化学与资源、能源的利用

张颜涛　张春生

案例：

本节课是《农村中学化学课与综合实践课的整合研究》课题开题会上的一节观摩课。渤海中学的张春生老师在设计《化学与资源、能源的利用》这节课时，在人教版下册第七单元《燃料及其利用》的基础上，充分利用农村丰富的课程资源把学生的直接体验和社会实践有机地整合起来落实到化学教学的课程目标中，改变了传统的教学结构和教学模式，通过专家讲解、实地考察参观、上网搜集材料、课堂交流、设计实验、归纳总结等多种学习方式，为学生创造了自主、合作、探究的学习氛围，让学生亲自体验生活中的化学，培养学生的问题意识和探索精神。让学生在生产、生活中感受探究活动过程，体验学习科学的乐趣。这样的整合既适应了学生个性发展的需要，也适应了社会发展的需要。

以下是张春生老师的教学纪实以及我们对本节课的感想和体会。

教学过程：

1专家讲座。

请学校所在地的玉米加工厂——黑龙江省镜泊湖农业开发股份有限公司太吉集团的技术专家为同学们讲解玉米的用途。

专家：我们生活申的衣、食、住、行，都与我们熟悉的玉米关系密切。第一，我们现在穿的衣服是纯棉的或化纤的，现在的化纤多数都从石油中提炼出来，将来的发展趋势是用玉米淀粉经过化学合成纺纱织布，大家将来穿的衣服是用玉米做的，同学们如果饿了，可以把我们的衣服吃了。(学生哈哈大笑。)第二，同学们知道，我们人体的主要供能物质是淀粉，我们吃的很多食品中都含有玉米淀粉，如火腿肠和一些膨化食品等。第三，我们现在盖房。修路用的重要材料之一是水泥，将来我们将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。这些都是玉米进行深加工后的产品。(学生听了都很吃惊。通过专家讲解玉米的用途，激发起学生浓厚的学习兴趣，使学生对玉米深加工充满了好奇和神往。)

2实地参观。

带领学生到太吉集团实地参观，边观看边听技术员讲解各种设备的用途和化学原理，以及深加工生产出的各种产品及用途，并将整个参观过程进行录像。

(学生看了玉米生产出的各种产品后再次受到感染。)

3材料搜集，知识梳理。

通过实地参观、采访、查阅和整理相关资料，学生将所见所闻进行梳理形成汇报材料。

4表达交流，认识提升。

师：通过专家的讲解、现场参观、查阅资料等多种途径，同学们对玉米的综合开发和利用，玉米生产过程中有关资源、能源的利用都有了新的认识，下面进行汇报交流。

(第一组学生将玉米加工产品绘制成图表展示，组内同学根据自己的学习所得进行汇报。)

生：玉米经过化学加工，可以生成蛋白质，蛋白质是由多种氨基酸构成的复杂化合物，是人体细胞构成的基本物质，是机体生成和修复受损组织的主要原料。

生：玉米还可以加工出维生素C，维生素C参与人体各种新陈代谢，增强机体抵抗力。

生：还可以生产葡萄糖，糖类是食物重要组成部分，葡萄糖在人体内酶的作用下缓慢氧化转换成二氧化碳和水并释放出能量，供机体活动和维持体温恒定的需要。

生：还有乙醇，乙醇可以医用消毒，还可以作燃料，现在汽车用的燃料就乙醇汽油，既在一定程度上缓解了能源危机，也起到了环保的作用。

生：玉米芯可以加工成木糖醇，玉米叶可以作纺织品，玉米的茎叶可以生产饲料和燃料。所以玉米有软黄金之称。

师：回答得很好。哪个小组对玉米加工的流程进行了调查7

(第二组学生将参观活动的录像进行了剪辑，用大屏幕展示玉米加工的简单流程进行汇报。)

生：玉米加工的过程主要是：玉米粒→浸泡罐→磨碎→打浆→分离→产品。

生：在玉米粒浸泡，磨碎的过程中发生了物理变化，打浆，分离，制成产品的过程发生的是化学变化。

生：生产过程中用硫磺和水浸泡。

生：生产过程需要大量的水，经过使用后的水，我们应当称之为废水、污水。这些废水、污水不经过处理会产生不良的后果。我家生活在渤海集团附近的拐角村，我家有个鱼池，曾有一段时间，太吉集团的废水未经过处理就排放，这废水随河水进入鱼池中，造成了鱼大量死亡，经济损失严重。

生：我家就在这附近，未经处理的废水进入我家稻田里，造成了水稻的减产。别人家的水稻亩产可达1300～1400斤，我家的却只有800斤左右，加工出的大米在市场上的价格也远远不如别人家，用这种米做出的米饭色泽和口感要差很多。

生：我家住在太吉集团附近，夏天的时候，工厂排放的污水没经过处理，我家都不敢开窗户，因为一开窗户就会闻到难闻的气味，我骑车上学的路上也会闻到这种气味。现在工厂的污水经过了处理，我们现在闻不到那种难闻的气味了。

生：硫酸造成了水质的酸化。我们测量了水样的酸碱度，结果PH≈2我们可以用熟石灰来降低污水的酸性。

生：工厂排放的污水中还含有蛋白质残渣，腐烂后就会产生难闻的气味。这些蛋白质残渣不经过处理就排放，还会引起水体富营养化。

师：那么我们应该如何去治理呢?

生：把废水中的蛋白质提取出来做饲料，既可以使废水中的蛋白质重新得到利用，又可以保护环境。

师：这位同学回答的很好。同学们都有切身体会，在太吉集团的废水没经过处理就排放的那一段日子，确实对我们的日常生活和生产造成了危害，也对我们周围的环境造成了污染。现在好了，太吉集团的废水处理设备投入使用，我们附近的河水越来越清澈，我们周围的空气也越来越清新，再也闻不到难闻的气味了。

师：同学们还知道，在工厂生产的过程中还要用到大量的燃料，哪组的同学太吉集团燃料情况进行了调查，请汇报一下。

生：渤海集团在生产过程中要了用到大量的燃煤，正常情况下每天要燃烧掉180吨煤，这些煤燃烧后会向空气中排放大约7.2吨的二氧化硫，照这样计算每年要向空气中排放2628吨二氧化硫。这是一个不小的数字，而这只是我们附近的一个小工厂，我们上网查阅有关资料，每年全世界排放的二氧化硫达一亿五千万吨，其中80％来自于煤的燃烧。二氧化硫大量排放到空气中不但污染了空气还会产生酸雨。我们小组的其他成员对二氧化硫大量进入空气后产生的危害也进行了调查，下面请他向大家汇报。

生：二氧化硫气体可以对人体的呼吸道造成伤害，引起呼吸道疾病；二氧化硫溶于雨水还会形成酸雨，降落地面导致土壤酸化，导致农作物减产或树木枯死(用大屏幕展示搜集到的图片)，也会污染水资源(导致鱼虾死亡)，腐蚀建筑物。(展示图片。)

师：听到以上数字，看到以上图片后，同学们现在有什么感想?

生：化工生产要消耗大量的化石能源，我们经过查阅资料，进行计算，根据我国煤、石油、天然气的储量和年消耗量，煤的开采还可以维持112年，石油可以维持10年，天然

气可以维持51年，就是说当我们30岁左右时，石油就已耗尽，所以我们应该合理使用现有能源，并努力开发新能源，如太阳能、风能、地热、海底可燃冰等。

生：化工生产要燃烧大量的煤，产生大量的二氧化硫污染了空气，化工生产过程中也会排放大量的废气，对我们生存的环境造成污染，所以在使用燃料时应对燃料进行脱硫处理，减少二氧化硫向空气排放，工厂的废气也应经过处理达标后再排放。

师：好，你们在这次活动中还真是收获不小，请谈一下感受吧。

生：通过这次实践活动我知道了玉米经过加工可以制成很多产品，如淀粉、乙醇、乙酸、蛋白质、葡萄糖，尤其是玉米纤维和建筑材料，真没想到我们非常熟悉的玉米有这么多用途。

生：利用自然界现有的资源或能源通过化工生产可以生产出多种产品，可以方便我们的生活，提高生活质量。

生：我要好好学习化学，丰富知识，长大以后服务农村，改善农村环境、生活条件，提高农作物产量，为建设社会主义新农村贡献自己的一份力量。

师：以上同学说的都很好，同学们也意识到了我们的生活正在受到资源匮乏，能源危机，环境污染严重的威胁，让我们用一句话作为这节课的结束语：“爱护资源，保护环境，人人参与，共创美好家园。”

反思：

一、化学课与综合实践课整合在整合课程资源及转变教学方式上具有多种优势，是对新型课堂教学模式的一种尝试，也是对课改理念的一种践行

1培养了学生多方面的能力。学生在整个活动中所需材料和知识，除了在教师帮助下获取外，学生自己可通实地考察或咨询、通过相关的实验、运用有关图书资料或直接上网获取信息，这些途径都有利于培养学生收集信息的能力和处理信息的能力；学生在亲身实践中明确了自己的责任，培养了合作精神和人际交往能力；同时，学生科学探究意识和能力也在自主获取知识与技能的同时得到了发展。

2明显转变教师的教学方式和学生的学习方式。教师在教学过程中不再是单一的知识传授者，更多的是课程实施过程中的组织者、引导者和合作者。教师通过任务驱动，激发学生的求知欲，引导学生体验、探究、发现性学习。教师不再是教学中的“主角”，而是走到“幕后”成为一名“导演”，在实践活动中和学生同学习、共成长。学习方式的改变使学生成为学习的主人，赋予学生社会责任感，激发学生的学习兴趣和参与意识，使学生学得快乐，学得自由，体验着在做科学中学科学的乐趣。

3促进了化学教师的专业化发展。化学课与综合实践课整合使课程的内容具有了很强的社会性和实践性，学科知识相互交叉、相互渗透，远远超出教材的范围。教师在整合课程资源时不仅要熟悉教材、把握“课程标准”，还要收集处理多方面的信息；这个过程迫使教师不断更新本专业知识，拓宽自己的知识面，注意对平时素材的积累，逐步学会应对各种新的情况，掌握处理各种问题的技巧和方法，提高自己分析问题和解决问题的能力。

二、教学实施中教师需要注意的几个问题

1教师要认真研究“课程标准”和教材，针对学生的基础知识、兴趣爱好、社区背景和自然条件确立所要整合的课题。

2教师要对整个活动内容进行周密的计划和安排，对活动的实施进行精心的组织，并有针对性地进行指导、点拔和督促才能使活动得以正常开展。

3教师需要关注和保护学生的热情，同时要与家长沟通，争取家长和社会的理解和支持。充分利用学生生活中的化学资源，把化学课与综合实践课有机地整合起来，通过专家讲解、实地考察参观、上网搜集材料；课堂交流、设计实验、归纳总结等多种学习方式，为学生创造了自主、合作、探究的学习氛围，让学生亲自体验生活申的化学，培养学生的问题意识和探索精神。

编辑张烨