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2019-2020年高一化學(xué)《開發(fā)利用金屬礦物和海水資源》教學(xué)設(shè)計(jì) 一、教學(xué)設(shè)計(jì) 本節(jié)教學(xué)的主要目標(biāo)是幫助學(xué)生認(rèn)識(shí)和體會(huì)化學(xué)在自然資源開發(fā)和利用中的意義和作用，揭示化學(xué)與可持續(xù)發(fā)展的重要關(guān)系，樹立資源保護(hù)意識(shí)及合理開發(fā)意識(shí)。因此，教學(xué)要圍繞這一教學(xué)目標(biāo)展開。教材從金屬礦物以及海水資源的開發(fā)利用兩個(gè)專題，闡明化學(xué)在自然資源的合理開發(fā)和綜合利用上的作用，首先是因?yàn)樵诋?dāng)今全球資源、能源供應(yīng)緊張與人口迅速增長(zhǎng)的矛盾日益突出的情況下，金屬礦物和海水資源同人類的生活有著日益緊密的聯(lián)系，同時(shí)學(xué)生在前面的學(xué)習(xí)中已經(jīng)了解鈉、鋁、鐵、銅等金屬以及氯、氮、硫、硅等非金屬及其重要化合物的主要性質(zhì)，并且對(duì)金屬冶煉及海水資源也有一定的了解，這些都為本節(jié)學(xué)習(xí)創(chuàng)造了條件。 本節(jié)教學(xué)重點(diǎn)：了解化學(xué)方法在金屬礦物開發(fā)（主要是金屬冶煉）及海水資源開發(fā)中的作用。 本節(jié)教學(xué)難點(diǎn)：學(xué)生在掌握金屬冶煉的一般原理基礎(chǔ)上，了解適用于不同金屬的冶煉方法。 1.教學(xué)策略設(shè)計(jì) 為了揭示化學(xué)在資源開發(fā)和利用上的價(jià)值，拉近化學(xué)和學(xué)生的距離，教學(xué)中可以在教材的基礎(chǔ)上適當(dāng)增加素材，盡可能地提供感性材料，便于學(xué)生體會(huì)。關(guān)于金屬冶煉以及海水蒸餾這部分知識(shí)可以采用多媒體提供材料，學(xué)生自己總結(jié)歸納的方法學(xué)習(xí)，也可以采用聯(lián)系已學(xué)知識(shí)和生活經(jīng)驗(yàn)，以實(shí)例引導(dǎo)學(xué)生討論的方法展開。 （1）教學(xué)方法的選擇 設(shè)計(jì)教學(xué)策略時(shí)，應(yīng)該考慮當(dāng)?shù)睾捅拘５慕虒W(xué)條件。教學(xué)時(shí)都可以利用圖片、錄像、多媒體課件等為學(xué)生提供豐富的背景材料，以便形成豐富的感性認(rèn)識(shí)，再結(jié)合已有知識(shí)對(duì)金屬冶煉、海水綜合利用等學(xué)習(xí)內(nèi)容進(jìn)行討論、歸納使同學(xué)的認(rèn)知向前發(fā)展。 （2）教學(xué)組織形式的選擇 教學(xué)活動(dòng)是通過一定的組織形式實(shí)現(xiàn)的。根據(jù)各地、各學(xué)校的具體條件，結(jié)合本節(jié)課的教學(xué)目標(biāo)，可以采用集體教學(xué)或小組教學(xué)兩種教學(xué)形式進(jìn)行。 （3）教學(xué)媒體的選擇 雖然本節(jié)內(nèi)容學(xué)習(xí)難度不大，但是要使學(xué)生在有限的課時(shí)內(nèi)了解金屬礦物和海水資源開發(fā)利用的基本知識(shí)，就要有較大的信息量。所以選擇教學(xué)媒體時(shí)可以利用圖片、錄音、錄像材料以及多媒體動(dòng)畫，或?qū)⑺鼈冇袡C(jī)結(jié)合，充分發(fā)揮其整體功能優(yōu)化教學(xué)過程。 （4）評(píng)價(jià)反饋 每節(jié)課學(xué)習(xí)結(jié)束，可以采用多種評(píng)價(jià)方式對(duì)學(xué)習(xí)效果進(jìn)行反饋，例如可以利用多媒體呈現(xiàn)形成性練習(xí)、學(xué)生自我總結(jié)歸納所學(xué)知識(shí)、同學(xué)互相訪談、提問或分組開展研究性學(xué)習(xí)，最終形成研究性學(xué)習(xí)論文，等等。 （5）課時(shí)建議 “金屬礦物的開發(fā)利用”1課時(shí)；“海水資源的開發(fā)利用”1課時(shí)。 2.教學(xué)模式設(shè)計(jì) 針對(duì)不同的學(xué)生水平，可以采用不同的教學(xué)模式。對(duì)于金屬礦物的開發(fā)利用，可以參考以下教學(xué)流程： 多媒體展示多種金屬礦物及當(dāng)代礦物開發(fā)水平→展示從金屬礦石中提煉金屬的步驟→引導(dǎo)學(xué)生回顧所學(xué)有關(guān)金屬制備的知識(shí)，由具體到一般進(jìn)行歸納總結(jié)（或多媒體呈現(xiàn)后學(xué)生歸納）→學(xué)生討論歸納金屬的活動(dòng)順序與金屬冶煉的關(guān)系、歸納幾種常用金屬冶煉方法→錄像：合理開發(fā)金屬資源→活動(dòng)探究：開發(fā)海底金屬資源設(shè)想或回收廢舊金屬的意義（可做為研究性學(xué)習(xí)課題）。 對(duì)于第二部分海水資源的開發(fā)利用，可以參考以下教學(xué)流程： 【教學(xué)設(shè)計(jì)I 】 錄像（或幻燈片）：海水資源介紹→提出問題：利用海水資源，要解決哪些問題？→呈現(xiàn)錄像（或幻燈片）：海水淡化裝置→實(shí)驗(yàn)演示（原理分析）→多媒體呈現(xiàn)：海水化學(xué)資源概況→問題探究：海水提溴、海帶中I-檢驗(yàn)→實(shí)驗(yàn)→研討：自然資源的開源節(jié)流。 【教學(xué)設(shè)計(jì)II 】 課前布置任務(wù)，搜集海水資源開發(fā)資料→小組匯報(bào)→提出海水淡化裝置設(shè)想（包括原理分析）、海水提溴、海帶中I-檢驗(yàn)→相互評(píng)價(jià)→研討：自然資源的開源節(jié)流。 當(dāng)然，教學(xué)時(shí)還可以采取比較靈活的其他方法，不必為教材所限，例如可以開展協(xié)作學(xué)習(xí)，讓學(xué)生自學(xué)教材內(nèi)容，上課時(shí)組織學(xué)生觀看相應(yīng)的科普錄像，然后就金屬冶煉、海水淡化、海水綜合利用等問題進(jìn)行討論，并就化學(xué)和開發(fā)利用自然資源的關(guān)系進(jìn)行研討，等等。 二、活動(dòng)建議 1.開展協(xié)作學(xué)習(xí) 提出課題，例如，金屬元素在自然界中的存在、分布；金屬資源的開發(fā)；金屬冶煉；人類冶煉和使用金屬的歷史；金屬資源的回收和再利用；海洋資源的類型；海水資源的開發(fā)及利用現(xiàn)狀；海水淡化的現(xiàn)狀及前景；自然資源和可持續(xù)發(fā)展的關(guān)系，這些課題為廣大同學(xué)提供了豐富的研究性學(xué)習(xí)的機(jī)會(huì)，完全可以讓學(xué)生在課余就以上全部或部分問題開展研究性學(xué)習(xí)，通過查找資料、進(jìn)行專家訪談或進(jìn)行研討等活動(dòng)，既有利于達(dá)成本節(jié)學(xué)習(xí)目標(biāo)，又調(diào)動(dòng)了學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性、積極性，同時(shí)還鍛煉了能力并增強(qiáng)了學(xué)生的社會(huì)意識(shí)和社會(huì)責(zé)任感。 2.組織科學(xué)探究 （1） 為什么不同金屬的冶煉方法不同？ 冶煉金屬的實(shí)質(zhì)是用還原的方法使金屬化合物中的金屬離子得到電子變成金屬原子。由于不同的金屬離子的電子的能力不同，所以冶煉的方法不同。 （2） 金屬活動(dòng)順序與金屬冶煉 金屬活動(dòng)性序表中，金屬的位置越靠后，越容易被還原，用一般的還原方法就能使金屬還原；金屬的位置越靠前，越難被還原，最活潑金屬只能用最強(qiáng)的還原手段來還原。 金屬的活動(dòng)順序： K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb（H）Cu Hg Ag Pt Au 金屬原子失電子能力 強(qiáng) → 弱 金屬離子得電子能力 弱 → 強(qiáng) 主要冶煉方法 電解法 熱還原法 熱分解法 （3）為什么人類使用鐵器比使用銅器晚？ 金屬使用的先后與金屬冶煉的難易有關(guān)。 （4）海水提溴和海帶中I-檢驗(yàn) 海水提溴只要原理符合即可；I-檢驗(yàn)，提出問題討論：很多氧化劑都可以氧化I-，用H2O2有什么好處？（顏色變化明顯） 【實(shí)驗(yàn)4-1】 注意事項(xiàng)：實(shí)驗(yàn)時(shí)要注意安全，反應(yīng)裝置應(yīng)遠(yuǎn)離易燃物；鋁粉要細(xì)（200目以上），最好用鋁銀粉（商業(yè)名稱）；預(yù)先擦去鎂帶的氧化膜，長(zhǎng)度約需10 cm（過短熱量不夠，影響實(shí)驗(yàn)效果。 三、問題交流 【思考與交流】 1.目前海底礦藏資源的勘探和開采技術(shù)還不夠成熟， 要投入實(shí)用更面臨許多課題。除了成本比陸地高以外，還存在破壞生態(tài)環(huán)境等問題。有資料表明，開采海底礦藏作為一個(gè)產(chǎn)業(yè)將在xx年至2030年才能形成。 2.廢舊金屬資源的再生利用肩負(fù)著提供新資源、改善環(huán)境和保護(hù)人類生存條件等任務(wù)，是一項(xiàng)利在當(dāng)代、功在千秋的社會(huì)性公益事業(yè)。通過查閱有關(guān)資料，幫助學(xué)生樹立節(jié)約資源、愛護(hù)環(huán)境、變廢為寶等意識(shí)。 四、習(xí)題參考 2. 2[2CuCO3Cu(OH)2]+3C=6Cu+7CO2↑+2H2O；氧化還原反應(yīng) 3. （1）NaOH ， 過量 （2）過濾（3）鹽酸 （4）MgCl2Mg+Cl2↑ 4. 55.0%