海水資源的開(kāi)發(fā)利用

1、“海水資源的開(kāi)發(fā)利用”教學(xué)設(shè)計(jì)為加快青年教師的成長(zhǎng)，學(xué)校每學(xué)期都會(huì)安排青年教師上一次匯報(bào)課，并安排骨干教師聽(tīng)課、評(píng)課。本教案是我講授人教版化學(xué)必修2海水資源的開(kāi)發(fā)利用” 一節(jié)匯報(bào)課的教學(xué)設(shè)計(jì)。這節(jié)課 受到了聽(tīng)課教師的肯定，同時(shí)也存在著許多值得反思的地方。一、教學(xué)設(shè)計(jì)1 教材內(nèi)容分析教材在必修模塊的最后一章安排海水資源的開(kāi)發(fā)利用”，其主要內(nèi)容包括：海水中的水資源和化 學(xué)資源的開(kāi)發(fā)利用。其屮水資源的利用包括海水淡化和海水循環(huán)冷卻，化學(xué)資源的開(kāi)發(fā)利用主要涉及海水屮化學(xué)物質(zhì)的提取和檢驗(yàn)(如NaCI、山和Mg的提取，海帶屮碘元素 的檢驗(yàn))。2教學(xué)目標(biāo)(1) 知識(shí)和技能：了解化學(xué)方法在海水資源開(kāi)發(fā)中的應(yīng)用

2、。(2) 過(guò)程和方法：通過(guò)活動(dòng)探究，了解海洋資源的種類(lèi)及開(kāi)發(fā)利用的現(xiàn)狀，培養(yǎng)學(xué)生分析、解決問(wèn) 題的能力。(3) 情感態(tài)度和價(jià)值觀：通過(guò)對(duì)海水資源開(kāi)發(fā)利用的探討和學(xué)習(xí)，體會(huì)化學(xué)對(duì)于生產(chǎn)、生活的貢 獻(xiàn)，揭示化學(xué)和可持續(xù)發(fā)展的關(guān)系，培養(yǎng)問(wèn)題解決的參與意識(shí)和對(duì)自然的關(guān)注意識(shí)。3教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)海水資源的合理開(kāi)發(fā)和綜合利用。4教學(xué)方法學(xué)生課前搜集資料，學(xué)生在教師指導(dǎo)下通過(guò)圖片、數(shù)據(jù)、實(shí)驗(yàn)進(jìn)行合作、討論、探究式學(xué)習(xí)。5教學(xué)過(guò)程教師活動(dòng)導(dǎo)入：(展示海洋圖片)我們生活在海邊，看到這幾幅圖片，請(qǐng)大家思考海洋里有哪 些資源和能源可被利用？學(xué)生活動(dòng)交流討論：海洋里的水資源非常豐富：不僅有魚(yú)、蝦、蟹、貝、藻等生物資源；

3、海 洋里還有豐富的化學(xué)資源，如鐳、鎂、鉀、澳、碘、氯化鈉等各種礦物質(zhì)；海洋還是各種能源的天然 寶藏，海洋里有天然氣、油田氣，還能利用潮汐能、波浪能、核能來(lái)發(fā)電設(shè)計(jì)思路說(shuō)明連云港市緊鄰大海，學(xué)生對(duì)海洋非常熟悉，通過(guò)圖片這一直觀形式激發(fā)學(xué)生的 學(xué)習(xí)興趣，讓學(xué)生樂(lè)于開(kāi)口交流，營(yíng)造了一個(gè)活躍的課堂氣氛，為后續(xù)的交流討論奠定基礎(chǔ)。教師活動(dòng)引入課題：海洋能給我們提供各種寶貴的財(cái)富，這節(jié)課我們將從水資源和化學(xué)資源的角度了解海水資源的開(kāi)發(fā)利用。請(qǐng)同學(xué)們談?wù)勀壳暗Y源的開(kāi)發(fā)利用現(xiàn)狀。過(guò)渡：我們面對(duì)著茫茫大海，卻又面臨缺水現(xiàn)狀，如何解決這一問(wèn)題？學(xué)生活動(dòng)展示事先搜集的數(shù)據(jù)：雖然地球表面71%被水覆蓋，但有97.

4、 2%是海水，在僅有的28%的淡水屮，又有69%是人類(lèi)難以利用的兩極冰蓋，這樣算來(lái)人類(lèi)可用淡水只占全球水總 量的0. 77%o但是我們不能望洋興嘆，要向海洋要淡水。設(shè)計(jì)思路說(shuō)明在課前，教師布置學(xué)生查閱淡水資源的現(xiàn)狀，一方面鍛煉了學(xué)生獲取信息的能力，另一方面也能讓學(xué)生通過(guò)具體的數(shù)據(jù)體會(huì)淡水資源的緊缺現(xiàn)狀和海水淡化的重要意義。教師活動(dòng)介紹：海水淡化的方法很多，其中歷史最悠久的、技術(shù)最成熟的莫過(guò)于蒸餡 法了。展示：蒸憎海水的裝置。引導(dǎo)回憶：請(qǐng)同學(xué)們根據(jù)這個(gè)蒸憎裝置描述蒸憎原理，并思考蒸鐳實(shí)驗(yàn)操作中有哪些注意事項(xiàng)。學(xué)生活動(dòng)傾聽(tīng)、交流、回答：由于水和鹽的沸點(diǎn)不同，加熱時(shí)水先氣化轉(zhuǎn)變?yōu)樗魵?，?jīng)冷凝管冷凝

5、后在錐形瓶屮得到淡水；在蒸憎的時(shí)候，應(yīng)該注意以下幾點(diǎn)：冷凝水的流向，防暴沸， 溫度計(jì)水銀球的位置等等。設(shè)計(jì)思路說(shuō)明通過(guò)海水蒸憎法淡化這一實(shí)例，回顧、復(fù)習(xí)了已有知識(shí)一一蒸憎的原理和操作。教師活動(dòng)過(guò)渡：蒸憎法是海水淡化的最成熟的方法，其原理簡(jiǎn)單，操作方便，但這種方法需 要加熱，耗能較大?，F(xiàn)在其他一些比較先進(jìn)的海水淡化方法也逐漸得到應(yīng)用并不斷完善。學(xué)生活動(dòng)觀看太陽(yáng)能蒸發(fā)法、電滲析法和離子交換法的示意圖片，交流。設(shè)計(jì)思路說(shuō)明體會(huì)工業(yè)生產(chǎn)和實(shí)驗(yàn)室操作的差別，體會(huì)新方法、新技術(shù)對(duì)生產(chǎn)和生活 的貢獻(xiàn)。展示資料卡片海水淡化的其他方法簡(jiǎn)介太陽(yáng)能蒸發(fā)法：利用太陽(yáng)能使水蒸發(fā)為水蒸氣，冷卻后得到淡水。電滲析法：用薄膜

6、淡化海水的新技術(shù)，它使用的是一種離子交換膜，陰陽(yáng)離子交換膜交替排列在 電滲析法設(shè)備的兩個(gè)電極板之間，組成了相互獨(dú)立的隔室，通電后海水中的陰陽(yáng)離子在電場(chǎng)的作用 下滲出膜外，海水得以淡化。離子交換法：離子交換樹(shù)脂能吸附溶液中的離子，使咸水變?yōu)榈灰浑x子交換樹(shù)脂中帶有很多H*、0H,利用離子交換樹(shù)脂，海水屮的倂弼咬換，C1和0H等 交換，使得海水得以淡化。教師活動(dòng)過(guò)渡：海水資源的另一個(gè)應(yīng)用是用海水作為工業(yè)冷卻用水。據(jù)統(tǒng)計(jì)，工業(yè)用水中約 60%是用作冷卻水。學(xué)生活動(dòng)討論、交流：我們還可以用海水來(lái)沖廁；之所以在連云港建核電站（田灣核電 站），一個(gè)重要原因就是連云港這里豐富的海水資源可以作為核電站的冷卻

7、用水。設(shè)計(jì)思路說(shuō)明通過(guò)教師的引導(dǎo)，學(xué)生討論海水資源的應(yīng)用：從海水沖廁到本市的核電站用水，大家熱情高漲，頭腦風(fēng)暴”愈演愈烈。教師活動(dòng)轉(zhuǎn)入化學(xué)資源的開(kāi)發(fā)：海水屮含有豐富的化學(xué)資源，如果將這些資源提取出來(lái)，那 將帶來(lái)巨大的效益。假如你就是鹽場(chǎng)的技術(shù)人員，你將如何提取海水屮的NaCI ?學(xué)生活動(dòng)議論：可以海水曬鹽。設(shè)計(jì)思路說(shuō)明通過(guò)一個(gè)假設(shè)性的問(wèn)題 假如你是鹽場(chǎng)技術(shù)人員”，將實(shí)際問(wèn)題引到學(xué)生 的身邊，激發(fā)學(xué)生的參與意識(shí)和問(wèn)題解決的積極性。教師活動(dòng)引導(dǎo)：海水曬鹽能得到純凈的食鹽嗎？粗鹽中含有哪些雜質(zhì)離子？如何對(duì)粗鹽進(jìn)一 步提純？學(xué)生活動(dòng)加入NaOH、為環(huán)和魁8來(lái)除去粗鹽中的耐、旳：和*,除雜試劑應(yīng)過(guò)量，且

8、試劑加 入的順序有要求。教師活動(dòng)引導(dǎo)歸納：你能畫(huà)出從海水屮提取NaCI的流程圖嗎？學(xué)生活動(dòng)學(xué)生：繪制提取NaCI的流程圖（見(jiàn)附圖）。itM附圖從海水屮提取NaCI的流程圖設(shè)計(jì)思路說(shuō)明粗鹽提純是學(xué)生已掌握的知識(shí)，這里復(fù)習(xí)了相關(guān)知識(shí)，并要求學(xué)生畫(huà)出提取NaCI的流程圖，不但更加明晰了實(shí)際操作流程，而且為接下來(lái)海水苦鹵中其他離子的提取做了 鋪墊。教師活動(dòng)進(jìn)一步引導(dǎo)：提純得到的食鹽有什么作用？如何利用食鹽來(lái)提高經(jīng)濟(jì)效益？可以用 食鹽來(lái)發(fā)展哪些產(chǎn)業(yè)？學(xué)生活動(dòng)制取單質(zhì)鈉；發(fā)展純堿工業(yè)(侯德榜聯(lián)合制堿法)；發(fā)展氯堿工業(yè)。設(shè)計(jì)思路說(shuō)明培養(yǎng)連續(xù)利用的思想、物盡其用的思想和持續(xù)發(fā)展的思想。教師活動(dòng)如何從鹽鹵里提取

9、鎂？展示：工業(yè)上海水提鎂的流程圖。石灰乳HC1比血干燥海水一 Mg (OH): MgCl.溶液一八MgCh Sug教師活動(dòng)引發(fā)討論：(1) 海水提鎂要用到貝殼，貝殼的作用是什么？(2) 這個(gè)生產(chǎn)流程采用了哪些措施來(lái)提高經(jīng)濟(jì)效益？你獲得了哪些啟示？學(xué)生活動(dòng)寫(xiě)出貝殼的主要成分及發(fā)生的反應(yīng)方程式，談自己所獲得的啟示。設(shè)計(jì)思路說(shuō)明就地取材，海邊豐富的貝殼可以用來(lái)制石灰乳，這是學(xué)生第一次涉及實(shí)際生產(chǎn) 過(guò)程中的效益問(wèn)題，以后學(xué)生還將在硫酸工業(yè)、合成氨工業(yè)中涉及這樣的問(wèn)題，這里學(xué)生初步體會(huì)到要想提高生產(chǎn)效益，需要精心設(shè)計(jì)生產(chǎn)流程，并考慮各方面的因素。教師活動(dòng)除了鎂之外，苦鹵中的Bt和I能否也被提取出來(lái)呢？學(xué)

10、生活動(dòng)閱讀課本的資料卡片一一海水提漠，寫(xiě)出該過(guò)程中涉及的化學(xué)反應(yīng)方程式。 通過(guò)資料卡片了解碘的相關(guān)知識(shí)。教師活動(dòng)展示資料卡片：海水屮碘的含量為0.0006mg/L ;海水屮碘元素的存在形式主要為 1 ,富集在海帶中；碘是人體必需的微量元素，與人體智力發(fā)育密切相關(guān)，缺碘易導(dǎo)致智力低下和甲狀腺腫大。設(shè) 計(jì)思路說(shuō)明通過(guò)教材上的資料卡片和教師展示的資料卡片，了解有關(guān)背景。教師活動(dòng)教師演示實(shí)驗(yàn)：(1) 剪碎海帶，用酒精潤(rùn)濕，放入圮埸中；(2) 灼燒海帶至完全生成灰，停止加熱，冷卻；(3) 將海帶灰轉(zhuǎn)移到小燒杯屮，加蒸惘水煮沸、攪拌、過(guò)濾；在濾液屮加也和稀打曲，然后加幾滴淀粉溶液，發(fā)現(xiàn)燒杯中溶液變藍(lán)，證明

11、海帶中含有碘元 素：2汨 H302 +八二 1,+2出0 + 2（說(shuō)明：由于將海帶燒成灰狀所需時(shí)間較長(zhǎng)，用酒精燈將一圮竭干海帶灼燒成灰狀大約需要30min,因此我上課時(shí)用事先燒好的海帶灰進(jìn)行實(shí)驗(yàn)）。教師活動(dòng)討論實(shí)驗(yàn)中的有關(guān)操作： 海帶為什么不能用水沖洗？ 海帶剪碎后，為什么要用酒精潤(rùn)濕？ 為什么用八氧化:/I,而不用其他的氧化劑？學(xué)生熱烈討論學(xué)生1:海帶中的I會(huì)溶解在水中，造成損失。學(xué)生2 :如果用水洗的話(huà)，海帶不容易燃燒。學(xué)生3 :堆埸外面用酒精燈加熱，當(dāng)溫度升高到一定程度時(shí)，圮竭內(nèi)的酒精也將燃燒，這樣內(nèi)外夾 擊”,圮竭里的海帶更易被燒成灰。學(xué)生4:是綠色氧化劑，氧化后不會(huì)產(chǎn)生雜質(zhì)。學(xué)生5:

12、 I, 不會(huì)再把氧化成+1價(jià)的碘的化合物。學(xué)生6為無(wú)色的氧化劑，滴加淀粉溶液后容易觀察到藍(lán)色；如果用酸性高猛酸鉀作 氧化劑，由于高 鐳酸鉀為紫色，加淀粉溶液后不易觀察顏色。設(shè)計(jì)思路說(shuō)明這里對(duì)海帶中碘元素的檢驗(yàn)又掀起了課堂教學(xué)的一個(gè)高潮，一是學(xué)生親眼見(jiàn)到了淀粉溶液遇到海帶灰的溶液變藍(lán)，感受到生活中處處有化學(xué)；二是對(duì)實(shí)驗(yàn)操作的有關(guān)討論 充分發(fā)揮想象能力和推理能力，學(xué)生的推斷有理有據(jù)。教師活動(dòng)結(jié)合教材海水綜合利用聯(lián)合工業(yè)體系一例”流程圖，總結(jié)本節(jié)課教學(xué)內(nèi)容。二、磨課過(guò)程及教后反思在本節(jié)課上，學(xué)生在教師的指導(dǎo)下進(jìn)行交流學(xué)習(xí)，在思考和交流的過(guò)程中，他們有機(jī)會(huì)表達(dá)自己的觀點(diǎn)，相互質(zhì)疑、相互欣賞、相互合作、

13、相互分享，有智慧的碰撞，也有思想的共鳴，培養(yǎng) 了開(kāi)放思維和參與意識(shí)。在備課過(guò)程及課后，我在以下幾個(gè)方面進(jìn)行了思索：1既要凸顯STS理念，又要避免教學(xué)內(nèi)容的科普化海水是學(xué)生非常熟悉的生活情景，對(duì)于這樣一個(gè)涉及STS教育甚至類(lèi)似科普材料的內(nèi)容， 學(xué)生有著濃厚的興趣。但顯然高中學(xué)生不僅僅只把教材當(dāng)作科普材料來(lái)讀，高中生的學(xué)習(xí)也不僅僅只停留在興趣這一層面，而應(yīng)將興趣轉(zhuǎn)化為學(xué)習(xí)的持續(xù)動(dòng)力，要能用化學(xué)的觀點(diǎn)來(lái)解決一些問(wèn)題。如何才能避免教學(xué)過(guò)程的科普化呢？我在教學(xué)屮采用了兩個(gè)方法：第一就是深入探討真實(shí)的生活問(wèn)題。比如 海水曬鹽”這一內(nèi)容，對(duì)于小學(xué)生和初中生的教學(xué)要求比較低，能知道可 以采用 日曬蒸發(fā)的方法就可以了，而在高中階段就得提高要求，深入挖掘海水曬鹽中的化學(xué)原理，比如得到的粗鹽屮含有哪些雜質(zhì)離子，粗鹽的除雜方法等等。對(duì)生活問(wèn)題的深入探討將使學(xué)生的思維能力上升到一個(gè)更高的層次。第二就是采用任務(wù)驅(qū)動(dòng)