5.地球家园的化学变化
【教材简析】
本课聚焦地球家园中发生的化学变化，由三个探索活动组成，第一活动是认识大地之下的化学变化，通过研讨问题“我们怎么判断出煤的形成过程经历了化学变化？”引领学生用化学变化的本质——产生新物质来判断煤的形成过程是化学变化的过程。第二活动是认识大气层中的化学变化。通过前两个活动进一步研讨“我们为什么要保护森林”，引领学生认识大气层中的化学变化以及保护森林环境对人类生存的重要意义。活动三是认识石油、钢铁、化肥等资源的利用与化学变化的关系，研讨“我们还能举出哪些身边的例子说明它们和化学变化有关？”旨在引领学生发现身边更多“化学变化的产物”，意识到化学变化与我们的生活密切相关。
通过本课的学习，学生对物质变化的研究视野从厨房、实验室、生活中拓宽至整个地球家园，从更宽广的视野探讨认识化学变化与人类的关系。
【学情分析】
学生通过前四课的学习，已经基本上明确了什么是化学变化以及发生化学变化时可能伴随的现
象。同时，学生对于物质变化的认识也得到了不断的发展，逐渐形成从变化的视角来认识周围常见事物的意识。对于“地球家园”，学生在小学阶段经历了对“家庭成员”如动植物及人体自身的观察与探索，对大气与水的观测，对岩石与矿物的辨别以及对地球内部结构及运动的认识，但是他们并不能意识到地球家园也时时刻刻在发生着化学变化。在本课的学习中，学生要拓展关于化学变化的视野，在前几课学习的基础上了解地球家园中的化学变化，主要是地球资源的形成以及与人类的关系，认识到岩石、矿物、植物的生长，以及不可再生的能源——煤、石油和天然气等都是化学变化的结果。
【教学目标】
[科学观念]通过阅读资料和实物观察，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。
[科学思维]通过比较、分析和推理寻证据，解释煤、石油、氧气的形成过程经历了复杂的化学变化，建立证据与观点之间的联系。
[探究实践]通过查阅资料和观察比较活动，寻证据和逻辑推理，尝试解释煤、石油、氧气的形成过程。
[态度责任]能够怀有质疑精神，不迷信权威，愿意用多种方法解决问题，愿意与他人交流信息分享观点。感受到资源的珍贵，认同珍惜资源、节约能源的观点。
【教学重难点】
[重点]通过观察煤并结合阅读资料，运用证据和推理解释煤的形成过程。
[难点]认识大气中的化学变化，以及保护森林环境对人类生存的重要性。
【教学准备】
[教师]1.教学课件；2.若干矿石、宝石和煤块标本；3.相关视频资源。
[学生]1.若干矿石、煤块标本；2.相关阅读资料；3.观察记录单。
【教学过程】
一、复习导入，聚焦问题（预设5分钟）
材料准备：课件
1.谈话：在前面的学习中，我们探究了有关化学变化的内容，老师想考考你们。
提问：厨房里有哪些化学变化？我们身边还有哪些化学变化？
学生回答。
2.过渡：正是这些化学变化为我们的生活提供了良好的保障。
提出问题：我们的地球家园中有哪些主要的化学变化呢？揭示课题：地球家园的化学变化（板书）。
[设计意图]复习导入，回顾前四课的主要化学变化，聚焦课题，将学生对化学变化的研究视野拓宽至地球家园，激发学生探索地球家园化学变化的兴趣。
二、认识地球家园的化学变化（预设30分钟）
材料准备：若干矿石、煤块标本、相关阅读资料、观察记录单、课件
（一）大地之下的化学变化（预设15分钟）
1.出示图片：大地之下的矿物、金属、宝石、煤、石油等“宝藏”。
思考：这些“宝藏”是怎么形成的？
聚焦问题：地底下的煤是怎样形成的？
2.观察一块煤，看看能发现什么？
学生领取一块煤，仔细观察并完成记录。
3.阅读资料卡，推测煤是如何形成的。
讨论：通过阅读资料，你认为煤是怎样形成的？
4.研讨与交流。
（1）展示学生的活动单，学生汇报观察到的煤的信息。
（2）研讨：利用这些证据猜测一下煤是怎样形成的。
教师都要追问：“这样推测的依据是什么？”
（3）播放煤形成过程的视频，说说科学家的推测和我们的推测有什么相同和不同。
（4）研讨：你认为煤的形成是否经历了化学变化？
化学变化的本质是什么？你认为煤和原来的植物还是一样的吗？
[设计意图]本环节启发学生用化学变化的本质特征即产生新物质来对煤的形成过程做出分析，引领他们通过对煤与植物的特征比较，证明煤是远古植物经过复杂的化学变化产生的新物质。
（二）大气层中的化学变化（预设10分钟）
现代社会，煤的燃烧会造成二氧化碳浓度升高，氧气浓度下降。因此，科学家们作了一个关于地球发展历史中氧气含量变化的研究。
1.出示图片：氧气含量变化数据图。
2.研讨：大气层中的氧气含量变化，可能与什么因素有关？
学生基于已有的认知经验做出推理。
教师提供光合作用影响空气中气体成分含量变化的视频资料，供学生对照分析。
3.小结。
植物通过光合作用这个化学变化调节大气中的氧气和二氧化碳浓度，使我们的大气层中气体浓度保持相对稳定。
4.研讨：我们为什么要保护森林？
[设计意图]启发学生思考，大气层中的氧气含量变化可能与植物的光合作用有关。学生基于已有的认知经验做出推理，教师提供相关资料供他们对照分析。
（三）资源利用与化学变化（预设5分钟）
1.煤是植物经过亿万年缓慢的化学变化形成的资源，大地之下除了煤，石油也是重要的资源，它也是经历化学变化形成。石油经过复杂的化学变化可以生产很多重要的生活生产资料。出示课件。
2.研讨：石油变成塑料、沥青等过程是化学变化吗？
3.小结：煤和石油的使用，给我们的生活带来了很大的便利，但它们是要经过亿万年的复杂变化才能形成的不可再生能源，所以我们要节约能源。六年级下册科学教案
[设计意图]提供相关资料并组织学生阅读、整理，帮助他们了解生活中的许多用品都是通过化学变化获得的，拓宽学生的认识视野。
三、说说我们的新发现（预设5分钟）
1.研讨：地球家园中有哪些主要的化学变化？
2.研讨：我们还能举出哪些身边的例子说明它们和化学变化有关？
[设计意图]通过一节课的学习，学生尝试小结地球家园中主要的化学变化，并通过举例更多的化学变化，意识到化学变化与我们的生活密切相关。
【疑难解答】
1.对于大气层中的化学变化，学生看不见摸不着，如何能更直观地看到光合作用下氧气浓度的变化？
利用气体浓度检测器，将看不到的氧气、二氧化碳浓度变化转变为看得见的数值。学生通过持续观察与记录，并将数值绘制成曲线图，可以直观地发现光合作用下二氧化碳浓度的变化情况。
2.资源利用与化学变化部分，涉及的化学变化较为复杂，如何让学生更好的理解其中发生的化学变化？
提供学生更多的辅助资料，如阅读资料、视频资料等，让学生更全面了解资源利用过程与化学变化的关系。通过石油与燃料、塑料、沥青等材料的对比，铁矿石与铁的对比，原料与药品的对比，化肥生产前后对比等，认识其中发生的化学变化以及化学变化与人类生产生活的密切联系。