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第九單元第3節(jié)《化學與農業(yè)生產》 一、設計簡介： 本節(jié)課的主題：是以拓展學生的視野、提高學生的科學素養(yǎng)為主的拓展型課程。聯(lián)系生產生活實際和科技發(fā)展，通過調查、實驗、辯論、交流等多種方式讓學生學會鑒別常見的化肥，體驗化肥和農藥對農作物有利的一面和對環(huán)境不利的一面，真正地關心農業(yè)和環(huán)境。 關鍵信息： 1.依據《化學課程標準》，遵循新教材設計的理念，對本節(jié)教材進行大膽的處理，添加內容，充分挖掘教材蘊藏的教育功能。 2.學生已經學會了Cl-、SO42-、CO32-等常見離子的檢驗，本節(jié)課通過鑒別氮肥和探究氮肥的“跑肥”現(xiàn)象增加NH4+的檢驗。讓學生獲得探究物質及其變化的親身體驗，享受到探究物質的樂趣，體會到研究身邊的化學物質對提高人類的生活質量、促進社會發(fā)展的重要意義。 3.本節(jié)課與生物學聯(lián)系緊密，氮、磷、鉀對植物生長的作用以及缺乏這些元素時植物的生長缺陷都是生物課上學過的內容。本節(jié)課在綜合化學和生物知識的基礎上再從化學視角使學生形成新的認識。 4.本節(jié)課知識不光有助于學生解決實際問題，還有利于學生掌握科學探究的基本過程和方法，發(fā)展科學探究的能力，更有助于學生全面認識化肥的性質及其對人類和社會的影響，既看到它對人類社會發(fā)展的重要作用，也看到處理、使用不當時會給人類社會帶來一系列的危害。 二、學習者分析： 1.學習者的年齡特點和認知特點分析： 九年級學生處在形象思維向抽象思維過渡的階段，能理解矛盾的對立統(tǒng)一的辯證關系，喜歡對科學信息作批判思考、質疑或評價。對事物充滿好奇心，探究欲強，并且有熱情，對社會有高度責任感，他們會對工業(yè)、農業(yè)、環(huán)境問題表現(xiàn)出濃厚的興趣，喜歡與人辯論。本節(jié)課以教材為載體的內容恰好符合并順應了這些特點。 2.學習者的起點能力分析： ⑴在七年級生物課上學過植物生長需要的營養(yǎng)等知識，對肥料有大致的了解； ⑵經過大半年的化學學習，了解科學探究的基本過程和方法，能通過討論或教師指導提出問題，設計探究方案。 ⑶會使用常見計算機程序編制課件、文稿，具備一定的計算機應用能力。 3.學習者“生活概念”的分析： 大多數學生認為：既然化肥能提供植物生長所需的營養(yǎng)元素，就應該在農業(yè)生產中多施用化肥。少數學生隱約感到似乎不應該無節(jié)制地施用化肥，但也說不出原因。對農藥的想法也是一樣。大多數學生的生活概念是錯誤的，為了幫助學生澄清頭腦中的錯誤概念，建立起科學的概念，本課題設計讓學生利用多種媒體查閱資料，通過辯論的形式實現(xiàn)頭腦中的“概念轉變”。 三、教學/學習目標及其對應的課程標準： 1.了解化學元素對植物生長的重要性及常見化肥的種類和作用； 2.能鑒別幾種常見的化肥； 3.知道波爾多液的配置方法，了解其他一些常用農藥的名稱與性能； 4.認識合理施用化肥、農藥對保護環(huán)境的重要意義； 5.初步學會運用觀察、實驗等方法獲取信息，能用文字、圖表和化學語言表述信息，初步學會運用比較、分類、歸納、概括等方法對獲取的信息進行加工。 6.感受并贊賞化學對改善個人生活和促進社會發(fā)展的積極作用，關注與化學有關的社會問題，逐步樹立珍惜資源、愛護環(huán)境、合理使用化學物質的觀念。 四、教育理念和教學方式： 1.讓每一個學生以輕松愉快的心情去認識與人類息息相關的化學，積極探究化學變化的奧秘，主動地體驗探究過程，在知識的形成、聯(lián)系、應用過程中養(yǎng)成科學的態(tài)度，獲得科學的方法，在“做科學”的探究過程中逐步形成終身學習的意識和能力。了解化學對人類文明發(fā)展的巨大貢獻，認識化學在實現(xiàn)人與自然和諧相處、促進人類和社會可持續(xù)發(fā)展中的地位和作用，相信化學為實現(xiàn)人類更美好的的未來將繼續(xù)發(fā)揮它的重大作用。 2.以提高學生的科學素養(yǎng)為主旨，以學習者為中心，學生是課堂的主角、學習的主體。重視培養(yǎng)學生的主體性，使他們成為有進取意識和創(chuàng)造精神的社會主體。 3.以解決實際問題為形式，依托以化學學科為主的學科知識，適當拓展，通過學生活動，在了解事實真相的過程中，教給學生方法，培養(yǎng)學生能力。 4.采用“創(chuàng)設情境——問題探究”教學模式。教學程序為：創(chuàng)設情境——提出問題——引發(fā)思考——積極探究——感受、體會，調動學生興趣，在過程中滲透科學素養(yǎng)教育。 5.教學評價： （1） 評價原則：發(fā)展性、開放性、激勵性、民主性。 （2） 評價方式：自我評價、小組評價、教師評價。 （3） 評價方法：活動行為表現(xiàn)評價。 （4） 評價工具：科學探究活動任務。 （5） 評價內容：發(fā)現(xiàn)和提出問題的意識、主動參與的意識、獲取和加工信息的能力、探究過程的體驗、探究方法的了解、探究情況的交流、團結合作的表現(xiàn)、反思評價的能力。 （6） 評價實施：課堂觀察、課后訪談，學生按照評價內容回答問題，完成自我評價和小組評價，教師記錄學生活動表現(xiàn)情況，給出評語。 五、教學媒體和教學技術選用： 本課題教學選用化學儀器和藥品共12組（4人一組），四株培養(yǎng)植物，還有多媒體輔助教學。實驗儀器和藥品保障鑒別常見化肥的實驗探究順利進行，以及農藥波爾多液的配制，四株培養(yǎng)植物幫助學生回顧生物課學過的氮、磷、鉀對植物生長的影響，多媒體方便學生展示化肥與農家肥比較的調查結果。 六、教學和活動過程： （一）教學準備階段： 1.提前一周將四棵差不多健壯的幼苗分別放在缺氮、缺磷、缺鉀、正常四種培養(yǎng)液中，觀察氮、磷、鉀對植物生長的影響。 2.提前兩周到附近農村采訪農民伯伯，咨詢使用肥料的經驗及原因，比較化學肥料與農家肥料有何異同。將調查報告整理成計算機圖表和文稿。 3.收集化肥、農藥的發(fā)展概況，整理成計算機文稿。 4.查閱有關化肥、農藥的資料，準備以“使用化肥、農藥利多還是弊多”為題進行辯論。 （二）整個教學過程敘述： 教學過程分為四個板塊：一、比較化學肥料與農家肥料有何異同，哪種較好，將課前調查結果匯報展示；二、實驗探究幾種常見化肥的鑒別，學會NH4+的檢驗；三、學會配制農藥波爾多液的方法；四、就使用化肥、農藥的利與弊展開辯論。共需兩課時，第一、二、三板塊為第1課時，第四板塊為第2課時，每課時45分鐘。 為順利實施本課題教學，教師出應具備相應的專業(yè)技能和教育理念外，還應具備一定的探究活動組織能力和多學科整合能力。 具體教學過程設計如下： 板塊一： 創(chuàng)設問題情境：生物小組展示培養(yǎng)了一周的四株幼苗，向同學們介紹實驗過程：一周前四株基本同樣健壯的幼苗分別浸入正常、缺氮、缺磷、缺鉀的培養(yǎng)液中，其他外在條件相同。學生觀察幼苗成長狀況，回憶生物課學過的知識，得出結論：植物生長需要氮、磷、鉀等營養(yǎng)元素，需要按時對其施肥，氮肥、磷肥、鉀肥是最主要的化肥。 【說明：以一個生物實驗引入本課，再現(xiàn)生物學知識，引出化學肥料，使學生在已有生物學知識的基礎上，從化學視角思考身邊的問題，得到盡可能全面的認識，加強化學與其他學科的聯(lián)系與整合?！? 提出問題：化肥使用化學方法合成的肥料。在農村，農民除了使用化學肥料外，還會使用農家肥料。那么化學肥料和農家肥料相比，有何異同，那種更好，能否相互替代呢？ 【說明：這是一個實際問題，很容易激發(fā)學生的探究興趣，使他們提高分析問題、解決問題和理論聯(lián)系實際的能力，加深他們對化學知識在生活實際中應用的認識?！? 學生討論：通過分析，大家一致認為解決這個問題應該調查訪問農民伯伯，向他們咨詢使用肥料的經驗及原因，從其長期的實踐經驗中分析出答案。 【說明：利用調查訪問獲得實施和數據使學生進行科學探究的重要方法之一。在調查訪問前組織學生做好充分的準備工作，確定調查目的、制定調查提綱、選擇調查方法（本次選用現(xiàn)場采訪法），以便更好地進行探究實踐?！? 展示調查結果：調查小組將深入農村采訪到的結果整理成計算機圖表和文稿，向全班同學匯報。結論是化肥效好、起效快但價格高，農肥價格低、養(yǎng)護土壤但肥效慢，它們互為補充，目前不可相互替代，最好配合施用。 【說明：社會生活中蘊藏著豐富的知識，它們是學生學習的重要資源。學生通過調查、訪問等探究活動從廣闊的社會中得到了重要的、有價值的信息?！? 拓展延伸：化肥發(fā)展的概況。 【說明：學生將收集到的資料以計算機課件的形式展示?！? 板塊二： 創(chuàng)設情境：通過以上調查訪問，我們知道化肥是農業(yè)生產中不可缺少的物質，氮肥、磷肥、鉀肥是三重要的化肥?，F(xiàn)有農村常見的幾種化肥：氨水、碳酸氫銨、氯化銨、硫酸銨、過磷酸鈣、硫酸鉀、氯化鉀，請幫農民伯伯一一區(qū)分。 提出問題：如何鑒別上述幾種常見的化肥？ 【說明：這一環(huán)節(jié)是最具化學學科特點的環(huán)節(jié)，鑒別物質需要根據物質的性質，找出明顯不同于其他物質的特點，設計實驗方案加以區(qū)分，是本課題教學的重點。】 設計探究方案：經過熱烈地討論，學生認為應該先將化肥分類，區(qū)分出氮肥、磷肥、鉀肥。然后在每一類化肥中鑒別出具體的物質。 【說明：九年級學生在經過一個半學期的化學學習后，已經掌握了一些化學研究的方法，上述探究方案的設計，學生運用了比較分類法，值得贊賞。】 實驗操作：1.按氮肥、磷肥、鉀肥分類，分別取適量于試管中，貼上標簽。馬上觀察出氨水是液態(tài)，磷肥是灰白色粉末，其他氮肥、鉀肥是白色晶體。【看外觀】 2.固態(tài)氮肥中碳酸氫銨有刺激性氣味?！韭剼馕丁? 3.在研缽中分別加入少量氯化銨、硫酸銨、氯化鉀、硫酸鉀，與少量熟石灰粉混合研磨，氯化銨、硫酸銨能聞到刺激性氣味，氯化鉀、硫酸鉀不能聞到。 【說明：教師指導學生利用NH4+遇堿放出有刺激性氣味的氨氣這一特性來檢驗銨態(tài)氮肥。讓學生學會NH4+的檢驗方法?！? 4.再取以上四種物質少量溶于水，加入硝酸鋇溶液，有白色沉淀生成的是硫酸鹽，無現(xiàn)象的是氯化物。【說明：運用前一課題學過的SO42-的檢驗知識?！? 歸納鑒別常見化肥的步驟和方法：以樹狀圖表、表格、或文字敘述等多種形式歸納探究結果。 【說明：小組四人分工協(xié)作，利用化學實驗室資源積極動腦動手，體驗如科學家一般科學探究的過程和方法，獲得科學探究的樂趣和成功的喜悅?！? 拓展延伸：創(chuàng)設問題情境：調查小組的同學在調查過程中獲得這樣一個信息：氮肥要在早晚施用，避免陽光曝曬造成“跑肥”。這是為什么？【說明：拓展延伸環(huán)節(jié)給學生創(chuàng)造一個運用所學知識分析解決一些與化學有關的實際問題的機會。】 提出問題：“跑肥”的條件是什么？“跑肥”的本質可能是什么？ 【說明：現(xiàn)實問題轉化為化學問題需要過程，教師應把學生發(fā)散的思維聚焦到關鍵點上，將原問題解析成上述兩個問題。】 假設與猜想：“跑肥”的條件是陽光曝曬；“跑肥”的本質可能是肥料揮發(fā)或肥料變質。 探究1：光照碳酸氫銨，發(fā)現(xiàn)它不見了。 又提出問題：“跑掉”的肥料哪去了？變成了什么？ 探究2：加熱試管里的碳酸氫銨，聞氣味，用濕潤的紅色石蕊試紙接近試管口，變藍。 【說明：鞏固檢驗NH4+的方法?！? 解釋“跑肥”的原因。 板塊三： 探究：波爾多液的配制。 【說明：通過配制農藥波爾多液，讓學生體驗波爾多液的配制方法，加深對農藥的感性認識?！? 板塊四： 創(chuàng)設情境：化肥和農藥對農業(yè)的高產豐收起著重要的作用，是不是農民伯伯可以不加限制地盡量使用？ 提出問題：使用農藥、化肥利多還是弊多？ 探究：學生以辯論的形式分析社會問題。 【說明：學生在思辨的過程中深入了解問題的本質，為了說服對方而調動頭腦中所有的知識和概念，查閱一切能查到的資料，利用一切可利用的資源，將論據合理組織起來，用有邏輯性、有感染力的語言表達論點，這個過程對提高思維的批判性、創(chuàng)新性、敏捷性和良好的口頭表達能力都有明顯的積極作用。而且，這種以合作為特征的探究策略能讓學習者之間通過討論、交流，用集體的感知來豐富個體的感知，用集體的討論來活躍、改進個人的內省，用集體的概括來修正、豐富、強化個人的概括，有利于發(fā)展學生個體的思維能力、增強學生個體間的溝通能力以及對學生之間個體差異的包容能力。】 七、課后反思： 1.本課題設計的四個板塊是四個探究活動，通過調查訪問、實驗、辯論等多種方式對一些與化學有關的實際問題進行探究，體現(xiàn)了新課程標準中以科學探究為突破口，以提高學生科學素養(yǎng)為主旨的設計理念。 2.學生的潛力是無窮的。無論是生物小組天天記錄觀察培養(yǎng)的植物，調查小組良好的與人溝通能力，多數學生對化學研究方法的掌握能力，還是辯論中不時出現(xiàn)的精彩語言，都表現(xiàn)出學生有極高的素質。除了在談活動初始組織時起到指導作用和解答學生提出的問題外，大多數時候我就像一名學生，融入在他們之間，感受他們的喜悅，分享他們的收獲。 3.科學探究的教學組織很重要。教學組織是一切教學理論的實踐體現(xiàn)，要使探究活動順利進行，達到預期的目標，必須依靠出色的教學組織。教師應該具備堅實的專業(yè)技能、成熟的思維、廣博的知識、豐富的人生經歷。