資源簡介

跨學科實踐活動6 調查家用燃料的變遷與合理使用
教學設計
活動：調查家用燃料的變遷與合理使用 課時 1 授課年級 初三
活動分析 《跨學科實踐活動6：調查家用燃料的變遷與合理使用》是人教版初中化學九年級上冊中的一項跨學科實踐活動。其目的是通過調查研究，幫助學生了解家用燃料的發展歷程，并理解科技進步對生活的影響，同時培養他們的環保意識和科學素養。 這一實踐活動主要由三個部分組成：“調查家用燃料”、“了解家用燃料的變遷”和“展望未來的家用燃料”。活動首先從思考燃料的變遷開始，讓學生通過調查認識燃料的多樣性及常見家用燃料的使用方式。在生活實例中，他們將了解如何調控燃料的燃燒，并嘗試從科學角度解釋這些方法的原理，從而形成合理利用能源的意識。 通過了解家用燃料的變遷，學生可以認識到各種燃料的優缺點，并從生活方式的變化中感受到能源結構的轉變，從而培養節約能源的觀念。教材內容涵蓋化學、歷史和社會等多個學科領域，具有很強的實踐性和綜合性。
學情分析 九年級學生通常已經具備一定的化學基礎知識，例如物質的燃燒和簡單的化學反應，但對家用燃料的化學性質和歷史變遷了解可能有限。學生對與日常生活密切相關的話題通常較感興趣，這為活動的開展奠定了良好的基礎，并可以通過實際調查和研究活動激發他們的主動性和參與熱情。 然而，在化學學習過程中，學生可能較少接觸歷史和社會學科的內容，因此需要引導他們從多學科的視角看待問題。盡管綜合實踐活動可以提升他們的跨學科思維能力，教師還需提供適當的指導和支持。此外，學生的環境意識和合理利用能源的觀念可能不夠強烈，通過實際調查和分析，此活動可以有效提升他們的環保意識和科學素養。 學校的圖書館和互聯網資源為活動提供了豐富的信息支持，但學生需要具備搜集和辨別信息的能力。教師需要設計有效的指導策略，以幫助學生在活動中克服可能遇到的困難。
活動目標 1.運用調查研究的方法收集資料，了解家用燃料的變遷； 2.基于家用需求，從燃燒效果、儲存、環境保護、成本等角度理解家用燃料的變遷； 3.結合燃料的性質與燃燒的條件，理解改變燃料加工方式、改進燃燒裝置等對燃料合理使用的意義，對家用燃料的選擇與合理使用提出改進建議。
活動重、難點 重點：理解家用燃料的變遷歷程，掌握不同燃料的性質和合理使用方法。 難點：如何進行有效的調查，分析和解釋數據，形成科學的觀察和結論。
核心素養 化學觀念：通過調查家用燃料的變遷，深入了解不同燃料的化學性質和應用。認識到燃料在生活中的作用及其能源轉換的化學原理，從而深化對燃燒、熱能轉化等化學概念的理解。 科學思維：分析家用燃料的歷史變遷及其對生活的影響，培養了學生的批判性思維和系統性思考能力。通過比較不同燃料的優缺點，學生學會用科學的角度來評價和選擇。 科學探究與實踐：調查研究和實際應用是本活動的核心，通過對燃料使用的調查，學生學習如何制定調查計劃、收集數據、分析結果并得出結論。這一過程鍛煉了他們的科學探究能力和實踐動手能力。 科學態度與責任：強調合理使用能源和環保意識，學生會更深刻地理解科學技術對環境和社會的影響，更具責任感，意識到節約能源和保護環境的重要性，并在生活中踐行這些理念。
教學過程 活動引入 從古至今，尤其是近幾十年來，家用 燃料經歷了巨大的變化。我國幅員遼闊， 不同地區家用燃料不盡相同。家用燃料經歷了怎樣的變化？原因是什么？這些燃料的使用會帶來什么影響？有哪些注意事項？今天，就讓我們一起調查家用燃料的變遷與合理使用。 活動設計與實施 任務一：調查家用燃料 1.調查家中目前使用的燃料及其用途？將調查情況填寫在下表。 姓名： 學號： 你家里使用的主要燃料是 　　　　 　 。這些燃料在家中的主要用途是 　　　　　　　　　 (寫2條)。
農村主要燃料：柴禾、液化石油氣、煤炭 城市主要燃料：天然氣、液化石油氣、酒精 燃料的主要用途：燒熱水、照明、做飯、冬季供暖…… 2.家用燃料在使用時有一些常見處理方式，如改變燃料的組成、形態，選用合適的燃具，調節燃具進氣量等。向家長詢問使用燃料時是否進行過這方面的處理，運用燃燒調控等知識解釋這些做法的科學原理。 柴禾 ①將柴架空——增大與氧氣的接觸面積 ②將大塊的柴劈碎——增大與氧氣的接觸面積 ③用扇子扇——提供充足的氧氣 煤炭 ①將煤搗碎或做成蜂窩狀——增大煤與氧氣的接觸面積 ②用扇子扇——提供充足的氧氣 天然氣 調節燃氣灶的風門——調節進入氧氣的量 任務二：了解家用燃料的變遷 1.查閱資料，調查近幾十年來我國及本地區家用燃料的變化。 2.匯總調查結果，整理這些家用燃料的來源、成分、燃燒時發生的主要反應、燃燒產物等，嘗試歸納它們的優缺點。 燃料來源成分儲存方式燃燒產物熱值(MJ/kg)柴禾收集秸稈、砍柴等C、H、O堆積存放CO2、CO、H2O12煤購買煤球、蜂窩煤C、H、O、N、S堆積存放CO2、CO、H2O、SO2、NO、NO229液化石油氣購買液化石油氣罐C3H8液化石油氣罐CO2、CO、H2O36天然氣管道天然氣CH4/CO2、CO、H2O45~50
柴禾 來源：農業廢棄物 優點：來源廣、就地取材、易于收集、便宜、柴灰可以施肥 缺點：①產生大量煙塵、灰渣；②能量利用率不高；③存貯占一定空間且潮濕天氣易受潮，使用不方便 蜂窩煤 來源：煤 燃燒時發生的主要反應：C + O2CO2 優點：①資源豐富，存儲量大；②產生的煙塵灰渣比柴草少 缺點：①易生潮；不易引燃；儲存一定空間；②會產生SO2、CO等有毒氣體污染空氣；③不可再生能源。 液化石油氣 來源：石油 燃燒時發生的主要反應：C3H8 + 5O23CO2 + 4H2O 優點：①潔凈，燃燒不會產生粉塵污染；②燃燒熱值高，使用方便；③便于挪動 缺點：①易燃易爆易產生安全事故；②易引起人體中毒；③成本高 天然氣 來源：天然氣 燃燒時發生的主要反應：CH4 + 2O2CO2 + 2H2O 優點：①燃燒熱值高，使用方便 ②污染小 缺點：①不可再生；②易燃易爆易產生安全事故；③成本高 3.綜合多種因素分析家用燃料變遷的原因。 任務三：展望未來的家用燃料 1.討論：對你所在地區家用燃料的選擇和使用提出建議。 可以從以下角度討論分析： 2.查閱資料，了解現有燃料的替代品。 太陽能：通過太陽能電池板將太陽光轉換為電能。 風能：使用風力渦輪機來捕獲風能并轉換成電能。 地熱能：利用地球內部的熱能來產生電力或供暖。 生物質能：通過有機物質的直接燃燒或經過生化轉換過程產生的生物燃料(如生物柴油、生物乙醇)。 氫能：氫氣被視為一種清潔能源載體，可以通過電解水或天然氣重整等方法生產，用于燃料電池發電或作為燃料。 2.小組討論：從家用需求出發，結合燃料的性質、燃燒的調控、環境保護和社會發展等，分析這些替代品的優勢和不足。 以氫能為例： 優勢：①分布廣泛：氫元素在宇宙中分布廣泛，尤其在地球的水和有機物質中含量豐富。 ②燃燒熱值高：氫氣的燃燒熱值較高，比汽油、酒精、焦炭都要高。與其他燃料相比，氫氣在單位質量下能夠釋放出更多的能量。 ③清潔無污染：氫氣燃燒的唯一產物是水，不產生其他污染物，是一種非常清潔的能源。 不足：氫氣大量制取和儲運成本較高 展示與交流 展示小組調查研究成果，在班級內進行交流。 與同學交流和相互評價，分享活動收獲和體會。 練習與應用 1.生活燃料的變遷經歷了“木柴→ 煤炭→ 煤氣→ 天然氣”等過程。下列說法正確的是( ) A. 能量轉化：燃料燃燒時將化學能轉化為內能 B. 科學態度：上述燃料均屬于可再生能源，可以任意使用 C. 化學觀念：上述燃料均含有碳元素，完全燃燒后均能生成空氣污染物二氧化碳 D. 科學思維：上述燃料燃燒時均有發光、放熱現象，所以有發光、放熱現象的一定是燃燒 【答案】A 2.從環境保護的角度考慮，下列燃料最理想的是 (　　) A.汽油　　　　　　B.柴油　　　　　　C.氫氣　　　　　　D.煤油 【答案】C 3.下列不屬于新能源開發和利用的是 (　　) A.太陽能發電　　　　B.風力發電　　　　C.核能發電　　　　D.火力發電 【答案】D 4.下列做法或說法不正確的是 (　　) A.天然氣、太陽能、地熱能、潮汐能等都屬于新能源 B.可燃冰具有熱值高等優點，主要含有甲烷水合物 C.為了節約資源、變廢為寶，回收秸稈將其加工成生物柴油 D.改進燃煤爐灶，促使燃料充分燃燒，提高能源的生產效率和使用效率 【答案】A
活動總結
板書 設計 跨學科實踐活動6 調查家用燃料的變遷與合理使用 任務一：調查家用燃料 任務二：了解家用燃料的變遷 任務三：展望未來的家用燃料
教學 反思 亮點：活動通過家用燃料的變遷引入，激發學生興趣并結合實踐，增強了他們對燃料化學性質的理解。任務設計強調參與和探索，培養了學生的科學思維和責任感。最后的展示與交流促進了學生間的溝通和相互學習。 不足：活動對學生的自主學習要求較高，部分環節可能過于復雜，導致理解困難。燃料變遷原因和未來替代品討論可能超出學生的能力范圍，且教師引導不夠充分，影響了深入理解。交流評價缺乏系統性，可能導致主觀性。 教學建議：在活動前提供更多背景知識和引導，調整難度以適應學生水平。增加教師的指導和反饋，確保科學原理的正確理解。制定明確的評價標準，提升交流環節的深度和客觀性。

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