高三化学一轮复习公开课《第22讲 化学与STSE 化学与中华文明》教学设计

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高三一轮复习 第22讲 化学与STSE 化学与中华文明 教案
（人教版2019必修1/必修2/选择性必修1-3 全册综合）
一、教材及学情分析
教材分析
本课时属于高三一轮复习的综合拓展模块，整合了人教版2019教材必修1-2中“化学与生活”“化学与自然资源”、选择性必修3中“有机合成”等关联内容，同时结合高考中「化学与STSE（科学、技术、社会、环境）」「化学与中华文明」的高频考点设计。教材原散点呈现化学在生活、工业、科技中的应用，本复习课则以“中华文明史中的化学智慧+当代科技中的化学创新”为主线，将传统工艺（如陶瓷、造纸、青铜冶铸）与当代科技（新能源、新材料、环境保护）进行体系化整合，通过情境拆解、模型构建、真题关联，帮助学生建立“化学知识→应用场景→中华文明/科技价值”的完整认知链条，贴合《普通高中化学课程标准（2022年版）》中“科学态度与社会责任”核心素养的培养要求。
学情分析
学生为高三年级，已掌握高中化学核心知识，但面对高考中“STSE类情境题、中华文明类情境题”时，难以精准关联情境与核心化学知识，存在“知识与应用脱节、忽略历史情境中的化学本质、对当代科技中的化学逻辑理解不足”等问题。为帮助学生克服这些困难，教师以“历史情境+科技情境”为驱动，通过“情境-知识-价值”的逻辑整合，提升学生的知识迁移与情境应用能力。
二、教学目标
结合《普通高中化学课程标准（2022年版）》及高三一轮复习的核心要求，围绕化学学科核心素养制定如下教学目标：
1. 宏微结合与科学探究：从传统工艺（如青铜冶铸、陶瓷烧制）、当代科技（如电池材料、绿氢制备）的宏观情境出发，关联微观化学原理（如氧化还原反应、晶体结构、电化学原理），建立“宏观情境-微观原理-应用价值”的递进认知。
2. 证据推理与模型认知：构建“STSE/中华文明情境解题模型”（情境拆解→知识关联→逻辑推导→价值分析），能基于情境中的证据，准确关联核心化学知识、推导反应原理、判断选项正误，提升情境解题与逻辑推导能力。
3. 科学态度与社会责任：了解中华文明中的化学智慧（如四大发明、陶瓷工艺），认识当代化学在新能源、新材料、环境保护中的重要价值，增强文化自信与科学服务社会的责任意识。
4. 学科融合与文化传承：通过化学与中华文明的结合，感知化学在人类文明发展中的推动作用，提升跨学科文化素养与高考情境题的解题信心。
三、教学重难点
教学重点
中华文明中的化学核心知识：
青铜冶铸：Cu、Sn、Pb合金制备，氧化还原反应（CuO的还原）
陶瓷烧制：黏土（主要成分为硅酸盐）的高温烧结，硅氧四面体结构
四大发明：
火药：硝石（KNO ）、硫磺、木炭，反应（）
造纸：植物纤维中的纤维素，漂白（草木灰水的碱性水解）
印刷术：墨汁中的碳的稳定性、胶泥（硅酸盐）的性质
酿酒工艺：淀粉→葡萄糖→乙醇的发酵反应（，）
当代STSE中的化学核心知识：
新能源：锂电池（电极反应、电解质）、绿氢制备（电解水、光解水）
新材料：石墨烯（碳同素异形体）、氮化硅陶瓷（新型无机非金属材料）
环境保护：碳中和（光合作用、CO 的捕获与转化）、白色污染（可降解塑料的制备）
食品安全：食品添加剂（防腐剂、抗氧化剂）的化学原理
教学难点
历史情境中的化学本质：如陶瓷烧制中的高温烧结原理、酿酒工艺中的酶催化反应
当代STSE中的化学原理：如锂电池中的电化学原理、碳中和中的CO 转化逻辑
情境题中的知识迁移：如从陶器陶瓷关联到现代硅芯片的制备、从古代炼丹术关联到现代药物合成
四、教学设计
教学过程 时间分配 教师活动 学生活动 设计意图
导入环节：诗词与科技情境任务驱动 5分钟 1. 展示「宋代《天工开物》中的冶铸图+现代新能源汽车的锂电池生产线」对比图片，展示诗词：“陶尽门前土，屋上无片瓦；十指不沾泥，鳞鳞居大厦”（宋·梅尧臣，《陶者》），提出真实任务：
（1）诗词中“陶”背后的化学原理是什么？
（2）锂电池的制备与古代陶瓷烧制有何化学关联？
2. 拆解问题链：
① 中华文明中的化学智慧体现在哪些方面？
② 当代科技中的化学原理与古代工艺有何传承？
③ 如何解高考中的STSE/类情境题？
3. 梳理学生的初步回答，提炼出“硅酸盐、氧化还原、电化学、CO 转化”等关键词，引出本节课主题：构建情境解题模型，突破化学与STSE/中华文明的高考考点。 1. 认真观察情境图片与诗词，结合已有知识思考问题链
2. 举手发言，分享自己对诗词中的化学、锂电池与陶瓷关联的理解
3. 明确本节课的复习目标：掌握中华文明中的化学核心知识、当代STSE中的化学原理，建立情境解题模型，解决高考综合问题。 1. 以“历史诗词+当代科技”的对比情境导入，贴合高考情境题考查风格，激发学生的学习主动性
2. 通过问题链将抽象情境转化为具体化学知识，明确复习方向
3. 建立“情境-知识-考点”的直接关联
讲授环节一：中华文明中的化学核心知识与模型构建 12分钟 1. 构建「中华文明-化学知识」模型（以朝代为线索）：
（1）夏商周：青铜冶铸：
① 化学原理：Cu、Sn、Pb的合金制备，利用木炭还原铜矿中的CuO（）
② 核心知识：合金的性质（硬度比纯金属大）、氧化还原反应
（2）秦汉至明清：四大发明与陶瓷：
① 陶瓷烧制：黏土（主要成分为硅酸盐，如）高温烧结形成网状硅氧四面体结构，稳定性好
② 火药：硝石（KNO ）、硫磺、木炭的爆炸反应（），核心为氧化还原反应（KNO 为氧化剂，C为还原剂）
③ 造纸：植物纤维中的纤维素（多糖），用草木灰水（K CO ，碱性）水解去除木质素，漂白原理为碱性条件下的氧化
④ 酿酒：淀粉的水解（）与葡萄糖的发酵（）
（3）近现代：化学与民族工业：侯氏制碱法（，），核心为盐的溶解性差异、平衡移动
2. 强调：中华文明中的化学均围绕“物质转化、性质利用”展开，所有工艺均基于核心化学知识，为现代化学发展奠定基础。 1. 跟随教师梳理，在笔记本上绘制「中华文明-化学知识」模型，标注朝代、工艺、化学原理
2. 结合青铜冶铸、陶瓷烧制案例，分析合金、硅酸盐的性质，标注反应的应用场景
3. 思考：“为什么青铜比纯铜更适合制作兵器？”“火药反应中氧化剂与还原剂的判断”
4. 总结中华文明中的化学核心知识，重点标注氧化还原反应、合金、硅酸盐、发酵反应。 1. 构建结构化的「中华文明-化学知识」模型，帮助学生系统认知中华文明中的化学智慧，增强文化自信
2. 通过传统工艺的拆解，强化核心化学知识（氧化还原、合金、硅酸盐）与历史情境的关联
3. 为后续与当代STSE的关联做铺垫，体现化学的传承与发展
讲授环节二：当代STSE中的化学核心知识与模型构建 12分钟 1. 构建「当代STSE-化学知识」模型（以领域为线索）：
（1）新能源：
① 锂电池：正极材料（、）、负极材料（石墨、硅）、电解质（锂盐），电极反应（负极：，正极：）
② 绿氢制备：电解水（）、光解水（利用半导体催化剂），核心为氧化还原反应
（2）新材料：
① 石墨烯：碳的同素异形体（与金刚石、石墨结构不同），具有良好的导电性与导热性
② 氮化硅陶瓷：新型无机非金属材料，化学式为，高温结构陶瓷，用于航空发动机
（3）环境保护：
① 碳中和：通过光合作用（植物的）、CO 的捕获与转化（人工合成淀粉、CO 还原为CO）
② 白色污染：可降解塑料（如聚乳酸）的制备，生物降解原理为酶催化水解
（4）食品安全：
① 食品添加剂：如NaNO （防腐剂，抑制细菌生长），SO （抗氧化剂，防止食品氧化）
② 补铁剂：如琥珀酸亚铁（Fe ），需与维生素C同服（维生素C的还原性防止Fe 被氧化）
2. 强调：当代STSE中的化学均围绕“绿色发展、科技创新”展开，所有应用均基于核心化学知识，体现化学的社会价值。 1. 跟随教师梳理，在笔记本上绘制「当代STSE-化学知识」模型，标注领域、应用、化学原理
2. 结合锂电池、绿氢制备案例，分析电化学、氧化还原原理，标注反应的应用场景
3. 思考：“为什么石墨烯具有良好的导电性？”“碳中和的主要途径有哪些？”
4. 总结当代STSE中的化学核心知识，重点标注电化学、同素异形体、光合作用、氧化还原反应。 1. 构建结构化的「当代STSE-化学知识」模型，帮助学生系统认知当代化学的社会价值，增强社会责任意识
2. 通过当代科技的拆解，强化核心化学知识（电化学、同素异形体、光合作用）与科技情境的关联
3. 与中华文明中的化学知识关联，体现化学的传承与发展
实践环节一：小组合作——高考情境真题探究 10分钟 1. 将学生分成4人小组，发放「情境真题探究任务单」，选取2022-2023年高考真题：
（1）（2023全国卷Ⅰ）中华文明源远流长，下列文物的主要成分为硅酸盐的是（ ）
A. 新疆和田玉 B. 商代青铜鼎 C. 秦始皇陵兵马俑 D. 东汉蔡侯纸
（2）（2022新高考卷Ⅱ）关于火药的说法正确的是（ ）
A. 火药中的KNO 是还原剂 B. 火药爆炸时生成的为还原产物
C. 火药爆炸属于氧化还原反应 D. 火药中的硫磺发生歧化反应
（3）（2021全国卷Ⅰ）碳中和的实现需要从能源结构、工业过程、生态碳汇等方面入手，下列措施不能实现碳中和的是（ ）
A. 推广使用太阳能 B. 提高化石能源的利用率 C. 发展电动汽车 D. 禁止煤的燃烧
2. 巡回指导各小组，针对小组的疑问进行点拨，如“硅酸盐的判断”“氧化还原反应的判断”
3. 请1个小组展示探究结果，其他小组进行补充与评价，最后教师总结：
（1）答案：A、C（新疆和田玉、秦始皇陵兵马俑的主要成分为硅酸盐；商代青铜鼎为合金，东汉蔡侯纸为纤维素）
（2）答案：C（火药中的KNO 为氧化剂，C为还原剂；为氧化产物；火药爆炸属于氧化还原反应）
（3）答案：D（禁止煤的燃烧不现实，应提高煤的利用率、使用清洁能源） 1. 4人小组分工合作，每人负责1个问题的分析，共同完成任务单
2. 小组内讨论争议点，如“蔡侯纸的主要成分是否为硅酸盐？”“火药反应中氧化产物与还原产物的判断”
3. 小组代表上台展示探究结果，结合「中华文明-化学知识」「当代STSE-化学知识」模型讲解判断依据
4. 记录教师总结的核心结论，强化情境真题的解题方法。 1. 通过小组合作演练高考情境真题，让学生在真实命题情境中应用「情境-知识」模型，提升知识迁移能力
2. 重点突破情境真题中的核心化学知识（硅酸盐、氧化还原反应、碳中和），及时纠正学生的认知误区
3. 培养学生的合作探究能力与表达能力
讲授环节三：高考情境真题的解题方法与策略 8分钟 1. 构建「情境真题解题模型」：
（1）情境拆解：提取情境中的关键信息（如“青铜”“陶瓷”“锂电池”“碳中和”）
（2）知识关联：将关键信息与核心化学知识关联（如“青铜”→“合金”“氧化还原反应”；“锂电池”→“电化学原理”）
（3）逻辑推导：基于核心化学知识，推导反应原理、判断选项正误（如“火药反应”→“氧化还原反应”→“氧化剂与还原剂的判断”）
（4）价值分析：分析情境中的化学价值（如“碳中和”→“绿色发展”；“陶瓷烧制”→“中华文明”）
2. 高考情境真题的解题技巧：
（1）排除法：先排除明显错误的选项（如“火药中的KNO 是还原剂”明显错误，KNO 为氧化剂）
（2）关键词法：提取情境中的关键词，关联核心化学知识（如“硅酸盐”→“陶瓷、玉石”）
（3）本质分析法：深入分析情境中的化学本质（如“碳中和”→“CO 的吸收与转化”，而非禁止化石能源）
3. 结合2023年全国卷Ⅰ真题，应用「情境真题解题模型」进行解题演练。 1. 跟随教师梳理，在笔记本上绘制「情境真题解题模型」，标注解题步骤、技巧
2. 结合2023年全国卷Ⅰ真题，应用「情境真题解题模型」进行解题演练，标注关键信息、知识关联、逻辑推导
3. 思考：“如何快速判断情境真题中的核心化学知识？”
4. 总结高考情境真题的解题方法与策略，重点标注情境拆解、知识关联、逻辑推导。 1. 构建结构化的「情境真题解题模型」，帮助学生掌握高考情境题的解题方法与策略，提升解题信心
2. 通过解题技巧的总结，强化学生的情境题解题能力，降低情境题的难度
3. 结合高考真题的演练，让学生将模型应用于实际，提升解题能力
实践环节二：独立练习——高考情境真题应用 8分钟 1. 发放2023年新高考卷Ⅰ的情境真题：
（1）（2023新高考卷Ⅰ）石墨烯是一种由碳原子组成的二维材料，下列关于石墨烯的说法正确的是（ ）
A. 石墨烯是一种有机物 B. 石墨烯可作为电池的电极材料 C. 石墨烯是金刚石
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