华东师大版 科学九年级下册3.2自然界中的碳循环和氧循环 教学设计.docxVIP

教学设计

课程基本信息

学科

科学

年级

九年级

学期

春季

课题

自然界中的碳循环和氧循环

教科书

书名：义务教育教科书科学九年级下册

出版社：华东师范大学出版社出版日期：2014年11月

教学目标

科学观念：描述自然界中碳循环和氧循环的主要途径。

科学思维：建立碳循环和氧循环的模型，利用循环观解决真实的问题。

探究实践：通过碳和氧的循环图，认识自然界中物质间的循环和转化。通过分析图片，提升读图能力和知识迁移能力。

态度责任：通过对温室效应和利弊的分析，增强环保意识，养成低碳生活的习惯，学会用辩证的观点看待事物。

教学内容

教学重点：

描述自然界中氧循环和碳循环，认识到物质的转化可以实现动态平衡。

教学难点：

自主构建碳循环和氧循环的模型。

教学过程

【环节一：创设情景、引入新课】

2023年5月在位于雅鲁藏布国家级自然保护区的林芝境内，青藏科考团队发现了一棵高达102.3米的藏南柏木，刷新了亚洲纪录，成为目前已知的亚洲第一高树。

【视频】《多样星球》中国旗舰物种亚洲第一高树——藏南柏木（视频来源：中科院）

【设疑】102.3米相当于36层楼的藏南柏木高耸入云，那么这棵巨树是如何从一粒几克的种子成长为如此高的参天大树呢？

【学生】大树在成长过程中吸收了周围环境中的物质，制成了自己的“食物”——葡萄糖，同时放出氧气。这个过程就是我们之前讲过的光合作用。

【过渡】我们已经知道光合作用的能量源泉是太阳，那么光合作用中的二氧化碳和水是如何获得的呢？它正是通过自然界中碳和氧的循环而获得的。

【环节二：固本求源、解析碳循环】

【讲述】碳是地球上拥有化合物数量最多的元素，它广泛地分布于大气、海洋、地壳岩石和生物体中，并循环不止。是有机化合物的基本成分，是构成生命体的基本元素，也是构成煤、石油、天然气的主要元素。碳在自然界中的循环主要是通过二氧化碳来完成的。

【提问】含碳物质之间转化的例子，同学们又能想到哪些呢？

【追问】自然界中碳元素在碳循环中转化的路径又是怎么样的，请同学们阅读书本图3.2.2，将其记录在任务单上。

【总结】碳循环的主要途径

（1）CO2→光合作用→有机物→植物呼吸作用→CO2

绿色植物经光合作用将大气中的二氧化碳和水转化为碳水化合物（糖类）；在植物呼吸过程中，吸入氧气呼出二氧化碳，使二氧化碳返回大气中被植物再度利用。

（2）CO2→光合作用→有机物→动物吸收、体内氧化→CO2

CO2→光合作用→有机物→动植物遗体→微生物分解→CO2

植物被动物或人采食后，碳水化合物（糖类）经食物链传递，被人或动物吸收，又成为人、动物和细菌等其他生物体的一部分，在体内氧化生成二氧化碳，并通过动物或人的呼吸释放回到大气中又可被植物利用。

（3）CO2→光合作用→有机物→动植物遗体→地下漫长反应→煤、石油、天然气→燃烧→CO2

煤、石油、天然气等燃烧时，生成二氧化碳，它返回大气中后重新进入生态系统的碳循环。

【碳平衡被破坏】自然界自发进行的碳循环，在很长的时期内始终处于一种平衡的状态，使地球的环境基本保持不变。然而人类的行为却在很短的时间内打破了这种平衡。人类的各种活动，使大气中的二氧化碳浓度增长，全球气候发生变化，从而给人类社会带来了深远的影响。

【设疑】二氧化碳含量和地表温度之间存在着什么样的联系吗？

【学生】虽然二氧化碳浓度有一个年周期，但大气中的二氧化碳在被观测的20年中在有一个呈指数形式的增长趋势，同时全球温度的上升和二氧化碳增加呈现正相关的趋势。

【温室效应】二氧化碳气体像温室玻璃一样，来自太阳的光能可以很好地穿过二氧化碳到达地面使地面温度升高，而地面的反射却很少能穿透这层二氧化碳，使得它具有保温作用。

【温室效应的利弊】

（1）利：适度的温室效应可以适当地升高地球表面的温度，对于地球上的各种生物来说都是非常有益的，因为它适于动植物的生存。

（2）弊：温室效应加剧，在一定程度上导致全球性气候变暖，并引起一系列恶果。如全球变暖、海平面上升、传播疾病等。

【应对温室效应】我国提出二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值，努力争取2060年前实现碳中和。

【环节三：模型建构、寻找碳氧循环联系】

【过渡】每年的7月11日是世界人口日，2022年地球人口就已经达到80亿，一个人平均每天消耗氧气0.8kg，那每天要消耗的氧气量要高达60多亿千克，那么为什么我们没有感到缺氧呢？

【讲述】氧在大气圈和生物圈中主要以水、二氧化碳和氧气的形式存在。在进行光合作用时，氧气是一种生成物，在进行呼吸作用时，氧气是一种反应物，生物活动引起的氧循环是自然界中氧循环的一个重要方面。

【总结】自然界中消耗氧气的主要途径

（1）各种燃料的燃烧。

（2）动植物的呼吸作用。

（3）微生物氧化分解有机物。

【总结】自然界中产生氧