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1、 教学基本信息课名利用物质间转化关系解决环境问题以“改善水质”为例是否属于地方课程或校本课程否学科化学学段2016-2017年级高三授课日期2016年10月14日教材书名：化学与生活 出版社：人民教育出版社 出版日期： 2007年2月教学设计参与人员姓名单位联系方式设计者戚娜兴华中学13810307230实施者戚娜兴华中学13810307230指导者闫花妮兴华中学13269022166指导思想与理论依据化学课程标准指出：要使学生“正确认识科学、技术与社会的相互关系，能运用所学知识解释生产、生活中的化学现象，解决与化学有关的一些实际问题，初步树立社会可持续发展的思想”。因而化学教学不仅要从生活中
2、提出化学问题，还必须结合现实生活中的实际问题，引导学生运用化学知识和化学的思维方式去看待分析与解决，感受到化学与现实生活的紧密联系，逐步提高实践能力。新课程背景下高考考纲要求学生要具备接受、吸收、整合化学信息、分析和解决实际问题、化学实验及科学探究等能力。统观近几年高考题及各城区模拟题，涉及水污染处理的问题出现频率非常高，通常以具体的实例为载体，比如水体中氨氮的除去、CN-的转化等，其中涉及相关的氧化还原法、沉淀法等，这类题目普遍具有的特点是：紧贴科技生产、社会生活，具有鲜明的时代特色和一定的现实意义，属于热点问题。本节课的教学设计是以改善水质的方法为知识背景，对元素化合物、物质间的转化关系等
3、知识内容进行综合提升。本节课的理论依据是“知识问题化、问题情境化”的教学思想，通过选择合适的教学素材将教材中的教学内容转化为问题，提出问题时不仅要激发学生的学习兴趣，使学生积极地参与到教学活动中来，更要将知识转化为问题融入情境中，引领学生在一个又一个问题情境中领悟知识，达到对知识掌握和迁移的目的。教学背景分析1、教学内容分析高三第一轮复习进入中期阶段后，学生对元素化合物知识及物质之间转化关系都有了一定的认识，人教版选修1化学与生活的相关知识在近些年的模拟题和高考题中出现频率较高，能否以相关知识为探究点整合素材，帮助学生应用物质间转化关系解决生活中问题，提炼出合情合理的解题方法并学以致用，最终提
4、升学生的综合素养呢？基于此我以选修1化学与生活第四章第二节爱护水资源的知识为载体，在具体教学设计与实践中进行了思考和尝试。2、学生情况分析 从知识的构成来看，通过高三第一轮前期的复习，学生已对元素化合物及物质间转化关系等基础知识有了比较全面的认识，但各个知识点还是相对独立的，知识的网络性构建有待完善。因此解决譬如“改善水质”为代表的生产生活中所涉及的实际问题，通过问题驱动和多层次的探究，构建知识体系、完善化学思维模式，力图实现化学学科从基础知识到综合能力的跨越和提升。教学目标知识与技能 1、能从元素化合物的认识角度（类别、化合价）分析物质性质及物质间转化关系2、能运用氧化还原思想分析问题，提高
5、给定真实情境下氧化还原反应方程式和电极反应式的书写能力。3、掌握常见的污水处理的方法过程与方法1、通过对污水治理方法的了解以及对物质间转化关系的应用，提高用化学思想解决实际环境问题的能力。2、初步形成实际问题解决的一般思路情感态度与价值观1、 理解化学与环境的关系，体会化学在促进社会发展和保护环境方面的巨大贡献2、 培养学生重视和关心环境问题的情感、态度及正确的行为模式教学重点混凝法、中和法、沉淀法、氧化还原法在污水处理中的应用教学难点给定情境下氧化还原反应物质类型的判断和方程式、电极反应式的书写教学过程教学环节教学内容以及教师活动学生活动设计意图环节一实际问题化学问题【引入】2016里约奥运
6、会期间，游泳池的水一夜变绿，为什么呢？ 【过渡】这个话题一时间引起了全世界网民的热议，大家推测出的原因有很多。其中普遍认可的观点是藻类的大量繁殖。这种现象在我们生活中也常见。【展示图片】水华和赤潮【提问】水华和赤潮是什么引起的呢？看书P85回答这样几个问题：1、 哪些元素是植物营养素？什么是水体的富营养化？2、为什么引起藻类的大量繁殖？3、赤潮、水华带来危害有哪些？倾听思考回答思考、教材研读、回答问题创设真实问题情境，提炼成化学问题，激发学习兴趣落实教材内容，提高学生提取信息的能力环节二水体中氨氮的去除方法【过渡】水体中的氨氮等污染物，主要来自生活污水和某些工业废水，工业上怎么处理才能减小氨氮
7、带来的危害呢？【展示资料】工业上处理氨氮废水的方法通常是先采用生物硝化法将NH4+转化NO3，再用电解法将NO3转化为N2【任务一】步骤：采用生物硝化法将NH4+转化NO3生物硝化法处理废水，会导致水体pH逐渐下降，用离子方程式解释原因 【任务二】步骤：采用电解法将NO3转化为N2 与电源正极相连的一极是 （填 “A”或“B”）。 B极的电极反应是 。【小结】这里我们用到的方法是常用的氧化还原法。根据处理网民也可以总结出规律，污水处理的原则是：将有害物质转化为无害物质，易溶转化为难溶等物质。思考，交流讨论，回答问题，并写出反应方程式和电极反应式，学生展示书写结果提升从各种情景中提取信息进行分析
8、的能力发展学生利用氧化还原原理分析预测和书写陌生氧化还原方程式的能力环节三水体中其它离子的去除方法【过渡】水体污染不仅仅是氨氮带来的，还有其他甚多物质，它们如何去除呢？【资料卡片】氢氰酸和氰化物都有剧毒，很少量即能致人死亡，水质和环境的污染使人和其他生物体被动吸收更是防不胜防。含氰化物的废水一旦造成氰化物的污染必须加以处理。【任务一】氯氧化法处理含氰（CN-）废水是废水处理的一个典型实例。在碱性条件下，氯气可将废水中的CN-氧化成两种无毒的气体，使水质得到净化。请用离子方程式解释原因：_【资料卡片】注：我国规定酸、碱废水pH的最大允许排放标准是大于6、小于9。【提问】酸碱废水如何处理？【提问】
9、微生物保持活性的pH范围为79，最适宜用来调节水体pH的物质是？A. NaOH B.CaCO3 C. NH3H2O D. CO2【PPT资料】重金属元素对水体和土壤带来巨大危害，重金属元素通过食物链富集，居民长期食用富含汞的鱼和贝类造成慢性中毒【PPT资料】几种化合物的溶度积常数表：【提问】通过表格中数据，能否判断出采用什么方法去除溶液中的重金属离子？【任务二】溶液中Cr2O72-的去除：在酸性条件下，向含铬废水中加入FeSO4 ，可将有害的Cr2O72-转化为Cr3，然后再加入熟石灰调节溶液的pH，使Cr3转化为Cr(OH)3沉淀，而从废水中除去，试写出两步转化的离子方程式:【追问】这里采用
10、的化学方法有哪些？思考讨论，讨论交流思考回答思考得出：中和法小组讨论，汇报交流结合已有的数据和资料分析、思考和回答氧化还原法、沉淀法利用建构的认知模型，解决类似情景的问题，巩固分析问题、解决问题能力培养再次体现元素化合物性质认识角度在分析实际问题中的重要应用感受水污染造成的危害，从化学角度对水的污染进行分类环节四总结提升【过渡】前面给出的Cr2O72-的处理方法是以文字形式给出的，而实际试题的形式大部分以图表的形式呈现。【PPT资料】处理溶液中Cr2O72-方法的流程图【提问】上图中气体A是谁？【任务一】1、写出上图中阳极附近溶液中Cr2O72-转化为Cr3+的离子方程式2、一段时间后，试管底
11、部出现沉淀。解释生成沉淀的原因是？【任务二】找出图中涉及的污水处理的化学方法有哪些？【PPT资料】混凝法的原理及几种常见的混凝剂思考讨论分析交流提高学生从图表中接受、吸收、整合信息的能力环节五回归生活首尾呼应【过渡】以上都是站在化学反应的角度、物质转化关系角度来讨论改善水质的方法，而在实际的污水处理厂会更复杂。【PPT资料】污水处理厂及污水处理流程图【PPT资料】自来水厂净水流程图，常用的消毒剂有液氯 、二氧化氯、臭氧、H2O2等【PPT资料】2016年8月14日，奥组委官员作出解释，不专业的员工向水池里错加了160升双氧水，刚好抵消了池中氯的杀菌作用，使藻类繁殖。【总结】改善水质的根本措施：
12、控制工业废水和生活污水的排放学生倾听、思考引导学生进一步感受到化学与生活的紧密联系，关注化学知识的功能价值， 进一步体会化学的学科价值板书设计利用物质间转化关系解决环境问题以“改善水质”为例植物营养物污染 氧化还原法：化合价+ 重金属污染 污染物 治理方法 沉淀法：Hg2+S2-=HgS 酸碱污染 中和法：CO2、H2SO4混凝法：Al3+、Fe3+等 生活污水 工业污水教学流程示意图教师学生活动主线教学环节设计意图2016里约奥运会期间，游泳池的水一夜由蓝变绿，探究藻类大量繁殖的原因及其带来我危害创设真实问题情境，激发学习兴趣引入氨氮的去除提高学生提取信息加工信息能力氨氮的去除：氧化还原法，
13、并总结出污水处理的基本原则是将有害变为无害、易除去物质CN-的去除：氧化还原法，采用氯气将CN-氧化为无毒的CO2和N2其它污染离子的去除巩固利用物质间转化关系分析问题、解决问题的能力酸、碱的去除：中和法，常采用CO2和稀H2SO4重金属离子的去除：沉淀法Cr2O72-去除：氧化还原法、沉淀法提高学生从图表中接受、吸收、整合信息的能力Cr2O72-去除的工业流程图总结提升由污水处理厂、自来水厂工艺流程图、泳池变蓝的原因，得出改善水质的根本措施是科学控制工业废水和生活污水的排放回归生活引导学生关注化学知识的功能价值教学反思教学特色：本节课的教学设计是以改善水质的方法为知识背景，利用物质间的转化关
14、系解决实际问题，对元素化合物、物质间的转化关系等知识内容进行综合提升。通过里约奥运会期间泳池的水变绿、以及赤潮、水华、重金属污染、污水处理厂等素材，将教材中的教学内容转化为问题形式，不仅激发了学生的学习兴趣，使学生积极地参与到教学活动中来，并将知识转化为问题融入情境中，引领学生在一个又一个问题情境中领悟知识，达到了对知识掌握和迁移的目的。另外，本节课内容紧凑完整，情节设计环环相扣，问题梯度合理，过渡自然，大幅度的增加学生课堂参与度，增加让学生尝试的机会，生生之间师生之间互动非常多。遗憾：在时间的控制上有待改进，还可以再高效一点，设置的问题再高效一些；此外，还可以再设计一些学生实验，让整个教学过程更加完整与完美。