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人教版必修2第四章教材分析与教学建议(推荐)


人教版必修 2 第四章《化学与自然资源的开发利用》 教材分析与教学建议
一、本章内容的地位和功能
高中化学必修模块既要为全体学生的发展提供必需的化学基础知识和基本技能,又为继 续学习选修课程的学生准备必要的基础。同时注意对学生进行过程与方法和情感态度与价值 观的教育,以提高全体学生的科学素养。 《普通高中化学课程标准》中,对必修模块确定了 6 个主题,分别是“

认识化学科学、化学实验基础、常见无机物及其应用、物质结构基础、化 学反应与能量、化学与可持续发展”。本章是完成最后一个主题“化学与可持续发展。” 1.STS 方面——有利于加深体会化学在综合利用自然资源中的作用,学会辩证地看待人 类和自然协调发展中可能会遇到的问题,培养做出明达决策的意识和能力。 2.学科教学方面——有利于将前面所学过的知识和技能进行必要的梳理、归纳和拓展, 主要包括无机物之间的转化,如在固态和溶液状态下,金属及其化合物、非金属及其化合物 的反应等;有机物之间的转化如裂解反应、聚合反应等。 3.对于学生进一步确定学习后续选修模块,乃至升学、就业方向也可能会产生影响。

二、内容结构与特点分析
1.体系构建
从三个层次构建其内容体系,其核心的观念是人与自然的关系: 综合利用自然资源 人 环境保护 自然

其次是认识化学在自然资源的开发利用中所起的作用:

化学变化 自然资源

可获得有用的物质

可获得能量

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其三,选取典型实例帮助学生获得这一认识。可选择的素材很多,教材选择学生前面已 学过的基础知识作为切入口。

金属矿物的开发利用

从自然界获得有 用的物质和能量 研 究 化 学 变化

海水中水资源、 化学资 源的开发利用

无机物知 识的归纳 拓展

从煤、石油、天然气中 获得基本化工原料

合成自然界原本 没有的物质

以煤、石油、天然气为原 料生产合成材料

有机物知 识的归纳 拓展

2.内容选择、呈现
(1)突出主题,将科学教育与人文教育融为一体 本章与其它章节相比,情感态度与价值观目标显性化这一特点体现得非常明显。本章中 的知识内容更多表现为载体的作用,通过对化学基础知识的学习,更主要的教学目标是帮助 学生认识和体会化学在自然资源开发和利用中的意义和作用,揭示化学与可持续发展的重要 关系,树立资源保护意识及合理开发意识。 人类能源的来源全部都是从自然界中得到,其中的大多数资源属于不可再生的有限资源。 仅注重资源的开发是远远不够的,人类要实现可持续发展,就必须做到合理开发资源、最大 限度地利用好资源,还要好好保护环境。而化学不仅在资源开发上能发挥重要作用,在资源 的综合利用与环境保护方面同样有用武之地。 (2)体现基础性、时代性和选择性 基础性:表现为紧紧围绕金属矿物、海水和化石燃料这些重要自然资源综合利用中的化 学基本原理和基础知识,例如:①氧化还原反应原理及其应用;②金属活动性顺序;③典型 非金属元素——卤素及其化合物之间的化学转化;④分离混合物的基本操作——蒸馏、分馏; ⑤具有典型结构的有机物——乙烯的聚合反应等。

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时代性:关注自然资源开发和社会可持续发展这一当今社会热点问题,努力揭示化学在 面对和解决这一问题中的作用和价值。如绿色化学的原理,“原子经济”等。 选择性:表现为教学内容的典型性和示范性,教学要求的基础性和发展性,教学活动的 多样性。设有“思考与交流”、“科学探究”、“资料卡片”等多种栏目,老师可以根据教材提供的 内容,结合自己的教学经验和学生实际情况,重新调整和补充教学内容。指导学生通过上网、 去图书馆和实际生产中进行参观、调查,进行专题报告等多种方式丰富教材内容,启发他们 对某些课题进行更深入的学习和研究。 (3)更新呈现方式,促进学生学习方式的转变 通过多样的呈现方式,帮助学生理解化学与可持续发展这一主题,主要目的在于改变学 生被动接受式的单一学习方式,促进学生多样化的学习方式的转变;同时在评价方面,改变 只重视知识理解和掌握的学习结果,在本章中同时追求多元化学习目标,重视过程的理解和 体会;认识教材只是学生学习资源的一种而不是全部。

三、内容与教学目标要求
1.本章内容在必修模块和选修模块中的要求对比及知识与技能目标要求 第一节 开发利用金属矿物和海水资源 必修《课程标准》 以海水资源、 金属矿 选修《课程标准》 了 解 海水 的 综合 利 基本要求: 1. 知道根据金属的活动性不同, 可分别采用加热、 电解、还原剂还原等方法冶炼金属。并能从能量 的角度选择金属的冶炼方法。能够书写相关的化 学方程式。 2.知道海水淡化的几种方法;掌握海水蒸馏的原 理。 3.知道从海水中提取溴、碘的原理。了解非金属 置换反应。 4.能参照海水提取镁的过程中化学原理写出有关 的化学方程式。 弹性要求: 1.初步学会梳理无机物之间的转化 (镁 及其化合物的关系)2.能用自己所学的化学知识 对一些化工生产流程的原理步骤进行简单的解释
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必修知识与技能目标要求

物的综合利用为例, 用, 认识化学科学发 了 解 化学 方 法在 实 现 物 质间 转 化中 的 作用。 认识化学在自 然 资 源综 合 利用 方 面的重要价值。 展 对 自然 资 源利 用 的作用。 (选修 2) 讨 论 社会 发 展和 科 技 进 步对 材 料的 要 求, 认识化学对材料 科 学 发展 的 促进 作 用。

或分析。 不宜拓展:金属冶炼及海水综合利用的化工工艺 技术。

第二节 资源综合利用 环境保护 必修《课程标准》 1.认识化石燃料 选修《课程标准》 1.通过调查讨论煤、 基本要求: 1.认识煤、石油、天然气是人类能源的主要来源。 能书写简单代表物燃烧的化学方程式。 2.了解煤的成分;知道通过煤的干馏可得到多种 化工产品及其用途;知道煤的气化和液化可减少 燃烧所造成的环境污染。 3.了解石油的成分;知道通过石油的分馏及裂化 可得到多种化工产品及其用途。 4.通过乙烯的聚合反应了解常见高分子材料的合 成,了解聚合反应的原理。知道日常生活中的一些 合成高分子材料的应用。 5.知道形成酸雨的主要物质是硫氧化物和氮氧化 物;认识含氮、磷的水体污染问题;知道一些污 染的来源及控制方法。 弹性要求:了解原子“原子经济”的概念 不宜拓展:各种控制污染的原理 必修知识与技能目标要求

综合利用的意义。 石油和天然气等综合 2.通过简单实例 了解常见高分子 材料的合成反应, 能举例说明高分 子材料在生活等 领域中的作用。 3.以酸雨的防治 和无磷洗涤剂的 使用为例,体会化 学对环境保护的 意义。 4.能说明合成新 物质对人类生活 的影响,讨论在化 学合成中遵循 “绿色化学”思 想的重要性。 2.过程与方法目标 利用的最新进展。 2.了解我国基本化工 的生产资源、基本化 工产品的主要种类和 发展概况。 3.知道化学在水处理 中的应用。 4.举例说明生活中常 用合成高分子材料的 化学成分及其性能, 评价高分子材料的使 用对人类生活质量和 环境质量的影响。

(1)通过对教材中“原油的分馏及裂化的产品和用途示意图”阅读分析,提高学生读图 能力。 (2)学习阅读课本或通过上网、到图书馆等途径查阅资料获取信息的方法,培养对所获 信息进行加工,归纳概括形成一定结论的能力。

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3.情感态度与价值观目标 (1)学生认识和体会化学在自然资源开发和利用中的意义和作用,体会保护金属、海水 资源的重要性。 (2)认识煤、石油和天然气等化石燃料综合利用的意义,认识化学不仅在资源开发上能 发挥重要作用,在资源的综合利用与环境保护方面同样有用武之地。利用化石燃料这些人类 重要自然资源的综合利用中过程的利弊来感受人与社会的和谐发展。 (3)培养学生绿色化学思想和环境意识。

四、课时安排
第一节 金属矿物的开发利用 海水资源的开发利用 第二节 煤、石油和天然气的综合利用 环境保护与绿色化学 测验与讲评 总计 1 课时 1 课时 1 课时 1 课时 2 课时 6 课时

五、教学建议
本章的主要线索是:以金属的冶炼,海水中水资源、化学资源的开发利用, 石油、煤的炼制和综合利用,合成材料的生产等几个学生有学习基础的典型实例 为知识载体,通过教师组织和学生参与课堂或课外的学习活动,在学习过程中, 学生认识和体会到化学在自然资源的开发、综合利用、环境保护中的意义和作用, 揭示化学与可持续发展的重要关系,树立资源保护、合理利用、保护环境的意识 和绿色化学的思想。
围绕上述三维目标的达成提出几点建议:

1.重视让学生用所学化学基础知识解释或分析资源开发利用中的化学知识, 从而认识和体会化学在自然资源开发和利用中的意义和作用。
教学中通过设计合理的问题,让学生主动用所学知识对化学在资源开发上的具体应用进 行分析和解释,体会自己所学化学知识的应用价值,在落实知识与技能目标的同时实现情感 态度与价值观目标。
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氧化还原反应知识的应用与拓展: P88 金属冶炼的基本原理是什么?大多数金属在自然界以化合物存在, 金属冶炼通常用氧 化还原反应将金属从其化合物中还原出来,成为金属单质。 P89“实验 4-1”铝热反应实验中,铝热反应为什么能发生,在实际生产中有何应用?利 用了铝的强还原性。焊接铁轨。 P91 “实验 4-2” 海带中提取碘的实验中, 你还可以用哪些物质来代替 H2O2, 这里用 H2O2 有什么好处?注意此处的主要教学目标是使学生认识氧化剂、还原剂知识在实际中的应用价 值,其它的如实验操作等的讨论在人教版选修 6《实验化学》中还有安排。 P91“思考与交流” ,Br - 转化为 Br2,你能否写出有关反应的化学方程式和离子方程式, 这些反应属于何种反应类型,从这些反应中比较 Cl2、Br2、I2、H2O2、SO2 氧化性的相对强弱。 课后 P93 第 5 题。 化学基本分离方法知识的应用与拓展: P90 蒸馏法为什么能进行海水淡化处理?原理怎样?装置怎样? P96 已知石油的成分,根据所学的知识,互溶的液体混合物应当如何分离?石油分馏的 原理是什么? 有机化学知识的应用和拓展: P97-98 乙烯的结构是怎样的?由乙烯生成聚乙烯化学方程式,反应类型,高聚物的基本 结构如何?你能否指出聚乙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚丙烯的单体分别是什么? 所学化学知识的综合运用:用自己所学的化学知识对一些化工生产流程的原理步骤进行 简单的解释或分析。课后习题:2、4、6、9、10。

2.重视学生主动参与本章内容的学习过程,在学习过程中学习阅读、查阅资 料的方法,培养对信息进行进一步归纳概括的能力。
本章教材中,知识与技能目标要求不高,大多为知道、了解的层次,但信息量大,可以 让学生阅读教材或由老师提供的大量多媒体信息,让学生从这些信息中通过自己的进一步归 纳概括,对信息进行再加工,在相应地达成知识与技能目标的同时培养学生的学习能力。 教学片断 1:落实金属的冶炼方法与其金属活动顺序的关系,培养归纳能力。 [学生]阅读课本 P88“金属矿物的开发利用” [讨论]为什么不同的金属冶炼方法不同?
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[归纳] 金属活动顺序与金属冶炼方法有何关系? 金属的活动顺序 金属原子失电子能力 金属离子得电子能力 主要冶炼方法 [思考]为什么人类使用铁器比使用铜器晚? K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au

教学片断 2:落实石油炼制的一般方法及其综合利用,培养学生读图能力。 [学生]看课本 P96 图 4-6 原油的分馏及裂化的产品和用途示意图,并阅读课本相关文字或查 找相关内容,回答下列问题: ①石油的成分如何?根据你所掌握的物质分离的基本方法,对石油进行初步的分离可以采用 怎样的方法? ②从图中,你可以找到哪些石油炼制的方法?这些炼制方法的原料是什么,产品是什么,产 品的主要用途是什么?

3.重视学生在参与学习过程中的情感体验,以多种评价方式反馈学习效果, 以利学生情感态度与价值观目标的达成。
本章内容主要要求学生大致了解,用心体会。化学与可持续发展的关系,环保意识和绿 色化学的理念,在两节教材中均有渗透和表述,而这些观念的形成与培养,需要学生自己的 亲身体会才能可能达成。所以要实现这一目标,可以采取这样几种教学策略: (1)由老师利用提供大量的实物、模型、图表、录像、多媒体课件等大量信息,结合教 材内容,让学生充分感受和体会。然后让学生在班上交流自己的体会和认识。 (2)让学生根据自己的条件,以各种方式主动收集相关信息,经过自己的整理,完成小 论文,表达自己对“化学与可持续发展”这一主题的认识和体会,反馈学习效果。如,对于 第二节中“环境保护与绿色化学”的学习,可以让学生自己上网,完成如化学与资源利用、化学 与环境保护、绿色化学等一些小专题的小论文。 (3)课内与课外相结合,指导学生选择一些小课题,进行更深入的学习和研究。实际上, 教材中通过几个“思考与交流”栏目,提供了几个这样的选题。P90“思考与交流”关于海底 的大量多金属结核矿的开发问题;回收废旧钢铁、铝制品的问题。P99“思考与交流”关于废
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旧合成材料(白色污染)的回收和利用问题。P101“思考与交流”关于酸雨、水污染、化学 实验中室内和室外污染的防止问题。这些都可以作为学生课外进行深入调查和研究的选题, 学生根据自己的兴趣和条件选择其中的一个内容作为自己深入学习和研究的课题,进行研究 性学习,然后到课堂上进行交流与汇报。这些小专题与化学的发展和应用联系较紧,有利于 培养学生学习化学兴趣,促使学生在后继学习中继续选择化学选修模块的学习甚至将化学作 为自己未来的职业。 但要注意的是,这几个“思考与交流” ,安排在这里的主要目的是对学生情感态度价值观 目标的实现,具体的知识性内容在选修 1 和选修 2 中还要继续学习。如 P101“思考与交流”中 的三个选题在选修 1 中都还有专门的章节进行阐述与学习,并有相应的知识与技能目标要求。 所以在本章的学习中更应注重学生的情感体验而不是知识性目标的达成。

附件:以“金属矿物的开发利用”为例,设计以下教学策略供参考。(广雅中学 杜敏提供)
用大屏幕投影呈现文字、图片、史料、录像等素材,开阔学生的视野,激发学生的学习 兴趣,使学生充分体验化学方法在金属矿物开发(主要是金属冶炼)中的作用。 如用“拿破 仑三世时期铝比金贵”的小故事引出很活泼的金属铝的冶炼方法;用“工业上焊接钢轨”的 图片引入铁的冶炼方法;以史料中“曾青得铁,则化为铜”的记载,引入湿法炼铜的原理; 用“火法炼铜”的视频说明火法炼铜的原理。 为落实化学方程式的书写,可将每种金属的冶炼方法和相关化学方程式设计成学案让学 生即时填写。还可以利用课后习题第 4 题,引出 Mg 的冶炼方法,为学生提供更多感性材料。 当学生对典型的“很活泼金属”“较活泼金属”和“不太活泼金属”的冶炼方法均有了 、 一定的感性认识后,用“人类先进入青铜时代还是先进入铁器时代?”的思考题引导学生归 纳金属的活动性顺序与金属冶炼的关系、归纳几种常用金属冶炼方法,使学生主动构建自己 的知识结构。 设计情境: “如果你是冶炼铜工厂的厂长,你会选择哪种冶炼方法?”使学生通过思考和 讨论,认识到金属冶炼过程往往需要消耗大量的能量,也容易造成严重的环境污染,那么, 改进工艺条件、节能降耗、回收废旧金属制品等,就成为了与冶炼金属同样重要的问题。 对改进工艺条件、节能降耗、废旧金属的回收意义、海底金属资源的开发利用这些内容 可安排学生课后查阅资料,以论文或课件的形式呈现,在全班进行交流,该活动可视具体情
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况在堂上交流或课后交流。

学案设计
一、金属矿物的开发利用 1.冶炼铝的方法: 2.冶炼铁的方法: 冶炼铁的方法: 3.冶炼铜的方法: 冶炼铜的方法: 4.冶炼镁的方法: 5.你所知的冶炼其它金属的方法: 相关化学方程式: 【小结】利用 的不同,可以采用不同的冶炼方法。有如下规律: 法冶炼。 法冶炼,常用的还原剂 ,相关化学方程式: ,相关化学方程式: ,相关化学方程式: ,相关化学方程式: ,相关化学方程式: ,相关化学方程式:

(1)非常活泼的金属,如 K、Ca、Na、Mg、Al,一般采用 (2)大部分金属,如 Zn、Fe、Sn、Pb、Cu,一般采用 有 。 法冶炼。

(3)不活泼金属,如 Hg、Ag,一般采用 冶炼汞: 冶炼银:

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