摘 要： 以探究“汽車(chē)的發(fā)展歷程”為情境，通過(guò)跨學(xué)科實(shí)踐的任務(wù)化設(shè)計(jì)，引導(dǎo)學(xué)生從能源、環(huán)保和材料等角度探索汽車(chē)發(fā)展因素。綜合運(yùn)用化學(xué)、物理等知識(shí)，旨在減少污染、實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，開(kāi)發(fā)創(chuàng)新解決方案。這種跨學(xué)科實(shí)踐不僅有助于學(xué)生理解跨學(xué)科概念，還能夠通過(guò)實(shí)踐培養(yǎng)學(xué)生的關(guān)鍵能力和必備品格，發(fā)展科學(xué)思維，強(qiáng)化創(chuàng)新意識(shí)，對(duì)學(xué)生核心素養(yǎng)的發(fā)展和課程育人功能的發(fā)揮具有重要作用。

關(guān)鍵詞： 初中化學(xué)； 跨學(xué)科實(shí)踐； 任務(wù)化設(shè)計(jì)； 核心素養(yǎng)

文章編號(hào)： 10056629（2024）08003006

中圖分類號(hào)： G633.8

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： B

1 研究背景

化學(xué)作為一門(mén)自然科學(xué)，與物理、生物等學(xué)科都有緊密的聯(lián)系。當(dāng)今世界，人類面臨的許多問(wèn)題，如能源的開(kāi)發(fā)利用、環(huán)境的保護(hù)以及材料研究等，都涉及到多學(xué)科的協(xié)同參與，需要學(xué)生具備綜合運(yùn)用多學(xué)科知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力［1］。跨學(xué)科實(shí)踐是一種學(xué)生圍繞復(fù)雜真實(shí)的問(wèn)題情境，整合不同的學(xué)科知識(shí)，探索問(wèn)題解決方案的學(xué)習(xí)活動(dòng)，具有綜合性、實(shí)踐性和生成性等特征，對(duì)學(xué)生核心素養(yǎng)的發(fā)展和課程育人功能的發(fā)揮具有重要的作用［2］。最新頒布的《義務(wù)教育化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》（以下簡(jiǎn)稱“課標(biāo)”）中突出了“跨學(xué)科實(shí)踐”活動(dòng)，旨在幫助學(xué)生綜合運(yùn)用化學(xué)和其他學(xué)科知識(shí)去解決實(shí)際問(wèn)題，并規(guī)定至少10%的總課時(shí)用于跨學(xué)科實(shí)踐活動(dòng)［3］?；瘜W(xué)學(xué)科知識(shí)中常常出現(xiàn)的能量、結(jié)構(gòu)、變化、平衡等，化學(xué)學(xué)科方法中經(jīng)常使用的模型、推理、實(shí)驗(yàn)、實(shí)證等，與很多學(xué)科都是相通的，學(xué)科知識(shí)與學(xué)科方法的跨學(xué)科融合，能幫助學(xué)生提升科學(xué)理解能力和科學(xué)認(rèn)知能力。因此，在化學(xué)教學(xué)中急需進(jìn)行跨學(xué)科實(shí)踐活動(dòng)的研究以提升化學(xué)學(xué)科的育人效果。

2 跨學(xué)科實(shí)踐活動(dòng)的主題選擇

“汽車(chē)的發(fā)展歷程”的復(fù)習(xí)課設(shè)計(jì)是基于滬教版九年級(jí)《化學(xué)》教材下冊(cè)第九章“化學(xué)與社會(huì)發(fā)展”的教學(xué)內(nèi)容，屬于“課標(biāo)”中“化學(xué)與社會(huì)·跨學(xué)科實(shí)踐”學(xué)習(xí)主題的相關(guān)內(nèi)容，“課標(biāo)”對(duì)其的要求為：能列舉生活中常見(jiàn)的能源、材料，并了解其應(yīng)用；能分析討論資源綜合利用、各種材料的選取和使用、生態(tài)環(huán)境保護(hù)等有關(guān)問(wèn)題；在跨學(xué)科實(shí)踐活動(dòng)中，能綜合運(yùn)用各學(xué)科知識(shí)，運(yùn)用可持續(xù)發(fā)展觀來(lái)設(shè)計(jì)、評(píng)估、解決實(shí)際問(wèn)題的方案，更多地體現(xiàn)創(chuàng)新意識(shí)等［4］。學(xué)生通過(guò)第九章的學(xué)習(xí)，已初步了解化學(xué)與能源、化學(xué)與材料、化學(xué)與環(huán)境之間的關(guān)系，但知識(shí)的掌握仍較為膚淺，也未具備綜合應(yīng)用這些知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力。

常州市擁有比亞迪、理想等整車(chē)生產(chǎn)企業(yè)，在汽車(chē)動(dòng)力電池方面更是全國(guó)“拔尖”，占據(jù)了全國(guó)生產(chǎn)總量的五分之一，成為全國(guó)新能源領(lǐng)域的耀眼明星，所以常州提出了“打造新能源之都”的發(fā)展戰(zhàn)略。基于常州的區(qū)域特色，本研究嘗試以“汽車(chē)的發(fā)展歷程”為主題，開(kāi)展跨學(xué)科實(shí)踐的任務(wù)化設(shè)計(jì)，整合并深化零散的知識(shí)，讓學(xué)生理解汽車(chē)產(chǎn)業(yè)發(fā)展中的困難和挑戰(zhàn)，引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注綠色應(yīng)用，樹(shù)立可持續(xù)發(fā)展觀。

3 任務(wù)化設(shè)計(jì)

跨學(xué)科實(shí)踐任務(wù)化設(shè)計(jì)的核心在于將學(xué)科內(nèi)容轉(zhuǎn)化為具體的學(xué)習(xí)任務(wù)，通過(guò)由學(xué)生完成任務(wù)驅(qū)動(dòng)的活動(dòng)進(jìn)行學(xué)習(xí)。本節(jié)課以“汽車(chē)動(dòng)力裝置的發(fā)展研究”為總?cè)蝿?wù)，主要基于以下的考慮：動(dòng)力裝置是汽車(chē)的心臟，其發(fā)展直接影響汽車(chē)的性能和功能，也是汽車(chē)進(jìn)步的重要體現(xiàn)，從蒸汽機(jī)到內(nèi)燃機(jī)，再到電動(dòng)和混合動(dòng)力系統(tǒng)，這一進(jìn)程不僅推動(dòng)了汽車(chē)的性能提升，也反映了人類環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)；此外，新能源技術(shù)的應(yīng)用契合了常州作為“新能源之都”的城市特色，有助于學(xué)生增加地域認(rèn)同感。總?cè)蝿?wù)下面設(shè)置三個(gè)子任務(wù)，分別解答了汽車(chē)動(dòng)力裝置“有什么變化”→“為什么變化”→“將怎樣變化”，總?cè)蝿?wù)和三個(gè)子任務(wù)之間存在邏輯關(guān)系和遞進(jìn)性，每個(gè)子任務(wù)都通過(guò)2～3個(gè)任務(wù)內(nèi)容驅(qū)動(dòng)完成。子任務(wù)一聚焦于細(xì)化研究主題，引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)調(diào)研了解當(dāng)前汽車(chē)的類型、數(shù)量以及汽車(chē)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展歷程，這是對(duì)現(xiàn)狀和歷史的探索；子任務(wù)二探究汽車(chē)動(dòng)力裝置演變的原因，引導(dǎo)學(xué)生深入研究蒸汽機(jī)汽車(chē)和內(nèi)燃機(jī)汽車(chē)的工作原理及發(fā)展遇到的問(wèn)題，并探討電動(dòng)汽車(chē)迅猛發(fā)展的原因，這是對(duì)現(xiàn)象背后深層原因的挖掘；子任務(wù)三討論當(dāng)前電動(dòng)汽車(chē)所面臨的挑戰(zhàn)與機(jī)遇，進(jìn)而探討未來(lái)氫能源利用的相關(guān)事宜，同時(shí)研究報(bào)廢汽車(chē)的資源回收問(wèn)題，這是對(duì)未來(lái)趨勢(shì)的預(yù)測(cè)和規(guī)劃。具體的跨學(xué)科實(shí)踐的任務(wù)化設(shè)計(jì)如表1所示。

本項(xiàng)目的總?cè)蝿?wù)構(gòu)建了一個(gè)宏觀的背景和目標(biāo)，三個(gè)子任務(wù)按邏輯順序展開(kāi)，從現(xiàn)狀分析到歷史回顧，再到未來(lái)展望，共同構(gòu)筑了一個(gè)全面的研究框架。這使得總?cè)蝿?wù)能夠被高效地分解和執(zhí)行，從而實(shí)現(xiàn)知識(shí)的螺旋上升和素養(yǎng)的形成。任務(wù)實(shí)施過(guò)程中對(duì)調(diào)查數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析需要應(yīng)用數(shù)學(xué)知識(shí)；汽車(chē)動(dòng)力裝置的研究涉及汽車(chē)的結(jié)構(gòu)和工作原理，需要應(yīng)用物理、技術(shù)與工程等知識(shí)；汽車(chē)動(dòng)力裝置的材料選擇對(duì)其性能有很大影響，因此需要了解相關(guān)材料的化學(xué)與物理性能；電動(dòng)汽車(chē)和氫能源汽車(chē)的發(fā)展與環(huán)保密切相關(guān)，因此需要了解化學(xué)、地理、生物等學(xué)科知識(shí)；汽車(chē)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展要考慮市場(chǎng)需求、成本效益等，需要了解更多的有關(guān)歷史、經(jīng)濟(jì)、道德與法治知識(shí)等。因此，本節(jié)課跨學(xué)科實(shí)踐的任務(wù)化設(shè)計(jì)與實(shí)施，對(duì)于提高學(xué)生的實(shí)踐能力與創(chuàng)新精神具有重要的意義。

4 教學(xué)流程

“汽車(chē)的發(fā)展歷程”這節(jié)課以汽車(chē)動(dòng)力裝置發(fā)展研究為情境，用“蓄能而行，推陳出新”“環(huán)保接力，為車(chē)賦能”“與時(shí)俱進(jìn)，物盡其用”三個(gè)環(huán)節(jié)將環(huán)境、能源、材料等知識(shí)進(jìn)行了結(jié)構(gòu)化梳理，巧妙地將第九章的書(shū)本知識(shí)串聯(lián)到一起。具體教學(xué)流程設(shè)計(jì)如圖1所示。

5 教學(xué)實(shí)錄

5.1 環(huán)節(jié)一：蓄能而行，推陳出新

任務(wù)一：汽車(chē)動(dòng)力裝置在發(fā)展的進(jìn)程中有什么變化？

［視頻1］馬路上川流不息的汽車(chē)。

師：汽車(chē)已經(jīng)成為千家萬(wàn)戶出行的選擇，道路上的汽車(chē)常見(jiàn)藍(lán)色和綠色車(chē)牌，它們分別代表哪種類型的汽車(chē)？

生：藍(lán)色牌照是燃油汽車(chē)，綠色牌照是電動(dòng)汽車(chē)。

［任務(wù)內(nèi)容1］根據(jù)布置的調(diào)查任務(wù)，讓學(xué)生談?wù)勍ㄟ^(guò)實(shí)地考查得到的藍(lán)牌和綠牌汽車(chē)的使用情況。

生：呈現(xiàn)各小區(qū)調(diào)查數(shù)據(jù)，汽油車(chē)和電動(dòng)汽車(chē)的比例約為3∶1。

師：我市出現(xiàn)這么多電動(dòng)汽車(chē)，跟理想、比亞迪等品牌電動(dòng)汽車(chē)工廠落戶常州有一定關(guān)系，常州市曾提出打造“新能源之都”的發(fā)展戰(zhàn)略，大家一起來(lái)了解一下。

［視頻2］常州市打造“新能源之都”宣傳片視頻。

師：市場(chǎng)上電動(dòng)汽車(chē)數(shù)量不斷增加，汽車(chē)從誕生以來(lái)動(dòng)力裝置到底經(jīng)歷了怎樣的變化？

［任務(wù)內(nèi)容2］根據(jù)布置的調(diào)查任務(wù)，學(xué)生展示世界汽車(chē)發(fā)展史。

［視頻3］汽車(chē)發(fā)展歷程。

［小結(jié)1］汽車(chē)動(dòng)力裝置從蒸汽機(jī)到內(nèi)燃機(jī)再到電池驅(qū)動(dòng)。

設(shè)計(jì)意圖：學(xué)生通過(guò)觀察家庭與學(xué)校周邊的汽車(chē)使用情況，并結(jié)合文獻(xiàn)和網(wǎng)絡(luò)資源，了解汽車(chē)動(dòng)力裝置的發(fā)展歷程，從蒸汽機(jī)到內(nèi)燃機(jī)再到電池供電。同時(shí)，引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注家鄉(xiāng)常州如何適應(yīng)時(shí)代潮流，發(fā)展新能源產(chǎn)業(yè)，并成功躋身GDP萬(wàn)億城市行列。這樣的學(xué)習(xí)經(jīng)歷使他們對(duì)祖國(guó)和家鄉(xiāng)產(chǎn)生強(qiáng)烈的歸屬感和自豪感。

5.2 環(huán)節(jié)二：環(huán)保接力，為車(chē)賦能

任務(wù)二：汽車(chē)動(dòng)力裝置為什么會(huì)變化？

師：從18世紀(jì)到現(xiàn)在，汽車(chē)動(dòng)力裝置經(jīng)歷了三次革命，汽車(chē)的發(fā)展史其實(shí)是汽車(chē)動(dòng)力裝置的演變史。

［任務(wù)內(nèi)容3］討論18世紀(jì)蒸汽機(jī)汽車(chē)的工作原理及遇到的問(wèn)題。

師：通過(guò)你們的調(diào)查研究談?wù)務(wù)羝麢C(jī)汽車(chē)是如何工作的？

生：初期的蒸汽機(jī)為外燃機(jī)，一般以煤炭為燃料，外燃機(jī)中煤炭燃燒的過(guò)程中化學(xué)能轉(zhuǎn)化成了熱能，使得液態(tài)水變成水蒸汽從而推動(dòng)活塞運(yùn)動(dòng)，活塞連接的連桿使飛輪轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái)，完成熱能到機(jī)械能的轉(zhuǎn)化。

師：結(jié)合能源和工作原理分析蒸汽機(jī)在使用過(guò)程中有什么不足？

生：煤炭為燃料有煙塵、SO2、 CO等產(chǎn)生，對(duì)環(huán)境污染比較大，外燃機(jī)的效率也很低下。

［任務(wù)內(nèi)容4］分析19世紀(jì)內(nèi)燃機(jī)汽車(chē)的工作原理及遇到的問(wèn)題。

生：為了避免煙塵和提高效率發(fā)明了內(nèi)燃機(jī)，以汽油、柴油為原料燃燒，將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能，再由內(nèi)部熱氣流推動(dòng)活塞運(yùn)動(dòng)，通過(guò)連桿使飛輪運(yùn)轉(zhuǎn)，完成熱能到機(jī)械能的轉(zhuǎn)化。

師：內(nèi)燃機(jī)使用的汽油、柴油是怎樣生產(chǎn)出來(lái)的？

生：通過(guò)石油分餾能得到汽油、柴油等產(chǎn)品。

［算一算］請(qǐng)同學(xué)們根據(jù)表2進(jìn)行計(jì)算，談?wù)劯邢搿?/p>

生：人類面臨能源危機(jī)，需要尋找替代品，所以出現(xiàn)了乙醇汽油、甲醇、天然氣等。

師：內(nèi)燃機(jī)的變化與蒸汽機(jī)相比，有哪些改善？又有哪些新問(wèn)題？

生：少了煙塵，但是排放的汽車(chē)尾氣中還有二氧化硫及氮的氧化物等。

師：對(duì)汽油車(chē)尾氣不加處理排放會(huì)對(duì)環(huán)境造成什么危害？

生：有助長(zhǎng)酸雨形成的隱患。

師：酸雨會(huì)帶來(lái)哪些危害呢？

［分組討論］（1） 改變河湖水質(zhì)，影響生物繁殖；

（2） 導(dǎo)致土壤酸化，破壞農(nóng)林生長(zhǎng)；

（3） 增強(qiáng)雨水酸性，毀壞建筑橋梁；

（4） 加劇空氣污染，危害人體健康。

［議一議］工業(yè)上有兩種處理二氧化硫的工藝，如圖2、圖3所示。

（1） 分析兩種處理方法分別應(yīng)用了哪些反應(yīng)原理，試著用方程式表示。

（2） 對(duì)比分析兩種處理方法的優(yōu)缺點(diǎn)。

［任務(wù)內(nèi)容5］討論電動(dòng)汽車(chē)迅猛發(fā)展的原因。

師：自從世界第一輛汽車(chē)“本茨·卡爾”誕生后的137年來(lái)，動(dòng)力裝置一直依賴化石燃料。近幾年來(lái)我國(guó)為何大力推廣電動(dòng)汽車(chē)？

［算一算］截止到2023年底我國(guó)汽車(chē)約4.35億輛，如果這些汽車(chē)都燃燒汽油，則平均每輛車(chē)每年約排放2.7噸二氧化碳，計(jì)算一下我國(guó)的汽車(chē)每年會(huì)產(chǎn)生多少億噸二氧化碳？

生：約為11.745億噸二氧化碳。

［議一議］100多年來(lái)全球CO2的濃度變化和地表溫度變化趨勢(shì)如圖4，能得到什么啟示？

生：如果越來(lái)越多的人使用汽油車(chē)，排放尾氣中的二氧化碳又無(wú)法被及時(shí)捕捉，會(huì)導(dǎo)致溫室效應(yīng)的加劇。

師：溫室效應(yīng)對(duì)全球會(huì)有哪些危害呢？

［分組討論］（1） 氣候反常，極端天氣多；

（2） 氣溫上升，土地沙漠化；

（3） 全球變暖，病蟲(chóng)害增加；

（4） 冰川融化，海平面上升。

師：為了更好地應(yīng)對(duì)氣候變化，實(shí)現(xiàn)全球綠色低碳轉(zhuǎn)型，2020年習(xí)近平總書(shū)記向世界承諾實(shí)現(xiàn)“碳達(dá)峰”“碳中和”的目標(biāo)，使人民的生活環(huán)境更美好。中國(guó)十幾年前就開(kāi)始布局電動(dòng)汽車(chē)生產(chǎn)，隨著新材料研發(fā)和電池技術(shù)的成熟，電動(dòng)汽車(chē)在歷史的召喚下隆重登場(chǎng)。2023年9月德國(guó)慕尼黑車(chē)展上，中國(guó)生產(chǎn)的電動(dòng)汽車(chē)震驚了世界。

［視頻4］慕尼黑車(chē)展上中國(guó)品牌的電動(dòng)汽車(chē)周?chē)松饺撕５囊曨l。

師：隨著我國(guó)電動(dòng)汽車(chē)的崛起，世界汽車(chē)的動(dòng)力裝置正悄然發(fā)生質(zhì)的變化。內(nèi)燃機(jī)中燃料的改變還是無(wú)法徹底改變能源危機(jī)與環(huán)境污染問(wèn)題，與汽油車(chē)相比電動(dòng)汽車(chē)有哪些優(yōu)點(diǎn)？

生：電動(dòng)汽車(chē)使用時(shí)沒(méi)有尾氣排放，比較環(huán)保；開(kāi)車(chē)時(shí)聲音很小，噪聲低不擾民；充電行駛價(jià)格比汽油車(chē)便宜很多；從國(guó)家的層面考慮，由于晚上充電更便宜，可以錯(cuò)開(kāi)用電高峰，均衡使用峰谷電等。

師：電動(dòng)汽車(chē)中能量如何轉(zhuǎn)化？

生：將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，再由電能供給電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，完成了電能到機(jī)械能的轉(zhuǎn)化。

［小結(jié)2］填寫(xiě)表3。

師：汽車(chē)動(dòng)力裝置的發(fā)展與使用的能源、環(huán)境都有關(guān)，從煤炭→石油→電池，人類正一步一個(gè)腳印向著美好的未來(lái)不斷探索，而中國(guó)人民正用自己的勤勞與智慧實(shí)現(xiàn)著換道超車(chē)的理想。

設(shè)計(jì)意圖：利用汽油車(chē)的排放和能源數(shù)據(jù)，幫助學(xué)生更深入地理解環(huán)境和能源危機(jī)的嚴(yán)峻性。探討我國(guó)提出的“碳達(dá)峰”“碳中和”目標(biāo)，引導(dǎo)學(xué)生從多學(xué)科視角分析能源與環(huán)境關(guān)系，理解我國(guó)從油汽車(chē)轉(zhuǎn)向電動(dòng)汽車(chē)的宏觀原因，培養(yǎng)學(xué)生從物質(zhì)和能量變化角度分析問(wèn)題的能力。此外，學(xué)生認(rèn)識(shí)到中國(guó)品牌電動(dòng)汽車(chē)在海外的成功，會(huì)增強(qiáng)其社會(huì)責(zé)任感、參與意識(shí)和決策能力，感受到作為一個(gè)大國(guó)公民的驕傲和責(zé)任。

5.3 環(huán)節(jié)三：與時(shí)俱進(jìn)，物盡其用

任務(wù)三：汽車(chē)動(dòng)力裝置未來(lái)將發(fā)生怎樣的變化？

［任務(wù)內(nèi)容6］探討目前電動(dòng)汽車(chē)面臨的挑戰(zhàn)與未來(lái)方向。

師：電動(dòng)汽車(chē)在使用過(guò)程中不直接產(chǎn)生大氣污染物，但電池的電能從何而來(lái)？

生：電能來(lái)自發(fā)電廠。

師：如果發(fā)電仍然使用化石燃料，環(huán)境問(wèn)題能得到根本解決嗎？

生：不能。

師：關(guān)于發(fā)電你有什么好的建議嗎？

生：可以利用風(fēng)能、太陽(yáng)能、潮汐能等清潔能源進(jìn)行發(fā)電。

［拓展視野］光伏發(fā)電、塔式熔鹽光熱發(fā)電。

師：以上新能源使用時(shí)往往受到時(shí)間、空間等因素的影響，不能徹底解決實(shí)際污染問(wèn)題。氫能源到電能的轉(zhuǎn)化成為目前科研人員研究的熱門(mén)課題。

［議一議］氫氣的熱值為143kJ/g，是等質(zhì)量甲烷的2.4倍，汽油的3倍，酒精的3.9倍。請(qǐng)結(jié)合所學(xué)知識(shí)，討論氫能源的優(yōu)點(diǎn)。

生：氫氣燃燒放出的熱量多，水資源不受限制，又綠色無(wú)污染。

師：你能用什么方法獲得氫氣？

生：鋅粒與酸反應(yīng)；電解水。

［實(shí)驗(yàn)］嘗試制作氫氧燃料電池，并讓小車(chē)動(dòng)起來(lái)。

實(shí)驗(yàn)原理：通過(guò)電解水來(lái)獲得氫氣和氧氣，再以電解產(chǎn)生的氧氣和氫氣作為原電池正負(fù)極氣室中的化學(xué)物質(zhì)，將其化學(xué)能轉(zhuǎn)化成電能推動(dòng)小車(chē)前進(jìn)。

（1） 在塑料瓶中配制電解液。

（2） 正負(fù)極裝好碳棒。

（3） 用鱷魚(yú)夾連接碳棒，觀察現(xiàn)象。

（4） 斷開(kāi)電源，連接小電車(chē)，觀察現(xiàn)象。

實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：以氫氣和氧氣作為原料制作的電池讓小車(chē)動(dòng)起來(lái)了。

［任務(wù)內(nèi)容7］探索未來(lái)氫能的主要來(lái)源及儲(chǔ)氫問(wèn)題。

師：目前氫能源為什么還沒(méi)有普及使用？

生：電解水制取氫氣成本高，而且用電還是發(fā)電廠來(lái)的，實(shí)際污染沒(méi)有減少；另外儲(chǔ)氫技術(shù)也不夠成熟。

［議一議］科研人員正致力于太陽(yáng)能光電分解水的研究（流程如圖5）。

師：新能源汽車(chē)不僅是站在環(huán)境和能源的高度上進(jìn)行動(dòng)力方式革新，更是考慮了未來(lái)汽車(chē)的智能化、交互性。目前的充電式電動(dòng)汽車(chē)也還不是終點(diǎn)，氫能源電動(dòng)汽車(chē)已經(jīng)在2008奧運(yùn)會(huì)、2022冬奧會(huì)和2023年亞運(yùn)會(huì)上初顯身手，未來(lái)也將進(jìn)入尋常百姓家。

［視頻5］我國(guó)紅旗汽車(chē)氫能源發(fā)動(dòng)機(jī)面世視頻。

師：現(xiàn)在科研人員正在攻克儲(chǔ)氫材料問(wèn)題，車(chē)用儲(chǔ)存氫材料需要具備什么條件？

生：耐高壓、輕便、經(jīng)濟(jì)、不可燃、穩(wěn)定性好、儲(chǔ)存量大等等。

師：圖6是市場(chǎng)上已有的儲(chǔ)氫缸，其中涉及到的物質(zhì)分別屬于什么材料？

［議一議］材料分類。

師：降低制氫成本，材料上保障儲(chǔ)氫缸安全，“氫”車(chē)熟路必將是未來(lái)的大趨勢(shì)！低碳行動(dòng)的有效實(shí)施，需要政策支持、技術(shù)進(jìn)步和產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新［5］。

［任務(wù)內(nèi)容8］探討報(bào)廢汽車(chē)的資源回收項(xiàng)目。

師：隨著人民生活水平越來(lái)越高，汽車(chē)普及率將會(huì)逐年提升，報(bào)廢的汽車(chē)也將越來(lái)越多。

［視頻6］報(bào)廢汽車(chē)處理視頻。

師：垃圾是放錯(cuò)了位置的資源，了解一輛報(bào)廢的汽車(chē)?yán)锷婕暗牟牧?，討論材料的回收?/p>

［議一議］材料回收。

師：材料是人類生存和發(fā)展的重要保障物資，材料的發(fā)展和應(yīng)用推動(dòng)了人類的進(jìn)步。

［小結(jié)3］材料分類、選擇與回收。

［作業(yè)布置］進(jìn)行調(diào)查研究，為常州市新能源汽車(chē)產(chǎn)業(yè)未來(lái)更好的發(fā)展建言獻(xiàn)策。

［結(jié)語(yǔ)］人類社會(huì)需要充足的能源、豐富的材料、良好的環(huán)境。化學(xué)學(xué)科像汽車(chē)的動(dòng)力裝置那樣推動(dòng)著歷史車(chē)輪滾滾向前；它致力于能源的開(kāi)發(fā)和利用，材料的創(chuàng)新和研發(fā)，環(huán)境污染的預(yù)防和治理，有力地推動(dòng)著人類文明的進(jìn)步！

設(shè)計(jì)意圖：探討電動(dòng)汽車(chē)仍存在的污染問(wèn)題，設(shè)計(jì)氫動(dòng)力小車(chē)，體驗(yàn)?zāi)芰績(jī)?chǔ)存與轉(zhuǎn)化，討論氫能源電動(dòng)車(chē)的挑戰(zhàn)與機(jī)遇。針對(duì)報(bào)廢汽車(chē)提出資源回收項(xiàng)目，有助于學(xué)生學(xué)會(huì)材料選擇、應(yīng)用和回收，以及欣賞化學(xué)在改善人們生活和社會(huì)發(fā)展中的作用，關(guān)注社會(huì)議題，形成參與社會(huì)決策的意識(shí)。培養(yǎng)學(xué)生的可持續(xù)發(fā)展和綠色化學(xué)觀念，增強(qiáng)社會(huì)責(zé)任感，提升育人的價(jià)值。

6 教學(xué)反思

在歷史發(fā)展進(jìn)程中，汽車(chē)動(dòng)力裝置的發(fā)展宛如一部無(wú)聲的史詩(shī)，它不僅是科技進(jìn)步的見(jiàn)證，更體現(xiàn)了人類與自然環(huán)境、能源利用及材料科學(xué)之間持續(xù)不斷的交流與探索。這個(gè)過(guò)程充滿了智慧與挑戰(zhàn)，每一次變革都是社會(huì)問(wèn)題的生動(dòng)詮釋，也是人類對(duì)未來(lái)的期許和追求。本節(jié)課鼓勵(lì)學(xué)生在真實(shí)情境中學(xué)習(xí)問(wèn)題的解決，通過(guò)完成三個(gè)子任務(wù)來(lái)達(dá)成總?cè)蝿?wù)，這樣的任務(wù)化教學(xué)有助于學(xué)生深入研究汽車(chē)動(dòng)力裝置的發(fā)展，進(jìn)一步理解能源、材料與環(huán)境之間的相互影響和制約關(guān)系。因此，任務(wù)化教學(xué)是實(shí)施跨學(xué)科實(shí)踐的一種有效方式。在教學(xué)過(guò)程中的史實(shí)再現(xiàn)和應(yīng)用推演，需要學(xué)生綜合運(yùn)用化學(xué)以及數(shù)學(xué)、物理、工程等學(xué)科知識(shí)來(lái)解釋和解決三大社會(huì)問(wèn)題。因此，學(xué)生不僅能鞏固已有的知識(shí)體系，還能深刻體會(huì)到化學(xué)學(xué)科的社會(huì)價(jià)值，激發(fā)他們創(chuàng)造美好未來(lái)的熱情，從而培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維、科學(xué)態(tài)度與社會(huì)責(zé)任等核心素養(yǎng)［6］。

參考文獻(xiàn)：

［1］宋歌， 王祖浩. 國(guó)際科學(xué)教育中的跨學(xué)科素養(yǎng)： 背景、定位與研究進(jìn)展［J］. 全球教育展望， 2019， 10（48）： 30～35.

［2］田沛瑤， 丘月婷， 柏， 范艷花. STEM視域下初中化學(xué)跨學(xué)科實(shí)踐活動(dòng)的項(xiàng)目化設(shè)計(jì)與實(shí)踐——以“走近污水處理廠”為例［J］. 化學(xué)教學(xué)， 2023， （6）： 40～46.

［3］［6］中華人民共和國(guó)教育部制定. 義務(wù)教育化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）［S］. 北京： 北京師范大學(xué)出版社， 2022.

［4］周鈺萍. 上海市“新中考”政策下跨學(xué)科教學(xué)設(shè)計(jì)研究與實(shí)踐探索［D］. 上海： 上海師范大學(xué)碩士學(xué)位論文， 2022： 9.

［5］王維臻. 學(xué)科課堂上的跨學(xué)科議題“低碳行動(dòng)”——淺議科學(xué)學(xué)科的低碳教育責(zé)任［J］. 化學(xué)教學(xué)， 2023， （1）： 42～46.