九年级化学-碳中和与低碳行动

漯河市义务教育阶段作业设计评选案例案例类型：单元作业设计案例案例名称：碳中和与低碳行动学校名称：漯河市二实验中学联系电话、单元作业概况《碳中和与低碳行动》主题是整合《碳和碳的氧化物》单元后形成的主题。针对CO2过量排放导致气候变暖等环境问题进行设计，以CO2为核心，将物质的性质和转化有机融合在低碳行动中，促进学生发展元素观、变化观等化学观念和学科思维，通过设计并探究实验的一般思路提高学生的探究实践能力，增强社会责任感，践行低碳行动等科学态度与责任。本主题贴近学生生活实际，有利于激发学生的兴趣和积极性。二、案例征文（一）学科核心素养细化根据《义务教育化学课程标准（2022年版）》课程核心素养是学科育人价值的集中体现，是学生通过课程学习而逐步形成的适应个人终身发展和社会发展需要的正确价值观念、必备品格和关键能力。化学课程核心素养包括化学观念、科学思维、科学探究与实践、科学态度与责任四个方面，它们是相互联系的有机整体，反映了初中化学课程的教育价值与育人功能。以核心素养为导向，设置五个学习主题，即“科学探究与化学实验”、“物质的性质与应用”、“物质的组成与结构”、“物质的化学变化”、“化学与社会·跨学科实践”。“碳和碳的氧化物”所属的学习主题为“物质的性质与应用”。根据《义务教育化学课程标准（2022年版）》学科核心素养以及主题大概念，确定单元学习目标如下：1.通过实验探究认识二氧化碳的主要性质，建立性质和用途的关系。2.以自然界中的碳循环为例，知道物质在自然界中可以相互转化，及其对保持人类生活与自然环境生态平衡的意义。3.知道利用物质性质可以消除或降低物质的应用对生态环境的不利影响。（二）单元大概念架构我们将本单元大概念提炼为“物质的性质与应用”，根据大概念建构了单元知识结构体系。思维能力进阶序列、学科核心素养培育路径与单元知识结构体系的关系图：根据单元学习目标，规划了课堂教学、学生学习、评价反馈一体化系统：（三）整体教学流程透视本单元以“碳中和与低碳行动”为学习主题，以CO2为核心，将物质的性质和转化有机融合在低碳行动中，本单元的整体教学流程透视如下表所示。课时教学活动学习活动教学资源第1课时1.思考生活中有哪些反应会生成二氧化碳？2.教师演示木炭与氧化铜反应，认识反应现象与木炭化学性质的联系。回顾木炭与氧气的反应，认识碳的可燃性。2.观察木炭与氧化铜反应现象，证据推理出反应产物，认识碳的还原性。1.搜集煤炉中煤层燃烧的图片。2.准备木炭、氧化铜、澄清石灰水、酒精灯、金属网罩、试管，进行教师演示实验。第2课时1.家庭常用燃料水煤气的主要成分是一氧化碳和氢气，说明一氧化碳有什么化学性质？演示一氧化碳的燃烧实验。2.演示一氧化碳与氧化铜反应，认识反应现象与木炭化学性质的联系。1.观察一氧化碳燃烧现象，证据推理出反应产物，认识一氧化碳的可燃性。2.观察一氧化碳与氧化铜反应现象，证据推理出反应产物，认识一氧化碳的还原性。搜集家用燃料水煤气燃烧的图片，准备一氧化碳燃烧的实验用品。2.准备一氧化碳还原氧化铜的实验视频。第3课时1.二氧化碳溶于水后发生反应吗？如何设计实验证明。2.二氧化碳有哪些用途？温室效应增强带来哪些危害？自然界中碳循环是如何发生的？3.实现碳中和的途径有哪些？如何践行低碳行动？1.做出猜想，设计实验方案探究二氧化碳与水能否反应，完成实验、得出结论。2.课前查阅资料了解二氧化碳的用途、温室效应、碳循环，课堂上分享查阅的资料。3.课前查阅资料了解碳中和、低碳行动，课堂上分享查阅的资料。1.准备二氧化碳气体、蒸馏水、石蕊试液、蓝色石蕊试纸、稀醋酸、稀盐酸，进行分组实验探究。2.课前查阅的有关温室效应、碳循环、碳中和、低碳行动的资料。（四）作业具体内容设计第一课时作业目标认识碳单质的化学性质，知道碳单质转化为二氧化碳的几种途径，会写出化学方程式。作业内容1.（基础性作业）金刚石和石墨都属于碳单质，它们的化学性质相似，物理性质却有很大差异，其原因是____(填字母代号)。a.构成它们的原子大小不同b.两种物质由不同种原子构成c.构成它们的原子数目不同d.两种物质里碳原子的排列方式不同2.（基础性作业）(1)将在酒精灯火焰上加热到红热的木炭伸入盛有氧气的集气瓶中,现象为__________,反应后,向集气瓶中倒入澄清石灰水,振荡,现象为___________,说明有____生成。通过该反应说明碳具有_____性,是常用的____。

(2)冬天,在门窗紧闭的房间内用煤炉取暖,碳就可能会不完全燃烧,使人中毒,因此室内用煤炉取暖时应注意_____。

3.（基础性作业）以下是有关碳及其氧化物的实验，请根据如图所示装置,回答下列问题:(1)实验过程中,观察到石灰水变浑浊,黑色粉末中出现______色物质,写出此反应的化学方程式:_____________。

(2)实验结束后,先撤出导气管,再停止加热,是为了_____________。

(3)该实验体现了碳的________性,所以碳可以用于_________工业。

作业要求作业1、2、3为基础性作业，要求学生运用碳单质的性质、含碳物质的转化等知识解答问题。作业评价教师评价，课堂上集中讲解共性错误，课下为个别学生单独辅导，答疑解惑。作业设计意图：蕴含了对碳单质的性质及用途等基础知识的考察，以及对物质的性质决定用途等化学观念的考察，还蕴含了对学生能建立实验现象与碳单质化学性质的关联等化学观念、科学思维的考察。第二课时作业目标1、认识一氧化碳的化学性质，知道一氧化碳转化为二氧化碳的几种途径，会写出化学方程式。2、了解温室效应，了解温室效应增强的危害和原因，提高学生查阅资料、处理分析资料的能力。作业内容1.（基础性作业）碳单质与碳的氧化物——一氧化碳都可在实验室中还原氧化铜，实验装置如下图所示。下列说法正确的是()A.木炭、一氧化碳与氧化铜的反应都属于置换反应B.两个实验的相关反应中,只有碳元素的化合价发生改变C.两个实验中都可观察到红色固体变黑D.两个实验的操作中都要防止液体倒吸2.（基础性作业）查阅资料，用图文并茂的方式解释温室效应，简单阐明温室效应增强的危害和原因。3.（综合性作业）甲、乙、丙是初中化学常见的三种物质,其相互转化关系如图所示,通常甲为固态单质,乙、丙为两种气体,且所含元素种类相同,乙易与血液中的血红蛋白结合。回答下列问题：(1)反应②可通过化合反应实现，也可通过置换反应实现，请写出两个不同反应类型的化学方程式。(2)请写出一种反应③的化学方程式，这体现了乙的_________性，因此乙在生产生活中可用于________________________。作业要求作业1为基础性作业，要求学生运用碳单质和一氧化碳的化学性质解答问题；作业2为具有开放性的基础性作业，要求学生查阅资料、分析资料，然后以简练的化学语言规范作答；作业3为综合性作业，要求学生综合运用碳单质、一氧化碳、二氧化碳相互之间的转化解答问题。作业评价1.作业1、3为教师评价，课堂上集中讲解共性错误，课下为个别学生单独辅导，答疑解惑。2.作业2为学生互评，在教师指导下开展组内互评，选出最优者，再开展组间互评，最终选出最优秀的三份作业，由教师为其颁发“作业优秀奖”。作业设计意图：作业1蕴含了对碳单质和一氧化碳的化学性质的考察，以及对学生能建立实验现象与物质性质之间联系的科学思维的考察。作业2蕴含了对学生查阅资料、处理分析资料、增强社会责任感等科学态度与责任的考察。作业3蕴含了对学生书写能生成二氧化碳的方程式，落实含碳物质的转化，增强对元素观、转化观等化学观念和学科思维的考察。第三课时作业目标1.认识二氧化碳的性质，会写出相应的化学方程式。2.了解自然界中的碳循环。3.知道实现碳中和的思路和简单方法，在生活中有践行低碳行动的意愿和行动。作业内容1.（基础性作业）查阅资料，解释低碳行动，解释并用示意图描述碳循环、碳中和。2.（基础性作业）空气中的二氧化碳是从哪里来的呢？从自然界、人类生产活动、家庭生活等方面寻找来源。3.（综合性作业）中国承诺在2030年前实现碳达峰，2060年前实现碳中和。为了早日实现碳中和，依据二氧化碳的转化与吸收，明确制定低碳行动方案。解释各种低碳行动措施与二氧化碳排放、吸收的关系。作业要求1.作业1、2为具有开放性的基础性作业，要求学生查阅资料、分析资料，然后以简练的化学语言规范作答；2.作业3为具有开放性的综合性作业，要求学生查阅资料并综合运用碳循环、碳中和的知识，以简练的化学语言规范作答；作业评价作业为学生互评，在教师指导下开展组内互评，选出最优者，再开展组间互评，最终选出最优秀的三份作业，由教师为其颁发“作业优秀奖”。作业设计意图：作业1、2、3蕴含了对学生转化观的考察，还蕴含了对学生查阅资料、处理分析资料、增强社会责任感等科学态度与责任的考察。作业3还蕴含了从化学视角解决生活中的实际问题等学科思维的考察，同时对学生践行低碳行动等科学态度与责任的考察。单元整体作业作业目标１.通过书写能生成二氧化碳以及二氧化碳能发生的反应的化学方程式，落实含碳物质的转化，增强对分类观、元素观、转化观的认识。２.知道二氧化碳的性质和用途，能综合运用二氧化碳的性质解决实际问题，了解自然界中的碳循环。３.能运用物质性质独立设计实验方案并完成实验，解决实际问题，提升观察、实验、表达能力。作业内容1.（综合性作业）从二氧化碳排放、吸收两个角度，得出以二氧化碳为核心的物质转化关系，并用化学方程式表示。2.（综合性作业）CO2的捕集与资源化利用是化学研究的热点。(1)控制CO2的排放,是为了减缓______效应。加压水洗法可捕集CO2,是因为压强增大时CO2在水中的溶解度_____(填“增大”“不变”或“减小”)。

(2)石灰石循环法可用于捕集烟气中的CO2。该方法以CaO捕集CO2,将所得产物在高温下煅烧可重新获得CaO。高温煅烧时反应的化学方程式为________________。生成的CaO疏松多孔,结构与活性炭相似,其在捕集过程中对CO2具有良好的_________性。

(3)对CO2气体加压、降温,可获得干冰。从构成物质的微粒视角分析,该过程主要改变的是__________。干冰能用于人工降雨,是因为___________。

3.（探究性作业）二氧化碳和一氧化碳都是碳的氧化物，实验室有两瓶无色气体，分别是二氧化碳和一氧化碳，请你设计三个实验方案加以鉴别。4.（实践性作业）完成一个与二氧化碳有关的化学家庭小实验：写出实验名称、实验目的、操作步骤、现象、结论，解释实验原理；拍摄实验视频。作业要求1.作业1为具有开放性的综合性作业，要求学生查阅资料并综合运用碳循环、碳中和的知识，以简练的化学语言规范作答；2.作业2为综合性作业，要求学生解答以二氧化碳为中心的新情境中的问题；3.作业3为探究性作业，要求学生运用碳的氧化物的性质设计试验方案；4.作业4为实践性作业，要求学生按照实验探究的一般思路，提出猜想-设计实验-进行实验-收集证据-得出结论，完成实验，要求录制实验过程的视频资料。作业评价作业1为学生互评，在教师指导下开展组内互评，选出最优者，再开展组间互评，最终选出最优秀的三份作业，由教师为其颁发“作业优秀奖”。作业2为教师评价，课堂上集中讲解共性错误，课下为个别学生单独辅导，答疑解惑。3.作业3、4为学生互评，学生把录制好的视频资料发到班级群，在教师指导下开展组内互评，选出最优者，再开展组间互评，最终选出最优秀的三份探究实践作业，由教师为其颁发“探究实践优秀奖”。作业设计意图：作业1蕴含了对学生转化观的考察和从化学视角解决生活中的实际问题等学科思维的考察，还蕴含了对学生查阅资料、处理分析资料的能力，增强社会责任感，践行低碳行动等科学态度与责任的考察。作业2蕴含了对学生能综合运用二氧化碳的知识对生产生活中的实际问题进行分析解释或推论预测的学科思维的考察。作业3蕴含了对学生能运用二氧化碳和一氧化碳性质的差异性设计实验方案鉴别气体等科学思维、探究实践能力的考察。作业4蕴含了对学生能按照探究实践的一般思路，提出猜想-设计实验-进行实验-收集证据-得出结论等探究实践能力的考察。（五）作业质量效果评估为了评估作业质量效果，采用了两种方式来调查分析。第一种：统计分析了50份学生书面作业的正误情况、作业时长。经分析发现，学生基础性题目得分较高、用时短，说明学生的基础知识掌握比较牢固；综合性、实践性题目得分有较大差异，用时较长，某些学生没有选做综合性、实践性题目，说明题目的层次明显，能考察出学生的水平。第二种：选择学生优等生、中