第十三章地球、礦物與材料教材分析一地位與作用本主題涉及到地球科學(xué)與物質(zhì)科學(xué)兩大領(lǐng)域。同時緊密聯(lián)系材料技術(shù)和新材料的應(yīng)用等問題。本主題的學(xué)習(xí)建立在小學(xué)自然課程的基礎(chǔ)上。在自然的“地球與宇宙”的一級主題下，有“材料與物質(zhì)”等二級主題內(nèi)容。這些相關(guān)的內(nèi)容，都是本主題學(xué)習(xí)的認(rèn)知基礎(chǔ)。但小學(xué)中的學(xué)習(xí)是把地球作為一個自然天體來加以認(rèn)知的，著重讓學(xué)生了解地球的自然特征與概貌。而本主題則以“礦物”與“材料”為核心，從礦物存在于地殼中，擴(kuò)展到了解地球的圈層結(jié)構(gòu)；再從礦物入手初步認(rèn)識元素，進(jìn)而認(rèn)識單質(zhì)與化合物，并以金屬與塑料為例，使學(xué)生對日常所見的材料有初步的認(rèn)識。核心概念“礦物”、“材料”。二、本單元框架：課題課時（11+1）重點(diǎn)內(nèi) 容建議活動核心延展13-1 一地球圈層結(jié)構(gòu)11、推測地球是個球形結(jié)構(gòu)。2、知道地球的圈層結(jié)構(gòu)。1地球圈層結(jié)構(gòu)2地殼的結(jié)構(gòu)與物質(zhì)組成SA.尋找地球是球體的證據(jù)（IF）SA.觀察地球內(nèi)部圈層結(jié)構(gòu)的模型或圖片 (OB)13-1二巖石與土壤11、知道巖石的分類及轉(zhuǎn)化關(guān)系2、知道巖石和土壤的主要成分巖石和土壤的主要成分SA.觀察一些巖石標(biāo)本或照片（OB）SA.檢驗土壤成分（MS）13-1 三土地荒漠化與防治11、荒漠化的概念和成因。2、防治荒漠化的方法。土地荒漠化與防治SA.收集資料并討論：防止土地荒漠化可采取的措施（CM）13- 2礦物11、識與人類關(guān)系密切的一些礦物。2、知道單質(zhì)和化合物在組成上的區(qū)別。1、 礦物資源的種類2、 我國礦物資源的特點(diǎn)及分布3、 礦物的組成與元素地球上的礦物資源在巖石圈中的存在形式SA.列舉礦產(chǎn)資源在現(xiàn)代生活中的重要性 (CM)SA.列舉生活中由礦產(chǎn)加工的產(chǎn)品(CM)TD.介紹我國礦產(chǎn)資源的特點(diǎn)及分布(CM)SA. 觀察一些礦物標(biāo)本或照片( OB)13- 3一金屬2-31金屬的提煉方法。2、金屬的特性3、認(rèn)識常見的合金并了解其廣泛的用途1、 金屬在自然界中的存在形式2、 幾種金屬的特性和用途TD. 模擬從礦物中提煉金屬(OB)SA. 比較一些常見的金屬并根據(jù)不同用途進(jìn)行合理選擇(ID SA.探究金屬的物理性質(zhì)（IF）13-3二塑料1探索塑料性質(zhì)1、 石油產(chǎn)品的主要用途2、 塑料的一些特性3、 根據(jù)已有證據(jù)，推斷人類是否應(yīng)該使用塑料了解可降解塑料SA.辯論是否應(yīng)該使用塑料 (CM)；13-3三廢棄材料帶來的環(huán)境問題11、廢棄材料給環(huán)境帶來的負(fù)面效應(yīng)。2、處理廢棄材料污染問題的方法。1、 認(rèn)識廢棄材料而導(dǎo)致的污染問題及進(jìn)行處理的需要。2、了解一些處理廢棄材料污染問題的方法。SA. 收集有關(guān)廢棄材料所帶來的環(huán)境問題等資料并討論如何合理使用(CM)13-4一復(fù)合材料11、復(fù)合材料的定義和特點(diǎn)。2、復(fù)合材料的的應(yīng)用常見的復(fù)合材料SA.制作復(fù)合材料SA.收集有關(guān)復(fù)合材料的資料(CM)13-4二新材料1納米技術(shù)的概念和應(yīng)用。1、 材料的開發(fā)改變了人類得生活。2、 納米技術(shù)SA.整理有關(guān)新材料的開發(fā)與應(yīng)用對我們生活影響的資料，并作合理分析。三、教學(xué)目標(biāo)見課標(biāo)P921一地球圈層結(jié)構(gòu)一、 教學(xué)目標(biāo)知識與技能：1、 驗證地球是圓形的。2、 掌握地球的六大圈層。3、 初步了解組成地球各個圈層的基本概況。過程與方法：通過簡單的模擬實驗和講授使學(xué)生在獲得知識的同時培養(yǎng)了能力。情感態(tài)度與價值觀：1、樹立科學(xué)是需要證據(jù)的意識。2、培養(yǎng)對地理學(xué)的興趣。難點(diǎn)：如何建立模擬實驗。二、 教學(xué)準(zhǔn)備地球相關(guān)的多媒體材料、籃球、鉛筆、不同內(nèi)部結(jié)構(gòu)的球體。三、 教學(xué)流程地球的形成、基本概況活動1找出地球是球體的證據(jù)活動2探索包圍在地球外部的圈層活動3探索地球內(nèi)部的圈層導(dǎo)入地球的形成，地球的基本概況設(shè)計實驗驗證實驗得出結(jié)論找出所有外部物質(zhì)歸類相關(guān)信息提出假設(shè)設(shè)計模擬實驗進(jìn)行相關(guān)信息探究四、有關(guān)活動建議1導(dǎo)入時，可讓學(xué)生課前進(jìn)行關(guān)于地球形成方面知識介紹。學(xué)生根據(jù)先前已有經(jīng)驗進(jìn)行發(fā)言，談一談關(guān)于地球相關(guān)的知識了解多少。教師對學(xué)生表述不準(zhǔn)確的地方進(jìn)行糾正。學(xué)生在此環(huán)節(jié)說到“地球是圓的”為下面的講解做好鋪墊。2活動1 找出地球是球體的證據(jù)。教師通過“天方地圓說”引導(dǎo)學(xué)生：你是怎樣否定它的呢？學(xué)生舉例，再給出材料設(shè)計模擬實驗，拿出了鉛筆和一個籃球，能不能實際操作來看呢？3活動2 探索包圍在地球外部的圈層。學(xué)生在老師的指導(dǎo)下找出地面以上的所有物質(zhì)。老師歸納，地球以外的物質(zhì)從大體上可包括：生物動物植物、空氣、各種水。1二巖石和土壤一、 教學(xué)目標(biāo)知識與技能：1、 知道巖石的分類及轉(zhuǎn)化關(guān)系2、 了解土壤的主要成分及其作用3、 理解土壤中的物質(zhì)循環(huán)過程與方法：1、 通過觀察實際的巖石認(rèn)識巖石的分類2、 通過實驗更好掌握控制變量法的運(yùn)用情感態(tài)度與價值觀：通過小組的活動形式，培養(yǎng)合作互助的精神難點(diǎn)：運(yùn)用控制變量法探究土壤中的成分對植物的重要性二、 教學(xué)準(zhǔn)備巖石標(biāo)本、土壤、量筒、水、事先準(zhǔn)備好的不同土壤下的植物等。三、教學(xué)流程 活動一觀察三種巖石活動二觀察土壤活動二觀察土壤活動三土壤與水混合活動四觀察土壤中的動物和微生物知道三種巖石的概念；及三種巖石的轉(zhuǎn)化土壤四、 有關(guān)活動建議1活動1 觀察三種巖石，可讓學(xué)生課前收集各種石頭，進(jìn)行展示。教師展示的三種代表巖石：花崗巖、砂巖和大理石。引導(dǎo)學(xué)生通過觀察已有的巖石標(biāo)本進(jìn)行系統(tǒng)分類。教師通過多媒體課件展示巖石的相互轉(zhuǎn)化過程和條件。2活動2 觀察土壤，教師給出一些錄像資料，其中包含土壤的形成過程。學(xué)生總結(jié)概括土壤的概念。教師提供土壤給各小組，指導(dǎo)各組學(xué)生觀察土壤。教師給各個小組發(fā)放吸水紙，讓學(xué)生體驗土壤中的水分。3活動3 土壤與水混合，講清實驗過程和方法，請同學(xué)猜測混合結(jié)果。利用實例，說明土壤中的水、空氣（氧氣）對植物生長的重要性；方法是控制變量法。4活動4土壤中的動物和微生物。學(xué)生根據(jù)教師展示的多媒體內(nèi)容或平時的經(jīng)驗談?wù)勍寥乐械膭游锸侨绾斡欣谥参锷L的；如何不利于植物生長的。觀看多媒體課件描述土壤中數(shù)量巨大的微生物的作用。結(jié)論：土壤中的微生物可以改良土壤，進(jìn)行物質(zhì)循環(huán)。1三土地荒漠化與防治一、 教學(xué)目標(biāo)知識與技能：1、 知道什么是土地的荒漠化。2、 了解荒漠化的成因及其危害性。3、 找出防治荒漠化的方法。過程與方法：通過模擬實驗的方法來體驗治理土地荒漠化的手段。情感態(tài)度與價值觀：樹立良好的環(huán)保意識，珍惜土壤資源。難點(diǎn)如何設(shè)計實驗來證明荒漠化的治理手段。二、 教學(xué)準(zhǔn)備關(guān)于荒漠化的多媒體資料；若干盆沙土、一些植物、水；吹風(fēng)機(jī)等。三、 教學(xué)流程活動二：探究土地沙漠化的成因和危害活動一：了解什么是土地荒漠化導(dǎo)入：觀看多媒體資料活動五：制作防止土壤沙漠化的宣傳標(biāo)語活動四：暢想如何防止土壤沙漠化活動三：通過實驗了解治理荒漠化的手段2礦物一教學(xué)目的科學(xué)態(tài)度1通過認(rèn)識我國豐富的礦物資源，激發(fā)學(xué)生的民族自豪感。2認(rèn)識礦物是不可再生資源,應(yīng)該合理開發(fā)和綜合利用。3在觀察常見礦物活動中培養(yǎng)學(xué)生仔細(xì)辨認(rèn)，善于聆聽，樂于交流的習(xí)慣。科學(xué)知識和技能1知道礦物可以分為金屬和非金屬2了解我國礦物資源分布特點(diǎn)3知道一些常見的礦物及所含元素的名稱。4學(xué)會區(qū)分單質(zhì)和化合物?？茖W(xué)方法和能力1培養(yǎng)學(xué)生利用資料分析問題解決問題的能力2學(xué)會用簡練的語言進(jìn)行表達(dá)和交流難點(diǎn)知道單質(zhì)和化合物在組成上的區(qū)別?；顒佣何覈V物資源分布活動二：礦物資源使用年限表礦物的組成活動三：觀察礦物及其組成認(rèn)識礦物活動一：觀看錄象-生活中的材料大多以礦物為原料活動一：13.4活動一：分類金屬、非金屬礦物二教學(xué)準(zhǔn)備PPT,錄象資料三、教學(xué)流程礦物資源分布四有關(guān)活動建議1活動一 認(rèn)識礦物，老師可以尋找一些相關(guān)的教學(xué)影片，學(xué)生在此基礎(chǔ)上討論完成13。4。2活動二 我國礦物資源，在上個活動的基礎(chǔ)上，首先試著區(qū)分金屬礦物和非金屬礦物。老師引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識我國礦物資源總量大，種類也很多。接著請學(xué)生找找這些礦物資源分布在哪里。在此，老師可引導(dǎo)學(xué)生從整個中國地圖來看。在討論中，要讓學(xué)生達(dá)成共識：礦物資源分布不均衡。3活動三 觀察礦物及其組成。在有礦物標(biāo)本的學(xué)校中可以設(shè)計對一些礦物的觀察活動。觀察的項目要事先設(shè)定，列表供學(xué)生記錄使用。在觀察的過程中要注意比較，鑒別不同礦物的不同特征。然后，活動13.5的表格，讓學(xué)生了解礦物、主要成分和成分所含元素。3一金屬一 教學(xué)目標(biāo)科學(xué)態(tài)度懂得嚴(yán)格的實驗操作步驟，培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度科學(xué)知識與技能知道金屬的提煉方法。了解金屬的四個特性：金屬有光澤，易傳熱，易導(dǎo)電及延展性。知道金屬的性質(zhì)在很大程度上決定了金屬的用途。通過日常生活中廣泛使用金屬材料等具體事例，認(rèn)識金屬材料與人類生活和社會發(fā)展的密切關(guān)系?？茖W(xué)方法與能力引導(dǎo)學(xué)生自主實驗探究金屬的物理性質(zhì)（重點(diǎn)探究導(dǎo)電、導(dǎo)熱性等）。培養(yǎng)學(xué)生觀察能力難點(diǎn)：引導(dǎo)自主探究金屬的物理性質(zhì)。金屬活動一金屬發(fā)現(xiàn)與應(yīng)用金屬的提煉活動二：錄象資料淘金活動二：演示實驗活動二：錄象煉鐵二 教學(xué)流程金屬應(yīng)用活動四金屬的應(yīng)用活動三：探究金屬特性金屬特性結(jié)論：金屬特性決定金屬用途四有關(guān)活動建議：1活動二-演示實驗：觀察活動13。7，實驗前，應(yīng)讓學(xué)生明白：鐵（銅）以化合物的形式存在于礦石中，不能用沖淘的簡單方法分離。需將氧元素去除。然后，出示氧化鐵實驗裝置，讓學(xué)生觀察氧化鐵粉末。實驗前解釋裝置各部分的作用及操作順序。期間指出一氧化碳有毒，引導(dǎo)學(xué)生理解尾氣處理問題。實驗時，引導(dǎo)學(xué)生從顏色，狀態(tài)，有無沉淀，或有水生成幾方面去觀察。2活動二，錄象煉鐵有條件的學(xué)校，還可以尋找一些錄象資料，讓學(xué)生結(jié)合演示實驗，觀看煉鐵過程，了解工業(yè)上的煉鐵過程。3一金屬的改良一 教學(xué)目標(biāo)科學(xué)知識與技能認(rèn)識在金屬中加熱熔合某些金屬或非金屬可以制得合金，知道生鐵和鋼等重要合金，以及合金比純金屬具有更廣泛的用途?？茖W(xué)方法與能力1通過討論探究物質(zhì)的性質(zhì)與用途的關(guān)系，培養(yǎng)學(xué)生綜合分析問題的能力。2通過查閱合金的資料，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立獲取知識的能力。情感態(tài)度與價值觀：通過調(diào)查認(rèn)識科學(xué)的發(fā)展在開發(fā)新材料提高人類生存質(zhì)量方面的重大意義和貢獻(xiàn)。難點(diǎn)在交流學(xué)習(xí)中認(rèn)識常見的合金并了解其廣泛的用途二教學(xué)流程活動一：情境引入合金概念活動二7：下列物品是由哪種合金制造的活動二5：演示活動探究合金熔點(diǎn)合金特性活動二6：討論舉例生活中的合金活動二：1生活中的合金合金應(yīng)用活動二3、4：學(xué)生活動探究合金硬度活動二8：介紹新型合金材料3二塑 料一 教學(xué)目標(biāo)科學(xué)知識和技能1了解原油的物理性質(zhì)，了解原油的分餾；2了解石油產(chǎn)品的用途；3知道塑料的特性及用途；科學(xué)過程與方法學(xué)會通過實驗得出結(jié)論的科學(xué)探究方法，同時提高學(xué)生的動手能力和分析能力難點(diǎn)能充分利用手中的材料和提供的實驗器材進(jìn)行實驗設(shè)計，探索塑料性質(zhì)二教學(xué)流程原油性質(zhì)石油產(chǎn)品石油分餾常見塑料的特性活動二身邊的塑料制品活動三探究塑料特性塑料的應(yīng)用活動四塑料的應(yīng)用活動五辯論活動一原油及石油產(chǎn)品三有關(guān)活動建議此內(nèi)容可適當(dāng)安排時間進(jìn)行，因為一節(jié)課的話時間教緊張。3三廢棄材料帶來的環(huán)境問題一、 教學(xué)目標(biāo)：知識與技能：2、 認(rèn)識廢棄材料而導(dǎo)致的污染問題及進(jìn)行處理的需要。3、 了解一些處理廢棄材料污染問題的方法。過程與方法：1、通過學(xué)生對廢棄材料給環(huán)境帶來的實際影響，來體會解決廢棄材料的必要性。2、通過教師指導(dǎo)學(xué)生將廢棄材料變“廢”為“寶”，體驗廢棄材料再利用的可行性。情感態(tài)度與價值觀：1、 關(guān)注廢棄材料所帶來的環(huán)境問題。2、 樂于參加防止廢棄材料。難點(diǎn)：形成對廢棄材料的辨證認(rèn)識和處理的良好習(xí)慣。二教學(xué)流程認(rèn)識廢棄材料帶來的環(huán)境問題明確一般物品都要成為廢棄物。討論活動：廢棄材料會帶來哪些環(huán)境問題活動一：認(rèn)識廢棄材料帶來的環(huán)境問題廢棄材料會造成很多環(huán)境問題，生活中又不能缺少如塑料制品這樣的材料，怎樣解決呢？活動二：如何將廢棄材料變“廢”為“寶”，循環(huán)利用。演示活動：新舊塑料制品三關(guān)于活動建議1活動一：認(rèn)識廢棄材料帶來的環(huán)境問題。教師可事先布置好調(diào)查工作調(diào)查了學(xué)校同學(xué)帶一次性飲料的人數(shù)（按一天喝一瓶飲料計算）?？捎谜障鄼C(jī)拍下身邊照片，關(guān)于廢棄材料的。2活動二：如何將廢棄材料變“廢”為“寶”，循環(huán)利用。教師讓學(xué)生拿出事先準(zhǔn)備的廢棄材料，如：可樂瓶、塑料袋什么的，指導(dǎo)學(xué)生發(fā)揮想象看看能不能將要丟棄的廢棄材料再進(jìn)行從新利用，變“廢”為“寶”。4一常見的復(fù)合材料一、教學(xué)目標(biāo)：知識與技能：1、 了解復(fù)合材料的定義和復(fù)合材料的特性；2、 了解常用的復(fù)合材料和特殊復(fù)合材料的優(yōu)點(diǎn)。過程和方法：1、 學(xué)會實驗研究的科學(xué)方法；2、 提高收集資料、分析資料的能力；3、 提高課堂上語言表達(dá)能力。情感態(tài)度與價值觀：通過對復(fù)合材料研究和使用前景的介紹，激發(fā)學(xué)生將來為科學(xué)研究而奮斗的精神。難點(diǎn)：體會材料科學(xué)的研究改善了人類的生活質(zhì)量。二、教學(xué)流程導(dǎo)入引出復(fù)合材料的概念復(fù)合材料的定義和特性總結(jié)導(dǎo)入用魚竿和鐵棒竹棒進(jìn)行比較活動一 常見的復(fù)合材料，制作鋼筋混凝土活動二 高科技領(lǐng)域的復(fù)合材料，交流收集的資料二、 關(guān)于活動建議1活動一，可進(jìn)行小實驗：制作鋼筋混凝土，利用實物投影儀展示學(xué)生所提供復(fù)合材料及教師準(zhǔn)備的三夾板和鋼筋混凝土塊。2 活動二可讓學(xué)生課前收集有關(guān)資料，然后在課上交流。4二新材料一、教學(xué)目標(biāo)