人教版必修二化學(xué)與可持續(xù)發(fā)展自然資源的開發(fā)利用市賽一等獎(jiǎng)

《海水資源的開發(fā)和利用》（第2課時(shí)）教學(xué)設(shè)計(jì)一、指導(dǎo)思想與理論依據(jù)資源是人類社會(huì)生存和發(fā)展的必備條件之一，合理開發(fā)利用資源迫在眉睫。習(xí)總書記提出“既要金山銀山也要綠水青山”，強(qiáng)調(diào)生態(tài)文明理念，實(shí)現(xiàn)人與自然和諧發(fā)展。新的高中化學(xué)課程倡導(dǎo)從學(xué)生和社會(huì)發(fā)展的需要出發(fā)，使獲得化學(xué)知識(shí)和技能的過程也成為理解化學(xué)、進(jìn)行科學(xué)探究、聯(lián)系社會(huì)生活實(shí)際和形成科學(xué)價(jià)值觀的過程。深刻地認(rèn)識(shí)科學(xué)、技術(shù)和社會(huì)之間的相互關(guān)系，逐步樹立可持續(xù)發(fā)展的思想。二、教學(xué)分析1．課標(biāo)及教材相關(guān)內(nèi)容分析本單元是高中化學(xué)人教版必修2第四章《化學(xué)與自然資源的開發(fā)利用》第一節(jié)“開發(fā)利用金屬礦物和海水資源”共2課時(shí)的內(nèi)容。本單元位于必修模塊的結(jié)尾章節(jié)，不僅是可以引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識(shí)和感受化學(xué)知識(shí)在開發(fā)利用自然資源的重要作用，化學(xué)研究和應(yīng)用在科技進(jìn)步中的價(jià)值，而且可以將蒸餾、蒸發(fā)、過濾、萃取等實(shí)驗(yàn)方法應(yīng)用于海水資源的開發(fā)中，在做中學(xué)，增強(qiáng)感性認(rèn)識(shí)，感受實(shí)驗(yàn)方法的實(shí)際用途。學(xué)習(xí)本節(jié)內(nèi)容一方面從學(xué)科角度，有利于學(xué)生以了解認(rèn)識(shí)海水資源開發(fā)利用為載體，將之前所學(xué)知識(shí)復(fù)習(xí)、梳理、歸納和拓展。另一方面從科學(xué)、技術(shù)和社會(huì)相互作用背景的角度，有利于學(xué)生加深體會(huì)應(yīng)用化學(xué)知識(shí)可開發(fā)金屬礦物和海水資源，為人類生存和社會(huì)發(fā)展提供必要的物質(zhì)和能源基礎(chǔ)，同時(shí)學(xué)會(huì)辯證地看待人類和自然協(xié)調(diào)發(fā)展中可能會(huì)遇到的問題，走可持續(xù)發(fā)展道路，樹立資源保護(hù)意識(shí)及合理開發(fā)意識(shí)。2．學(xué)生分析知識(shí)方面：學(xué)生具備、必修模塊所涉及的元素化合物知識(shí)、離子反應(yīng)、氧化還原反應(yīng)及元素周期律知識(shí)，知道物質(zhì)分離的實(shí)驗(yàn)方法。部分學(xué)生對(duì)于“為什么學(xué)習(xí)化學(xué)”很茫然，并不了解化學(xué)在社會(huì)進(jìn)步中所起的作用，對(duì)于環(huán)境污染等問題往往認(rèn)為是“化學(xué)惹的禍”，可以通過本節(jié)課使學(xué)生樹立正確的人與自然觀。能力方面：由于是普通班的學(xué)生，學(xué)生的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力較差，在海帶提碘中氧化劑的選擇上，可能會(huì)忽略對(duì)檢驗(yàn)現(xiàn)象的干擾和生成產(chǎn)物是否污染等問題，另外對(duì)一些具體操作的目的存在不理解。學(xué)生在進(jìn)行過濾、萃取具體操作時(shí)操作技能較弱。心理方面：高中生處于青春期，思維活躍，好奇心重、接受新信息的能力強(qiáng)，但注意力易分散。三、教學(xué)目標(biāo)與評(píng)價(jià)目標(biāo)教學(xué)目標(biāo)：1.了解海水淡化常用的方法；2.通過教師分析從海水中提溴的工藝流程的示范，能設(shè)計(jì)從海帶中提取碘的工藝流程，并能正確寫出有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程；3.通過從海水中提取物質(zhì)的流程分析過程中，進(jìn)一步復(fù)習(xí)了氧化還原反應(yīng)、離子反應(yīng)、鹵素單質(zhì)間的置換等知識(shí)。德育目標(biāo)：1.學(xué)會(huì)運(yùn)用觀察、實(shí)驗(yàn)、查閱資料等多種手段獲取信息，并運(yùn)用比較法認(rèn)識(shí)蒸餾、蒸發(fā)、過濾、萃取。發(fā)展學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣，樂于探究，感受化學(xué)的奇妙與和諧。2.樹立安全意識(shí)和環(huán)保意識(shí)，在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與實(shí)施過程中考慮安全與環(huán)保，注意尾氣處理與廢棄物的回收處理等。3.關(guān)注化學(xué)與社會(huì)、環(huán)境、個(gè)人生活實(shí)際以及其他學(xué)科和技術(shù)的廣泛聯(lián)系、相互作用和影響，體會(huì)“物質(zhì)是聯(lián)系的”觀念，形成關(guān)心自然、關(guān)心社會(huì)、愛護(hù)環(huán)境、珍惜資源、合理使用化學(xué)物質(zhì)的觀念，對(duì)與化學(xué)有關(guān)的能源環(huán)境等熱點(diǎn)問題做出正確的價(jià)值判斷。4.能分析能源的利用對(duì)自然環(huán)境和社會(huì)發(fā)展的影響，逐步形成可持續(xù)發(fā)展的思想。認(rèn)識(shí)化學(xué)與人類生活的密切關(guān)系，學(xué)習(xí)用化學(xué)科學(xué)觀念、化學(xué)科學(xué)知識(shí)和化學(xué)科學(xué)方法來觀察、認(rèn)識(shí)自然與社會(huì)，用科學(xué)、技術(shù)、社會(huì)相聯(lián)系的觀點(diǎn)認(rèn)識(shí)材料、能源、健康、環(huán)境與化學(xué)的關(guān)系。評(píng)價(jià)目標(biāo)：1.通過教師詳細(xì)講解海水提溴的工業(yè)流程，將生產(chǎn)設(shè)備流程示意圖轉(zhuǎn)化成“框圖轉(zhuǎn)化式”的工藝流程圖，引導(dǎo)學(xué)生初步形成分析文字型工藝流程圖的能力。2.初步學(xué)會(huì)從氧化還原的角度實(shí)現(xiàn)物質(zhì)的轉(zhuǎn)化，利用已知知識(shí)合理選擇氧化劑。3.初步學(xué)會(huì)將繪制海水提溴的工藝流程圖的技能遷移到海帶提碘的工藝流程圖的繪制過程中。4.引導(dǎo)學(xué)生在解決實(shí)際生產(chǎn)問題的過程中，學(xué)會(huì)應(yīng)用氧化還原觀和物質(zhì)轉(zhuǎn)化觀來分析問題，解決問題，從而達(dá)到學(xué)以致用的學(xué)習(xí)目的。以及在實(shí)際生產(chǎn)中要合理設(shè)計(jì)生產(chǎn)工藝，綠色發(fā)展和開發(fā)資源。四、教學(xué)重、難點(diǎn)教學(xué)重點(diǎn)：提取物質(zhì)的一般思路教學(xué)難點(diǎn)：從海帶中提取碘的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)教學(xué)的重點(diǎn)應(yīng)是幫助學(xué)生初步掌握物質(zhì)提取的一般思路方法。初步認(rèn)識(shí)化學(xué)工業(yè)工藝流程圖的設(shè)計(jì)思路。先通過海水提溴的工業(yè)裝置流程示意圖，帶著學(xué)生畫流程圖，然后再讓學(xué)生自己設(shè)計(jì)海帶提碘的工藝流程圖。這樣先幫學(xué)生建立一個(gè)思維模型，然后引導(dǎo)學(xué)生按著這個(gè)思維模型來解決實(shí)際問題，這樣學(xué)生就能體驗(yàn)到成功的喜悅，激發(fā)和推動(dòng)了學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的積極性。五、教學(xué)過程教學(xué)環(huán)節(jié)教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)設(shè)計(jì)意圖環(huán)節(jié)一：引入新課【講述】海洋約占地球表面積的71%，具有十分巨大的開發(fā)潛力。【問題】海洋中都有什么資源？【過度】本節(jié)課咱們重點(diǎn)研究海水資源?！景鍟慷?、海水資源的開發(fā)利用傾聽、思考與海洋相關(guān)的信息思考，回答：海洋中有海水、各種生物等等指出海洋廣袤，引發(fā)學(xué)生探索海洋的欲望。從資源的角度認(rèn)識(shí)海洋，利于引出海水的綜合開發(fā)利用。環(huán)節(jié)二：海水資源的應(yīng)用【活動(dòng)一】海水資源中水資源的開發(fā)利用【展示】資料卡片：海水中水的儲(chǔ)量約為×109億噸。約占地球總水量97%，陸地上只分布了3%的是淡水（其中又有69%是人類難以利用的兩極冰蓋，這樣算來人類可用淡水只占全球水總量的%）思考與交流1：如何利用海水中的水資源呢？【板書】1.海水直接利用2.海水淡化回憶以往對(duì)海水的了解、同桌討論、個(gè)別學(xué)生回答傾聽、思考思考記錄筆記引發(fā)學(xué)生的思考，用已有經(jīng)驗(yàn)解決問題。用事實(shí)告訴學(xué)生日常生活中缺乏淡水。引出海水的直接利用和淡化。環(huán)節(jié)三：海水提溴的工業(yè)流程【展示】鹽場曬鹽圖片和新聞片段【板書】3.海水制鹽相關(guān)資料：海水中元素的含量；對(duì)比溴元素在海水和苦鹵中的濃度；地球上99%以上的溴蘊(yùn)藏在大海中,因此溴又被稱為“海洋元素”?！净顒?dòng)二】苦鹵的開發(fā)利用【板書】4.海水提溴【展示】從苦鹵中提出的溴元素制成的藥品和用品思考與交流2：①海水中的溴元素以什么形態(tài)存在的？②Br-如何轉(zhuǎn)化成溴單質(zhì)？化合價(jià)升高，被氧化化合價(jià)升高，被氧化加氧化劑-1加氧化劑-10原理：Br－Br2【問題】從工業(yè)生產(chǎn)的角度看，選擇哪種氧化劑合適？資料卡片：藥品價(jià)格（萬元/噸）Cl2KMnO4H2O2【展示】海水提溴工廠的工藝設(shè)備示意流程圖【講解】分析空氣吹出法的生產(chǎn)過程【問題】大家分析一下，整個(gè)過程發(fā)生了幾個(gè)化學(xué)反應(yīng)？試著寫出反應(yīng)的離子方程式。Cl2+2Br-=2Cl-+Br2Br2+SO2+2H2O=2Br-+SO42-+4H+師生共同完成海水提溴的工藝流程圖。觀察、傾聽思考學(xué)過的相關(guān)的元素化合物知識(shí)從經(jīng)濟(jì)因素考慮，選擇Cl2觀察、傾聽在筆記本上練習(xí)書寫離子方程式開始畫流程圖從實(shí)際數(shù)據(jù)出發(fā)，來認(rèn)識(shí)海水中的化學(xué)資源，引出海水提溴。引導(dǎo)學(xué)生用氧化還原的原理來解決問題，實(shí)現(xiàn)物質(zhì)的轉(zhuǎn)化。引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會(huì)從經(jīng)濟(jì)角度分析化工生產(chǎn)。給學(xué)生展示實(shí)際生產(chǎn)工藝，通過分析整個(gè)工藝流程，初步建立物質(zhì)提取的一般思路。同時(shí)注意生產(chǎn)工藝的綠色環(huán)保問題。練習(xí)離子方程式的書寫，從微觀角度認(rèn)識(shí)物質(zhì)之間的轉(zhuǎn)化。環(huán)節(jié)四：海帶提碘的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)【活動(dòng)三】海水中的微量元素的提取資料卡片：碘在海水中的濃度僅有L，提取不易。某些藻類可以從周圍海水中富集碘，如海帶中含有高達(dá)%的碘，約比海水中的碘濃度提高了10萬倍！以海帶為原料間接從海水中提碘較普遍?！景鍟?.海帶提碘【展示】含碘元素的產(chǎn)品資料卡片：干海帶中碘的存在形式為含碘的有機(jī)物海帶灼燒后的灰燼中碘元素以I-形式存在思考與交流3：如何從海帶中提取碘單質(zhì)？①海帶中的碘元素如何轉(zhuǎn)移到溶液中？②使I-轉(zhuǎn)化為I2，采用什么方法？③常見氧化劑有Cl2、KMnO4、H2O2，選哪種試劑好？為什么？④請(qǐng)根據(jù)你學(xué)過的知識(shí)思考，檢驗(yàn)碘元素的方法有哪些?⑤如何從水溶液中分離出碘單質(zhì)？根據(jù)上述問題，請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)從海帶中提取碘元素的流程圖?！菊故尽繉W(xué)生的設(shè)計(jì)成果并評(píng)價(jià)教師總結(jié)工藝流程圖，講解實(shí)驗(yàn)操作步驟思考閱讀，了解從海帶中提碘的原因思考、同桌之間交流、學(xué)生個(gè)別回答開始設(shè)計(jì)、同桌交流學(xué)生講述自己的設(shè)計(jì)思路，教師加以指導(dǎo)。傾聽，然后完成分組實(shí)驗(yàn)，完成海帶提碘的實(shí)驗(yàn)認(rèn)識(shí)生活中的含碘產(chǎn)品，激發(fā)學(xué)生資源開發(fā)的欲望。培養(yǎng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的能力，將所學(xué)知識(shí)（氧化還原反應(yīng)的原理）應(yīng)用于具體化學(xué)實(shí)驗(yàn)嘗試。應(yīng)用海水提溴的思維模型來完成新任務(wù)。進(jìn)一步鞏固物質(zhì)提取的一般思路。把學(xué)生的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)付諸實(shí)施，檢驗(yàn)成果，讓學(xué)生體驗(yàn)到科學(xué)實(shí)驗(yàn)的樂趣和化學(xué)的魅力環(huán)節(jié)五：課堂小結(jié)歸納總結(jié)：在開發(fā)海水中水資源及化學(xué)資源過程中用到的化學(xué)反應(yīng)原理與實(shí)驗(yàn)方法。1.利用分離提純的實(shí)驗(yàn)操作直接提取分離提純化學(xué)反應(yīng)2.富集物質(zhì)的轉(zhuǎn)化分離提純化學(xué)反應(yīng)提取物質(zhì)傾聽、回憶本節(jié)課所學(xué)內(nèi)容總結(jié)提升本節(jié)課學(xué)到的化學(xué)方法環(huán)節(jié)六：海水綜合利用及自然資源的開源和節(jié)流傾聽思考拓展視野，認(rèn)識(shí)學(xué)好化學(xué)對(duì)人類貢獻(xiàn)的重要性。學(xué)會(huì)人與自然和諧發(fā)展。體會(huì)提煉海水中化學(xué)資源的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。直接利用直接利用六、板書設(shè)計(jì)淡水水資源淡水水資源提NaCl提NaCl海水淡化海水空間資源資源海水空間資源資源提鎂濃海水提鎂濃海水化學(xué)資源化學(xué)資源提溴苦鹵（書寫工藝流程圖）提溴苦鹵礦產(chǎn)資源提碘礦產(chǎn)資源提碘能量資源海洋能量資源生物資源海帶提碘（書寫工藝流程圖）生物資源海