科学·技术·文化的有机融合

-精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 1 科学 技术文化的有机融合 一、项目缘起 中国论文网 /1/view-12874859.htm 盐是人类每日饮食中不可或缺的 物质，对维持细胞渗透压，保持体内电 解质平衡有重要作用。古代人类曾为获 得盐而发生战争，也为得到更多的盐而 设立盐神；包拯、欧阳修、范仲淹等许 多历史名人都做过盐业的主管官员，盐 成为推动社会文化发展的重要元素。学 生对盐并不陌生，绝大多数学生知道盐 的主要成分是氯化钠，且以海水为资源 可以获得盐。但是从海水到餐桌上的盐 到底经过了多少步骤？其中蕴含着哪些 科学原理，使用了怎样的关键技术呢？ 很多学生都没有想过这些问题。通过本 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 2 项目的学习，我们希望可以让学生感受 到科学、技术、文化的融合，感受到三 者互相促进、融合发展的基本规律。 选择盐的获取作为本项目主题， 主要有以下几方面的考虑： 1.义务教育阶段化学课程标准在 “科学探究”主题下要求学生初步学习使 用过滤、蒸发的方法对混合物进行分离， 要求学生能够完成粗盐中难溶杂质去除 的实验。同时，混合物、纯净物是化学 学科的重要概念，对二者的区分是学生 明确化学研究对象、建立物质观的基础。 自然界中的盐到餐桌上的 这一话题， 恰好满足了从自然界中的混合物中提取 纯净物，然后再对纯净物进行加工，形 成人类所需的混合物的过程，既帮助学 生认识到什么是混合物、纯净物，又促 使学生思考研究混合物、纯净物的意义， 以及人类在利用天然物质资源时的思路 方法。在从混合物中提取纯净物的过程 中，又自然运用到分离的思路和方法， 由于是真实的工业生产过程，所以从实 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 3 验室分离方法到工业化过程的技术思维 也会呈现出来。 2.义务教育阶段化学课程标准“身 边的化学物质” 主题下有“水和常见的溶 液”二级主题，其中溶解现象、溶液在 生产生活中的重要意义，溶液浓度的表 达和意义，溶质和溶剂的关系以及溶解 度对溶质和溶剂定量关系的影响等都是 重要的学习内容。在从海水、井盐、矿 盐中提取盐时，其实都是让原料以溶液 形式存在，通过对溶液的过滤、蒸发、 重结晶等操作实现物质的分离，获得所 需的产品。一定量的原料溶液可以获得 多少盐？原料溶液溶质成分复杂，如何 保证沉淀下来的是氯化钠？将氯化钠加 工成餐桌上的含碘盐、富硒盐时又如何 保证添加剂与盐混合均匀？这一系列问 题都需要利用溶液知识进行解答。 3.盐是生活中必需的物质，有着 深厚的历史和文化背景。在古代，争夺 盐的控制权是国家大事，至今盐业生产 也是以国有产业为主。在从古至今的盐 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 4 业发展中，人们从靠天吃盐，到增大产 量的规模生产，再到根据特殊需求形成 多种多样的产品，这其中蕴含的物质分 离、提纯的基本原理和分离思路始终没 有改变，但是技术的进步却使得生产过 程有了巨大变化。引领学生体会原理与 技术的整合，体会科技对人类生活的改 变是科学教育不可推卸的责任。 4.盐是学生熟悉的物质，对于盐 的来源学生也有所了解，但是真的走进 盐的生产过程，其中的原理看似简单实 则丰富，不断更新的技术又总让学生有 柳暗花明的感觉，对自己熟悉的事物突 然有了全新而深刻的了解，这会是一种 多么奇妙的学习感受。 二、项目特征 本项目除了具有一般项目的真实 性、活动性、有显性成果等特点外，还 有如下几个特征： 1.关注核心知识和思路方法的落 实。图 1 是对本项目学习内容的概括整 合，包括核心知识和思路方法。从中可 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 5 以看出项目承载的核心知识包括纯净物、 混合物、分离方法、溶液等内容。项目 承载的思路方法主要体现在图中的横纵 两轴。图中横轴展现了人类从自然界中 的混合物提取纯净物再制造成符合自己 功能需求的混合物的物质转化利用的基 本思路，纵轴则体现了物质分离的基本 思路、分离方法以及分离方法的适用任 务类型。 2.关注历史文化与科学的融合。 盐是生活中不可或缺的物质，有着深厚 的历史和文化背景。教材中呈现了盐在 历史进步中的社会价值，还通过分析 “天日映成”“熬煮海水” 等古代制盐法的 共同特征及优势与不足，引发学生思考 设计现代制盐技术，使历史文化与科学 技术自然地融合在一起。不仅如此，教 材中的习题也注意引导学生用科学的视 角分析历史文化现象。比如，历史上， 最早被称为“ 中国” 的地方在现在山西运 城一带，黄帝、蚩尤大战于此，夏、商、 周三代建都于此。在古代这个地方发达 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 6 的原因之一是有被称为“ 盐池 ”的湖，可 以产盐。舜在统治这个地方时曾创作 南风歌一首，描述了舜对盐业生产 的重视，也说明了天气对盐业生产的影 响很大：“南风之熏兮，可以解吾民之 愠兮；南风之时兮，可以阜吾民之财兮。 ”此歌大意是：南风温暖地吹来，可以 解除老百姓内心的忧愁；南风及时地吹 来，可以给老百姓带来更多的财富。自 南向北吹的风一般都比较温暖，且运城 盐湖南边有一座中条山，南风经过这座 山，风力就会加大。请分析： （1）为什么南风一来，古人就 会得到更多的盐呢？ （2）你能推断出每年的什么时 候是运城产盐的季节吗？ （3）运城盐池北岸有河东盐业 博物馆，这里原来是“ 池神庙 ”，是人们 为了获得盐业丰收而供奉神灵的地方。 人们从影响盐产量的自然界因素中抽提 出三种重要因素幻化为神灵，供奉在寺 院里，其中一位神灵是池神，猜猜另外 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 7 两位神灵是什么神。 3.展现技术与知识的融合、技术 与社会发展的关系。技术始终是将知识 应用于生活的重要途径，是社会发展的 重要推动力。本项目始终强调技术在解 决生产问题中的重要价值。比如，教材 中介绍了被称为中国古代技术活化石的 “垦畦浇晒”制盐法如何实现盐和水的分 离，还介绍了离心机、流化床等现代技 术对生产工艺的促进，通过“食盐加碘 技术的改进” 这样的专栏描述，帮助学 生了解技术发展线索，体会技术对社会 发展的推动。项目中还留有问题空间， 让学生分析、解释生产工艺，发展学生 的技术意识。比如，在古代，得盐者得 天下，战争中围城禁盐，使城内人因缺 盐而投降是常用的手段。为了更多地获 得盐，在春秋战国时期，运城盐池地区 的老百姓就开始使用“ 垦畦浇晒 ”法制盐， 英国科学家李约瑟在他的著作中国科 学技术史中把这种生产工艺称为中国 古代技术史的活化石。请思考： -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 8 （1） “垦畦浇晒” 就是在盐池旁边 开辟一片一片的盐田，把盐池水引入盐 田，然后经过一系列工序获得食盐。盐 田的功能是什么？ （2）工人们 在盐田中收盐时并不等盐田水晒干，而 是让盐田中还留有一些溶液就收盐，这 是为什么呢？ （3）盐池自古是盐的主要产地， 但是我国解放后就以出产硫酸钠为主了。 你认为这可能是什么原因呢？ 4.紧密贴近学生生活，并引导学 生发现生活中的秘密。学以致用是产生 深度学习的路径。项目中设计了多个与 学生生活有关的问题，启发学生用化学 的视角看生活，在生活中发现化学的奥 秘。比如，一根没吃完的冰棍放在碗里 部分融化，此时再吃是冰棍更甜呢，还 是融化出的水更甜？ 能回答这个问题吗？先做个实验 试试。要想解释清楚，来学习这个项目 吧。 三、项目学习线索 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 9 项目以生产盐过程中从原料加工 到形成产品需要解决的几个问题为任务 线索推进展开，学生在完成各项任务的 过程中完成知R 技能的学习并提炼思 路方法，形成学科能力。与此同时，体 会技术进步的价值，并展现科学、技术 与社会文化的相互推动。本项目的学习 过程是任务活动、知识技能、方法能力、 技术理解、社会文化等多条线索并进的 学习过程，如图 2 所示。 任务活动线索是本项目外显的线 索，是学生要面对的系列问题。首先在 项目导引环节通过对“ 自然界的盐 ”和 “餐桌上的盐 ”的成分分析，明确要获得 餐桌上的盐需要解决的三个问题：如何 从自然界（如海水中）得到粗盐？如何 从粗盐中提纯氯化钠？如何把氯化钠加 工为餐桌上有功能的食用盐（如含碘盐） ？ 知识技能线索伴随着任务活动线 而发展。在进行“ 自然界的盐 ”和“餐桌 上的盐”成分分析时引入混合物与纯净 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 10 物的概念。在从自然界中的海水蒸发获 得粗盐时，学生明确了溶质、溶剂和溶 液的关系，知道溶液的浓度会影响溶液 的性质，能够用溶质的质量分数表达溶 液的浓度，发现溶液的饱和状态，并掌 握了蒸发操作技能。在从粗盐中提纯氯 化钠的过程中，学生利用溶解度知识分 析不同溶质的溶解结晶问题，并掌握过 滤的实验操作。通过将氯化钠转变成有 功能的营养盐，学生体会了溶液均一稳 定的性质。 方法能力线索是本项目的核心线 索。本项目的方法能力包含两个子主题： 一个是认识物质分离，一个是解决溶液 问题。伴随着一个个任务活动的完成， 学生对溶液的问题解决能力也不断发展 着。对于物质分离，学生的能力发展脉 络是：明确从混合物中得到纯净物需要 物质分离操作建立物质分离的基本思 路利用要分离物质的性质差异将其 转变为不同状态的物质应用物质分离 的思路结合溶液相关知识解决与溶液有 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 11 关的分离问题。对于溶液，学生能力发 展的脉络是：认识溶质、溶剂是溶液的 组成成分在一定条件下，调节溶质、 溶剂关系可以改变溶液浓度，但是溶质 在溶剂中的溶解有极限理解溶解度是 溶质在溶剂中溶解极限的定量描述，根 据溶解度，调节溶质、溶剂关系，实现 溶质的溶解和结晶。 技术理解线索和社会文化线索是 对学生方法能力线索发展的补充。如， 能力线索中学生根据水和盐的性质差异 选择用蒸发的方法从盐水中分离出盐， 教材就从技术角度给学生补充了分离盐 和水的多种技术方法；能力线索中学生 利用溶解度调节溶质的溶解和结晶，技 术角度则指导学生解释“ 垦畦浇晒 ”留少 量母液的原理；相应的，社会文化线索 引导学生关注了盐生产与社会发展的关 系、盐场选址与资源的综合利用、盐类 资源的合理开发与利用、个性化食盐产 品开发等。技术理解线索和社会文化线 索是在学生学科能力发展的基础上，帮 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 12 助学生体会科学与技术、科学与社会的 关系，发展学生的科学素养。 四、项目活动设计 在项目导引中，教材设计了项目 策划活动，引导学生明确完成项目需解 决的核心问题，确定各项任务及目标。 除此之外，对于项目的 3 项任务，教材 设计了 6 个活动 12 项子活动任务支撑 学生的学习。活动内容及活动目标如表 1 所示。 加上项目导引中的活动，12 个具 体活动主要以实验探究、交流研讨为主， 还有合作学习、自主学习和调查分析等 活动类型。其中实验探究活动强调学生 动手进行实验操作，从中发现知识、训 练技能、概括方法，或者利用获得的知 识方法在实验操作中解决问题。交流研 讨活动针对不需要通过实验解决的问题， 但是也需要学生通过合作活动完成知识、 技能、方法的学习或者相关内容的迁移 应用。实验探究活动和交流研讨活动是 学