4.5 地球家园中的化学变化 教学设计
文档属性
| 名称 | 4.5 地球家园中的化学变化 教学设计 |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 277.2KB | ||
| 资源类型 | 试卷 | ||
| 版本资源 | 教科版（2017秋） | ||
| 科目 | 科学 | ||
| 更新时间 | 2025-05-06 12:05:22 | ||
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文档简介
/ 让教学更有效 精品试卷 | 小学科学
核心素养导向
4.5地球家园中的化学变化
核心概念：
物质的变化与化学反应--2.3物质变化的特征--①知道有些物体发生了变化，如纸燃烧、铁生锈等，构成 物体的物质也发生了改变。
教学目标：
科学观念：
1. 理解煤的形成需要高温高压和漫长地质作用，属于化学变化。
2. 知道绿色植物的光合作用是地球氧气的主要来源。
科学思维：
1. 能通过观察、推理分析化学变化的特征（新物质生成）。
2. 能用逻辑链解释资源利用与化学变化的关系。
探究实践：
1. 通过角色扮演、实验探究和辩论活动，体验科学探究过程。
2. 能设计流程图说明资源利用中的化学变化。
态度责任：
1. 树立保护森林、合理开发资源的环保意识。
2. 体会科学知识对可持续发展的重要性。
教学重难点：
重点：
煤的形成条件与化学变化的本质。
难点：
理解光合作用对大气氧气的长期影响及其不可替代性。
教学教具和学具：
教具：煤块标本（带植物痕迹）、水草与透明瓶、书包（模拟地底压力）、资源卡片（铁矿石、石油等）、多媒体课件（煤形成动画、铁矿石冶炼视频）。
学具：实验记录表、角色扮演剧本、辩论赛资料卡、流程图设计纸。
教学过程：
（一）聚焦环节（预设5分钟）
1.课堂引入：
教师展示一块带有植物痕迹的煤块，提问：“这块黑色的石头里藏着什么秘密？为什么会有树叶的印迹？”
2.学生观察并猜测，教师引导：“科学家发现，煤的形成与远古森林有关，这与化学变化息息相关。”
3.引出课题：
提问：“地球家园中还有哪些化学变化？它们如何影响我们的生活？”
揭示课题：“今天，我们将探索地球家园的三大化学变化：煤的形成、光合作用和资源利用。”
设计意图：通过实物观察和悬念式提问，激发学生兴趣，明确学习目标。
（二）探索环节（预设25分钟）
活动一：角色扮演——模拟“煤的形成”情景剧
1.煤是怎样形成的呢？
（预设：学生回答关于煤形成的前概念）
2.那煤究竟是怎样形成的呢？（出示课件）仔细阅读图文资料，小组合作，角色扮演，了解煤的形成过程。
3.步骤：
学生分角色扮演植物、泥沙、压力和环境，模拟植物被掩埋、高压转化的过程。
观察组对比煤块标本，记录形态变化。
4.提问“如果地底没有高温高压，煤还能形成吗？”
5.追问“为什么煤块中会有植物痕迹？”
（预设：说明煤是由植物化学变化而来）
设计意图：通过角色扮演和模拟实验，引导学生了解煤的形成过程，理解高温高压对煤形成的作用，培养学生的科学探究能力和合作精神。
活动二：实验探究+辩论——光合作用与氧气之谜
1.提问：我们生活的地球原本就是充满氧气的吗？大气的成分与现在相同吗？
2.观察比较，分析数据。你发现了什么？
（预设：二氧化碳的含量大幅度下降，氧气的含量大幅度上升）
3.为什么会有氧气减少、二氧化碳增加的现象呢？这一切都归功于谁？
（预设：植物的光合作用）
4.一起来按照实验步骤观察植物的光合作用：
实验：观察水草在光照下释放氧气气泡，对比黑暗环境。
5.辩论：“保护森林是否重要？”（正方：森林提供氧气与资源；反方：科技可替代森林）。
关键问题：
“光合作用中，植物如何将二氧化碳变成氧气？”
“若森林消失，地球氧气会枯竭吗？”
设计意图：通过提问、数据分析和实验观察，引导学生理解光合作用对大气成分变化的影响，培养科学思维和辩证思维能力，增强环保意识。
活动三：资源利用挑战赛——从铁矿石到铁钉
1.地球上还有很多资源的利用与化学变化有关，观看铁矿石冶炼视频，分析化学变化步骤。
小组设计“资源利用流程图”（如石油→塑料、铁矿石→铁钉）。
2.关键问题：
“冶炼铁矿石需要哪些条件？为什么？”
“生活中的塑料、化肥与化学变化有何关系？”
设计意图：通过观看视频和小组设计流程图，引导学生理解资源利用与化学变化的关系，培养科学探究和分析能力。
（三）研讨（预设7分钟）
1.讨论：
问题1：“煤的形成、光合作用、资源利用中有哪些共同特征？”（引导：新物质生成）。
问题2：“为什么说化学变化是不可逆的？”（如煤无法变回植物）。
2.得出结论：
化学变化的本质是新物质生成，且需要特定条件（如高温、光照）。
3.得到方法：
通过观察、实验和逻辑推理，可分析自然现象中的化学变化。
设计意图：通过归纳与总结，强化化学变化的核心概念和科学探究方法。
（四）拓展（预设：3分钟）
1.任务：家庭调查“寻找生活中的化学变化”（如铁生锈、面包发酵），下节课分享。
2.延伸问题：“如果未来能源依赖化学变化，人类需要注意什么？”
设计意图：引导学生发现化学变化，培养观察力和科学思维，激发对能源与化学关系的思考。
【板书设计】
地球家园的化学变化
1. 煤的形成：植物 + 高温高压 → 新物质（化学变化）
2. 光合作用：二氧化碳 + 水 → 氧气 + 能量（不可替代）
3. 资源利用：冶炼、合成 → 依赖化学变化（合理开发）
教学反思：
本节课通过角色扮演、实验辩论和资源挑战赛，学生能直观理解化学变化的本质（如煤的形成、光合作用），并主动提出保护森林、合理开发资源的建议，教学目标基本达成。但部分环节时间分配需优化（如情景剧过长压缩挑战赛时间），少数学生对“地质时间尺度”的抽象性理解不足。未来可精简活动流程，结合动画模拟漫长地质作用，并补充高清煤块标本图强化细节观察，同时设计分层任务支架，确保不同能力学生深度参与，进一步提升课堂实效与思维深度。
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
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核心素养导向
4.5地球家园中的化学变化
核心概念：
物质的变化与化学反应--2.3物质变化的特征--①知道有些物体发生了变化，如纸燃烧、铁生锈等，构成 物体的物质也发生了改变。
教学目标：
科学观念：
1. 理解煤的形成需要高温高压和漫长地质作用，属于化学变化。
2. 知道绿色植物的光合作用是地球氧气的主要来源。
科学思维：
1. 能通过观察、推理分析化学变化的特征（新物质生成）。
2. 能用逻辑链解释资源利用与化学变化的关系。
探究实践：
1. 通过角色扮演、实验探究和辩论活动，体验科学探究过程。
2. 能设计流程图说明资源利用中的化学变化。
态度责任：
1. 树立保护森林、合理开发资源的环保意识。
2. 体会科学知识对可持续发展的重要性。
教学重难点：
重点：
煤的形成条件与化学变化的本质。
难点：
理解光合作用对大气氧气的长期影响及其不可替代性。
教学教具和学具：
教具：煤块标本（带植物痕迹）、水草与透明瓶、书包（模拟地底压力）、资源卡片（铁矿石、石油等）、多媒体课件（煤形成动画、铁矿石冶炼视频）。
学具：实验记录表、角色扮演剧本、辩论赛资料卡、流程图设计纸。
教学过程：
（一）聚焦环节（预设5分钟）
1.课堂引入：
教师展示一块带有植物痕迹的煤块，提问：“这块黑色的石头里藏着什么秘密？为什么会有树叶的印迹？”
2.学生观察并猜测，教师引导：“科学家发现，煤的形成与远古森林有关，这与化学变化息息相关。”
3.引出课题：
提问：“地球家园中还有哪些化学变化？它们如何影响我们的生活？”
揭示课题：“今天，我们将探索地球家园的三大化学变化：煤的形成、光合作用和资源利用。”
设计意图：通过实物观察和悬念式提问，激发学生兴趣，明确学习目标。
（二）探索环节（预设25分钟）
活动一：角色扮演——模拟“煤的形成”情景剧
1.煤是怎样形成的呢？
（预设：学生回答关于煤形成的前概念）
2.那煤究竟是怎样形成的呢？（出示课件）仔细阅读图文资料，小组合作，角色扮演，了解煤的形成过程。
3.步骤：
学生分角色扮演植物、泥沙、压力和环境，模拟植物被掩埋、高压转化的过程。
观察组对比煤块标本，记录形态变化。
4.提问“如果地底没有高温高压，煤还能形成吗？”
5.追问“为什么煤块中会有植物痕迹？”
（预设：说明煤是由植物化学变化而来）
设计意图：通过角色扮演和模拟实验，引导学生了解煤的形成过程，理解高温高压对煤形成的作用，培养学生的科学探究能力和合作精神。
活动二：实验探究+辩论——光合作用与氧气之谜
1.提问：我们生活的地球原本就是充满氧气的吗？大气的成分与现在相同吗？
2.观察比较，分析数据。你发现了什么？
（预设：二氧化碳的含量大幅度下降，氧气的含量大幅度上升）
3.为什么会有氧气减少、二氧化碳增加的现象呢？这一切都归功于谁？
（预设：植物的光合作用）
4.一起来按照实验步骤观察植物的光合作用：
实验：观察水草在光照下释放氧气气泡，对比黑暗环境。
5.辩论：“保护森林是否重要？”（正方：森林提供氧气与资源；反方：科技可替代森林）。
关键问题：
“光合作用中，植物如何将二氧化碳变成氧气？”
“若森林消失，地球氧气会枯竭吗？”
设计意图：通过提问、数据分析和实验观察，引导学生理解光合作用对大气成分变化的影响，培养科学思维和辩证思维能力，增强环保意识。
活动三：资源利用挑战赛——从铁矿石到铁钉
1.地球上还有很多资源的利用与化学变化有关，观看铁矿石冶炼视频，分析化学变化步骤。
小组设计“资源利用流程图”（如石油→塑料、铁矿石→铁钉）。
2.关键问题：
“冶炼铁矿石需要哪些条件？为什么？”
“生活中的塑料、化肥与化学变化有何关系？”
设计意图：通过观看视频和小组设计流程图，引导学生理解资源利用与化学变化的关系，培养科学探究和分析能力。
（三）研讨（预设7分钟）
1.讨论：
问题1：“煤的形成、光合作用、资源利用中有哪些共同特征？”（引导：新物质生成）。
问题2：“为什么说化学变化是不可逆的？”（如煤无法变回植物）。
2.得出结论：
化学变化的本质是新物质生成，且需要特定条件（如高温、光照）。
3.得到方法：
通过观察、实验和逻辑推理，可分析自然现象中的化学变化。
设计意图：通过归纳与总结，强化化学变化的核心概念和科学探究方法。
（四）拓展（预设：3分钟）
1.任务：家庭调查“寻找生活中的化学变化”（如铁生锈、面包发酵），下节课分享。
2.延伸问题：“如果未来能源依赖化学变化，人类需要注意什么？”
设计意图：引导学生发现化学变化，培养观察力和科学思维，激发对能源与化学关系的思考。
【板书设计】
地球家园的化学变化
1. 煤的形成：植物 + 高温高压 → 新物质（化学变化）
2. 光合作用：二氧化碳 + 水 → 氧气 + 能量（不可替代）
3. 资源利用：冶炼、合成 → 依赖化学变化（合理开发）
教学反思：
本节课通过角色扮演、实验辩论和资源挑战赛，学生能直观理解化学变化的本质（如煤的形成、光合作用），并主动提出保护森林、合理开发资源的建议，教学目标基本达成。但部分环节时间分配需优化（如情景剧过长压缩挑战赛时间），少数学生对“地质时间尺度”的抽象性理解不足。未来可精简活动流程，结合动画模拟漫长地质作用，并补充高清煤块标本图强化细节观察，同时设计分层任务支架，确保不同能力学生深度参与，进一步提升课堂实效与思维深度。
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
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