难多正果”，希望同学们发扬坚持不懈的奋斗精神，把握当下，主宰未来。

三、教学反思

对化学学科而言，教学绝不仅仅是知识的堆砌，而应该是精心的设计，将书本与实际联系起来，为学生日后走上社会从事工业生产铺上垫脚石。

对学生而言，他们有着强烈的好奇心和求知欲，教师应该满足他们的心理需求。本节课的主线是“天问一号”火星探测器，内容新，具有时效性。运载火箭所用的燃料、火星探测器所用的高科技材料，以及火箭回收能避免的环境问题，都能与本章知识形成紧密的联系。通过本节课的学习，学生不仅可以拓宽知识面，增强民族自豪感，还能将理论与实践联系起来，感知学好化学的重要性。

本课以“天问一号”探测火星为素材，进行“化学与社会发展”的复习教学。在进行实验探究时，利用的是身边的燃料，贴近学生生活，既开阔了学生的眼界，又理论联系实际，坚定了他们学好化学的决心。另外，这节课的习题设置比较灵活，能让学生通过自主学习，在问题的解答中逐步培养解决实际问题的能力，在思考、想象、实践的过程中提升创新能力。[1]

参考文献

[1] 游建容，创设情境，开展探究式学习——以“根據化学方程式的计算”为例[J].化学教与学，2021，（11）.

[2] 中华人民共和国教育部，义务教育化学课程标准（ 2011年版）[S].北京：北京师范大学出版社，2011.

[3] 朱萍.聚焦跨学科学习提升育人价值[J].现代教学，2021，（07）.