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《4.5 水资源的利用和保护》教学设计
课程名称 4.5 水资源的利用和保护 课程类型 新授课
教学目标 1.科学观念：知道人类社会的生活、生产都离不开水（每生产 1t 纸约需 200t 水，成年人每天需要 2500mL 水），理解水资源开发利用直接关系到人类的生存和发展；掌握水的净化方法——沉淀法（明矾作絮凝剂使悬浮物凝聚沉底）、过滤、吸附（活性炭疏松多孔、表面积大，有较强吸附作用）、蒸馏（得到纯净水），了解自来水厂的净化流程（加絮凝剂沉淀→过滤池→活性炭吸附池→杀菌消毒→检测输水）；知道节约用水（循环使用、减少用量、回收利用）和防止水污染（污染物来自工业废水、农业废水、生活污水）是水资源保护的两项重要内容。 2.科学思维：通过比较沉淀、过滤、吸附、蒸馏四种净化方法的特点与净化程度，建立“净化程度逐级提高”的层次思维；通过“拖南极冰山到波斯湾”利弊的讨论，培养辩证评价技术方案的能力；通过水污染（水体富营养化、赤潮）因果链的分析，培养逻辑推理能力。 3.探究实践：能完成泥浆水加絮凝剂实验：取一杯泥浆水静置 5min 观察杂质沉底情况，再加一点明矾静置 5 分钟，观察泥浆水的变化及沉入杯底固体颗粒大小的变化；能说出节约用水的好方法（工业用水重复使用；农业改大水漫灌为喷灌、滴灌；生活推广节水器具、随手关闭水龙头、用水桶盛水洗车等）并解读国家节水标志的含义。 4.态度责任：认识全球缺水形势（目前全球有超过 10 亿人生活在缺水地区，到 2025 年会有 35 亿人面临缺水），增强节水紧迫感；了解浙江省“五水共治”（排涝水、治污水、保供水、防洪水、抓节水）工程及成效（2021 年钱塘江流域断面水体质量优良率达 100%），增强保护水环境的社会责任感，从自身做起节约每一滴水。
教学重难点 （一）教学重点： 1.水的净化方法（沉淀、过滤、吸附、蒸馏）及自来水厂净化流程。 2.节约用水和防止水污染的措施。 （二）教学难点： 理解活性炭吸附的原理（疏松多孔、表面积大）；区分物理净化（沉淀、过滤、吸附）与化学净化（杀菌消毒）及各自能达到的净化程度。
教学过程 【环节一】情景导入 展示情境：根据世界水资源研究所 2021 年发布的报告，目前全球有超过 10 亿人生活在缺水地区，到 2025 年会有 35 亿人面临缺水。提出问题：水资源如何利用和保护？净化水的方法有哪些？由此导入本课学习。 【环节二】新知探究 一、水资源的利用 （1）核心知识点： 人类社会的生活、生产都离不开水，水资源的开发利用直接关系到人类的生存和发展。用水数据：每生产 1t 纸大约需要 200t 水；种植农作物需要大量的水；成年人每天需要 2500mL 的水；洗一次澡可能需要 50L 的水。 思考与讨论：阿联酋的一家公司计划把南极的一座巨大冰山拖到波斯湾解决当地的水资源短缺问题（冰山蕴含的水量足够 100 万人使用 5 年），你怎么看？——有积极的一面，可以解决当地水资源问题，但同时也会带来诸多挑战，如技术难题、成本问题、生态影响等。 （2）学生活动：交流用水数据带来的感受，讨论拖冰山方案的利与弊。 （3）教师指导：引导学生辩证看待技术方案——既肯定其创意，又分析其可行性风险，培养批判性思维。 二、水的净化 （1）核心知识点： 沉淀法：我们每天使用的自来水是经过自来水厂净化处理过的。在一些偏远山区，人们会利用明矾使水中较小的悬浮物凝聚成较大的固体颗粒而沉底，明矾是常用的絮凝剂，这种使水中杂质沉淀到水底的方法称为沉淀法。 过滤与吸附：通过过滤器过滤已经处理过的水，不溶于水的固体杂质就会被分离出来。如果用具有吸附作用的固体来过滤，不仅可以滤去水中的不溶性杂质，还可以吸附掉一些溶于水的有异味的杂质。活性炭具有疏松多孔、表面积大的特点，具有较强的吸附作用，一些家用净水器就是利用活性炭的吸附作用来过滤水中的杂质的。 蒸馏：自然界中，浑浊的水经过沉淀、过滤、吸附等净化处理，就会变得澄清，但所得的水仍然不是纯水，需要通过蒸馏才可以得到纯净的水。 自来水厂的净化流程：①加絮凝剂后沉淀；②将沉淀后的水通入过滤池中，滤去不溶性杂质；③再将水引入活性炭吸附池，除去水中臭味和残留的小颗粒不溶性杂质；④杀菌消毒（常用通入氯气的方法）；最后经过检测，证明水质达标后，才能输送到千家万户。 （2）学生活动： 探究实践（泥浆水加絮凝剂）：①取一杯泥浆水，静置 5min，观察有没有杂质沉在杯底；②在泥浆水中加一点明矾，静置 5 分钟，观察泥浆水发生的变化以及沉入杯底固体颗粒大小的变化。 完成“小试牛刀”：宁波水资源保护做法的合理性判断（工业用水灌溉农田不合理）；“世界水日”主题下不符合节水的措施（开着水龙头刷牙）；海绵城市“透水路面”的效益（②减少地表径流减轻洪涝、③蓄水灌溉植物）；河水净化制自来水的步骤分析（杀菌消毒是化学变化而非物理变化，D 说法错误）。 （3）教师指导：梳理“沉淀→过滤→吸附→蒸馏”净化程度不断提高的顺序，强调净化后的水不等于纯水。 三、水资源的保护 （1）核心知识点： 保护的必要性：可供人类直接使用的水资源本身比较少，而使用这些水资源时又存在浪费严重和受到污染的现实问题，因此加强对水资源的保护已经刻不容缓。节约用水和防止水污染是水资源保护的两项重要内容。 节约用水：水的循环使用、减少用量、回收利用是节约用水的三种主要方法。具体包括：(1) 工业用水重复使用；(2) 农业采用节水灌溉方式，改大水漫灌为喷灌和滴灌；(3) 生活中推广节水器具、改变不良用水习惯、收集利用废水等，如随手关闭水龙头，用水桶盛水洗车而不用水管冲洗等。还有生活住房雨水回收使用系统等。国家节水标志：由水滴、人手和地球变形而成，绿色的圆形代表地球，象征节约用水是保护地球生态的重要措施；标志留白部分像一只手托起一滴水，手是拼音字母 JS 的变形，寓意节水，表示节水需要公众参与，鼓励人们从我做起，人人动手节约每一滴水；手又像一条蜿蜒的河流，象征滴水汇成江河。 防止水污染：当水中含有对水或水生生物会产生不良影响的物质，且其含量达到一定值时，就造成了水污染，这些有害物质被称作污染物，主要来自工业废水、农业废水和生活污水。工业废水中通常含有很多有毒化学物质；农业废水中通常含有农药、化肥；生活污水中可能含有大量病毒、寄生虫、细菌等致病生物。这些污染物不仅会破坏水体环境、杀死水生生物，还会对人类自身产生危害。例如，当水体中利于水藻生长的氮、磷等营养物质含量过高时，水藻就会大量繁殖，使水体呈现异常的颜色，水中的溶解氧被大量消耗，最终导致水生动物因缺氧而大量死亡，水质进一步发黑变臭而恶化（赤潮现象）。 防治建议：首先要确定当地水污染的污染源，然后根据污染源确定防治建议。如水污染主要来自工业污染，防治建议就是采用新技术、新工艺减少污染，提高原料的利用率，同时把产生的废水、废渣、废气综合处理达标后再排放。 科学阅读（浙江省的“五水共治”工程）：浙江是著名水乡，但根据 2013 年浙江省水利普查公报，浙江人均水资源量只有 1760m ，已经逼近世界公认的 1700m 警戒线，且存在供需缺口大、结构矛盾突出、污染严重、有效利用率低等四大突出问题。为建设美丽浙江，省委做出“排涝水、治污水、保供水、防洪水、抓节水”的“五水共治”战略部署，实施六大防内涝工程、五大治污水工程、四大保供水工程。经过多年治理，2021 年钱塘江流域断面水体质量优良率达到 100%；到 2022 年，全省地表水和近岸海域水质已连续 3 年创历史新高。 （2）学生活动：分享日常生活和生产中节约用水的好方法；解读国家节水标志；结合本地区的水污染情况提出防治建议；阅读“五水共治”资料并交流感受。 （3）教师指导：把节水方法归纳为“循环使用、减少用量、回收利用”三条主线；引导学生从“控源—治理—监管”角度提出水污染防治建议。 【环节三】课堂小结 引导学生回顾本课核心内容： 水的净化有哪些方法？净化程度如何排列？自来水厂的流程是什么？ 节约用水的三条主线和具体做法有哪些？ 水污染的污染物来自哪里？如何防治？ 学生梳理知识框架，教师总结强调“节水与治污并重，人人有责”。 【环节四】作业设计 1.完成课件“小试牛刀”中的习题（水资源保护做法的合理性判断、节水措施的判断、海绵城市效益分析、净水步骤的分析）。 2.制定一份“家庭节水计划”：列出至少 5 条可操作的措施，并坚持记录一周的节水效果。
板书设计 4.5 水资源的利用和保护 一、水的利用：生产（1t纸→200t水）、生活（每天 2500mL）都离不开水 二、水的净化（程度递增） 沉淀（明矾絮凝）→过滤→吸附（活性炭：疏松多孔、表面积大）→蒸馏（得纯水） 自来水厂：絮凝沉淀→过滤池→活性炭吸附池→杀菌消毒（氯气，化学变化）→检测 三、水资源的保护 节水：循环使用、减少用量、回收利用（喷灌滴灌、节水器具、雨水回收） 治污：污染物来自工业废水、农业废水、生活污水；富营养化→水华/赤潮 四、浙江“五水共治”：排涝水、治污水、保供水、防洪水、抓节水
教学反思 1. 效果评估： （1）知识掌握：大部分学生能按净化程度排列四种净水方法，能说出自来水厂的主要流程；但“杀菌消毒是化学变化”“净化后仍不是纯水”等细节，部分学生掌握不牢。 （2）实验操作：明矾絮凝实验现象明显，学生能观察到颗粒增大、沉降加快的过程，实验成功率高。 （3）思维培养：拖冰山方案的利弊讨论培养了学生的辩证思维；水体富营养化因果链的分析训练了逻辑推理；“净化程度递增”的梳理建立了层次意识。 （4）态度责任：全球缺水数据和浙江“五水共治”成效的学习，使学生节水责任感明显增强；家庭节水计划作业把意识转化为行动。 2. 改进方向： （1）可组织学生设计并制作简易净水器（矿泉水瓶＋活性炭＋纱布＋沙石），深化净水原理的理解。 （2）可采集校园附近水样进行对比观察，增强真实感。 （3）节水标志的解读可让学生自主设计节水海报，落实情感目标。 （4）结合当地“五水共治”或河长制的新闻资料，让治水教育更接地气。
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
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