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《小沼气，大用途》
一、教学目标１、知识与技能：①观察自然，发现可以探究的问题。②在对某一问题进行探究的过程中，能够多角度分析问题，并主动寻求解决问题的方法。③在实践中，深刻体会其中蕴含的科学道理。④在认识规律的过程中，充分运用规律为生活服务。２、过程与方法：①通过上网查资料，询问等多种方面，亲身感受，小沼气、大用途。　　②通过对沼气池构成原理的调查，使学生了解沼气的生成原理及使用时的注意项。　　３、情感态度与价值观： ①通过对沼气用料的调查认识，增强学生环保意识，教育学生要节约能源，变废为宝，提高学生的实践能力。　　②培养学生相互协作的团队精神，学会交流，学会合作，正确处理个人与团队的关系。　　二、实践方式查找、收集，交流、思考，实验、宣传网络搜集、访谈调查、实地考察、实验抽取。三、方法引导搜集资料的途径；实地考察方法指导；实验方法指导。四、教学重点与难点１、重点：搜集资料的途径２、难点：实验方法指导　教学课题 《小沼气，大用途》六、【教学过程】 一．谈话引入 　同学们，大自然是美丽的：茂密的森林、潺潺的小溪、飞流的瀑布、绽放的花朵，都让我们流连忘返。大自然是神奇的：夕阳西下天边红色的霞光，潮起潮落的大海，被称为时尚环保明星的蚯蚓，农村变废为宝的沼气……所有这些让我们既感叹又惊奇，这里边蕴藏着怎样的科学道理呢？　　说起我们熟悉和热爱的大自然，大家肯定有很多话想说，那就请你敞开心扉，与小组同学一起交流讨论吧。首先：老师对于沼气的知识简单介绍。
问题1：什么是沼气？
问题2：沼气的成分？
问题3：沼气是怎样产生的？问题４：有的农村正在大力发展沼气事业，制作沼气麻烦吗？问题５：你在对大自然的观察中，发现了哪些感兴趣的问题呢？
老师做了简单的阐述后，把学生分成八个小组在小组内进行讨论，最后由每小组的发言人对本组问题以及讨论的结果进行阐述大家共同讨论，其他成员也可以提出自己的见解：最后由老师归纳总结，并进一步阐述。
第一组：讨论的问题：沼气是通过怎样的途径输送到厨房的呢？
发言人：学生A进行阐述：经过讨论我们组的同学认为：沼气产生后是通过地下管道输送的。而且管道是由低到高的，因为沼气中含有水蒸气会液化成水，这样的话会堵住管道影响沼气的输送。
第二组：讨论的问题：沼气池里的问题过高会爆炸吗？
发言人：学生B进行阐述：经过讨论我们组的同学有部分同学认为会爆炸，有的认为不会爆炸。对于这个问题还请老师或其他同学做以解释。
老师讲解：首先，爆炸的概念：可燃物在有限的空间急速燃烧。
燃烧的条件：一、必须与氧气接触。二、必须达到可燃物的着火点。因此上说一般不会发生爆炸的。
学生C回答：沼气池里的温度过高不会爆炸，除非有明火的情况下，会引燃沼气
第三组：问题沼气的原理是什么？
发言人：学生D阐述沼气是在无氧的环境下产生的，这是我们组讨论的结果。不足之处还请老师指导：
老师讲解：沼气是有机物质在厌氧环境中，在一定的温度、湿度、酸碱度的条件下，通过微生物发酵作用，产生的一种可然气体。由于这种气体最初是在沼泽、湖泊、池塘中发现的，所以人们叫它沼气。沼气含有多种气体，主要成分是甲烷。沼气细菌分解有机物，产生沼气的过程，叫沼气发酵。
第四组问题：产生沼气的原理是什么？
发言人学生E阐述：沼气是有机物在厌氧环境中，在一定的温度、湿度、酸碱度的条件下，通过微生物发酵作用，产生的一种可然气体。
第五组问题：温度的高低与沼气的产量是否有关呢？
发言人学生F阐述：沼气的产生是和温度有关系的，因为在我们生活当中家里的沼气在夏季的时候气量很大，而在冬季的时候几乎没有沼气。所以我们组认为沼气的产量是和温度有关系的。
老师讲解：沼气的产生温度在60摄氏度左右产气量较好。
老师评价：通过今天的学习我们了解有关沼气的部分知识，就今天的问题我们做以总结：沼气发酵是自然界中普遍而典型的物质循环过程，按其来源不同，可分为天然沼气和人工沼气两大类，天然沼气是在没有人工干预的情况下，由于特殊的自然环境条件而形成的。除广泛存在于粪坑、阴沟、池塘等自然界厌氧生态系统外，地层深处的古代有机体在逐渐形成石油的过程中，也产生一种性质近似于沼气的可燃性气体，叫做“天然气”。人类在分析掌握了自然界产生沼气的规律后，便有意识的模仿自然环境建造沼气池，将各种有机物质作为原料，用人工的方法制取沼气，这就是我们经常所讲的“人工沼气”。 收集资料：　　　通过询问农村技术员、查阅图书资料、上网查询等方式，了解查询有关沼气的基本知识。　　沼气最先是在沼泽中发现的，所以称为沼气。　　沼气是多种有机物质，在隔绝空气（厌氧或还原条件），并在适宜的温度、湿度条件下，经过微生物的发酵作用产生的一种可燃气体。　　沼气的主要成分为甲烷（CH4）和二氧化碳（CO2）。　　沼气发酵的主要原料有：多种秸秆、杂草等，农产品加工的各种有机物废物和废水，城市垃圾及生活污水等。　　甲烷的物理性质和化学性质是： 　　活动二 自己动手试制沼气　　　　　　　　试验装置的制作　　取600ml无色透明的废塑料饮料瓶两个（带盖），70cm长医用输液管一根，注射用2号针头一个，按右图用强力粘结剂把它们连接起来。另外，准备一个带盖的透明容器（罐头瓶、矿泉水瓶均可）。　　主要反应原料　　据有关资料介绍，发酵制取沼气用淀粉和水做主要原料时，产气率较快。考虑到操作的简捷，我们试验使用的淀粉是煮熟的面条。　　沼气的生成　　（1）发酵接种　　取25g煮熟的面条，滤干，用冷水冲凉。将冲凉后的熟面条置于透明容器中，用约80ml的水将面条浸没，然后将瓶盖拧紧，任面条在基中自然发酵。在30℃的温度下，10h~20h后，见浸没面的透明容器中有不少气泡产生，表明面水中有较多的甲烷菌繁殖生成。　　（2）灌瓶　　经检查确认试验制取沼气的装置密封良好后，先拧紧贮液瓶瓶盖，将已接种好的熟面连同水液全部倒入反应瓶中，加水至瓶满，拧紧瓶盖，并将瓶盖上的注射器针尖扎入一块橡皮，使针管密封；这时，旋松贮液瓶瓶盖。　　（3）沼气的生成　　在30℃环境下，经20h左右的发酵，在反应瓶中可生成400ml~500ml的沼气。反应瓶中的液体大部分被排入贮液瓶中。　　沼气的燃烧情况　　将贮液瓶放在较高的位置，拔去反应瓶注射器针头上的橡皮，对着针尖点火，可观察到针尖上方有火焰燃烧。　　反应瓶中的主要反应　　通过查阅有关资料，可知上述试验中反应瓶里发生的主要反应是：　　（C6H10O5）n+nH2O→nC6H12O6　　C6H12O6→C2H5OH+2CO2　　2C2H5OH+CO2→2CH3COOH+CH4　　CH3COOH→CH4+CO2　　CO2+H2O→H2CO3　　由于存在CO2+H2O→H2CO3反应，所以在反应瓶液面上方聚集的沼气中CO2含量很少，甲烷含量很高，反应中的气体因此可完全烧完。　　活动三 制取沼气的基本条件　　　　　　　　通过上面的试验，我们制取了沼气。看似简单的试验，其实包含了许多影响因素。沼气的形成大致可以分为两个阶段：首先将多种复杂的有机物转化为低级脂肪酸，然后再转化为甲烷和二氧化碳等。根据以上试验过程，考察当地沼气池的生产过程，并查找相关资料，可以归纳出制取沼气的基本条件。　　严格的厌氧环境　　沼气发酵微生物包括产酸菌和产甲烷菌两大类，它们都是厌氧细菌，尤其是产生甲烷的甲烷菌对氧特别敏感。它们不能在有氧的环境中生存，哪怕微量的氧存在，也会使发酵受阻。因此，建造一个不漏气、不漏水的密闭沼气池，是人工制取沼气的关键。　　足够和优良好接种物　　接种物是沼气发酵所需要的含有大量微生物的厌氧活性污泥，也称菌种。只有具备足够优良的接种物才能保证沼气发酵高效运行。　　必要的发酵温度　　沼气发酵菌种在8℃~6℃范围内都能发酵产气，并且温度越高，发酵越活跃，产沼气越多。　　适宜的酸碱度　　在沼气发酵过程中，沼气菌适宜在中性或微碱性的环境中繁殖。发酵液的PH值控制在6.8~7.5为宜。　　活动四 沼气综合利用价值知多　　在沼气生产过程中，可产生沼气、沼液和沼渣。　　沼气的综合利用就是将沼气、沼液和沼渣运用到生产过程，是农村沼气建设中降低生产成本、提高经济效益的一系列综合技术措施。　　沼气　　沼气除了提供农户生活炊事、照明用能外，农业生产上还能用于塑料大棚内增温和施放二氧化碳，幼禽、蚕房增温，禽，点灯诱蛾，贮粮，柑橘保鲜，发电等。　　沼液　　　　　　　　沼液中含有各类氨基酸、维生素、蛋白质、赤霉素、生长素、糖类、核酸以及抗生素等。其中赤霉素可使种子提早发芽；核酸、单糖能增强作物的抗早能力；游离氨基酸能增强作物抗冻能力；抗生素则能防治作物病虫害；多种氨基酸和微量无素添加到饲料中，能促进畜禽增产等。沼液主要用于浸种，叶面喷肥，促花保果，养猪、养鸡、养牛、养鸭、养羊及种花等。　　沼渣　　沼渣除了含有丰富的氨、磷、钾等大量元素外，还含有对作物生长起重要作用的硼、铁、猛、锌等微量元素，是一种非常好的有机肥。　　（1）沼渣栽蘑菇，比单纯用棉壳育菇增产29.2%。　　（2）沼肥种梨，能提高单产3%—10%，节省商品肥投资40%—60%。　　总结反思１、 汇报与交流２、 评价与反思实践巩固　1、如果家在农村，帮助自己家建一个沼气池。　　2、了解当地沼气发展状况，探索当地开发利用沼气的有效模式。　　3、你对沼气池了解多少？试着说明圆简型水压式沼气池的工作原理。　布置作业搜集与沼气有关的资料寻找自然界中的沼气制取沼气的基本条件沼气的综合利用价值板书设计： 小沼气，大用途 　１、搜集与沼气有关的资料２、寻找自然界中的沼气３、自己动手制取沼气４、制取沼气的基本条件５、沼气的综合利用价值 教后记：　　１、结合当地实际情况，有些乡村有不少村民开始使用沼气，进行照明、做饭。再结合学生研究性学习教材中“小沼气，大用途”的学习，决定进行对沼气的利用价值和使用方面等方面进行调查活动，以提高学生对人类新能源的认识，激发学生探究学习和合作学习的积极性。　　２、大力发展农村沼气，建设绿色生态家园，可为农民提供优质清洁能源，可实现燃料、肥料和饲料的量佳转化，可通过生态链的延长增加农民收入，起着回收农业废弃物能量和物质的特殊作用。同时，发展沼气可保护森林资源，减少农药、化肥和大气污染，改善农村环境卫生，提高农民的生活质量，推进农民奔小康，促进农村经济可持续发展。　　３、通过上网查资料，询问等多种方面，亲身感受，小沼气、大用途。通过对沼气池构成原理的调查，使学生了解沼气的生成原理及使用时的注意项。以活动为主要开展形式，强调学生的亲身经历，要求学生积极参与到各项活动中去，在一系列活动中发现和解决问题，体验和感受生活，发展实践能力和创新能力。培养学生相互协作的团队精神，学会交流，学会合作，正确处理个人与团队的关系。　　六、教学反思本节课做到按照教学大纲的要求，课前准备比较充分，课堂教学比较顺利完整，重点、难点突出，在教学过程中学生参与学习的积极性非常高，教学目标得以实现，但对所学专业今后面对的职业群不是很了解，教学策略上还应加强课前学生对自身专业的调查了解，以更好地与自身实际情况相结合，教学达到预期效果。

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