资源简介

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《跨学科实践活动8 海洋资源的综合利用与制盐》
1. 宏观辨识与微观探析：能从宏观上辨识海水作为复杂溶液体系的组成，理解其中溶解有多种物质；能从微观角度初步理解海水晒盐过程中，水分子运动与氯化钠晶体析出的关系；认识从海水中获取多种资源（如食盐、镁、溴等）的基本原理涉及溶解、蒸发结晶、化学转化等多个化学过程。
2. 证据推理与模型认知：能基于溶解度、结晶等概念，推理并设计从海水中分离氯化钠的简易方案（如模拟晒盐）；能运用流程图的模型，表征海水资源综合利用的主要环节和产品链，并分析其间的物质变化与能量变化。
3. 科学探究与创新意识：通过设计并完成模拟海水晒盐或粗盐提纯的简易实验，体验物质分离的基本实验操作；在小组合作中，能针对“如何从海水中获取更多资源”这一问题，进行信息收集、方案设计与交流论证，提升解决实际工程问题的初步能力。
4. 科学态度与社会责任：认识到海洋是巨大的资源宝库，体会化学技术在资源开发中的核心作用；通过了解我国盐场、海洋化工产业的发展，增强科技自信与国情认知；树立合理开发、综合利用资源及保护海洋环境的可持续发展观念。
重点：海水晒盐的基本原理（利用蒸发结晶分离氯化钠）；初步了解海水资源综合利用的主要途径和产品。
难点：从“单一制盐”到“综合利用”的系统性思维建立；综合运用溶解度、结晶、化学反应等知识解决实际资源开发问题的思路构建。
教师用：多媒体课件（包含海洋视频、盐田图片、海水综合利用流程图、相关数据图表）、海水样本、成品食盐、提纯后的精盐、镁条、溴水（低浓度，安全演示用）、蒸发皿、酒精灯、三脚架、玻璃棒。
学生分组用（4-6人一组）：
活动一（成分初探）：烧杯、玻璃棒、滴管、硝酸银溶液、稀硝酸、pH试纸、海水（或模拟海水）样品、蒸馏水（对照）。
活动二（模拟制盐）：酒精灯、三脚架、石棉网、蒸发皿、玻璃棒、烧杯、漏斗、滤纸、铁架台（带铁圈）、粗盐水（或模拟海水）。
活动三（蓝图绘制）：A3大白纸、彩笔、标签贴、可联网的平板电脑（用于资料查询）。
第一环节：海之馈赠 · 情境启航 (设计时长：8分钟)
情境设计与操作：
1. 视频震撼：播放一段展现海洋浩瀚与人类利用海洋资源的短片（如盐田鸟瞰、海水淡化厂、海洋化工园区），伴随画面提问：“蔚蓝的大海，除了给我们航运之利、鱼虾之享，还蕴藏着什么？”
2. 实物感知：教师展示一瓶海水、一袋精盐、一块镁条、一滴溴水。提问：“这四样东西，看似无关，但它们都来自同一个故乡——海洋。你们知道它们之间是如何联系起来的吗？”
3. 任务发布：教师宣布：“今天，我们将化身‘海洋化学工程师’，组建项目小组，完成一项挑战：为一座未来的‘海洋资源综合利用基地’设计一份核心工艺蓝图。我们的探索之旅，首先从认识我们的原料——海水开始。”
设计意图：通过视听冲击和实物对比，快速激发学生对海洋资源的好奇心与探索欲。将海水、食盐、金属镁、溴单质并置，制造认知冲突，暗示海水价值的多元性。以“工程师”角色和“设计蓝图”任务驱动整个实践活动，赋予学习真实的目的和挑战性。
教师引导：“要设计基地，先要了解原料。海水看似普通，实则是一座流动的‘化学宝库’。让我们首先化身‘分析员’，对它进行一次‘体检’。”
第二环节：探秘“咸汤” · 成分初析 (设计时长：10分钟)
学生活动与探究：
1. 生活联想与资料阅读：提问：“海水是什么味道？为什么？”引导学生说出“咸”，主要因为有氯化钠。提供阅读材料卡片1：海水主要溶解成分及含量表（NaCl约占3.5%，其次有Mg、Ca、K、Br等元素）。
2. 简易检测实验：学生分组进行：
检测氯离子：取少量海水和蒸馏水于两支试管，分别滴加硝酸银溶液和稀硝酸，观察现象（海水产生白色沉淀，蒸馏水无），证明氯离子大量存在。
测试酸碱性：用pH试纸测定海水pH，了解其大致呈弱碱性。
3. 形成初步认知：小组讨论并总结：海水是一种复杂的溶液，其中溶解了大量的氯化钠，以及镁、钙、钾、溴等多种元素的化合物，是名副其实的“液体矿藏”。
设计意图：从生活经验切入，结合资料阅读和简易的定性检测实验（氯离子检验是已学知识），让学生对海水的化学成分从模糊的“咸”上升到具体的、有证据支持的认知。明确其作为“复杂溶液”和“资源宝库”的两重属性，为后续的分离与提取活动奠定认知基础。
过渡设计：“体检报告显示，我们的‘原料’成分丰富，价值连城。但如何从这锅‘咸汤’里，把我们最熟悉、用量也最大的‘主菜’——食盐，先提取出来呢？这需要借助我们学过的溶液知识。”
第三环节：煮海为盐 · 原理探究 (设计时长：15分钟)
学生活动与探究：
1. 原理回顾与方案设计：引导学生回顾“溶解度”、“结晶”等概念。提问：“如何利用物理方法从海水中获得食盐晶体？”引出蒸发结晶。各小组讨论并绘制简易的“海水晒盐”工艺流程图（太阳蒸发池→结晶池→收集粗盐）。
2. 实验室模拟：学生分组进行模拟实验。用酒精灯加热蒸发皿中的粗盐水（或模拟海水），边加热边用玻璃棒搅拌，观察蒸发、析晶的过程，直至有大量晶体析出，停止加热。思考与讨论：①为什么不用蒸发至干？②得到的盐是纯净的氯化钠吗？
3. 认识“粗盐”与工业概览：教师展示实际盐场获得的粗盐样品，指出其中含有泥沙、Ca、Mg等杂质。播放现代盐田（包括初级、中级、高级蒸发池和结晶池）的航拍或动画视频，了解大规模生产的工程智慧。对比实验室蒸发与盐田日晒的能量来源差异，渗透可持续发展理念。
设计意图：这是本实践活动的化学核心操作环节。将化学原理（蒸发结晶）应用于解决真实问题（获取食盐），通过动手实验深化理解。从实验室快速加热到盐田自然日晒的对比，引导学生思考规模化生产的条件与能效，实现从“化学实验”到“化学工程”的思维初步跨越。
过渡设计：“我们成功提取了食盐，但剩下的‘母液’（苦卤）是废水吗？不！在化学工程师眼中，它可能是比食盐更珍贵的‘原料液’。因为其中富集了镁、溴、钾等多种元素。如何实现‘吃干榨尽’，变废为宝？”
第四环节：点卤成“金” · 综合利用 (设计时长：10分钟)
讲解、资料分析与设计：
1. 苦卤的价值：教师展示苦卤样品，讲解其成分（富含MgCl 、MgSO 、KCl、Br 等）。提问：“直接排放会污染环境，如何利用？”
2.小组设计任务：各小组领取“产品树”的一个分支（如“镁的王国”或“溴的旅程”），查阅资料卡片或平板，用流程图和简要文字，在A3纸上设计出从海水或苦卤中获取该产品的主要步骤和核心化学反应（用方程式或文字描述）。
设计意图：这是跨学科思维和系统思维培养的关键环节。通过构建“产品树”，将零散的资源知识系统化、可视化，深刻揭示现代海洋化工“一水多用”、循环经济的理念。小组分工研究不同产品链，既提高了效率，又通过后续分享实现了信息整合，让学生体会到化学是如何将“无用”的废液转化为“有用”的宝贵资源。
过渡设计：“各小组已经为我们的‘综合利用基地’规划了精彩的产品线。现在，是时候将你们的智慧整合起来，展示我们完整的基地蓝图，并接受‘专家评审团’（全班同学）的质询了！”
第五环节：蓝图共绘 · 展示与担当 (设计时长：7分钟)
展示与升华：
1. 蓝图展示与答辩：各小组派代表，将本组设计的“产品线”流程图贴到黑板指定区域，拼接成完整的“海水资源综合利用基地蓝图”，并进行简要讲解。其他小组和教师作为“评审”，可就流程的合理性、环保性、经济效益等提问，展示小组回应。
2. 总结与价值升华：师生共同回顾从“海水”到“多种产品”的旅程，总结其中涉及的化学原理（溶解、蒸发、结晶、化学反应等）。展示我国大型盐场和海洋化工企业（如天津塘沽、山东等）的图片，强调化学技术对国家资源安全保障和经济发展的重要性。
3. 责任与展望：引导学生辩证思考：海洋资源虽丰富，但并非取之不尽。在开发的同时，必须注重环境保护（防止污染、合理规划）。鼓励学生关注海洋科技前沿（如海水淡化、海洋能利用），树立可持续发展的资源观。
设计意图：通过蓝图拼接与展示，将小组学习成果可视化、系统化，形成完整的知识建构。答辩环节锻炼表达与思辨能力。最后的总结升华，将化学知识、技术应用、国家发展与环保责任融为一体，落实“科学态度与社会责任”的核心素养，使实践活动超越知识与技能，触及情感与价值观。
跨学科实践8：海洋资源的综合利用与制盐
（“海洋化学工程师”挑战）
一、 原料探秘：复杂的溶液体系
海水 = 水 + 溶解物质 (NaCl, Mg , Ca , K , Br )
属性：液体矿藏
二、 传统基石：海水晒盐 (蒸发结晶)
原理：利用太阳能/热能，蒸发水分，NaCl溶解度受温度影响小，结晶析出。
产物：粗盐 (含杂质)
工业：盐田（蒸发池→结晶池）
三、 现代核心：综合利用 (变废为宝，吃干榨尽)
[产品树示意图]
海水
↓ (蒸发)
粗盐 + 苦卤
| |
食盐 苦卤
| |
(氯碱工业) (提取 Mg、Br、K…)
NaOH, Cl , H Mg, Br , 钾肥
理念：一水多用，绿色循环
四、 工程师之责：
依赖科技，开发资源
保护环境，持续发展
1. 项目驱动，实现深度学习：以“海洋化学工程师”身份完成“设计蓝图”的真实任务，赋予学习强烈的内驱力和目标感。学生不再是知识的被动接受者，而是问题的主动探究者和解决方案的设计者，实现了从浅层学习到深度参与的转变。
2. 跨学科融合自然有机：活动设计将化学（溶解、结晶、反应）、地理（资源分布）、工程（工艺流程）、技术（实际生产）乃至经济学（资源价值）知识有机整合于“海水资源利用”这一核心主题下。例如，“产品树”的构建既是化学知识的系统化，也是产业思维的初步训练，融合自然不生硬。
3. 思维层级递进，聚焦核心素养：从单一物质的分离（制盐）到复杂体系的综合利用，思维要求从线性上升到系统。从实验室模拟到工业化生产的对比，引导学生思考技术的放大与优化。整个流程有力地培养了学生的“证据推理与模型认知”（设计流程）、“科学探究与创新意识”（实验与设计）以及“科学态度与社会责任”（资源观、环保观）。
4. 兼顾实操性与开放性：“模拟制盐”实验安全、经典、现象明显，确保了化学学科本体的实践要求。“综合利用设计”环节则具有适度的开放性，允许学生基于资料进行创造性整合与表达，为不同层次的学生提供了展示空间，兼顾了课程的规定性与学生发展的个性化。
教学设计总结：
本实践活动以“设计海洋资源综合利用基地”为项目主线，引导学生经历“认识原料（海水成分）→掌握核心工艺（制盐原理）→规划产品链（综合利用）→整合展示”的完整过程。深度融合了化学、地理、工程、社会等视角，让学生在解决真实、复杂问题的过程中，发展系统思维、工程设计与社会责任担当的综合素养。
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
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