《教材同步拓展课｜课内知识延伸讲解+高中必修二化学化学与可持续发展》

1课程设计背景与核心定位演讲人2026-06-11课程设计背景与核心定位01核心内容同步拓展讲解02课程核心思想总结03目录《教材同步拓展课｜课内知识延伸讲解+高中必修二化学化学与可持续发展》各位同学，大家好，我是你们的高中化学任课教师，从教12年来，我每次讲授必修二“化学与可持续发展”这一章节，都会发现一个共性问题：大家能熟练背记金属冶炼方法、煤的综合利用方式等考点，却很少能将这些课内知识和我们常说的“可持续发展”“双碳目标”这些现实议题建立关联，更难理解化学学科在推动人类社会可持续发展中的不可替代作用。因此我设计了这节同步拓展课，既巩固课内核心知识，又延伸行业实际进展，帮助大家建立完整的知识体系与正确的发展观念。接下来我将从课程定位、核心内容拓展、核心思想总结三个部分展开本次课程。01课程设计背景与核心定位ONE1课标要求与课内内容的衔接关系1.1.1根据《普通高中化学课程标准（2017年版2020年修订）》的要求，本章节的核心素养目标是“认识化学在自然资源开发利用、环境保护中的重要作用，树立绿色化学观念，增强可持续发展意识”，学业要求仅要求同学们能列举常见的开发利用方式与污染类型，因此课内教材受篇幅限制，仅对核心知识点做了框架性呈现，很多内容点到为止，无法满足大家对知识应用场景的探究需求。1.1.2我在多年教学中观察到，多数同学学习本章节时，将其定位为“识记类考点”，忽略了本章节是高中阶段化学学科联系社会实际、落实社会责任素养的核心载体，知识点之间缺乏“可持续发展”这一核心主线串联，知识体系零散。本次拓展课就是以主线串联零散知识点，打通课内知识与实际应用的壁垒，解决大家“学这些知识有什么用”的核心疑问。2本拓展课的核心目标1.2.1知识层面：巩固氧化还原反应、物质分离提纯等核心基础知识，通过延伸实际应用场景完善知识体系，深化对课内知识点的理解，做到既能应对学业评价，也能解决实际问题。在右侧编辑区输入内容1.2.2素养层面：帮助大家学会从化学视角分析社会发展中的资源、环境问题，真正建立可持续发展的理念，落实化学学科核心素养的培养要求。明确了课程的设计背景与核心目标后，接下来我们按照教材的章节顺序，逐模块开展同步拓展讲解，由浅入深理解核心内容。02核心内容同步拓展讲解ONE1金属矿物开发利用的课内延伸与可持续发展思考2.1.1课内核心知识回顾：本部分课内核心内容为金属冶炼的本质原理——利用氧化还原反应使金属化合物中的金属阳离子得到电子生成金属单质，根据金属活动性顺序，将冶炼方法分为热分解法、热还原法、电解法三类，同时提出了废旧金属回收利用的基本要求。这部分内容是我们理解金属资源可持续利用的核心基础，所有行业技术创新都没有脱离这个核心原理。2.1.2工业实际生产的技术迭代：去年我带领高二年级研学小组前往本地滇中铜冶炼厂参观，发现企业已经很少用传统的火法炼铜处理低品位铜矿，取而代之的是生物浸出技术——利用嗜硫细菌对铜矿进行氧化浸出，直接得到硫酸铜溶液，再用我们课内学过的萃取法提纯得到阴极铜。这项技术的核心还是课本提到的湿法炼铜原理，但是结合现代生物技术改进后，能耗仅为传统火法的30%，二氧化硫排放量降低了90%，还解决了低品位铜矿浪费的问题。亲眼看到车间里这套生产流程的时候我很感慨，我们课内背记的基础原理，就是所有行业进步的根。1金属矿物开发利用的课内延伸与可持续发展思考2.1.3可持续发展的核心方向：金属资源的循环回收。课本仅提及废旧金属回收可以节约资源、减少污染，我延伸一下当前行业的热点：新能源汽车动力电池的回收。我国现在动力电池退役量每年超过100万吨，传统火法回收能耗高、回收率低，还容易产生二次污染，现在基于湿法冶金原理开发的定向再生技术，可以将退役动力电池的正极材料直接修复，再生后的材料性能和新材料几乎一致，金属回收率超过99%，既解决了钴、锂等战略金属短缺的问题，又降低了环境污染，完全符合可持续发展的要求。2海水资源开发利用的同步拓展2.2.1课内核心知识回顾：本部分课内介绍了海水水资源的利用（淡化）和海水化学资源的利用（提溴、提镁、提盐），核心原理仍然是物质的分离提纯与氧化还原反应，都是我们已经学过的核心方法。2.2.2现代海水开发的产业链升级：课本提到了蒸馏法、离子交换法两种海水淡化方式，目前我国应用最广的是反渗透膜法，占全国海水淡化产量的70%以上。我曾经在线上参观过天津北疆发电厂的循环经济产业链，整个产业链完全实现了可持续：火力发电产生的余热用来预处理海水，反渗透膜法淡化海水得到淡水供给生产生活，淡化后产生的浓海水直接用来制盐，制盐后的母液再提溴、提镁，整个过程没有废弃物排放，实现了能源、水资源、矿产资源的多重利用，完美契合可持续发展的内涵。除了传统的利用方式，现在我国已经实现了海水提锂的规模化生产——锂是动力电池的核心原料，陆地锂资源有限，2海水资源开发利用的同步拓展海水中的锂总储量是陆地的几千倍，现在用新型吸附剂可以选择性吸附海水中的锂离子，洗脱后得到碳酸锂，解决了我国锂资源对外依存度高的问题，这也是化学知识支撑可持续发展的典型案例。2.2.3海水开发中的生态可持续要求：开发海水资源不能以破坏生态为代价，当前我国要求所有海水开发项目必须做好海岸带生态保护，比如反渗透浓海水排放必须经过稀释，避免局部盐度升高影响海洋生物种群，这也体现了可持续发展“既满足当代人需求，又不损害后代人满足其需求的能力”的核心内涵。3化石能源综合利用与环境保护的拓展2.3.1课内核心知识回顾：本部分介绍了煤的干馏、气化、液化，石油的分馏、裂化、裂解等综合利用方式，同时列举了酸雨、温室效应、白色污染等常见环境问题，提出了绿色化学从源头上减少污染的核心概念。2.3.2双碳目标下的化石能源清洁利用：当前我国仍是以煤为主的能源结构，实现双碳目标不是完全淘汰煤炭，而是实现煤炭的清洁利用。课本提到了煤的气化液化，我延伸一下当前的核心技术——碳捕集利用与封存（CCUS），简单来说就是把煤电、钢铁等行业排放的二氧化碳捕集提纯后，要么注入地下油藏提高石油采收率，要么用来合成化工产品，既减少了二氧化碳排放，又产生了经济效益，我国目前已经投运了近百个CCUS项目，每年捕集能力超过1000万吨，这就是用化学方法解决碳排放问题的核心实践。3化石能源综合利用与环境保护的拓展2.3.3白色污染治理的新进展：课本提到了开发可降解塑料解决白色污染，目前我国可降解塑料产业已经规模化，聚乳酸（PLA）、聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯（PBAT）这些可降解塑料，利用生物质原料生产，使用后可以在自然环境中完全降解，解决了传统塑料难降解的问题。除此之外，现在的废塑料化学回收技术已经成熟，就是把废弃塑料解聚得到单体，再重新聚合制备新塑料，实现塑料的闭环循环，我去年参加省教研室的教研培训，看到省内高校研发的新型塑解催化剂，可以把混杂的废弃包装塑料直接转化为燃油，成本比直接炼油还低，这就是化学技术推动污染治理的典型进展。4新能源新材料领域的可持续发展延伸2.4.1绿氢是目前最有前景的零碳清洁能源之一，核心原理就是我们课内学的电解水，利用光伏、风电发的弃电电解水得到氢气，燃烧后只生成水，完全零碳，现在化学工作者研发的非贵金属析氢催化剂，大幅降低了电解水的能耗，降低了绿氢的成本，未来绿氢将替代化石能源用于炼钢、重型交通等难以脱碳的领域，助力双碳目标实现。2.4.2所有新能源技术的发展都离不开化学材料的进步，从光伏电池的高纯硅到动力电池的正极材料，都是化学原理的应用，而整个产业链的可持续发展，就是我们本章节的核心要求。以上我们从四个核心模块完成了对课内知识的同步延伸，所有拓展内容都基于课内的核心化学原理，都围绕“化学推动可持续发展”这一核心主线展开，接下来我对本课程的核心思想做总结概括。03课程核心思想总结ONE课程核心思想总结3.1本课程的核心主题“化学与可持续发展”，核心逻辑是化学学科是支撑人类社会可持续发展的核心基础。我们所有的拓展内容，从生物浸出炼铜到动力电池回收，从海水提锂到碳捕集，核心原理都是氧化还原反应、物质分离提纯这些同学们在课内学习的基础知识，不存在脱离课内知识的“空中楼阁式”高科技，化学知识从来都不是应付考试的死知识，是解决现实资源环境问题的核心工具。3.2可持续发展不是抽象的政策口号，是贯穿所有生产生活领域的核心发展理念。作为高中学生，学习本章节内容，不仅要背记考点应对考试，更要树立可持续发展的意识，从日常的垃圾分类、