《4.5地球家园的化学变化》教案、教学设计与同步练习

《4.5地球家园的化学变化》教案课题地球家园的化学变化课型新授课教学目标科学知识目标知道地球的很多资源如岩石、矿物、煤、石油、氧气等都是化学变化的产物。科学探究目标1.通过查阅资料与分析推理寻找证据，尝试解释煤、石油、氧气的形成经历了复杂的化学变化过程。2.体验探究中证据、逻辑推理的重要性，能将自己的分析结果与已有的科学结论做比较。科学态度目标1.能够怀有质疑精神，不迷信权威，愿意用多种方法解决问题。2.愿意与人交流查阅、收集的资料信息，分享观点。科学、技术、社会与环境目标1.体会化学变化对人类生产生活带来的影响。2.感受到资源的珍贵，认同珍惜资源、节约能源的观点。教学重难点重点：了解煤、石油、氧气等人类生存所需的物质的形成。难点：观察煤，通过寻找证据推理煤是怎样形成的，并将自己的分析结果与科学结论做比较。教学准备为学生准备：学生活动手册。教师准备：“煤的形成”相关视频、“石油的形成与用途”相关视频、“绿色植物的光合作用”相关视频、氧气含量变化数据图、教学课件。流程教学设计二次备课聚焦1.引入：经过前面几节课对物质变化的探索，你们能说一说我们的厨房里有哪些化学变化吗？（预设：加热白砂糖、煤气燃烧、面团发酵……）其他生活场景中呢？（预设：烟花绽放、铁钉生锈、火柴点燃……）2.揭题：我们生活的地球家园，每时每刻都在发生着化学变化。正是这些化学变化，给予了人类生存所需的各种物质和条件。除了上述化学变化，我们的地球家园中还有哪些主要的化学变化呢？今天，我们就来探索地球家园的化学变化。（板书：地球家园的化学变化）探索与研讨探索一：大地之下的化学变化1.过渡：（教学提示：出示不同矿石、宝石和煤的图片。）我们生活的大地蕴藏着许多宝藏。有各种矿石，可以用来冶炼不同的金探索与研讨属；有许多美丽珍贵的宝石，可以装点我们的生活；还有煤、石油等可以给我们提供能源。这些宝藏，并不是在一开始就存在的，而是经历了亿万年的许多变化才形成的。2.提问：大地中蕴藏着的“宝藏”从何而来？又是怎样形成的呢？（预设：大地中的矿石是岩石的一部分，由多种矿物组成，其形成可能和地质活动有关；大地中的煤、石油由埋在地下的动植物的遗体残骸演变而来，是珍贵的能源。）3.布置任务：指导学生阅读资料，提取信息，推测煤是怎样形成的，并完成活动帮助卡。4.活动：播放“煤的形成”相关视频，引导学生梳理煤的形成过程，并思考该过程是否发生了化学变化。5.小结：亿万年前，地球上生长着大片茂密的森林，植物的枝叶和根茎在湖泊、沼泽等低洼处大量堆积，被泥沙层层掩埋。随着时间的推移和地壳的变动，这些植物残骸不断地被埋入地下，长期与空气隔绝，并在地底高温高压下，经过一系列复杂的物理和化学变化，慢慢变成了煤。【设计意图】先让学生基于已有的认知经验对煤的形成进行推理，再根据相关资料进行对照分析，既了解了学生的前概念，又培养了学生的分析推理和信息处理能力。矿石：在地壳中的矿物，由于地壳变迁、火山爆发等因素影响，汇集到一起，对人类生活有一定价值的岩石。煤：也叫煤炭，是一种可燃的黑色或棕黑色沉积岩，是古代植物埋在地下，经历复杂的化学变化和高温高压形成的。探索与研讨探索二：大气层中的化学变化1.过渡：了解了脚底大地的秘密后，我们再来研究一下周围的空气。2.讲解：我们的呼吸离不开氧气，氧气体积占大气总体积的约21%。但早期地球的大气层中并没有氧气，甚至经过长时间的演变，氧气含量仍然很低。（教学提示：出示氧气含量变化数据图。）3.提问：那么，大气中的氧气又是怎么来的呢？（预设：主要是由绿色植物光合作用产生的。）绿色植物是如何增加地球氧气含量的呢？（教学提示：播放“绿色植物的光合作用”相关视频。）4.小结：我们生活的大气层中，氧气主要是由绿色植物的光合作用产生的。绿色植物利用太阳能将二氧化碳与水转化为氧气和为生物提供能量的物质，增加了大气层中氧气的含量。探索三：资源利用与化学变化1.过渡：（教学提示：出示石油图片。）地底下除了煤之外，还有另一种与我们日常生活息息相关的常规能源——石油。石油有哪些用途呢？（教学提示：播放“石油的形成与用途”相关视频。）2.讲解：石油是地球赋予人类的宝藏，也是经历化学变化形成的。我们利用石油可以生产很多重要的生产生活材料，如燃油、塑料、纤维、沥青等。3.提问：不仅煤和石油的形成与化学变化有关，很多资源的利用也与化学变化有关，你们能列举出一些具体的例子吗？（预设：从铁矿石里把铁冶炼出来，需要经过化学变化；用不同的原料合成药品，需要经过化学变化；在农业生产中有重要作用的化肥，是通过化学变化制造出来的；……）4.小结：化学变化影响着我们的生产生活，煤和石油也给我们的生活带来了很大的便利，但是它们要经过亿万年的复杂变化才能形成，所以我们要珍惜、节约能源。研讨汇报石油：也称原油，是一种黏稠的、深褐色（有时有点绿色）的液体，是由古代海洋或湖泊中的生物经过漫长压缩和加热后逐渐形成的。探索与研讨拓展与小结小结：地球家园时时刻刻在发生着化学变化，很多资源如岩石、矿物、煤、石油、氧气等都是化学变化的产物。其中，煤和石油是由亿万年前的古代生物经历复杂的化学变化形成的，是不可再生能源。我们应该节约能源，保护森林，爱护我们的地球家园。板书设计教学反思本次课先将大地之下的化学变化聚焦到煤等化石能源的形成过程，使学生认识到煤的形成也是化学变化。教学过程中，需要提供与煤相关的文字资料，并组织学生阅读分析，引导学生按“信息呈现→推理想象→阅读资料→分析研讨”的流程展开学习。在探索“大气层的化学变化”中，学生的前概念比较扎实，基本都知道氧气的产生与绿色植物有关，因此只需利用氧气含量变化数据图来启发学生思考，并通过资料大致介绍植物的光合作用，学生即能认识到大气中的氧气也是化学变化产生的，且主要来自植物的光合作用，同时也可提高学生保护森林的意识。最后，激励学生在生活中勤观察、多思考，举出生活中一些利用化学变化制造的用品，拓宽学生的认知视野。课后作业二、判断题。3.早期地球的大气层中并没有氧气，经过长时间的演变，大地中的矿物分解出了氧气，增加了大气层中氧气的含量。（）4.各式各样的化学变化给予了人类生存所需要的各种物质和条件。（）5.大部分塑料的生产原料是从石油中提炼的。（）参考答案二、3.×4.√5.√《4.5地球家园的化学变化》教学设计【教材简析】《地球家园的化学变化》是《物质的变化》单元的第5课。本课由三大部分内容组成，第一部分“聚焦”，教科书从我们身边的化学变化扩大范围到我们生活的地球家园的化学变化，从而引出“正是这些变化给予人类生存各种各样的物质和条件”，提出聚焦的问题“地球家园中有哪些主要的化学变化呢？”。第二部分“探索”，有三个活动：活动一是“大地之下的化学变化”，活动二是“大气层中的化学变化”，活动三是“资源利用与化学变化”。第三部分“研讨”，提出三个问题：“我们怎么判断出煤的形成过程经历了化学变化？”旨在引领学生用化学变化的本质——产生新物质来判断煤的形成过程是化学变化的过程；“我们为什么要保护森林？”引领学生通过研讨进一步认识大气层中的化学变化以及保护森林环境对人类生存的重要意义；“我们还能举出哪些身边的例子说明它们和化学变化有关？”旨在引领学生发现身边更多“化学变化的产物”，意识到化学变化与我们的生活密切相关。【学生分析】通过前四课的学习，学生已经基本上明确了什么是化学变化以及化学变化伴随的现象。同时，学生对于物质变化的认识也得到了发展，逐渐形成从变化的视角来认识周围常见事物的意识。对于“地球家园”，学生在小学阶段经历了对“地球家园的成员”如动物、植物及人体自身的观察与探索、对大气与水的观测、对岩石与矿物的辨别以及对地球内部结构及其运动的认识，但他们并不能意识到“地球家园”时时刻刻都在发生着化学变化。通过本课的学习，学生要扩展关于化学变化的研究视野，在前几课学习的基础上了解地球家园中的化学变化，主要是地球资源的形成以及与人类的关系，从而认识到岩石、矿物、植物的生长，不可再生的能源煤、石油和天然气等都是化学变化的结果。【教学目标】科学概念目标地球的很多资源如岩石、矿物、煤、石油、氧气等都是化学变化的产物。科学探究目标1.通过查阅资料与分析推理寻找证据，尝试解释煤、石油、氧气的形成经历了复杂的化学变化过程。2.体验探究中证据、逻辑推理的重要性，能将自己的分析结果与已有的科学结论作比较。科学态度目标1.能够怀有质疑精神，不迷信权威，愿意用多种方法解决问题。2.愿意与人交流查阅、收集的资料信息，分享观点。科学、技术、社会与环境目标1.体会化学变化对人类生产生活带来的影响。2.感受到资源的珍贵，认同珍惜资源、节约能源的观点。【教学重难点】重点：收集并分析资料，了解地球家园许多化学变化的产生过程。难点：观察煤，通过寻找证据推理煤是怎样形成的，并将自己的分析结果与科学结论作比较。【教学准备】为学生准备：若干矿石、煤块标本、相关阅读资料、学生活动手册。教师准备：若干矿石、宝石和煤块标本、相关视频资源、教学课件。【教学过程】一、聚焦1.谈话：我们已经连续四节课探究了有关化学变化的内容，下面老师想考考你们。提问：厨房里有哪些化学变化？我们身边有哪些化学变化？学生回答。2.过渡：正是这些化学变化为我们的生活提供了良好的保障。提出聚焦问题：我们生活的地球家园中还有哪些主要的化学变化呢？设计意图：在抛出问题后，学生会自然联系到前几节课的化学变化，同时还会思考，我们身边还有哪些化学变化？（板书：地球家园的化学变化）二、探索引导学生以“信息呈现——推理想象——阅读资料——分析研讨”的流程展开学习。(一）大地之下的化学变化1.出示图片：大地之下的矿物、金属、宝石、煤、石油等“宝藏”。思考：这些“宝藏”是怎么形成的？聚焦问题：地底下的煤是怎样形成的？2.阅读资料卡。讨论：通过阅读资料，你认为煤是怎样形成的？3.观察煤和植物。（1）学生完成记录单。（2）展示学生的记录单，学生汇报。（3）研讨：利用这些证据猜测一下煤是怎样形成的。对学生的每一项猜测，教师都要追问：“证据是什么？”“这样想象的依据是什么？”（4）播放煤形成过程的视频，说说科学家的推测和我们的推测有什么相同和不同。4.研讨：你认为煤的形成是否经历了化学变化？化学变化的本质是什么？你认为煤和原来的植物还是一样的吗？设计意图：本环节启发学生用化学变化的本质特征即产生新物质来对煤的形成过程做出分析，引领他们通过对煤与植物的特征比较来说明煤是化学变化产生的新物质。（二）资源利用与化学变化地底下除了煤之外，还有另一种我们每天都会用到的常规能源——石油。1.播放视频。2.研讨：石油变成塑料、沥青等过程是化学变化吗？3.小结：煤和石油的使用，给我们的生活带来了很大的便利，但它们是要经过亿万年的复杂变化才能形成的不可再生能源，所以我们要节约能源。设计意图：提供相关文字资料并组织学生阅读、整理，帮助他们了解生活中的许多用品都是通过化学变化获得的，拓宽学生的认识视野。（三）大气层中的化学变化现代社会，煤和石油的燃烧会造成温室效应。绿色植物利用太阳能将二氧化碳与水转化为氧气，增加了大气中氧气的含量。1.出示图片：氧气含量变化数据图。2.研讨：大气层中的氧气含量变化，可能与什么因素有关？学生基于已有的认知经验做出推理。教师可提供相关资料，供学生对照、分析。3.小结。氧气含量变化数据图的时间跨度以亿年为单位。虽然整体趋势是上升的，但因为时间跨度很长，大气中的氧气含量还是相对稳定的。设计意图：启发学生思考，大气层中的氧气含量变化可能与植物的光合作用有关。学生基于已有的认知经验做出推理，教师再提供相关资料供他们对照、分析。三、研讨1.我们为什么要保护森林？2.（出示“宝石的形成”视频）我们还能举出哪些身边的例子，说明它们和化学变化有关？设计意图：启发学生森林除了是煤等资源的源头之外，设计意图：启发学生森林除了是煤等资源的源头之外，还对人类的生存具有重要意义，即与大气层的氧气含量密切相关。通过举例，启发学生关注身边的化学变化。四、拓展以科学小报的形式向他人介绍自己的学习成果。【板书设计】地球家园的化学变化大地之下的化学变化古代植物被泥沙掩埋煤与空气隔绝，高温、高压资源利用与化学变化石油塑料、口香糖等大气层中的化学变化二氧化碳光合作用氧气【活动手册使用说明】本课记录的是学生对煤块的研究过程。煤块上的信息可由教师组织学生观察教科书第69页的煤块图片，分析并获取相关信息，再引导学生根据煤块上的信息做出推理与猜想，记录在“煤的形成过程”一栏里，信息与猜想要——对应起来。然后，学生再根据教师提供的科学家的研究成果资料，与猜想做对照分析，完善“煤的形成过程”记录。记录方式可以用文字也可以用画图的形式。《4.5地球家园的化学变化》同步练习一、基础知识填空1.我们生活的地球家园，每时每刻都在发生着化学变化。正是这些化学变化，给予了人类生存所需要的各种物质和条件。2.大地之下的化学变化（1）各种矿物可以用来冶炼不同的金属。（2）美丽珍贵的宝石可以装点我们的生活。（3）煤炭、石油等可以给我们提供能源。（4）大地之下的宝藏，并不是在一开始就存在的，而是经历了亿万年的许多变化才形成的。3.煤的形成（1）根据煤块中的植物化石印记，科学家推断煤出一般都位于远古时代森林茂密的地带。地底下发现的煤，一般都是位于煤层中。（2）理在深处的植物.在地底高温高压的环境下，经过漫长的时间，慢慢变成了煤。4.大气层中的化学变化氢气约78%其他气体：稀有气体0.94%；二氧化碳0.03%；水蒸气和杂质0.03%。氧气约21%（1）我们的呼吸离不开氧气。氧气占大气体积的约21%。（2）早期地球的大气层中并没有氧气。经过长时间的演变，氧气含量仍然很低。当绿色植物出现之后，地球的氧气含量逐步增加。（3）绿色植物利用太阳能将二氧化碳与水转化为氧气和为生物提供能量的物质，增加了大气层中氧气的含量。（4）由于煤、石油等化石燃料消耗量的急剧增加，产生了大量二氧化碳，使空气中的二氧化碳含量不断增加，导致全球气候变暖、土壤沙化、大陆和两极冰川融化，全球环境造成巨大的压力。5.资源利用与化学变化（1）石油是地球赋予人类的宝藏，它也是经历化学变化形成的。我们利用石油可以生产很多重要的生产生活材料。塑料燃油纤维沥青（2）从铁矿石里把铁冶炼出来、用不同的原料合成药品、农业上需要的化肥，这些物质的生成都需要通过化学变化。（3）美丽的烟花，当它在空中爆炸时，发生了剧烈的化学变化，产生了五彩缤纷的色彩。二、判断题1.自然界里，所有的变化都会产生新的物质。(×)2.在地球表面下的矿物、煤、石油等物质，是在一开始就存在的。(×)3.煤块中的植物化石印记说明煤的形成与植物有关。(√)4.绿色植物能够吸收二氧化碳，并释放氧气，增加大气层中的氧气含量。(√)5.人类的活动能够改变大气层中物质的含量。(