内容正文:
第一节 海洋化学资源 - 第二课时(教学设计)
课题
课时安排
核心
素养目标
化学观念:认识海水成分的物质构成,掌握海水淡化、制镁的化学转化本质。
科学思维:通过分析化工流程,构建物质分离、富集、转化的逻辑思维模型。
科学探究:完成蒸馏实验探究,掌握海水淡化的实验方法与操作要点。
科学态度与责任:了解海洋资源开发价值,树立合理开发、保护海洋、绿色化工的可持续发展理念。
重点
和难点
教学重点:蒸馏法海水淡化的原理与实验操作,海水制镁的工业流程、化学原理及相关化学方程式书写。
教学难点:理解海水制镁中“富集、沉淀、转化、电解”的核心逻辑,明晰海水淡化不同方法的适用原理与差异,掌握混合物分离提纯的化学思维,区分物理变化与化学变化在海洋资源利用中的应用。
教学过程
教学环节
教学活动
设计意图
导入新课
海洋覆盖地球七成表面积,蕴含丰富水资源与化学矿物资源,但海水因含盐量高无法直接饮用、直接用于工业生产。全球淡水资源紧缺,工业生产也需要纯净的镁等化工原料。如何将苦涩的海水转化为淡水?如何从海量海水中提取金属镁?本节课将通过探究实验与工业流程分析,解锁海洋资源高效开发的化学密码。
结合生活与社会资源问题创设情境,贴合学生认知,激发探究兴趣。衔接新旧知识,引出本节课核心探究任务,快速聚焦课堂重难点,渗透化学服务社会的核心理念。
讲授新课
板块一:温故知新,梳理海洋化学资源基础认知
【组回顾,梳理旧知】
组织学生以四人小组为单位,回顾第一课时所学内容,自主梳理海洋中蕴含的各类化学资源,完成基础知识点梳理。小组内部交流补充,完善知识体系,明确海洋资源的分类,包括海水水资源、海水化学矿物资源、海底矿产资源等。
学生自主梳理总结:海水中含量最多的物质是水,同时溶解有氯化钠、氯化镁、氯化钙等多种可溶性盐类物质,这也是海水苦涩、无法直接利用的根本原因。海底蕴藏着锰结核、可燃冰等新型矿产资源,是人类重要的后备资源。
教师引导点拨:海洋资源储量巨大,但天然海水无法直接饮用、直接用于工业生产,海底资源开发技术要求高、开发难度大。人类对海洋资源的利用,核心是依托化学方法,对海水进行净化、对有用物质进行分离提纯与转化利用,顺势引出本节课两大核心探究内容:海水淡化与海水制镁。
本任务旨在帮助学生巩固旧知,搭建新旧知识衔接桥梁,让学生明确本节课学习的知识基础,同时建立“化学方法实现资源转化利用”的初步认知,为后续探究活动做好铺垫。
板块二:探究海水淡化
【自主思考,探究海水淡化原理】
教师总结梳理:蒸馏法是实验室最常用、原理最清晰的海水淡化方法,核心原理是利用水的沸点低于盐类物质沸点,通过加热使海水汽化,水蒸气冷凝后得到纯净淡水,剩余盐类物质留在容器中,实现水与可溶性杂质的彻底分离。
【实验现象分析与检验】实验结束后,引导学生对比原模拟海水与冷凝后的淡水,开展对比检验实验。分别向原海水和冷凝水中滴加硝酸银溶液,观察实验现象。学生观察发现:原海水中滴加硝酸银溶液产生白色沉淀,冷凝水中无明显现象,证明冷凝水不含氯离子,属于纯净水。
教师深度点拨实验细节:蒸馏装置中石棉网的作用是使蒸馏烧瓶受热均匀,防止仪器炸裂;冷凝水采用下进上出的通入方式,能够延长冷凝时间,提升冷凝效果,保证水蒸气充分液化;实验结束后需先熄灭酒精灯,待装置冷却后再整理器材,避免高温仪器遇冷损坏。
【拓展认知,了解工业海水淡化方法】
教师结合教材内容,拓展讲解工业生产中常用的海水淡化方法,弥补实验室蒸馏法的局限性。实验室蒸馏法操作简单、原理直观,但能耗高、效率低,无法满足大规模工业生产需求。工业上主流海水淡化方法包含多级闪急蒸馏法和膜法淡化海水。
组织学生自主阅读教材文本,小组合作探究两种工业淡化方法的核心原理,对比三种海水淡化方法的优缺点。学生总结:多级闪急蒸馏法利用减压环境下水的沸点降低的原理,多次闪蒸冷凝,能耗更低、产量更大;膜法利用特殊渗透膜的选择性透过性,只允许水分子通过,截留盐类离子,操作简便、绿色环保。
教师归纳总结:所有海水淡化方法的核心逻辑均是依据物质性质差异,实现水与可溶性盐的分离,本质都是物理变化,没有新物质生成,帮助学生夯实物质变化的判断依据,深化化学观念。
本节课全程采用任务式活动教学,遵循“情境激趣—任务探究—知识建构—应用拓展—素养升华”的教学逻辑。以学生为主体,设置分层探究任务,将实验操作、流程分析、小组讨论、知识总结深度融合,打破传统理论灌输模式。依托新教材编排逻辑,立足海洋资源开发真实场景,串联物质分离、化学转化等核心知识。在探究过程中落地四维核心素养,既夯实学生化学基础知识与实验技能,又培养学生科学探究能力、逻辑思维能力,引导学生树立绿色化学、资源保护的责任意识,实现知识学习与素养培育的统一。
作业布置
完成分层作业
教学反思
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