资源简介

4.3 海洋的探索（第1课时）
教 案
一、基本信息
课题 4.3 海洋的探索
（第1课时，45分钟）
海水淡化（反渗透法
+蒸馏法）+纯净物与
混合物+海洋资源
开发与保护 课型 概念课+实验探究课
（反渗透实验+
蒸馏实验+
纯净物/混合物辨析）
课时 第1课时（45分钟）：
海水的淡化（反渗透法
+蒸馏法）→纯净物
与混合物→海洋
资源类型与开发
→海洋探测技术 教材 浙教版八年级科学上册
第4章 水与人类
年级 八年级 教法 类比法（反渗透膜
=筛子→只让水分子
通过；蒸馏=烧开水
→水蒸气→冷凝）；
实验探究法
（反渗透模拟实验
→3.5%食盐水+
硝酸银验证）；
对比归纳法
（纯净物vs混合物
→定义/组成/性质
三维对比）
教学重点 ①反渗透法原理→
反渗透膜模拟生物
半透膜→只让水分子
透过→截留无机离子
和大分子溶质→优点
（水质好/能耗低/
无污染/工艺简单）；
②蒸馏法原理→
加热至沸腾→水蒸气
→冷却成液态蒸馏水
→特点（杂质极少）；
③纯净物与混合物的
区别→纯净物=仅由
一种物质组成（有固定
组成和性质/有固定
熔沸点）；混合物=
由多种物质组成
（没有固定组成/各成分
保持原有化学性质）；
④海洋资源四大类→
矿物/化学/生物/
动力资源→开发方式
与保护 教学难点 ①反渗透膜「只透水
不透盐」的原理→
类比生物半透膜→
学生需理解「孔径
大小」决定了什么
能通过什么不能；
②纯净物是否一定
是「干净」的→
学生容易把浑浊
河水=混合物/清澈
矿泉水=纯净物→
实际上矿泉水含
矿物质→仍是混合物
教具准备 PPT课件；分组实验
器材（每组）：
①3.5%食盐水（模拟
海水）+烧杯
②反渗透滤芯+
微型增压水泵+
水管+水槽×3
③硝酸银溶液+
试管+胶头滴管
④酒精灯+蒸馏烧瓶
+冷凝管+接收瓶
（蒸馏实验演示）
⑤标签纸 学具准备 课本、练习本；
预习4.3第1课时→
画出反渗透法和
蒸馏法的原理示意图
→列出纯净物和
混合物的三个区别
学情分析 学生已学4.1水分布
（淡水紧缺）→4.2溶液
（溶质/溶剂）→现在
自然过渡到4.3
「海水怎么变淡水」。
学生对「海水不能喝」
有生活经验→但
「怎么脱盐」是全新
认知。反渗透膜
比较抽象→建议
用「渔网只让小鱼
通过、大鱼卡住」
来类比→学生秒懂。
纯净物/混合物
是化学基本概念→
分清的关键是
「由几种物质组成」
→不是「清澈/浑浊」
→矿泉水和蒸馏水
的区分是试金石。
二、核心素养目标
（1）科学观念：了解海水淡化的反渗透法和蒸馏法原理→建立「物质可以通过物理方法分离」的科学观念。理解纯净物和混合物的概念→认识物质的分类方式。
（2）科学思维：能运用反渗透膜的选择透过性→解释实验中净水与废水的差异→培养模型建构的思维。通过蒸馏法分析生活中类似现象（烧水壶盖上的水珠）→培养类比推理能力。
（3）探究实践：完成反渗透法模拟海水淡化实验→用硝酸银检验Cl-离子→判断淡化效果。观察蒸馏实验→理解「加热→汽化→冷凝」三步。
（4）态度责任：认识海水淡化对解决全球水资源短缺的意义→建立「科技服务人类」的责任感。了解海洋资源保护的重要性→不过度开发→不污染海洋。
三、教学重难点
教学重点：反渗透法原理（膜的孔径选择透过性）、蒸馏法原理（加热→汽化→冷凝）、纯净物与混合物定义和区分、海洋资源四大类型。
教学难点：反渗透膜的选择透过性原理（为什么只透水不透盐）、纯净物与混合物的区分（清澈≠纯净→矿泉水为什么是混合物）。
四、教学过程
板块一：情境导入——3.26万千米海岸线（约3分钟）
图1 中国海岸线→海洋经济+海洋保护+海水淡化
中国拥有3.26万千米海岸线→「发展海洋经济→保护海洋生态环境→加快建设海洋强国」→已成为重大战略。核心问题：海水不能直接喝→如何淡化？如何提取海盐？如何让海洋成为新的牧场？
今天学习4.3——海洋的探索（第1课时）→重点解决两个问题：海水怎么变淡水→海洋里有什么资源。
板块二：海水的淡化（约18分钟）
（一）为什么需要海水淡化（约2分钟）
图2
70%以上人口住在离海120km内→海水丰富却不能喝。全球海水淡化工程超1亿吨/日→惠及100+国家。中东国家→淡化水是饮用水主要来源。海水淡化=从海水中脱盐取得淡水。
（二）反渗透法（约8分钟）
1. 反渗透膜——核心原理
图3 反渗透膜→模拟生物半透膜→只让水分子通过
反渗透膜=模拟生物半透膜制成的人工半透膜→是反渗透技术的核心构件。功能：截留水中的无机离子（Na+、Cl-等）和大分子溶质→只让水分子渗出→从而获得比较纯净的水。
[类比理解]渔网只让小鱼通过→大鱼卡住→海水里的Na+和Cl-就是「大鱼」→卡在膜的一侧→水分子是「小鱼」→透过膜到另一侧。
优点：净化水质好→能耗低→无污染→工艺简单→操作简便→在海水淡化工程上广泛应用。
2. 反渗透模拟实验
图4 反渗透模拟装置→A槽（模拟海水）→滤芯→B槽（净水）+C槽（废水）
实验步骤：①配制3.5%食盐水100mL→模拟海水→置A槽。②取2mL模拟海水→加硝酸银溶液→观察现象（出现白色沉淀→Ag++Cl-=AgCl↓→说明含Cl-）。③连接反渗透滤芯+微型增压水泵+水管。④启动水泵→净水入B槽→废水入C槽。⑤取B槽净水→加硝酸银→观察（无沉淀/沉淀极少→说明Cl-被截留→淡化成功）。
[硝酸银检验Cl-]含Cl-的溶液→加硝酸银→产生白色沉淀→沉淀不溶于稀硝酸。淡化成功=净水中几乎检不出Cl-→说明反渗透膜有效截留了离子。这是本节课唯一的离子检验实验→必须讲清楚原理。
（三）蒸馏法（约4分钟）
图5 蒸馏法原理→加热→沸腾→水蒸气→冷凝→蒸馏水
蒸馏法=加热至沸腾→水蒸气→经冷却→形成液态水→收集得蒸馏水。蒸馏水中杂质非常少→可看成仅由水一种物质组成。
强调：蒸馏法=汽化（液态→气态）+液化（气态→液态）→与自然界中「海水蒸发→云→降雨」原理相同→蒸馏只是用人工手段加速。
（四）纯净物与混合物（约4分钟）
图6 纯净物vs混合物对比→定义/区别/联系
纯净物：仅由一种物质组成的物质→有固定组成、固定性质（如固定熔点/沸点）。举例：氧气、氢气、蒸馏水、氯化钠、铜。
混合物：由多种物质组成的物质→没有固定组成→各成分保持原有的化学性质。举例：空气、海水、矿泉水、食盐水。
关键区分：看「由几种物质组成」→不是看「清不清澈」！矿泉水→清澈透明→但含多种矿物质→是混合物。蒸馏水→看似和水一样→但只含H2O一种物质→是纯净物。
[最核心的坑]清彻透明≠纯净物。矿泉水中含有Ca2+、Mg2+、Na+等离子→是混合物。蒸馏水不含任何其他物质→是纯净物。「纯净的矿泉水」这句话本身就是错的→矿泉水不可能纯净。
板块三：海洋的探索和开发（约10分钟）
（一）海洋资源四大类（约4分钟）
图7 海洋资源开发和利用全景→渔业/油气/矿产/能源
海洋为人类提供了丰富的资源→分四大类：
①海洋矿物资源：石油、煤、铁、铝钒土、锰、铜、石英岩等。
②海水化学资源：氯、钠、镁、硫、碘、铀、金、镍等。
③海洋生物（水产）资源：鱼类、虾类、贝类、藻类等。
④海洋动力资源：潮汐能、波浪能、海流能、温差能、盐差能等。
（二）海洋资源开发与保护（约3分钟）
开发方式：渔业捕捞→水产养殖→海上油井→海底采矿→海浪发电→海水淡化。保护：不过度开发→减少海洋污染→维护海洋生态环境。
（三）我国海洋探索成就（约3分钟）
图8 我国深海探测技术→蛟龙号/深海勇士等
我国海洋科考取得巨大进展→深海探测技术迅速发展→为建设海洋强国提供支撑。深海环境→黑暗→寒冷→缺氧→高压→科学家通过新技术探索。
可燃冰（天然气水合物）：水和天然气在高压低温下产生的固态物质→外形似冰→点火即燃→储量丰富→燃烧污染极小→是最佳替代能源。南海可燃冰试采→蓝鲸二号平台→创造两项世界纪录。
板块四：典例精讲（约5分钟）
典例1——淡化方法辨析
荒岛求生→用太阳晒海水→水蒸气凝结在塑料膜上→收集淡水→这种方法最接近（ ）。A.过滤 B.结晶 C.沉淀 D.蒸馏。答案：D。解析→过滤/结晶/沉淀都不能去除海水中的可溶性盐→只有蒸馏（先汽化后液化）能有效脱盐。
典例2——纯净物/混合物区分
下列水中属于纯净物的是（ ）。A.河水 B.蒸馏水 C.矿泉水 D.天然水。答案：B。解析→河水/矿泉水/天然水都含多种物质→是混合物。蒸馏水仅由H2O一种物质组成→是纯净物。
典例3——概念关系判断
图9 概念关系图→包含/并列/交叉
纯净物与混合物→并列关系（互斥）→单质与化合物→并列关系→空气与混合物→包含关系→氧化物与化合物→包含关系。答案：C。
板块五：课堂总结（约3分钟）
一、反渗透法→半透膜→只透水不透溶质→水质好+能耗低。蒸馏法→加热汽化→冷凝→得纯净蒸馏水。
二、纯净物=一种物质→有固定组成和性质。混合物=多种物质→无固定组成。区分看物质种类→不看清澈度。
三、海洋资源四大类→矿物/化学/生物/动力。开发+保护并重→可燃冰→替代能源。
五、板书设计
§4.3 海洋的探索（第1课时）
一、海水的淡化——如何从海水中获得淡水
（1）反渗透法——核心：反渗透膜（模拟生物半透膜→人工半透膜）
原理：膜的孔径极小→只让水分子通过→截留Na+/Cl-等无机离子和大分子
优点：水质好、能耗低、无污染、工艺简单
实验验证：3.5%食盐水→加AgNO3→白色沉淀（AgCl↓→证明有Cl-）
→经反渗透滤芯→净水→加AgNO3→无沉淀（Cl-被截留→淡化成功）
（2）蒸馏法——加热至沸腾→水蒸气→冷凝→液态水→收集得蒸馏水
原理：汽化（液→气）+液化（气→液）→与海水蒸发→降雨过程相同
特点：蒸馏水中杂质极少→可看作仅由水组成
二、纯净物与混合物
纯净物=仅由一种物质组成→有固定组成/性质/熔沸点（例：蒸馏水/氧气/氯化钠）
混合物=由多种物质组成→无固定组成/各成分保持原有化学性质（例：海水/空气）
★ 清澈≠纯净！矿泉水含矿物质→是混合物。蒸馏水只含H2O→是纯净物。
三、海洋的探索和开发
资源四大类：①矿物（石油/煤/锰）②化学（氯/钠/镁/碘）③生物（鱼/虾/藻）④动力（潮汐/波浪）
开发方式：渔业/养殖/海上油井/海底采矿/海浪发电/海水淡化
保护：不过度开发→减少污染→维护海洋生态
可燃冰=天然气水合物→高压低温固态→点火即燃→污染极小→替代能源→南海试采成功
六、教学反思
1. 这节课从「水」跨到「海洋」→看似内容跳跃→实际逻辑紧密：4.1缺水→4.2溶液→4.3海水淡化（解决方案）→4.3海洋资源（还有什么）。导入→「世界70%人口住在离海120km以内→看着海却不能喝」→这个矛盾最能抓住学生。
2. 反渗透膜→学生第一次接触「半透膜」这个概念→一定要用类比。「渔网」的类比很有效→但要强调→反渗透膜的「网眼」是分子级别的→比渔网小无数倍→只水分子能通过。如果不做这个强调→学生会以为NaCl是大颗粒→肉眼可见→那就理解错了。
3. 硝酸银检验Cl-→是本学期第一次离子检验实验→要讲清楚反应方程式→但八年级化学基础还不强→可用「NaCl→Na++Cl-」→「Ag++Cl-→AgCl↓」（白色沉淀）→讲清楚沉淀是什么→为什么有/没有。实验现象对比（海水→白色浑浊/净水→澄清）是最直观的教学利器。
4. 纯净物和混合物→最核心的辨析题→「矿泉水和蒸馏水→哪个是纯净物？」→90%学生第一反应选矿泉水（因为干净）。必须当场纠：「矿泉水含矿物质→由水和矿物质等多种物质组成→混合物。蒸馏水→只有水一种物质→纯净物。」当场练一道分辨题→最有效。
5. 蒸馏法→可以和荒岛求生例题结合→学生觉得「有用」。实际上课本上的蒸馏就是荒岛取水的原理→太阳晒→蒸发→塑料膜冷凝→水滴收集→这就是简易蒸馏。让学生回去试试（塑料杯+保鲜膜+石头）→第二天带水来教室→看有没有盐味。
6. 海洋资源→四种分类→学生容易背但容易混。可以用「MDCB」缩写→Minerals/Dynamic/Chemical/Biology→每一类举一个最典型的例子→学生跟着在课本上画圈→当场记住。可燃冰→拓展→「够人类用1000年」→这个数据可以让学生对能源危机有直观感受。

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