内容正文:
第七单元 溶液
7.4 跨学科实践活动:海洋资源的综合利用与制盐 教学设计
科粤版(2024)九年级化学下册
一、教材分析
本节是科粤版九年级下册第七单元“溶液”中的跨学科实践活动,以海洋资源的综合利用与制盐为载体,将饱和溶液、溶解度、结晶、过滤、蒸发等知识整合到“认识资源—海水晒盐—粗盐提纯—海水淡化”的实践链条中,沟通化学与地理、生物等学科,引导学生在做中学,体现从生活走进化学、从化学走向社会的理念。
二、四维核心素养
化学观念:建立“混合物可分离提纯”“一定条件下溶质可结晶析出”等物质观与变化观;
科学思维:分析晒盐与提纯流程,发展模型认知与证据推理能力;
科学探究:经历方案设计、实验操作、观察记录与反思评价;
科学态度与责任:体会海洋资源宝贵,形成珍惜资源、保护海洋与可持续发展意识。
三、教学重难点
教学重点:海水晒盐的基本原理与工艺流程,粗盐提纯中溶解、过滤、蒸发等基本操作的综合运用,海洋资源的主要种类与利用方式。
教学难点:从溶解度变化角度理解蒸发结晶的发生条件,建立物质分离与提纯的一般思路,并迁移到海水淡化等真实情境。
四、设计意图
本设计以“走进海边盐场”真实大任务统领全课,把教材四个实践活动整合成连贯的项目式学习链条。任务一课前调查、课堂交流,建立海洋资源整体图景;任务二把溶解度与结晶知识放回真实晒盐流程;任务三以分组实验完成粗盐提纯,落实基本技能、体会分离思路;任务四拓展海水淡化并讨论海洋保护,升华责任担当。四个任务环环相扣,既覆盖教材核心内容,又给学生留出调查、合作、表达与反思的空间,让核心素养在做中学、用中学、创中学中自然落地。
五、教学过程
任务一 走进蓝色聚宝盆——认识海洋资源
【任务情境】教师播放一段我国沿海盐场与海岛风光的短视频,随后出示一张“海洋资源地图”,向学生提出驱动性问题:海洋是一个巨大的蓝色宝库,除了我们每天吃的食盐,它还藏着哪些可以被人类利用的资源?你能把它们分分类,并说说每一类资源与我们的生活有什么联系吗?
【学生活动】课前各小组已围绕“海洋资源”进行调查,可查阅资料、走访长辈或观看科普节目。课堂上,每个小组派代表上台展示调查成果:有的小组带来餐桌上的海鲜,说明海洋提供了丰富的生物资源;有的小组展示晒好的海盐和瓶装矿泉水,指向海水中的化学资源;有的小组带来贝壳、海砂图片,介绍海底埋藏的矿产资源;还有的小组播放潮汐电站、海上风电的照片,介绍海洋能源资源。在教师引导下,学生把展示内容整理成四类:生物资源、化学资源、矿产资源、能源资源,并在板书上完成分类。随后小组讨论:如果只索取不保护,这些资源会面临什么问题?学生结合塑料垃圾、过度捕捞、海水污染等例子,初步形成“海洋资源宝贵但有限,开发必须与保护并重”的认识。
【教师引导】教师不急于评判,而是在学生展示后追问:“你们提到的资源中,哪一类与今天所学的溶液知识关系最密切?”自然引出海水中溶解着多种盐类物质,其中含量最多的是我们熟悉的食盐,从而把话题聚焦到“从海水中取盐”这一主线。教师再出示教材中的海洋资源示意图,请学生对照自己的分类进行补充和修正,体会跨学科视角下看海洋的完整图景。
【设计意图】以真实情境和驱动性问题唤醒学生已有经验,课前调查与课堂展示相结合,既落实教材“认识海洋资源”的活动要求,又培养收集信息、合作表达与分类归纳的能力。分类活动为后续聚焦化学资源、进入制盐主题做好铺垫,海洋保护的讨论则悄悄埋下科学态度与责任的种子。
任务二 走进千年盐田——从海水中获取粗盐
【任务情境】教师出示一张沿海盐场的航拍图:大片盐田被划成一块块整齐的格子,海水依次流过,最后析出洁白的盐粒。教师提出任务:假如你是盐场的一名年轻技术员,请结合前面学过的饱和溶液和溶解度知识,向同事讲清楚——海水为什么能晒出盐来?盐田为什么要分成不同的池子?什么样的地方更适合建盐场?
【学生活动】各小组围绕这三个问题展开讨论,并在教材插图和提供的资料卡上寻找依据。学生很快意识到:海水中溶解着盐,当水分不断蒸发、海水变浓,达到饱和之后继续蒸发,盐就会以晶体的形式析出。教师顺势追问:“既然晒盐靠蒸发水分,那为什么不把海水直接引到一个池子里晒?”学生结合教材中蒸发池与结晶池的示意图分析:先把海水引入蒸发池,借阳光和风力让水分慢慢减少;等卤水变浓后再引入结晶池,继续蒸发,盐就大量析出。学生进一步联系生活经验,讨论建盐场的有利条件:地势平坦开阔、晴天多、降水少、风力大、蒸发旺盛,这样的沿海滩涂最适合晒盐。小组代表画出“海水—蒸发池—结晶池—粗盐”的简易流程图,并在全班讲解。教师引导学生用自己的话归纳:晒盐利用的是蒸发结晶,本质是减少溶剂使溶质析出,属于混合物分离的一种方法。
【教师引导】教师在学生讲解流程图时,适时在黑板上画出流程简图,并强调“蒸发”这一步是整个晒盐过程的关键。当有学生提出“下雨会不会影响晒盐”时,教师顺势引导:这就是为什么盐场要选在降水少的地方,也是为什么南方晒盐要安排在晴旱季节——把地理因素和化学原理联系起来,体现跨学科实践的味道。教师再请学生思考:晒出来的粗盐,能不能直接端上餐桌?由此自然过渡到下一个任务。
【设计意图】把抽象的溶解度与结晶知识放回真实的盐场情境,学生在“当技术员讲解工艺”的角色中主动调用旧知、解释新知。流程图的绘制培养模型认知,建盐场条件的讨论沟通地理与化学,粗盐能否直接食用的疑问则制造认知冲突,为粗盐提纯任务提供真实而有力的驱动。
任务三 争当小小工程师——粗盐转化为精盐
【任务情境】教师把一包从盐场带来的粗盐分发到各小组,学生观察到粗盐颜色偏黄、颗粒不均,还混有少量泥沙。教师宣布任务:我们要像真正的化学工程师一样,利用桌上的仪器和药品,把这包粗盐初步提纯成较纯净的食盐,并总结出一套“把含泥沙的粗盐变干净”的操作流程。
【学生活动】各小组先讨论方案:粗盐中混有不溶于水的泥沙,怎样把盐和沙分开?学生根据已有经验和教材提示,逐步梳理出三步核心操作——溶解、过滤、蒸发。教师发放实验记录单,明确每一步要做什么、观察什么、注意什么。小组分工合作:一人负责称量和溶解,把粗盐放入烧杯,加适量水并用玻璃棒搅拌,直到粗盐不再明显减少;一人负责过滤,按照“一贴、二低、三靠”的要求组装装置,把不溶性泥沙留在滤纸上,得到澄清的滤液;一人负责蒸发,把滤液倒入蒸发皿,边加热边用玻璃棒搅拌,等到出现较多固体时停止加热,利用余热把水分蒸干。操作过程中,教师巡视指导,提醒学生注意安全、规范操作、如实记录现象。实验结束,各小组比较得到的精盐外观,并围绕讨论题交流:为什么溶解时要加水适量?为什么过滤能把泥沙除掉?蒸发时为什么不能把水分完全蒸干?为什么每一步几乎都要用到玻璃棒,它在三步中的作用有什么不同?学生在交流中逐步提炼出粗盐提纯的一般思路:先溶解使可溶物进入水中,再过滤除去不溶物,最后蒸发使溶质重新结晶出来。各小组还互相比较得到的精盐,有的小组晶体洁白整齐,有的小组略有发黄。学生对照操作过程寻找原因:是蒸发时搅拌不及时造成局部过干,还是过滤时液面高于滤纸边缘让泥沙漏了过去?在这样的比较与反思中,学生对每一步操作的规范性有了更真切的体会。
【教师引导】教师在学生汇报每一步操作时,同步在黑板上写出“溶解—过滤—蒸发”三步流程,并贴出对应的关键注意事项。当学生提到玻璃棒时,教师引导其对比归纳:溶解时搅拌是为了加快溶解,过滤时引流是为了防止液体洒出,蒸发时搅拌是为了防止局部过热造成液滴飞溅。教师进一步追问:“这样提纯得到的盐是不是百分之百纯净?”学生结合教材知道,粗盐中还溶有一些可溶性物质,粗盐提纯只是初步除去了不溶性杂质,从而体会物质分离与提纯是一项需要不断深入的系统工程。
【设计意图】这是本课的动手核心。学生在真实实验中完成方案设计、操作、观察与反思,把“物质可以分离提纯”的化学观念落到指尖。讨论题层层递进,既巩固基本操作规范,又引导学生归纳一般思路,实现从“做实验”到“懂方法”的提升。对“仍含可溶性杂质”的讨论,则让学生对纯净与混合物形成更辩证的认识,也为高中学习除杂埋下伏笔。
任务四 展望未来海洋——海水淡化与蓝色保护
【任务情境】教师展示一组数据:地球表面大部分被海洋覆盖,但海水又咸又苦,不能直接饮用。教师提出新任务:假如一座海岛城市面临淡水资源紧张,化学家能做些什么?除了晒盐,我们还能怎样从海洋中获取可用的淡水?在利用海洋资源的同时,人类又应当怎样守护这片蓝色家园?
【学生活动】学生结合教材和课前查阅的资料进行交流。有的小组介绍蒸馏法:把海水加热蒸发,再把水蒸气冷却凝结,就能得到淡水,其原理与粗盐提纯中的蒸发、冷凝一脉相承;有的小组介绍膜法淡化,利用特殊薄膜把盐和水分开。教师引导学生对比晒盐和淡化:一个是把盐留下来,一个是把水留下来,看似相反,本质上都是利用混合物各组分性质的差异进行分离。随后,学生分小组绘制一张“蓝色保护倡议书”或“海洋资源合理利用宣传画”,内容涵盖减少向海洋排放污水、合理捕捞、开发清洁能源、保护珊瑚礁与滩涂等。各小组上台展示,并互相点评,评选出最有说服力的一份。有学生提出,海岛既缺淡水又有充足阳光,能不能把晒盐和淡化结合起来一举两得?教师顺势肯定这一想法,引导学生看到化学技术在资源综合利用上的广阔空间。最后,教师带领学生回望全课:从认识海洋资源,到晒盐、提纯,再到淡化和保护,人类对海洋的利用越来越综合、越来越可持续。
【教师引导】教师在学生展示淡化方法时,强调这些方法背后依然是溶解度、蒸发、分离等化学知识,鼓励学生用今天学到的“分离思路”去解释新技术。在保护海洋环节,教师不做空洞说教,而是请学生联系自己生活:购物时少用一次性塑料、不把污水排入河流、向家人宣传海洋保护知识。教师总结全课,把任务一到任务四的板书连成一条完整的主线:认识资源—利用资源—提纯资源—保护资源。
【设计意图】海水淡化把分离思路从实验室拓展到工业与社会,让学生体会化学技术对解决真实问题的价值;宣传画与倡议书则把科学态度与责任转化为可表达、可行动的具体主张。全课首尾呼应,学生经历完整的项目实践,既落实教材活动要求,又在跨学科视野中形成对海洋资源综合利用的整体认识。
六、板书设计
【板书设计】
7.4 海洋资源的综合利用与制盐
一、认识海洋资源
生物资源 · 化学资源 · 矿产资源 · 能源资源
二、海水晒盐(蒸发结晶)
海水 → 蒸发池 → 结晶池 → 粗盐
关键:阳光充足、风力大、蒸发旺盛、滩涂平坦
三、粗盐提纯
溶解(搅拌加速)→ 过滤(引流除泥沙)→ 蒸发(搅拌防飞溅)
思路:溶解 → 过滤 → 蒸发,分离可溶物与不溶物
四、海水淡化与保护
蒸馏法 · 膜法淡化 —— 利用性质差异分离混合物
珍惜资源 · 合理开发 · 保护海洋 · 可持续发展
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