基于真实情境，提高单元复习效率

张凯

单元复习课在高中化学教学中占据着重要地位，是一种很常见的课型，能够帮助学生查漏补缺。本文以人教版必修二高二化学第六章“化学反应与能量”单元为例，从学生的需要出发，从本单元内在知识逻辑出发创设真实的问题情境，引导学生建构知识框架，从而使其更好地理解和运用本单元知识。

一、设计思路

（一）厘清本单元的知识结构，对知识进行整合

本单元的知识点比较烦琐，为了让学生在整体上把握单元知识脉络，在进行单元复习课时，教师应该对教材知识进行整合，厘清本单元所有的知识点，为学生架构知识框架，使其从整体上把握知识点，并对这些知识点进行整合，为后续的教学设计奠定坚实的基础。

“化学反应与能量”是人教版高中化学必修二高二第六章的内容，本章内容涵盖“化学反应与能量变化”“化学反应的速率与限度”，知识点涉及化学热力、化学动力、电化学等的内容，是学生今后学习化学的基础。

（二）挖掘素材创设真实情境，建立二者的联系

整合本单元的知识，引导学生知道本单元知识主要包括两个方面：化学反应的能量变化和反应速率与限度，因此，本文以“汽车”为研究对象，主要围绕汽车的能源、设计原电池、汽车的尾气处理为学生创设真实的情境，将情境与化学知识建立联系，帮助学生更好地理解本单元知识，其中涉及电能知识的为车用能源、设计原电池，而反应速率、限度的知识主要为汽车尾气的处理。

（三）确定本单元复习课的核心素养目标

1.在探讨车用燃料的基础上，理解化学反应能量改变的实质，并从多个方面对其应用进行评估。

2.引导学生动手设计原电池，在设计的过程中探索电池的原理，进一步感受化学知识在生活中的无限魅力。

3.通过引导学生探究汽车尾气的处理方法，强化学生的绿色化学知识，让学生理解化学知识在生活中的价值，能够充分运用所学知识解决生活中的问题。

二、教学过程

（一）课前学习任务

学习目标：整理该单元所学习的内容，构建该单元的知识体系，并能够运用所学知识解决生活中的问题。

学习内容：根据学生的实际情况，安排课堂教学任务。

1.调查汽车在发展过程中所使用的能源发展过程和种类，填写以下学习任务单。（见表1）

2.结合所学知识，试着写出汽车能源转换过程中涉及的一些重要的化学反应。

3.在车用能源选择的过程中应该考虑哪些因素，并结合所学知识和生活实际，分析目前常用车用能源的优势和不足，填写任务单。（见表2）

4.根据对生活的观察和所学知识，同学们都知道车用能源会产生一定的污染物，思考这些污染物的种类，根据所学化学知识，应该如何处理这些污染物才能减少对环境的污染。

5.结合所学知识，综合考虑汽车行驶的因素，选取常见的材料设计原电池。

（二）课堂学习过程

●教学环节一：车用能源及其选择

情境创设：汽车是大家非常熟悉的交通工具，便利了人们的出行，而汽车运行需要能源吗？

学生：需要。

教师：随着汽车行业的发展，汽车能源也跟随汽车的发展经历了不同的发展阶段。大家已经在课前查阅了相关的资料，能不能跟大家说一说车用能源的发展历程？并且说一说车用能源包括哪些种类。

学生在总结的基础上回答：汽车最初叫蒸汽汽车，它利用燃烧产生的蒸汽工作。随着经济的发展，汽车行业也飞速发展，于是就有了柴油发动机，动力也从蒸汽改为汽油、柴油等。但是由于石油是一种不可再生能源，并且它所排放的废气会给环境带来污染，因此最近几年才有了以氢气、甲烷等为主要能源的燃料电池汽车。由于环保意识的增强，汽车开始以电力为主。

教师运用生活中最常见的车用能源为案例，帮助学生分析车用能量转换时所发生的化学反应以及能量在过程中变化的本质。

学生经过课前学习，思考得出：汽油在工作过程中是将化学能转变为热能，热能再转变为机械能，其中庚烷（C7H16）是其中的一种重要成分，化学反应方程式可以表现为：

C7H16+11O27CO2+8H2O

分析：在庚烷（C7H16）燃烧的过程中，C—H、C—C、C—H、C—C、O=O都会发生断裂，并吸收能量，生成C=O，O-H，因为这些化学键的生成，释放的能量比化学键煅烧要大，因此，在化学反应中，会有大量热能；而燃烧电池时，则将化学能转化成电能，再将其转化为机械能，其实质就是通过氧化还原反应将其转化为电能，从而实现车辆的平稳行驶。

教师紧跟上述情境再次提出问题：既然我们已经知道了能量转化的本质，现在市场上可供选择的车用能源种类很多，那么我们在选择车用能源的过程中应该考虑哪些因素呢？

学生根据自己课前整理的学习资料，结合教师讲的内容，在讨论的基础上分小组派代表回答：

组1：老师，我们认为应该深入分析这些车用能源的转化方式存在哪些优势和不足。

组2：我们认为还应该对这些车用能源转化是否会产生污染物进行深入的分析和对比，从而考虑使用哪种能源。

组3：还应该考虑单位体积能源释放的能量。

组4：还要考虑车用能源的价格。

组5：还要考虑车用能源是否再生。

组6：还应该考虑能源是否丰富。

师：看来同学们都对相关的知识点进行了深入的学习，现在请同学们根据表3再次深入探讨，并通过对各种燃油在应用过程中的优缺点进行比较，以便为车辆合理地选用燃油提供依据。

学生思考后回答：

组1：根据表3我们可以发现，氢气的热值是最高的，而且氢气是可再生资源，其反应物是水，从环境保护的角度来分析，也可以发现氢气的反应物对环境没有污染，从这个角度来说，它是车用能源的理想选择，但是氢气不容易保存，易燃易爆，使用时存在安全隐患，而且费用比较高。

组2：乙醇与氢气一样也存在一定的安全隐患，且它的热值比较低，虽然成本也比较低，但是它容易挥发，燃点也很低，可能和氢气一样易燃易爆。

组3：甲烷与石油均为非再生能源，若过度利用，将导致能源消耗殆尽等问题出现。此外，甲烷对贮存条件要求很高，虽然其反应物无毒，但会引起全球变暖，因此使用汽油会对环境造成比较严重的污染。

师：看来同学们对每一种车用能源都有所了解，而且分析得都比较到位。我们从表3中得知每一种车用资源都有自己独特的优势，也有不足，似乎都不是最理想的车用资源，因此，我们应该继续创新，发掘理想的车用能源，一来可以解决现在车用能源中存在的问题，二来可以最大限度地发挥现有车用能源的优势。

●教学环节二：汽车尾气的危害和解决措施

教师播放尾气排放的视频，引导学生思考：目前生活中人们还会选择汽油等传统车用能源，但我们不得不面对环境污染和资源的不可再生问题，大家认真思考一下：汽车排放物对环境的污染有哪些？

学生思考后回答：这些污染物主要是对空气产生危害的有害气体，主要包括烃、CO以及汽油中的硫氧化生成的SO2等，这些都是汽车在行驶过程中生成的。

师：那么，我们有什么办法可以将这些污染物对空气的污染降到最低呢？

学生根据自己查阅的资料提出了以下解决办法：可以在排放汽车尾气的地方安装一个有害气体吸收装置；可以在尾气排放处放置一些物质与这些有害气体发生反应，将有害物质转变为无害物质后排出；许多机动车都装有三元催化器，它可以把氮氧化合物和CO转化为N2和CO2，这些气体对环境无污染。

教师利用多媒体展示三元催化器，并解释：三元催化器可以高效减少这些废弃污染物，三元是指装置能同时将碳氢化合物（CXHY）、一氧化碳（CO）和氮氧化合物（NOx）这三种转化为无害物质，减少对空气的污染，反应方程式可以表示为：

CxHy+NO2+COO2+H2O+N2

师：催化剂是三元催化器的核心，汽车在运行过程中温度升高，在经过该净化设备时，该催化剂使三种气体（一氧化碳、碳氢化合物和氮氧化合物）的活力得到了提高，从而发生氧化还原反应。基于上述，教师再次提出问题：三元催化器是运用哪些因素促进反应进行的？在此过程中物质转化的原理是什么？化学反应的速率受到了哪些因素的影响？

学生经过老师的讲解和自主思考，开始回答：在过程中发生了氧化还原反应，化学反应的速率主要受到了浓度、温度、催化剂等的影响，三元催化器的反应工作需要温度和催化剂。

师：大家再认真思考，三元催化反应是不是一个可逆反应？如果是，在反应时，应该注意哪些问题？

学生开始思考并回答：如果三元催化反应是一个可逆反应，如果反应不完全，汽车尾气的污染物就不能完全转变为无污染物，但是在过程中我们可以想一些办法，如调控温度，为反应过程创造条件，以此促进反应。

●教学环节三：设计原电池让小车运行

小组对自己设计的方案进行展示：

选取贴片成为电池的负极，而铜片作为正极，稀硫酸溶液做电解质溶液。反应方程式如下：

负极：Fe-2e-=Fe2

正极：2H++2e-=H2↑

教师对本单元知识进行重点总结，提出一些生活中还未解决的问题，鼓励学生运用所学知识解决生活中的问题。

三、教学反思

本文重创设生活情境，让学生在情境中能够将具体的知识联系起来。学生在新授课阶段对本单元知识都有了一定的了解，因此，复习课的设计重在设计相应的问题，让学生在情境中运用化学知识解决问题，从而加深对本单元化学知识的理解和运用，帮助学生建构单元知识体系。这也启示我们在今后的课程设计中要为学生创设真实的情境，让情境成为单元知识和问题之间的桥梁，让学生在解决问题的过程中发挥主体性作用，从而提高复习课的教学效率。

（作者单位：甘肃省西和县第一中学）

编辑：曾彦慧