师:本节课我们学习教科版科学六年级下册第四单元第五课《地球家园的化学变化》。请同学们准备好课本、活动手册和文具。本课学习目标如下:一、知道地球的很多资源,如岩石、矿物、煤、石油、氧气等,都是化学变化的产物。二、通过资源学习与分析推理,寻找证据,尝试解释煤、石油、氧气的形成经历了复杂的化学变化过程。三、体验探究中证据和逻辑推理的重要性,能将自己的分析结果与已有的科学结论做对比。四、感受到资源的珍贵,认同珍惜资源、节约能源的观点。
同学们通过之前的学习,知道了什么是化学变化,以及发生化学变化时可能伴随的现象,相信大家对身边物质的化学变化已有不少了解。在我们身边,每时每刻都发生着化学变化,比如在厨房里会看到生锈的铁锅,生活中会看到咬过后放置的苹果果肉变色。经过科学家研究,我们还知道在大自然中,绿色植物的叶片利用太阳能进行光合作用。那么在我们的地球家园中,还会发生哪些主要的化学变化呢?今天,我们扩大研究视野,一起去探寻地球家园中的化学变化。
我们生活的大地蕴藏着许多宝藏,同学们认识图中的物体吗?请描述一下它们的特点和用途。现在,我们来听听一位同学的分享。
生:左边那幅图是磁铁矿,看起来是灰白色一大块;右边的是自然铜,看起来红红的。老师,我知道这些矿物可以用来冶炼不同的金属。
师:这位同学观察得真仔细。这些矿物确实可以用来冶炼不同的金属。同学们知道下图的物体是什么吗?请描述一下它们的特点和用途。来,听听其中一位同学的分享。
生:老师,我知道这些都是美丽的宝石,不同的宝石有不同颜色,有红、绿、蓝、黄等多种颜色。漂亮的宝石可以做饰品或摆设品,美丽珍贵的宝石可以装点我们的生活,某些宝石的特性还可以在工业生产中发挥作用。
师:同学们猜猜下图的物体是什么?请描述一下它们的特点和用途,听听这位同学的分享。
生:我认为左边的是煤,煤是一块块的;右边的是石油,是液体状的,它们都是黑色的。煤和石油都可以给我们提供能源。
师:这位同学说得真好,煤炭、石油等可以给我们提供能源。大家猜测一下,这些宝藏是怎么形成的?下面我们通过煤的观察,了解煤的形成。同学们请仔细观察以上两幅图,在煤块上能发现什么信息?我们可以从煤块的形状、颜色和煤块中含有的印记等方面进行观察,观察完毕后,把观察到的信息填写在活动手册第12页左边“煤块上的信息”的表格内。现在请同学们进行观察。下面请两位同学谈谈在煤块上找到了什么信息。
生:能发现植物枝叶等痕迹,还能发现完整树干形状的煤。
师:同学们观察得真仔细,如果还有更多发现,请继续把观察到的信息填写在表格内。观察完煤块的信息后,我们尝试解释煤是怎么形成的,把你们的解释填写在活动手册第12页右边“煤的形成过程”的表格内。同学们,写好了吗?让我们一起来听听其中几个同学的解释。
生:我认为煤的形成跟植物有关,因为图中的煤有明显的植物枝叶痕迹。我觉得煤的形成经历了化学变化,可能由植物经过一系列变化而来,因为有些煤具有完整树干形状。根据煤可以燃烧,岩石和沙土不可以燃烧的特点,由此我猜测煤可能是由地球表面上的植物死后,地壳变迁后埋在地底下,经过一系列的化学和物理变化,最终形成了煤。
师:接下来老师给大家分享一段煤的形成的视频,看看自己对煤的形成的猜测与科学家的发现是否一样。
(播放视频:生命总是伴随着死亡。大量植物死亡,不断堆积腐烂,最后形成致密的煤层。经过数亿年,岩石覆盖于煤层之上,受地心热量和岩石压力的作用,植物遗体变成一层层煤,我们现在用来取暖供电的每一块煤,都是3亿年前死去的植物遗体。)
师:通过观看视频,同学们找到煤是怎么形成的答案了吗?我们来听听其中几位同学的收获。
生1:通过这个视频我知道了在亿万年前,地球上生长着大片茂密的森林,死亡的植物大量堆积,被泥沙层层掩埋。
生2:通过这个视频我知道了随着时间推移,有更多的泥沙堆积,更多的植物被掩埋。
生3:通过这个视频我知道了埋在深处的植物在地底高温高压的环境下慢慢变成了煤。
生4:通过这个视频我知道了煤的形成不是必然的,我们要珍惜煤资源。
生5:通过这个视频我知道了煤的形成过程就是一种化学变化。
师:同学们的收获真不少。科学家们发现,亿万年前死亡的植物大量堆积,被泥沙层层掩埋在地底,在高温高压的环境下慢慢形成了煤。像矿石、宝石、煤、石油等宝藏并不是一开始就存在的,而是经历了亿万年的许多变化才形成的。
刚才我们了解了大地之下的化学变化,那么大地之上的大气层中有没有发生化学变化呢?大气层中有许多不同的气体,今天我们就来探究大气中与我们生存息息相关的气体——氧气。我们的呼吸离不开氧气,它约占大气体积的21%。早期地球的大气层并没有氧气,现在大气中的氧气又是怎么得来的呢?请同学们认真观看视频,分析一下大气中的氧气是怎么来的。
(播放视频:35亿年前,当时地表已经出现了江河湖海等水体。水体里出现了一些厌氧菌、菌类和低等的蓝藻,这种单细胞生物吸收阳光进行光合作用,消耗二氧化碳,产生了氧气和碳酸钙,经历了数十亿年之久,氧气的含量才逐渐增加,大约在太古代晚期到元古代前期,大气中的氧含量已逐渐由现在大气氧含量的1/10000增为1/1000。光合作用的加强导致大量二氧化碳被吸收,大气中的二氧化碳迅速减少,地球表面产生了巨大的冰雪覆盖,最终形成了地球的雪球期,光合作用和大陆的硅酸盐风化作用都被终止。但是地球上的火山活动还在继续,向外释放了大量的二氧化碳,经过长达1000万年的积累,形成温室效应,从而迅速融化了雪球,地球、海洋和陆地又重新活跃起来。地球上各种藻类快速地繁殖,它们在光合作用过程中制造了更多的氧。在距今约6亿年前的远古代晚期到古生代初期的寒武纪,氧含量达到了现在大气氧含量的1%左右。这样的氧含量已经足可以在高空大气中形成臭氧层,屏蔽太阳的紫外辐射,而使浅水生物得以更适宜的生存。由于当时的大气由充足的二氧化碳供它们进行光合作用,浮游植物很快发展,很多细胞生物也有了发展。大体到了古生代中期,距今约4亿多年前,大气中的氧已增为现在的1/10左右。植物和动物进入陆地,气候湿热,一些造煤树木生长旺盛,在光合作用下,大气中的氧含量激增。)
