人教版必修2第四章化學與自然資源的開發(fā)利用

1、人教版必修2第四章化學與自然資源的開發(fā)利用教材分析與教學建議白云區(qū)教育發(fā)展中心 蔣潔一、本章內容的地位和功能高中化學必修模塊既要為全體學生的發(fā)展提供必需的化學基礎知識和基本技能，又為繼續(xù)學習選修課程的學生準備必要的基礎。同時注意對學生進行過程與方法和情感態(tài)度與價值觀的教育，以提高全體學生的科學素養(yǎng)。普通高中化學課程標準中，對必修模塊確定了6個主題，分別是“認識化學科學、化學實驗基礎、常見無機物及其應用、物質結構基礎、化學反應與能量、化學與可持續(xù)發(fā)展”。本章是完成最后一個主題“化學與可持續(xù)發(fā)展?！?STS方面有利于加深體會化學在綜合利用自然資源中的作用，學會辯證地看待人類和自然協調發(fā)展中可能會遇

2、到的問題，培養(yǎng)做出明達決策的意識和能力。2學科教學方面有利于將前面所學過的知識和技能進行必要的梳理、歸納和拓展，主要包括無機物之間的轉化，如在固態(tài)和溶液狀態(tài)下，金屬及其化合物、非金屬及其化合物的反應等；有機物之間的轉化如裂解反應、聚合反應等。3對于學生進一步確定學習后續(xù)選修模塊，乃至升學、就業(yè)方向也可能會產生影響。二、內容結構與特點分析1體系構建從三個層次構建其內容體系，其核心的觀念是人與自然的關系：其次是認識化學在自然資源的開發(fā)利用中所起的作用：自然資源化學變化可獲得有用的物質可獲得能量研究化學變化從自然界獲得有用的物質和能量合成自然界原本沒有的物質從煤、石油、天然氣中獲得基本化工原料海水中

3、水資源、化學資源的開發(fā)利用金屬礦物的開發(fā)利用以煤、石油、天然氣為原料生產合成材料無機物知識的歸納拓展有機物知識的歸納拓展其三，選取典型實例幫助學生獲得這一認識?？蛇x擇的素材很多，教材選擇學生前面已學過的基礎知識作為切入口。2.內容選擇、呈現（1）突出主題，將科學教育與人文教育融為一體本章與其它章節(jié)相比，情感態(tài)度與價值觀目標顯性化這一特點體現得非常明顯。本章中的知識內容更多表現為載體的作用，通過對化學基礎知識的學習，更主要的教學目標是幫助學生認識和體會化學在自然資源開發(fā)和利用中的意義和作用，揭示化學與可持續(xù)發(fā)展的重要關系，樹立資源保護意識及合理開發(fā)意識。人類能源的來源全部都是從自然界中得到，其中

4、的大多數資源屬于不可再生的有限資源。僅注重資源的開發(fā)是遠遠不夠的，人類要實現可持續(xù)發(fā)展，就必須做到合理開發(fā)資源、最大限度地利用好資源，還要好好保護環(huán)境。而化學不僅在資源開發(fā)上能發(fā)揮重要作用，在資源的綜合利用與環(huán)境保護方面同樣有用武之地。（2）體現基礎性、時代性和選擇性基礎性：表現為緊緊圍繞金屬礦物、海水和化石燃料這些重要自然資源綜合利用中的化學基本原理和基礎知識，例如：氧化還原反應原理及其應用；金屬活動性順序；典型非金屬元素鹵素及其化合物之間的化學轉化；分離混合物的基本操作蒸餾、分餾；具有典型結構的有機物乙烯的聚合反應等。時代性：關注自然資源開發(fā)和社會可持續(xù)發(fā)展這一當今社會熱點問題，努力揭示化

5、學在面對和解決這一問題中的作用和價值。如綠色化學的原理，“原子經濟”等。選擇性：表現為教學內容的典型性和示范性，教學要求的基礎性和發(fā)展性，教學活動的多樣性。設有“思考與交流”、“科學探究”、“資料卡片”等多種欄目，老師可以根據教材提供的內容，結合自己的教學經驗和學生實際情況，重新調整和補充教學內容。指導學生通過上網、去圖書館和實際生產中進行參觀、調查，進行專題報告等多種方式豐富教材內容，啟發(fā)他們對某些課題進行更深入的學習和研究。（3）更新呈現方式，促進學生學習方式的轉變通過多樣的呈現方式，幫助學生理解化學與可持續(xù)發(fā)展這一主題，主要目的在于改變學生被動接受式的單一學習方式，促進學生多樣化的學習方

6、式的轉變；同時在評價方面，改變只重視知識理解和掌握的學習結果，在本章中同時追求多元化學習目標，重視過程的理解和體會；認識教材只是學生學習資源的一種而不是全部。三、內容與教學目標要求1本章內容在必修模塊和選修模塊中的要求對比及知識與技能目標要求第一節(jié) 開發(fā)利用金屬礦物和海水資源必修課程標準選修課程標準必修知識與技能目標要求以海水資源、金屬礦物的綜合利用為例，了解化學方法在實現物質間轉化中的作用。認識化學在自然資源綜合利用方面的重要價值。了解海水的綜合利用，認識化學科學發(fā)展對自然資源利用的作用。（選修2）討論社會發(fā)展和科技進步對材料的要求，認識化學對材料科學發(fā)展的促進作用?；疽螅?知道根據金屬

7、的活動性不同，可分別采用加熱、電解、還原劑還原等方法冶煉金屬。并能從能量的角度選擇金屬的冶煉方法。能夠書寫相關的化學方程式。2知道海水淡化的幾種方法；掌握海水蒸餾的原理。3知道從海水中提取溴、碘的原理。了解非金屬置換反應。4能參照海水提取鎂的過程中化學原理寫出有關的化學方程式。彈性要求：1.初步學會梳理無機物之間的轉化（鎂及其化合物的關系）2能用自己所學的化學知識對一些化工生產流程的原理步驟進行簡單的解釋或分析。不宜拓展：金屬冶煉及海水綜合利用的化工工藝技術。第二節(jié) 資源綜合利用 環(huán)境保護必修課程標準選修課程標準必修知識與技能目標要求1認識化石燃料綜合利用的意義。2通過簡單實例了解常見高分子材

8、料的合成反應，能舉例說明高分子材料在生活等領域中的作用。3以酸雨的防治和無磷洗滌劑的使用為例，體會化學對環(huán)境保護的意義。4能說明合成新物質對人類生活的影響，討論在化學合成中遵循“綠色化學”思想的重要性。1通過調查討論煤、石油和天然氣等綜合利用的最新進展。2了解我國基本化工的生產資源、基本化工產品的主要種類和發(fā)展概況。3知道化學在水處理中的應用。4舉例說明生活中常用合成高分子材料的化學成分及其性能，評價高分子材料的使用對人類生活質量和環(huán)境質量的影響?；疽螅?.認識煤、石油、天然氣是人類能源的主要來源。能書寫簡單代表物燃燒的化學方程式。2.了解煤的成分；知道通過煤的干餾可得到多種化工產品及其用

9、途；知道煤的氣化和液化可減少燃燒所造成的環(huán)境污染。3.了解石油的成分；知道通過石油的分餾及裂化可得到多種化工產品及其用途。4.通過乙烯的聚合反應了解常見高分子材料的合成,了解聚合反應的原理。知道日常生活中的一些合成高分子材料的應用。5.知道形成酸雨的主要物質是硫氧化物和氮氧化物；認識含氮、磷的水體污染問題；知道一些污染的來源及控制方法。彈性要求：了解原子“原子經濟”的概念不宜拓展：各種控制污染的原理2過程與方法目標（1）通過對教材中“原油的分餾及裂化的產品和用途示意圖”閱讀分析，提高學生讀圖能力。（2）學習閱讀課本或通過上網、到圖書館等途徑查閱資料獲取信息的方法，培養(yǎng)對所獲信息進行加工，歸納概

10、括形成一定結論的能力。3情感態(tài)度與價值觀目標（1）學生認識和體會化學在自然資源開發(fā)和利用中的意義和作用，體會保護金屬、海水資源的重要性。（2）認識煤、石油和天然氣等化石燃料綜合利用的意義，認識化學不僅在資源開發(fā)上能發(fā)揮重要作用，在資源的綜合利用與環(huán)境保護方面同樣有用武之地。利用化石燃料這些人類重要自然資源的綜合利用中過程的利弊來感受人與社會的和諧發(fā)展。（3）培養(yǎng)學生綠色化學思想和環(huán)境意識。四、課時安排第一節(jié) 金屬礦物的開發(fā)利用 1課時 海水資源的開發(fā)利用 1課時第二節(jié) 煤、石油和天然氣的綜合利用 1課時環(huán)境保護與綠色化學 1課時測驗與講評 2課時總計 6課時五、教學建議本章的主要線索是：以金屬

11、的冶煉，海水中水資源、化學資源的開發(fā)利用，石油、煤的煉制和綜合利用，合成材料的生產等幾個學生有學習基礎的典型實例為知識載體，通過教師組織和學生參與課堂或課外的學習活動，在學習過程中，學生認識和體會到化學在自然資源的開發(fā)、綜合利用、環(huán)境保護中的意義和作用，揭示化學與可持續(xù)發(fā)展的重要關系，樹立資源保護、合理利用、保護環(huán)境的意識和綠色化學的思想。圍繞上述三維目標的達成提出幾點建議：1重視讓學生用所學化學基礎知識解釋或分析資源開發(fā)利用中的化學知識，從而認識和體會化學在自然資源開發(fā)和利用中的意義和作用。教學中通過設計合理的問題，讓學生主動用所學知識對化學在資源開發(fā)上的具體應用進行分析和解釋，體會自己所學

12、化學知識的應用價值，在落實知識與技能目標的同時實現情感態(tài)度與價值觀目標。氧化還原反應知識的應用與拓展：P88金屬冶煉的基本原理是什么？大多數金屬在自然界以化合物存在，金屬冶煉通常用氧化還原反應將金屬從其化合物中還原出來，成為金屬單質。P89“實驗4-1”鋁熱反應實驗中，鋁熱反應為什么能發(fā)生，在實際生產中有何應用？利用了鋁的強還原性。焊接鐵軌。P91“實驗4-2” 海帶中提取碘的實驗中，你還可以用哪些物質來代替H2O2，這里用H2O2有什么好處？注意此處的主要教學目標是使學生認識氧化劑、還原劑知識在實際中的應用價值，其它的如實驗操作等的討論在人教版選修6實驗化學中還有安排。P91“思考與交流”，

13、Br - 轉化為Br2，你能否寫出有關反應的化學方程式和離子方程式，這些反應屬于何種反應類型，從這些反應中比較Cl2、Br2、I2、H2O2、SO2氧化性的相對強弱。課后P93第5題?；瘜W基本分離方法知識的應用與拓展：P90蒸餾法為什么能進行海水淡化處理？原理怎樣？裝置怎樣？P96 已知石油的成分，根據所學的知識，互溶的液體混合物應當如何分離？石油分餾的原理是什么？有機化學知識的應用和拓展：P97-98 乙烯的結構是怎樣的？由乙烯生成聚乙烯化學方程式，反應類型，高聚物的基本結構如何？你能否指出聚乙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚丙烯的單體分別是什么？所學化學知識的綜合運用：用自己所學的化學知識對一些

14、化工生產流程的原理步驟進行簡單的解釋或分析。課后習題：2、4、6、9、10。2重視學生主動參與本章內容的學習過程，在學習過程中學習閱讀、查閱資料的方法，培養(yǎng)對信息進行進一步歸納概括的能力。本章教材中，知識與技能目標要求不高，大多為知道、了解的層次，但信息量大，可以讓學生閱讀教材或由老師提供的大量多媒體信息，讓學生從這些信息中通過自己的進一步歸納概括，對信息進行再加工，在相應地達成知識與技能目標的同時培養(yǎng)學生的學習能力。教學片斷1：落實金屬的冶煉方法與其金屬活動順序的關系，培養(yǎng)歸納能力。學生閱讀課本P88“金屬礦物的開發(fā)利用”討論為什么不同的金屬冶煉方法不同？歸納 金屬活動順序與金屬冶煉方法有何

15、關系？金屬的活動順序K Ca Na Mg AlZn Fe Sn Pb (H) CuHg AgPt Au金屬原子失電子能力金屬離子得電子能力主要冶煉方法思考為什么人類使用鐵器比使用銅器晚？教學片斷2：落實石油煉制的一般方法及其綜合利用，培養(yǎng)學生讀圖能力。學生看課本P96 圖4-6 原油的分餾及裂化的產品和用途示意圖，并閱讀課本相關文字或查找相關內容，回答下列問題：石油的成分如何？根據你所掌握的物質分離的基本方法，對石油進行初步的分離可以采用怎樣的方法？從圖中，你可以找到哪些石油煉制的方法？這些煉制方法的原料是什么，產品是什么，產品的主要用途是什么？3重視學生在參與學習過程中的情感體驗，以多種評價

16、方式反饋學習效果，以利學生情感態(tài)度與價值觀目標的達成。本章內容主要要求學生大致了解，用心體會?；瘜W與可持續(xù)發(fā)展的關系，環(huán)保意識和綠色化學的理念，在兩節(jié)教材中均有滲透和表述，而這些觀念的形成與培養(yǎng)，需要學生自己的親身體會才能可能達成。所以要實現這一目標，可以采取這樣幾種教學策略：（1）由老師利用提供大量的實物、模型、圖表、錄像、多媒體課件等大量信息，結合教材內容，讓學生充分感受和體會。然后讓學生在班上交流自己的體會和認識。（2）讓學生根據自己的條件，以各種方式主動收集相關信息，經過自己的整理，完成小論文，表達自己對“化學與可持續(xù)發(fā)展”這一主題的認識和體會，反饋學習效果。如，對于第二節(jié)中“環(huán)境保護

17、與綠色化學”的學習，可以讓學生自己上網，完成如化學與資源利用、化學與環(huán)境保護、綠色化學等一些小專題的小論文。（3）課內與課外相結合，指導學生選擇一些小課題，進行更深入的學習和研究。實際上，教材中通過幾個“思考與交流”欄目，提供了幾個這樣的選題。P90“思考與交流”關于海底的大量多金屬結核礦的開發(fā)問題；回收廢舊鋼鐵、鋁制品的問題。P99“思考與交流”關于廢舊合成材料（白色污染）的回收和利用問題。P101“思考與交流”關于酸雨、水污染、化學實驗中室內和室外污染的防止問題。這些都可以作為學生課外進行深入調查和研究的選題，學生根據自己的興趣和條件選擇其中的一個內容作為自己深入學習和研究的課題，進行研究

18、性學習，然后到課堂上進行交流與匯報。這些小專題與化學的發(fā)展和應用了解較緊，有利于培養(yǎng)學生學習化學興趣，促使學生在后繼學習中繼續(xù)選擇化學選修模塊的學習甚至將化學作為自己未來的職業(yè)。但要注意的是，這幾個“思考與交流”，安排在這里的主要目的是對學生情感態(tài)度價值觀目標的實現，具體的知識性內容在選修1和選修2中還要繼續(xù)學習。如P101“思考與交流”中的三個選題在選修1中都還有專門的章節(jié)進行闡述與學習，并有相應的知識與技能目標要求。所以在本章的學習中更應注重學生的情感體驗而不是知識性目標的達成。附件：以“金屬礦物的開發(fā)利用”為例，設計以下教學策略供參考。（廣雅中學杜敏提供）用大屏幕投影呈現文字、圖片、史料、錄像等素材，開闊學生的視野，激發(fā)學生的學習興趣，使學生充分體驗化學方法在金屬礦物開發(fā)（主要是金屬冶煉）中的作用。 如用“拿破侖三世時期鋁比金貴”的小故事引出很活潑的金屬鋁的冶煉方法；用“工業(yè)上焊接鋼軌”的圖片引入鐵的冶煉方法；以史料中“曾青得鐵，則化為銅”的記載，引入濕法煉銅的原理；用“火法煉銅”的視頻說明火法煉銅的原理。為落實化學方程式的書寫，可將每種金屬的冶煉方法和相關化學方程式設計成學案讓學生即時填寫。還可以利用課后習題第4題，引出Mg的冶煉方法，為學生提供更多感性材料。當學生對典型的“很活潑金屬”、“較活潑金屬”和“不太活潑金屬”的冶煉方法均有了一定的