化學與資源、能源的利用

張顏濤　張春生

案例：

本節(jié)課是《農(nóng)村中學化學課與綜合實踐課的整合研究》課題開題會上的一節(jié)觀摩課。渤海中學的張春生老師在設(shè)計《化學與資源、能源的利用》這節(jié)課時，在人教版下冊第七單元《燃料及其利用》的基礎(chǔ)上，充分利用農(nóng)村豐富的課程資源把學生的直接體驗和社會實踐有機地整合起來落實到化學教學的課程目標中，改變了傳統(tǒng)的教學結(jié)構(gòu)和教學模式，通過專家講解、實地考察參觀、上網(wǎng)搜集材料、課堂交流、設(shè)計實驗、歸納總結(jié)等多種學習方式，為學生創(chuàng)造了自主、合作、探究的學習氛圍，讓學生親自體驗生活中的化學，培養(yǎng)學生的問題意識和探索精神。讓學生在生產(chǎn)、生活中感受探究活動過程，體驗學習科學的樂趣。這樣的整合既適應(yīng)了學生個性發(fā)展的需要，也適應(yīng)了社會發(fā)展的需要。

以下是張春生老師的教學紀實以及我們對本節(jié)課的感想和體會。

教學過程：

1專家講座。

請學校所在地的玉米加工廠——黑龍江省鏡泊湖農(nóng)業(yè)開發(fā)股份有限公司太吉集團的技術(shù)專家為同學們講解玉米的用途。

專家：我們生活申的衣、食、住、行，都與我們熟悉的玉米關(guān)系密切。第一，我們現(xiàn)在穿的衣服是純棉的或化纖的，現(xiàn)在的化纖多數(shù)都從石油中提煉出來，將來的發(fā)展趨勢是用玉米淀粉經(jīng)過化學合成紡紗織布，大家將來穿的衣服是用玉米做的，同學們?nèi)绻I了，可以把我們的衣服吃了。(學生哈哈大笑。)第二，同學們知道，我們?nèi)梭w的主要供能物質(zhì)是淀粉，我們吃的很多食品中都含有玉米淀粉，如火腿腸和一些膨化食品等。第三，我們現(xiàn)在蓋房。修路用的重要材料之一是水泥，將來我們將用玉米淀粉合成材料去替代水泥做建筑材料，用玉米淀粉合成材料去做高速公路的路面，防滑耐磨。這些都是玉米進行深加工后的產(chǎn)品。(學生聽了都很吃驚。通過專家講解玉米的用途，激發(fā)起學生濃厚的學習興趣，使學生對玉米深加工充滿了好奇和神往。)

2實地參觀。

帶領(lǐng)學生到太吉集團實地參觀，邊觀看邊聽技術(shù)員講解各種設(shè)備的用途和化學原理，以及深加工生產(chǎn)出的各種產(chǎn)品及用途，并將整個參觀過程進行錄像。

(學生看了玉米生產(chǎn)出的各種產(chǎn)品后再次受到感染。)

3材料搜集，知識梳理。

通過實地參觀、采訪、查閱和整理相關(guān)資料，學生將所見所聞進行梳理形成匯報材料。

4表達交流，認識提升。

師：通過專家的講解、現(xiàn)場參觀、查閱資料等多種途徑，同學們對玉米的綜合開發(fā)和利用，玉米生產(chǎn)過程中有關(guān)資源、能源的利用都有了新的認識，下面進行匯報交流。

(第一組學生將玉米加工產(chǎn)品繪制成圖表展示，組內(nèi)同學根據(jù)自己的學習所得進行匯報。)

生：玉米經(jīng)過化學加工，可以生成蛋白質(zhì)，蛋白質(zhì)是由多種氨基酸構(gòu)成的復(fù)雜化合物，是人體細胞構(gòu)成的基本物質(zhì)，是機體生成和修復(fù)受損組織的主要原料。

生：玉米還可以加工出維生素C，維生素C參與人體各種新陳代謝，增強機體抵抗力。

生：還可以生產(chǎn)葡萄糖，糖類是食物重要組成部分，葡萄糖在人體內(nèi)酶的作用下緩慢氧化轉(zhuǎn)換成二氧化碳和水并釋放出能量，供機體活動和維持體溫恒定的需要。

生：還有乙醇，乙醇可以醫(yī)用消毒，還可以作燃料，現(xiàn)在汽車用的燃料就乙醇汽油，既在一定程度上緩解了能源危機，也起到了環(huán)保的作用。

生：玉米芯可以加工成木糖醇，玉米葉可以作紡織品，玉米的莖葉可以生產(chǎn)飼料和燃料。所以玉米有軟黃金之稱。

師：回答得很好。哪個小組對玉米加工的流程進行了調(diào)查7

(第二組學生將參觀活動的錄像進行了剪輯，用大屏幕展示玉米加工的簡單流程進行匯報。)

生：玉米加工的過程主要是：玉米?！莨蕖ニ椤驖{→分離→產(chǎn)品。

生：在玉米粒浸泡，磨碎的過程中發(fā)生了物理變化，打漿，分離，制成產(chǎn)品的過程發(fā)生的是化學變化。

生：生產(chǎn)過程中用硫磺和水浸泡。

生：生產(chǎn)過程需要大量的水，經(jīng)過使用后的水，我們應(yīng)當稱之為廢水、污水。這些廢水、污水不經(jīng)過處理會產(chǎn)生不良的后果。我家生活在渤海集團附近的拐角村，我家有個魚池，曾有一段時間，太吉集團的廢水未經(jīng)過處理就排放，這廢水隨河水進入魚池中，造成了魚大量死亡，經(jīng)濟損失嚴重。

生：我家就在這附近，未經(jīng)處理的廢水進入我家稻田里，造成了水稻的減產(chǎn)。別人家的水稻畝產(chǎn)可達1300～1400斤，我家的卻只有800斤左右，加工出的大米在市場上的價格也遠遠不如別人家，用這種米做出的米飯色澤和口感要差很多。

生：我家住在太吉集團附近，夏天的時候，工廠排放的污水沒經(jīng)過處理，我家都不敢開窗戶，因為一開窗戶就會聞到難聞的氣味，我騎車上學的路上也會聞到這種氣味?，F(xiàn)在工廠的污水經(jīng)過了處理，我們現(xiàn)在聞不到那種難聞的氣味了。

生：硫酸造成了水質(zhì)的酸化。我們測量了水樣的酸堿度，結(jié)果PH≈2我們可以用熟石灰來降低污水的酸性。

生：工廠排放的污水中還含有蛋白質(zhì)殘渣，腐爛后就會產(chǎn)生難聞的氣味。這些蛋白質(zhì)殘渣不經(jīng)過處理就排放，還會引起水體富營養(yǎng)化。

師：那么我們應(yīng)該如何去治理呢?

生：把廢水中的蛋白質(zhì)提取出來做飼料，既可以使廢水中的蛋白質(zhì)重新得到利用，又可以保護環(huán)境。

師：這位同學回答的很好。同學們都有切身體會，在太吉集團的廢水沒經(jīng)過處理就排放的那一段日子，確實對我們的日常生活和生產(chǎn)造成了危害，也對我們周圍的環(huán)境造成了污染。現(xiàn)在好了，太吉集團的廢水處理設(shè)備投入使用，我們附近的河水越來越清澈，我們周圍的空氣也越來越清新，再也聞不到難聞的氣味了。

師：同學們還知道，在工廠生產(chǎn)的過程中還要用到大量的燃料，哪組的同學太吉集團燃料情況進行了調(diào)查，請匯報一下。

生：渤海集團在生產(chǎn)過程中要了用到大量的燃煤，正常情況下每天要燃燒掉180噸煤，這些煤燃燒后會向空氣中排放大約7.2噸的二氧化硫，照這樣計算每年要向空氣中排放2628噸二氧化硫。這是一個不小的數(shù)字，而這只是我們附近的一個小工廠，我們上網(wǎng)查閱有關(guān)資料，每年全世界排放的二氧化硫達一億五千萬噸，其中80％來自于煤的燃燒。二氧化硫大量排放到空氣中不但污染了空氣還會產(chǎn)生酸雨。我們小組的其他成員對二氧化硫大量進入空氣后產(chǎn)生的危害也進行了調(diào)查，下面請他向大家匯報。

生：二氧化硫氣體可以對人體的呼吸道造成傷害，引起呼吸道疾?。欢趸蛉苡谟晁€會形成酸雨，降落地面導致土壤酸化，導致農(nóng)作物減產(chǎn)或樹木枯死(用大屏幕展示搜集到的圖片)，也會污染水資源(導致魚蝦死亡)，腐蝕建筑物。(展示圖片。)

師：聽到以上數(shù)字，看到以上圖片后，同學們現(xiàn)在有什么感想?

生：化工生產(chǎn)要消耗大量的化石能源，我們經(jīng)過查閱資料，進行計算，根據(jù)我國煤、石油、天然氣的儲量和年消耗量，煤的開采還可以維持112年，石油可以維持10年，天然

氣可以維持51年，就是說當我們30歲左右時，石油就已耗盡，所以我們應(yīng)該合理使用現(xiàn)有能源，并努力開發(fā)新能源，如太陽能、風能、地熱、海底可燃冰等。

生：化工生產(chǎn)要燃燒大量的煤，產(chǎn)生大量的二氧化硫污染了空氣，化工生產(chǎn)過程中也會排放大量的廢氣，對我們生存的環(huán)境造成污染，所以在使用燃料時應(yīng)對燃料進行脫硫處理，減少二氧化硫向空氣排放，工廠的廢氣也應(yīng)經(jīng)過處理達標后再排放。

師：好，你們在這次活動中還真是收獲不小，請談一下感受吧。

生：通過這次實踐活動我知道了玉米經(jīng)過加工可以制成很多產(chǎn)品，如淀粉、乙醇、乙酸、蛋白質(zhì)、葡萄糖，尤其是玉米纖維和建筑材料，真沒想到我們非常熟悉的玉米有這么多用途。

生：利用自然界現(xiàn)有的資源或能源通過化工生產(chǎn)可以生產(chǎn)出多種產(chǎn)品，可以方便我們的生活，提高生活質(zhì)量。

生：我要好好學習化學，豐富知識，長大以后服務(wù)農(nóng)村，改善農(nóng)村環(huán)境、生活條件，提高農(nóng)作物產(chǎn)量，為建設(shè)社會主義新農(nóng)村貢獻自己的一份力量。

師：以上同學說的都很好，同學們也意識到了我們的生活正在受到資源匱乏，能源危機，環(huán)境污染嚴重的威脅，讓我們用一句話作為這節(jié)課的結(jié)束語：“愛護資源，保護環(huán)境，人人參與，共創(chuàng)美好家園?！?/p>

反思：

一、化學課與綜合實踐課整合在整合課程資源及轉(zhuǎn)變教學方式上具有多種優(yōu)勢，是對新型課堂教學模式的一種嘗試，也是對課改理念的一種踐行

1培養(yǎng)了學生多方面的能力。學生在整個活動中所需材料和知識，除了在教師幫助下獲取外，學生自己可通實地考察或咨詢、通過相關(guān)的實驗、運用有關(guān)圖書資料或直接上網(wǎng)獲取信息，這些途徑都有利于培養(yǎng)學生收集信息的能力和處理信息的能力；學生在親身實踐中明確了自己的責任，培養(yǎng)了合作精神和人際交往能力；同時，學生科學探究意識和能力也在自主獲取知識與技能的同時得到了發(fā)展。

2明顯轉(zhuǎn)變教師的教學方式和學生的學習方式。教師在教學過程中不再是單一的知識傳授者，更多的是課程實施過程中的組織者、引導者和合作者。教師通過任務(wù)驅(qū)動，激發(fā)學生的求知欲，引導學生體驗、探究、發(fā)現(xiàn)性學習。教師不再是教學中的“主角”，而是走到“幕后”成為一名“導演”，在實踐活動中和學生同學習、共成長。學習方式的改變使學生成為學習的主人，賦予學生社會責任感，激發(fā)學生的學習興趣和參與意識，使學生學得快樂，學得自由，體驗著在做科學中學科學的樂趣。

3促進了化學教師的專業(yè)化發(fā)展?；瘜W課與綜合實踐課整合使課程的內(nèi)容具有了很強的社會性和實踐性，學科知識相互交叉、相互滲透，遠遠超出教材的范圍。教師在整合課程資源時不僅要熟悉教材、把握“課程標準”，還要收集處理多方面的信息；這個過程迫使教師不斷更新本專業(yè)知識，拓寬自己的知識面，注意對平時素材的積累，逐步學會應(yīng)對各種新的情況，掌握處理各種問題的技巧和方法，提高自己分析問題和解決問題的能力。

二、教學實施中教師需要注意的幾個問題

1教師要認真研究“課程標準”和教材，針對學生的基礎(chǔ)知識、興趣愛好、社區(qū)背景和自然條件確立所要整合的課題。

2教師要對整個活動內(nèi)容進行周密的計劃和安排，對活動的實施進行精心的組織，并有針對性地進行指導、點拔和督促才能使活動得以正常開展。

3教師需要關(guān)注和保護學生的熱情，同時要與家長溝通，爭取家長和社會的理解和支持。充分利用學生生活中的化學資源，把化學課與綜合實踐課有機地整合起來，通過專家講解、實地考察參觀、上網(wǎng)搜集材料；課堂交流、設(shè)計實驗、歸納總結(jié)等多種學習方式，為學生創(chuàng)造了自主、合作、探究的學習氛圍，讓學生親自體驗生活申的化學，培養(yǎng)學生的問題意識和探索精神。

編輯張燁