煤、石油和天然气

【教学目标】

科学观念：

1．知道煤、石油和天然气是目前人类利用规模最大的能源，它们的形成与太阳能有关。

2．知道煤、石油和天然气的形成需要漫长的时间，属于不可再生资源。

科学思维：

能基于对相关科学事实的梳理和分析，对煤、石油和天然气的形成原因作出合理的推测。

探究实践：

1．对探究煤、石油和天然气等不可再生资源的成因感兴趣。

2．会做石油开采模拟实验，能解释其中的科学原理。

态度责任：

1．在科学探究中能接受别人的批评意见，调整自己的观点，在小组内愿意沟通交流，分享自己的观点。

2．在科学探究中，乐于与他人合作交流。

【教学重点】

知道煤、石油和天然气的形成过程，属于不可再生资源。

【教学难点】

对煤、石油和天然气的形成原因作出合理的推测。

【教学准备】

教师材料：课件和视频。

学生材料：模拟石油开采实验装置：广口瓶、小石子、食用油、长颈漏斗、玻璃导管、橡皮塞。

【教学时间】

1课时

【教学过程设计】

一、导入新课

1．(ppt出示图片）提问：同学们，车子在马路上行使需要燃料，你知道它们都是借助什么燃料在工作吗？（汽油、柴油、电、天然气等）

［设计意图：利用熟悉的汽车来引发话题，引起学生对能源的兴趣，汽车工业的发展很好地展现了人类对化石能源的开发利用，这也是引导学生关注日常生活中的科学性问题。]

2．一般小汽车加汽油、重型工程车加柴油，汽油和柴油是常见的汽车燃料，你知道汽油和柴油又是从哪来的吗？（石油中提炼出来的）

3．最近几年出现了天然气汽车，它的车身里藏着一个天然气罐，需要的燃料是天然气。最近，电动汽车在马路上也越来越多见，它的能量又来自于什么呢？

（电动汽车需要电能。）

4．我们常规的发电方式就是火力发电，也就是用煤炭燃烧来发电。你看，仅仅是人类的一种交通工具，汽车的能量来源就涉及到了煤、石油和天然气三种能源，它们三者是目前人类社会的三大能源支柱，今天我们来学习《煤、石油和天然气》。

5．关于煤、石油和天然气，你有哪些感兴趣的问题想要问呢？

梳理问题，分类汇总，大体上应该是关于成因、开采及用途等几方面。

［设计意图：本课教学更多涉及的是知识性的学习，在此过程中引导学生积极主动地思考，想一想我希望了解些什么、哪些问题是我不懂的？开始之前的认真思考，可以让后续的学习更积极更主动，提高学习的效益。]

二、科学探究

（一）认识煤、石油和天然气

1．煤、石油和天然气是什么样的呢？老师今天准备了一些煤块是石油标本，各小组同学先来观察一下，看看它们是怎样的？

2．学生小组活动进行观察。

3．那么天然气是怎样的？老师没办法带来实物，我们结合图片，来了解一下。

4．谁来说说你观察到的它们的特点？

（煤是固体，黑色，块状；石油是液态，黑色，看上去黏性很大；天然气气态，燃烧的时候呈现蓝色火焰）

［设计意图:煤炭和石油在学生的生活中不常见，有机会的话还是建议让学生亲自观察一下实物，在观察中增强学生的感性认识，在观察中学生也能获得更多信息，比如也可能在煤块上看到植物的印迹、发现石油的粘稠特性等。]

（二）认识成因

1．那么，煤、石油和天然气是怎么形成的呢？谁对此有了解的，先来说一说。

2．下面交给各小组一个任务，学习“煤、石油和天然气的形成”示意图，说一说它们的形成过程。

3．小组学习，教师巡视。

4．哪个小组来向大家汇报一下你们的学习发现呢？

5．交流，小结：

（1）煤的形成：几亿年前，在湖边有大量的植物体堆积，并被沉积的泥沙覆盖起来，与空气隔绝，同时受到高温高压作用，经过亿万年，变成了煤。后来地壳运动，有的煤层露出地面。

（2）石油天然气的形成：海洋中大量生物死亡后沉积到海底，逐渐被掩埋，慢慢形成了石油和天然气，油、气因为密度低所以向上移动，在地壳中形成储油层和天然气层。

6．讨论:这些能源矿产在形成上有什么共同之处？有什么不同之处？

7．交流：

相同：都是由古代生物的遗体变成的，而且都要经过漫长的地质年代，经过复杂的高温高压下的变化。

不同：煤炭更多是由古代额植物演化而来，石油和天然气是由古代的动物或植物变成，而且环境是在海洋下。

［设计意图:对一组相关度比较大的事物进行相同和相异的讨论，是一种科学思维方法的训练，能引导学生抓住事物的本质特征，培养比较和分析能力。]

8．那么煤、石油和天然气的形成，与太阳有什么样的关系呢？

9．交流并小结：煤、石油和天然气因为都是由古代的生物变化而来，而生物的成长离不开太阳，所以追根溯源，它们三者的形成都与太阳能有关，它们在燃烧时会转换为光能、热能或动能，而石油和天然气燃烧后，能释放出比煤更多的热量。

［设计意图:建立三者与太阳能的关系，这是在树立能量守恒的意识。]

（三）模拟石油开采

1．这些能源的成因其实很复杂，在亿万年的时间里生物遗体被掩埋，在地表深处发生了物理化学包括生物的一系列变化才得以形成，那么，现代人要开采石油，你知道是用什么方法吗？

2．观察开采石油的图片，说一说你所了解的石油开采。

3．师生交流。

4．石油到底是怎么开采上来的呢？下面我们来做一个模拟实验。

讨论实验方法和设计原理。

（1）在广口瓶中倒入食用油，加入小石子，用双孔橡皮塞塞紧瓶口。（食用油代表什么？小石子代表什么？为什么要塞紧瓶口？）

（2）将长颈漏斗和玻璃导管穿过橡皮塞，分别伸入瓶底和瓶中部，把与玻璃导管相连的橡皮管另一端放入空烧杯中。

（3）向长颈漏斗中缓缓倒入红色水。猜一猜：可能会出现什么现象？为什么？

5．学生小组实验，教师巡视。

6．交流，你发现了什么？为什么油会从导管里排出来？

7．那么真实世界中，人们到底是如何开采石油的呢？通过一小段视频，我们来了解一下。

［设计意图:石油的开采主要是依靠地壳内部的压力，把油从地底下压出来，后期内部压力减少，影响出油量的时候，会采用往内部灌水的方法，增加压力，让油浮起来，这是一种常规的采油方法。]

8．那么煤和天然气又是如何开采的，你知道吗？猜一猜。继续观看视：《煤的开采》、《天然气的开采》

9．在煤和天然气的开采视频中，你捕捉到哪些有价值的信息呢？

［设计意图：本课认识研究的对象有三种，当学生研究了解了石油的开采原理后自然而然也会产生煤和天燃气如何开采的问题，这里的猜想，既是对前面成因学习之后的一个检验，也是对之后学习内容的一个启动，后面继续采用观看小视频进行学习的方法，获得准确的资讯，提高学习效益。]

三、拓展延伸

1．我们刚才从成因、开采等方面展开了对煤、石油和天然气的了解认识，人类想方设法得到这些能源，在最近几百年的时间里，对它们的开发利用达到了极致，那么它们在生产生活中到底发挥了哪些用途呢？小组讨论一下。

2．学生交流，老师补充概括：

煤：火力发电、生活用煤、蒸汽机车用煤、冶金用煤、建材用煤

石油：炼制汽油、沥青、润滑剂、化纤面料等

天然气：制造氮肥、天然气汽车、燃气灶等

3．全课总结。

（低碳出行、公交车出行、不开无人灯、空调温度设置，夏天等）

［设计意图：引导学生关注社会热点问题，关注“碳中和”、“碳达峰”，从我做起，从力所能及的小事开始，爱护环境，保护地球，让点滴努力汇聚成巨大的进步。]

【板书设计】

煤、石油和天然气

                 被掩埋

古代生物遗体       高温高压