资源简介

18.矿物与我们的生活（教学教案）
核心素养
科学观念：※通过配对、阅读活动，举例说明人类生活、工业生产离不开矿物资源。
科学思维：※通过阅读、体验活动，描述铁矿石和石膏的用途。
探究实践：※通过阅读研讨，尝试说明保护矿物资源的原因及措施。
态度责任：※能够用举例描述等多种方式说明矿物资源的重要性。重点
※体验凝固后的石膏糊具有固定作用。难点
教学内容
本课是《岩石与矿物》单元的总结课，通过列举人们利用矿物制作日用品、利用矿物资源进行工业生产的例子，还原一小部分工业生产场景，让学生真正体会到矿物是重要的自然资源，激发他们保护矿物资源、合理开采利用矿物资源的社会责任感。
本课教学内容包括四个活动：活动一，将几种常见日用品和使用的矿物配对，初步认识矿物是重要的生产原料。活动二，通过阅读教材上的图片和说明，了解从铁矿石到铁制品的生产过程，为认识金属制品来自金属矿石打开一扇窗户。活动三，体验石膏的固定作用。学生调制石膏糊后，将同一根手指反复插入取出，能体验凝固后的石膏具有固定作用，进一步认识石膏这种非金属矿物更多的应用。活动四，阅读了解矿业生产的基本情况。通过阅读人类采矿活动及矿物资源日益枯竭的状况，帮助学生进一步认识到矿物资源举足轻重，应合理开采利用，并积极加以保护。
教学准备
教师材料：PPT、相关视频。
学生分组材料：观察材料——常见日用品和使用的矿物标本；体验材料——模具石膏粉100 g、水40 mL、搅拌棒、抹布、塑料杯和一个石膏模具。
教学过程
活动一 矿物的特征与应用
人们利用岩石和矿物，是利用它们的特征和成分。岩石和矿物广泛应用于我们的日常生活中，建筑、交通、冶金、医药、科研和日常生活用品中都有它们的身影。
下面物品各是用哪种矿物制成的？利用了这种矿物的什么特征？
矿物 矿物特征 应用
滑石 最软的矿物，有很强的滑腻感，容易吸水 滑石的用途有很多，如作耐火材料、造纸、橡胶的填料、农药吸收剂、皮革涂料、化妆材料及雕刻用料等。纯净的滑石是生产化妆用品的原料
石墨 质软，黑灰色，有油腻感 石墨可用于制造坩埚、电极、干电池、石墨纤维、换热器、冷却器、电弧炉、弧光灯、铅笔的笔芯等
石英 透明、半透明或不透明的晶体，质地坚硬 石英是制造玻璃的重要原料，还可以做精密仪器的轴承、研磨材料、玻璃陶瓷等工业原料。透明的石英称为水晶，可以用来做各种首饰
赤铁矿 粉末颜色是樱红色 赤铁矿可以炼铁，铁器的使用是人类发展历史上最重要的事件之一。人们很早就知道把赤铁矿磨成粉末，与液体混合做成颜料
黄铜矿 性脆，具导电性 黄铜矿是炼铜的主要原料
设计意图：
多数物品生产时都要用到矿物，但矿物制成物品后往往和原来的样子大相径庭，所以很多学生不知道生活中的许多物品都是用矿物加工成的。本课用举例的方式，由点到面，所选取的物品常见且具有代表性，既能引发学生的认知冲突，又能帮助学生建立物质性质决定用途的观念，让学生逐步建立起人类生产生活离不开矿物的基本认识，符合学生的认知规律。
活动二 了解从铁矿石到铁制品的生产过程
1.开采铁矿。铁矿石种类繁多，已发现的铁矿石和含铁矿物约300余种，其中常见的有170 余种。在当前技术条件下，具有工业利用价值的主要是磁铁矿、赤铁矿、褐铁矿等。
2.粉碎铁矿石。矿石在放入沸腾炉内进行燃烧之前，粉碎成颗粒可以增大接触面积，提高反应物的利用率。
3.高炉炼出铁水。应用焦炭、铁矿石和熔剂（石灰石、白云石）在竖式反应器——高炉内连续生产 液态生铁的方法。它是现代钢铁生产的重要环节。高炉铁水生产出来后，其温度一般在1400℃~1550℃之间。
4.分离铁水和矿渣。矿渣是高炉炼铁过程中的副产品。在炼铁过程中，氧化铁在高温下还原成金属铁，铁矿石中的二氧化硅、氧化铝等杂质与石灰等反应生成以硅酸盐和硅铝酸盐为主要成分的熔融物，即矿渣。矿渣通常浮在铁水上面，通过筛板、刮板等装置将铁水和矿渣分离。
5.浇铸冷却成型。将铁水引入事先准备好的型腔内（模型），冷却后形成金属部件。
6.加工成铁制品。运用不同工艺，将浇铸铁制成生产、生活用品，如农具、厨具等。
设计意图：
为了列举利用矿物资源进行工业生产的例子，教材用阅读资料还原从铁矿石到铁制品的生产过程，具有代表性，能帮助学生了解由金属矿石炼制成金属制品的基本过程。需要说明的是，炼铁时用到的能源也来自煤炭这种能源矿产，还会用到石灰石。
教材将铁矿石初炼成铁的过程展示得比较完整，弱化了中后期铁制品的加工过程。为了提高可读性，特别用实景图配说明的方式呈现，有利于学生把握由金属矿石炼制成金属制品的基本过程。
活动三 体会石膏的作用
1.认识石膏。
石膏是硫酸钙的水合物，透明或半透明，晶体为板状、块状、纤维状等，呈淡黄、粉红或灰色，有玻璃或丝绢光泽。石膏用途广泛，材料简单易得，无毒安全可靠。石膏能制造水泥，可用于建筑行业，还可用于医疗、食品（如做豆花）等行业。
2.体验石膏凝固后的变化。
实验目的：观察手指插入调好的石膏后的变化。
实验材料：石膏粉、量杯、清水、搅拌棒。
实验步骤：（1）将石膏粉加水调成糊状。
（2）把一根手指插入石膏，再取出。
（3）过一会儿，弯一弯手指，体会石膏的作用。
实验现象：几分钟后，手指上的石膏糊凝固，手指皮肤感觉紧，指关节不能弯曲。
实验分析：石膏糊易塑形，石膏糊一般按照石膏粉与水的质量比约100:45均匀调制。模具石膏粉初凝约需6分钟，终凝约需30分钟。凝固后的石膏强度较大，能贴合手指并固定，使手指保持伸直状态，不易弯曲。
实验结论：石膏糊易塑形，凝固后强度较大。
3.医生用石膏固定骨折病人患处的原因。
凝固后的石膏糊强度较大，能更好地贴合病人骨折部位实现固位并减少移动，分散外部压力，为骨骼修复创造良好的条件。
设计意图：
石膏的用途比较广泛，材料简单易得，无毒安全可靠，是认识非金属矿物多种功能的良好载体。医生用石膏保护骨骼只是石膏的一个医学用途，石膏还可用于建筑行业、食品添加剂等。
在《认识矿物》一课，学生通过观察较深入地认识了石膏的性质。本课让学生调制石膏糊，用手指和模具两种方式体验凝固后的石膏具有固定和保护作用，操作简单，效果明显，学生学习积极性高。
石膏既是非金属矿物的代表，也是多用途矿物的代表，有助于学生进一步认识矿物资源是重要的自然资源。
活动四 了解矿物资源是有限的
1.了解人类的采矿活动。
人类很早就认识到矿物的用途，采矿活动一直没有停止过。
（1）古代人采矿。古代人开采矿石（通常是金矿银矿）采取凿岩掘石，穴山破洞的方法进入到地下。现在一些古代矿坑遗址证明我国古代开矿方法已经非常成熟，在唐宋时期便已经采用房柱法，用木柱支撑矿坑。
（2）开采硫黄矿。硫矿是一种基本化工原料。在自然界，硫是分布广泛、亲合力非常强的非金属元素，它以自然硫、硫化氢、金属硫化物及硫酸盐等多种形式存在，并形成各类硫矿床。硫矿的直接应用是生产硫磺和硫酸，二者的用途非常广泛。大部分硫酸用来生产各类化肥，硫的应用领域还在不断扩大。
（3）开采铁矿。铁是世界上发现最早、利用最广、用量最多的一种金属，其消耗量约占金属总消耗量的95%。中国是世界上最早利用铁的国家之一。我国铁矿资源多而不富，以中低品位矿为主，中小矿多，大矿少，特大矿更少。铁矿山的开采方式有露天开采和地下开采两大类。
（4）淘金。淘金指淘金者们打捞起河里或湖里的淤泥后，用淘盘将淤泥洗涤，以便找出淤泥里的天然金沙。淘金曾是众多冒险家眼中的致富手段，历史上曾经掀起过几度淘金浪潮。
（4）淘金。淘金指淘金者们打捞起河里或湖里的淤泥后，用淘盘将淤泥洗涤，以便找出淤泥里的天然金沙。淘金曾是众多冒险家眼中的致富手段，历史上曾经掀起过几度淘金浪潮。
我国的矿产资源种类繁多，现已发现各种矿产173种，
是世界上矿种较齐全的国家之一，矿产资源总量居世界第
二位。但我国人均探明矿产资源储量只占世界平均水平的
58%，居世界第53位。因此我国是一个矿产资源比较丰富
的国家，又是一个矿产资源严重不足的国家。
矿物资源是有限的，用一点就少一点。面对日益枯竭的矿物资源，人类正在积极采取各种措施进行保护。
矿产资源属于国家，任何组织和个人不得私自开采。面对我国矿产资源的实际情况，我们也应该行动起来，加入保护矿产资源的行列。我们可以从力所能及的小事做起，比如金属废物的回收再利用，即易拉罐的回收、废旧铁制品的回收等。
3.写出几条保护矿产资源的建议。
（1）制定法律法规。
（2）实行保护性开采。
（3）推广先进适用技术。
（4）实施回收与再利用。
设计意图：
阅读人类利用矿物的历史由来已久，用数据说明工业和农业生产依赖矿物资源、部分矿物资源面临枯竭的现状，能让学生认识到矿物是重要的自然资源，是一个国家经济发展的命脉，激发他们保护矿物资源、合理开采利用矿物资源的意识。
活动手册
课堂总结
通过本课学习我们知道矿物的硬度、光泽、颜色等方面的特征与其用途密切相关，人类的衣、食、住、行等各个方面都离不开矿物，从而认识到矿物对人类生活的重要性。通过实验体会石膏具有很强的可塑性，利用干燥的石膏对手指的限制作用，推测出石膏适合用来为骨折病人制作医疗护具。
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