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- 2021-04-28 发布
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爱护水资源
一、教学设计
本节包括水体污染的危害和改善水质两部分内容。
水中的污染物种类繁多，如耗氧有机物，难降解有机物，重金属，植物营养物质，酸、碱和盐，石油，农药和病原体等。课程标准要求“以典型的水污染实例认识水污染造成的危害”，因此，本节以“日本的水俣病和痛痛病”“赤潮”和“世界上最大的原油泄漏事件”3个典型案例，介绍了与化学学科关系密切的重金属污染和植物营养物质污染，以及石油污染。对于污水处理中主要的化学方法及其原理，考虑到选用本模块学生的知识基础，从降低难度的角度出发，主要介绍了混凝法、中和法和沉淀法等简单的化学方法。氧化还原法则是以“资料卡片”的形式出现的，仅供学生阅读。
此外，本节“科学史话──杀虫剂DDT的功与过”从化学史实的角度，介绍了由于人类不正确地使用农药而对农作物、水生生物和人类等造成的危害；“科学视野──饮用水消毒”介绍了用液氯进行消毒对人体健康带来的影响，以及二氧化氯和臭氧等新型饮用水消毒剂的发展和应用。目的是使学生认识到化学物质在造福人类的同时，也可能对生态环境和人体健康带来一些负面影响，从而认识科学发展具有局限性，形成合理使用化学物质的意识。
本节教学重点：认识水体污染的危害，了解几种主要的污水处理方法，培养合理利用和保护水资源的意识。
本节教学难点：混凝法、中和法和沉淀法在污水处理中的应用。
教学建议如下：
1充分挖掘教科书中每一幅图画的内涵，加深学生对水体污染的危害和污水处理过程的认识。
例如，可通过阐释图4-18、图4-19和图4-20的深刻寓意，并适当补充有关的资料和数据(如我国的人均水量等)，说明水资源危机已成为人类生存的最大威胁之一。爱护水资源，应当从小做起，从每一个人做起； 通过图4-22， 了解水中的重金属污染物通过“海藻→海洋微生物→小鱼→海鸟→人”这样一条食物链被富集，浓度逐级加大，认识重金属污染的危害；通过图4-28污水处理流程图，了解污水处理中涉及到的物理、生物和化学方法，等等。
2本节的教学要从课内延伸到课外，从学校走向生活、走向社会。
例如，布置学生调查我国水资源的历史、现状、污染及治理状况，然后将调查结果绘制成图画、表格，拍摄成照片或录像后制成网页、展板、壁报等进行交流、汇报；或带领学生实地参观污水处理厂或环境监测中心实验室、观看录像等，了解工业废水和生活污水检验、处理的流程等。
3引导学生在知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观三个维度得到全面发展。
本节教学在注重过程与方法、情感态度与价值观教育的同时，也要让学生掌握水体污染造成的危害和污水处理中所涉及到的化学反应原理等基础知识。例如，日本的水俣病中无机汞转变成有机汞的化学反应，生活污水和工业废水中含N的蛋白质如何成为水生植物的养料，应用混凝法、中和法、沉淀法改善水质的基本原理，等等。
教学设计参考：
【教学设计1】
提出问题：你认为图4-18、图4-19和图4-20想告诉我们什么？你从图片中看到什么？想到什么？
学生思考、讨论、发言：略。
（参考：仅存有限的洁净之水，是盛载地球人的生命之舟，破坏、污染水资源，就是在制造倾覆灭顶之灾；与一条条江河水系被轻易地污染相比，保护和利用好每一滴洁净的水离我们更近；爱护水资源就是爱护生命……）
提出问题：你了解水体污染的种类和危害吗？
布置任务：将学生分组，每一个小组介绍一种类型的水体污染，如重金属污染、植物营养物质污染、石油污染、农药污染等，可以不限于教科书中的内容。还可以布置学生进行角色扮演活动，如体验水俣病和痛痛病的痛苦、赤潮和石油污染的危害等。
提出问题：防治水体污染迫在眉睫。请同学们利用已有的化学知识，针对污水中的悬浮物、氢离子、氢氧根离子、铜离子、汞离子等不同污染物，选择适当的试剂进行处理，写出可能发生的化学反应方程式。
学生思考、讨论、发言：略。
教师总结：介绍污水的处理流程(图4-28)，以及混凝法、中和法、沉淀法等污水处理中常用的化学方法及其原理。
重点强调：
1混凝法是利用了胶体的凝聚作用，中和法是利用中和反应调节污水的pH，沉淀法是利用化学反应使重金属离子生成沉淀而除去；
2在污水的实际处理过程中，多种方法往往需要配合使用才能达到要求。
此外，还可以引导学生阅读“科学史话──杀虫剂DDT的功与过”和“科学视野──饮用水消毒”，使学生认识合理使用化学物质和化学方法的重要性，以及科学发展的局限性等。
【教学设计2】
布置任务：
课前1~2周将学生分组，每个小组从以下课题中选择一个进行研究。将调查结果汇总、分析和筛选，制成网页或文字、图画的展板。
1我国或本地区的水资源状况，如淡水总量、人均用水量等。
2水体污染物的不同类型、典型案例及其危害。
3工业废水和生活污水的处理过程，以及其中涉及到的化学方法及其原理。
4我国辽河、海河、淮河、巢湖、滇池、太湖等水质污染状况，以及我国政府采取的治理措施，等等。
课堂交流：教师组织学生在网络教室进行自制网页的浏览、汇报、质询和交流；或者选出代表讲解本组制作的展板等，小组之间进行质询、交流。要落实本节的教学重点和难点。
二、习题参考
1日本的水俣病是由重金属汞的污染引起的。汞在海水和鱼体内的浓度相比较，在鱼体内的浓度高一些，这是因为水中的重金属污染物可以通过水中的食物链被富集，浓度逐级加大。
2原因可能是被DDT污染的水进入海洋，随海洋食物链的传递进入企鹅体内。
3(1) 生活污水中含N的蛋白质在水中的分解过程通常是：
蛋白质→氨基酸→氨
NH3在微生物的作用下，可进一步被氧化成HNO2，进而氧化成HNO3
，以硝酸盐的形式成为水生植物的养料。其过程为：
(2) 当内海或湖泊中N、P含量过高引起水体富营养化时，藻类和其他浮游生物大量迅速繁殖。藻类的呼吸作用和死亡藻类的分解作用等要消耗大量的氧，致使水中溶解氧的含量下降；有些藻类本身会释放出有毒物质，死亡的藻类在分解时也会产生CH4、H2S等有毒气体。这些因素都会导致水中的鱼类和其他水生生物大量死亡，并引起水质恶化等。
对含有N、P的生活污水和工业废水进行处理，禁止生产和使用含磷的洗涤剂或洗衣粉，合理施用氮肥和磷肥等都可以有效地避免水体富营养化。
4只要求学生了解混凝法、中和法和沉淀法，不要求氧化还原法。
混凝法是利用胶体的凝聚作用，除去污水中细小的悬浮颗粒；中和法是利用中和反应调节酸性废水或碱性废水的pH；沉淀法是利用化学反应使污水中的某些重金属离子生成沉淀而除去。
