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第4章第三节化石燃料的利用
【学习目标】
1.知道化工燃料是重要的自然资源
2.了解化石燃料的燃烧对环境的影响，懂得选择对环境污染较小的燃料
3.认识化石燃料综合利用和开发新能源的重要意义；知道利用化学科学开发氢气等清洁燃料的可能性。
【学习重点】
化石燃料的利用
【学习难点】
以化石燃料的利用为载体，培养学生对社会的关注意识。
【学习过程】
一、知识准备
1.请说说右图中国节能标志的意义
2．当今世界上最重要的三大矿物燃料是、、。其中被称为“工业的血液”；被称为“工业的粮食”。它们属于（填再生和不可再生）能源。“西气东输”工程中“气”是指。化石燃料并不是取之不尽的；为了人类的长期发展与繁荣，我们要设法从根本上解决人类面临的能源短缺问题，主要应该从两方面考虑：一是，二是_________
3.阅读课本和《同步导学》.72.页，完成下表：
煤石油天燃气
所含元素主要
次要
所含物质及所属类别
燃烧产物主要
次要
工业加工的方法
及主要产品
用途
二、思考与交流
1.为什么将煤、石油、天然气称为化石燃料？
2.根据以下提供的材料，结合你的生活经验，回答有关问题：
部分燃料的热值与价格表
燃料热值（J/Kg）价格（元/千克）
原煤2.1×1070.4
天然气3.9×1072.8
煤气1.56×1074.0
液化气4.7×1073.0
酒精3.0×1074.0
汽油4.6×1074.3
柴草1.7×1070.3
（1）你认为选择家用燃料时，要从哪几个方面综合考虑？
你认为上述哪种燃料是最理想的家用燃料？

（2）化石燃料的燃烧会给环境带来哪些不良影响？

（3）你知道有哪些新能源值得开发和利用呢？

三、总结与反思
1.三大化石燃料：煤、石油、天然气；
2.化石燃料的燃烧与环境污染：
⑴全球气候变化⑵热污染⑶大气污染
知识链接
1、燃料标志：“CNG”——压缩天然气；“LPG”——液化石油气。
2、能源的分类
（1）根据能源的形成方式分为一次能源和二次能源。
（2）根据能源是否可以再生分为可再生能源和不可再生能源。
（3）根据人类对能源的认识分为传统能源和新能源。
3.可燃冰阅读.107.
四、达标检测
1.下列过程属于物理变化的是（）
A.煤和石油的形成B.煤在隔绝空气的条件下加强热（干馏）
C.从石油里分馏出汽油等D.高温裂解天然气制取氢气
2.下列不属于化石燃料燃烧造成的环境污染的是（）
A.热污染B.温室效应C.白色污染D.大气污染
3.列观点你不赞成的是（）
A．煤为人类提供能源和化工原料的同时，也埋下隐患
B．煤气提高了市民的生活质量，同时也潜伏着无形的杀手
C．水虽然是取之不尽的，但个别地区存在着用水危机
D．直接燃烧石油作为燃料，是对资源的一种浪费
4.煤、石油、天然气在地球上的蕴藏量是有限的，因此人类必须（）
A．用电解水的方法制氢气做能源B．大量砍伐树木做燃料
C．用高粱、玉米酿制酒精做能源D．开发太阳能、核能等新能源
5.下列燃料中，被人们称为绿色能源的是（）
A．煤B．石油C．天然气D．酒精
6.新华社1999年11月17日电，在兰州召开的一次能源地质国际研讨会上传出讯息：“可燃冰”将帮助人类摆脱日益临近的能源危机。“可燃冰”是水和天然气相互作用形成的晶体物质，主要存在于冻土层和海底大陆坡中。据测定1“可燃冰”释放出的能量与164的天然气释放的能量相当。根据以上报道以及你所知道的事实，判断下列说法中正确的是。
A．“可燃冰”将成为人类新的后续能源；
B．“可燃冰”的形成过程是水变油，属化学变化；
C．“可燃冰”具有使用方便、清洁卫生等优点；
D．我国南海、东海海底已发现了巨大的“可燃冰”带；
E．青藏高原的冻土层可能存在“可燃冰”；
F．目前，我们在“可燃冰”的开采、运输和使用上已经没有难题了。
7.汽车尾气主要是含铅（Pb）污染和含有CO、SO2、NO等有害气体的污染。铅污染是由于汽油添加剂----四乙基铅造成的。我国各大中城市政府已明令规定市区内禁止出售含铅汽油。治理尾气中有毒气体的方法之----是在汽车的排气管上装一个叫做“催化转化剂”（用铂、钯合金作催化剂）的净化装置。它的特点是使CO与NO反应，生成可参与大气生态环境循环的无毒气体，并促使SO2的氧化。
（1）汽油添加剂----四乙基铅是一种化合物，其分子由一个铅原子和四个（C2H5）原子团构成，写出四乙基铅的化学式。
（2）写出CO与NO的反应的化学方程式。
（3）写出SO2被氧化成SO3的化学方程式。

五、课后训练《同步导学》第5课时

六、教学后记

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第三节化石燃料的利用学案

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第三节化石燃料的利用学案
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1．世界上最重要的三种化石燃料中被人们称为“工业的粮食”的是；被人们誉为“工业的血液”的是；我们在“西气东输”工程中主要输送是。
2．人们把一定量燃料完全燃烧放出的热量称为该燃料的。例如：柴草的热值约为；液化气的热值为；煤气的热值为；天然气的热值为。
3．化学燃料在利用过程中对环境的污染，主要是燃烧时产生的、以及所造成的。空气的污染物中主要有气体和两大类，而气体主要有、、；二气化碳气体虽然不污染空气，但CO2浓度过高，能导致。
4．煤的干馏可以得到、、_________等，石油经过加可得到人们日常生活、生产、交通运输中的常燃料有、、、、。
5．你周围的邻居所使用的燃料有哪些？给周围的环境都带来哪些污染？有没有防治的措施和方法。请举例：

指点迷津
煤、石油、天然气等能源在地球上已探明的蕴藏量是有限的，从人类目前利用这些能源的消耗估算，石油和天然气不过几十年，煤不过一百年就会消耗尽。因此，进一步开发利用新能源已显得十分迫切。
氢气是一种高效而无污染的理想能源，下列（1）—（6）是某化学小组的学生查阅资料归纳的工业上制氢气的方法，其中包括正在研发的方案。
（1）电解水法：2H2O2H2↑+O2↑
（2）甲烷转化法：
CH4+H2O?CO↑+3H2↑
（3）水煤气法C+H2OCO↑+H2↑
（4）含碳化合物热裂法
CH4C+2H2↑
（5）设法将太阳光聚焦产生高温使水分解

2H2O2H2↑+O2↑
（6）寻找高效催化剂使水分解产生氢气
如果将来人类广泛使用氢气作为能源，那么上述6种方法中你认为可行的且很有发展前途的方法是哪几种？并逐条说明理由。
思路分析：氢气作为理想燃料有许多突出优点：资源丰富、无污染、热值高。但是用电解水法制氢气不可行因为电解水消耗的电能远大于氢气燃烧产生的能量；甲烷转化法、水煤气法、含碳化合物热裂法要消耗能源有的产生有毒气体CO也不可行；将太阳光聚焦产生高温使水分解此法可行，但不如直接利用太阳能；寻找高效催化剂使水分解产生氢气是可行的且很有发展前途的方法。
基础评价
1．导致下列环境污染的主要原因与煤燃烧排放SO2有关的是（）
A．酸雨B．化学烟雾
C．臭氧空洞D．温室效应
2．有关环境问题的认识中错误的是（）
A．机动车尾气的排放不会污染大气
B．大量燃烧化学燃料会导致温室效应
C．植树造林有利于遏制沙尘暴的发生
D．大量使用含磷洗衣粉会污染水源
3．不属于自然界中的化学燃料的是（）
A．煤B．石油C．酒精D．天然气
4．下列各种气体中①H2②CH4③CO2
④SO2⑤CO⑥O2
（1）属于化学燃料的是
（2）导致酸雨形成的是
（3）导致温室效应加剧的主要气体是
（4）有毒的气体是
（5）最理想的燃料是
5．最早发现和利用石油的国家是，早在1800年前就发现了，现代社会将石油称为，石油炼制的原理是
6．下列各项操作或措施，不会对环境造成污染或破坏的是（）
A．过量砍伐森林树木
B．某化工厂大量使用含硫煤作燃料
C．利用风能、太阳能发电
D．将CO还原CuO的尾气未经处理直接排入大气中
7．近年来：许多城市在公交车和出租车中推行用天然气代替汽油作燃料的改革，取得了显著的成效。在街上，你会发现许多公交车和出租车都有“CNG”标志，代表它们是以天然气作为燃料的汽车。试回答：
（1）天然气的主要成分是什么？试写出该主要成分燃烧的化学方式
(2)推行这项改革有什么重要意义？
8．燃烧含硫的煤和燃放烟花爆竹都会产生污染空气的有害气体二氧化硫，据报道今年某市燃放了20亿只爆竹，若平均每只爆竹释放0.05g二氧化硫，则20亿只爆竹释放的二氧化硫相当于燃烧了含硫1%的煤多少吨？

拓展探究
调查你居住地区家用燃料的种类，了解它的市场价格。从经济、节约能源、保护环境、使用方便等各方面进行利弊比较。
种
类价格优点缺点备
注

参考答案
基础评价：1、A2、A3、C4、(1)②(2)④(3)③(4)④⑤(5)①
5、中国工业的血液根据各种油的沸点不同6、C7、(1)CH4+2O2?CO2+2H2O(2)防止空气中CO2气体过量，减轻温室效应8、5000t
拓展探究：写的符合实际就可以

化石燃料

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5．3古代生物的“遗产“——化石燃料（1课时）
一、主要内容
①化石燃料及不可再生、资源现状、；②缓解化石能源紧张的措施；③不合理使用化石能源的危害、煤和石油的综合利用及意义。
二、学习目标要求
（一）知识与技能
1．知道化石燃料的种类及主要成分（了解）。
2．知道化石燃料是人类宝贵的自然资源，储量有限，是不可再生的资源（了解）。
3．认识燃料完全燃烧的重要性，了解使用化石燃料及产品对环境的影响，懂得选择对环境污染小的燃料（理解）。
4．知道煤和石油综合利用的一些主要产品（了解）。
5．了解我国能短缺的国情，认识化学燃料综合利用的重要性，认识新能源开发的重要意义。（理解）6．能说出几种新能源（了解）。
（二）过程与方法：
1．通过对石油常见馏分的某些性质的探究活动，提高运用观察、实验的方法获取信息、表达信息的能力，提高分析、比较、归纳、概括等能力。
2．通过交流讨论使用化石燃料及产品对环境的影响，交流讨论选择污染小的燃料和开发新能源的意义，交流讨论燃料完全燃烧的重要性等，提高学生清楚表达自己观点的能力，进一步养成良好的学习习惯和学习方法。
（三）情感态度与价值观
1．通过化石燃料在人类生活中的重要作用及化石燃料的综合利用等的学习，使学生感受化学对改善个人生活和促进社会发展的积极作用。
2．通过化石燃料储量有限不可再生，化石燃料燃烧对环境的影响，化石燃料的综合利用，燃料完全燃烧重要性等内容的学习，使学生进一步树立珍惜资源，爱护环境、合理使用化学物质的观念。
3．通过新能源开发和解决化石燃料燃烧对环境的影响等的学习，培养学生创新精神、主动参与社会决策意识，树立为社会进步学习化学的志向。
三、教学设计思路
重点：化石燃料对人类的重要作用，化石燃料的使用对环境的影响，化石燃料的综合利用
难点：化石燃料的综合利用
关键：能源与人类的密切关系
教学基本思路：化石燃料→化石燃料的形成→化石燃料不可再生→化石燃料使用面临的问题（资源、环境）→开发利用新能源、化石燃料的综合利用。
新课导入可采取问题导入：让学生思考你知道的燃料有哪些？这些燃料从哪里得到的？由煤、石油、天然气的来源引出课题。引出课题后，直接可导出化石燃料的相应种类，然后讲解化石燃料的形成过程，讲解化石燃料形成过程可借助于教材139页上面的图5-20，有条件的可做成课件（或录像片），讲解化石燃料的形成要使学生感觉化石燃料不可再生，为后面有关能源的利用和保护等奠定基础。
关于我国化石能源的发展及现状（教材139页中间内容）可通过投影、图片、录像等向学生介绍。
接下来投影教材140页上边的表格，并让学生进行计算，并思考：通过此表格计算结果，你自己有什么感触（或受到什么启示）？可以让学生讨论。从而使学生认识到化石燃料储量有限，不久将枯竭，从而形成珍惜资源、保护资源意识。
化石燃料的无节制开发利用，不仅会使资源枯竭，而且会造成环境污染。
化石燃料燃烧对环境的污染（主要指煤）教学通过观察图5-22，讨论造成哪些方面的污染。
这时让学生思考，大量使用化石燃料，不仅造成浪费，而且污染环境，如何解决这一问题，让学生说出办法，然后导出化石燃料的综合利用。
在学生说出的解决办法的基础上，归纳出三点出路。
关于煤和石油及综合利用，通过投影图5-23和图5-24进行（或讲解，或师生总结）解决。

第三节化石燃料及其利用

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第三节化石燃料及其利用
一、学习目标及其对应的课程标准：
1、知道化石燃料（煤、石油、天然气）是人类社会不可再生的重要自然资源。
2、知道石油炼制出的几种主要产品及其用途，通过对煤和石油综合利用的化学工业原理的了解，认识化学在解决人类资源问题中的作用，培养学生的资源意识。
3、了解化石燃料燃烧对环境的影响，培养学生的环境认识。
4、了解选择燃料要综合考虑的因素，培养学生勤于思考的学习习惯。
二、教学重难点：
重点：1、化石燃料的类型。
2、为什么要开发和利用新能源？
3、化石燃料的燃烧及对空气造成污染的原因。
难点：化石燃料燃烧时产生的有害气体。
三、教学方法：
1、合作学习是学生主要的学习方式，在当今社会合作精神也是一个必不可少的条件。《化学课程标准》指出：“通过化学学习培养学生的合作精神和社会责任感，提高公民适应社会生活的能力。在课堂教学中我们应把师生合作作为走向成功的起点，把生生合作作为尚未开发的重要教学资源。生生合作是师生合作走向成功教育的起点，智慧常常在相互交流、撞击中产生，在相互启发、补充中完善。在相互交流中促进学生不断发挥主体作用，成为课堂的真正主人。”2、采用预先进行阅读调查（查阅书籍、报刊、上网、参观访问等），课上交流学习的形式来完成本节课的教学。基本环节设定为：设置问题情境→提出讨论话题→表达与交流→总结和评价。
3、教学评价方式：对学生的评价应具有一定的激励性，要善于发现学生多方面的智能，充分肯定学生的进步和发展，帮助学生较全面地认识自己在群体中的相对水平。评价可以采用个人、小组或团体的形式，既可以在学习过程中，也可以在学习结束后进行；既评价学生在活动过程中的表现，也可评价学生的活动成果。
四、教学内容分析：
本节课的主导思想：了解我国的能源和资源短缺的国情，知道化石燃料综合利用和开发新能源的重要性，培养学生的环境意识和资源意识；通过学习化石燃料及其综合利用，让学生体会到化学在人类生活和社会进步中所发挥的重大作用——“化学，人类进步的阶梯”。
关键信息：
依据《化学课程标准》，创造性的开发、使用教材，将教材作为出发点，作为素材来呈现。我对教材内容进行了仔细的分析以后，把教材内容设计为“化石燃料的昨天、今天、明天”三部分。在第一部分中以化石燃料的形成为主线，让学生体会化石燃料漫长的形成过程；在第二部分中侧重当今社会对化石燃料的综合利用，知道化石燃料是人类重要的自然资源，对人类生活起着重要作用；第三部分让学生了解化石燃料燃烧对环境的影响以及化石燃料的不可再生性，需要合理开采和节约使用，并认识使用和开发清洁能源的重要性。通过本节课的教学，可以提高学生收集资料、整理资料的能力和团结协作的精神。
五、教学对象分析：
1、学生的年龄特点和认知特点：
八年级的学生，已初步了解矛盾对立统一的辩证思维规律，能初步认识化学应用带来的两重性，形成了运用化学知识解决社会现实问题的意识。
2、在学习本课之前应具备的基本知识和技能：
化石燃料的种类：煤、石油、天然气，形成过程漫长而且是不可再生资源。
空气污染及污染来源：空气污染主要是空气中存在一定浓度的有害气体和烟尘，目前计入空气污染的项目是二氧化硫、一氧化碳、二氧化氮、可吸入颗粒物，而这些物质主要来自于燃料的燃烧、化工厂产生的废气等。新能源有太阳能、地热能、风能、水能等。
学生已经具备了查阅资料、对所查资料进行简单整理的能力。使用电脑制作简单的课件。
六、教学媒体和教学技术选用：
本节教学中使用多媒体和实物投影仪，用于展示学生设计的课件和化石燃料（煤、石油、石油产品等）的标本。
七、教学和活动过程：
（一）教学准备阶段：
本节课为教材第四单元“第三节化石燃料及其利用”，计划安排1课时（需40分钟）。
首先安排学生对本节课的内容进行自学，在对教材中涉及的内容有所了解的基础上，要求学生对化石燃料的形成、现状和新能源的开发利用三方面作深入的调查，这就需要学生通过各种途径广泛地收集资料。
收集好资料以后，教师开始组织学生分组进行资料整理。根据自愿的原则将学生分为三大组，每一大组中又可分为几个小组，如第一大组研究化石燃料的昨天（形成过程），其中又可分为煤的形成小组、石油和天然气的形成小组。每一小组选出负责人、中心发言人，由负责人负责召集本小组的一切活动。有能力的小组还找到了相关的影视资料，并把它们加以整理制作成了课件，待上课交流时放映给全班同学观看。
我也剪辑了一段海湾战争的影片。
（二）教学过程：
①：引入
[师]：先请同学们看一段影片。
这是海湾战争中的一个片断，任何一场战争的爆发都是有原因的，海湾战争的爆发是为了……
[生]：争夺石油。
[师]：海湾战争实质上是一场石油的争夺战。可见，石油是一种极其重要的自然资源，它与煤和天然气一起，被人们称为化石燃料。这节课，我们就以“化石燃料”为题，共同来讨论、学习、了解化石燃料的昨天、今天、明天。
【说明：以战争影片引入本节课，可以使学生在观看影片的同时，体会石油的重要性，了解化石燃料是重要的自然资源，由感性认识激发学生的学习兴趣。】
②：化石燃料的昨天
[师]：同学们：为什么我们把煤、石油和天然气称为化石燃料呢？“化石”二字意味着什么？他们能被称为化石燃料是因为他们的形成经过了一个漫长的过程，这个过程历经了上亿年。哪些同学收集和整理了有关化石燃料形成方面的资料?请他们给大家介绍好不好？
[生1]：植物枯萎后被埋入土中，经过漫长、复杂的变化就形成了煤。
[生2]：几百万年前的动物和植物的遗骸，埋藏在海底下，由于细菌的作用，使其逐渐分解，在高温和高压的作用下，发生复杂的化学反应，最后变成了石油和天然气。
[生3]：我要给同学们展示我们几个同学提供的有关于煤、石油、天然气形成的影视资料，希望能给大家更清楚的介绍。
【说明：通过介绍煤、石油、天然气这些化石燃料形成的漫长过程，让学生认识到化石燃料是一次性能源，具有不可再生性，培养学生的节约意识。】
③：化石燃料的今天
[师]：刚才我们回顾了化石燃料的昨天。经过了漫长的等待，我们终于等来了化石燃料。在今天化石燃料正影响着人类的生活、社会的文明、科技的进步。
咱班里大多数同学整理的都是关于当今化石燃料使用方面的资料。下面请同学们各抒己见，谈一谈对化石燃料利用的认识。
[生1]：煤既是动力燃料，又是化工和制焦炼铁的原料，素有“工业粮食”之称。工业界和民间常用煤做燃料以获取热量或提供动力。世界历史上，揭开工业文明篇章的瓦特蒸汽机就是由煤驱动的。此外，还可把燃煤热能转化为电能进而长途输运，火力发电占我国电结构的比重很大，也是世界电能的主要来源之一。煤还是重要的化工原料，通过气化、焦化和液化等过程转化成多种材料。但是，煤在燃烧的过程中会产生大量的CO2（温室气体）、烟尘、SO2等有害气体，严重污染环境。
[生2]（配合自制课件讲解）：利用石油中各种化学成分沸点的不同，可以将石油通过一个大的分馏塔，一一分离开来。我们常见的汽油、柴油和煤油就是从石油中提炼出来的。石油还可以用来制造基本的化工原料，如甲烷、乙烷、乙烯、苯等，这些产品经过聚合之后可以用来制造塑料、橡胶、合成纤维、清洁剂、肥料等工农业产品和生活用品。石油产品的使用也会造成大气污染，如汽车排出的尾气中含有燃油燃烧生成的CO、SO2、NO等有害气体。
[生3]：天然气是一种生态型能源或理想的城市能源。可以利用天然气发电、城市居民生活用气、压缩天然气汽车及其它化工工业。目前我国正在实施“西气东输”工程，以缓解东部地区燃料紧张的困境。
[师]：我注意到，有几个小组的同学在谈到对燃料利用的同时，还涉及了使用燃料所造成的危害，看来大家在看待事物时已经习惯运用辩证的观点，多角度分析问题了。
请大家解决一个问题，打开书p102，活动天地。思考我们如何选择一种合适的燃料？
[生]：讨论并回答问题。
[师]：化石燃料在我们的生产、生活中起着举足轻重的作用，所以为了加快社会的发展，人们正在“疯狂”地开采和使用燃料。但是这儿又存在一个问题，化石燃料是取之不尽、用之不竭的吗？他们是不可再生的资源。我这有一组数据，同学们可以看一下：
[师]：在这个条形图中，我们以石油为例，按现在的开采速度，在你多大时就用完了？
[生]：30多岁。
[师]：也许你的孩子上学时就只能在教科书上认识它们了。因此，我们一定要珍惜化石燃料。
【说明：这一部分主要涉及对化石燃料的综合利用方面的内容，让学生从中体会化学对改善人类生活、促进社会发展所起的巨大作用。在深入了解化石燃料的重要作用的同时，让学生对化石燃料的使用年限进行估算，以认识到合理开发和节约使用资源的重要性。化石燃料燃烧对环境造成的污染，也是不容忽视的问题，环境问题的日益严重，促使学生认识到使用清洁燃料和开发新能源以及保护环境的重大意义。】
④：化石燃料的明天
[师]：面对当前社会对化石燃料的需求量这么大，化石燃料所剩的储量又这么少的困境，那我们应该怎么办？
[生]：开发新能源、寻找代替能源
[师]：根据我们已有的知识，你认为哪些能源可以替代化石燃料？
[生1]：太阳能，可以利用太阳能发电，我们现在已经使用太阳能热水器等。
[生2]：核能，我国现在已建立秦山核电站、大亚湾核电站。
[生3]：风能，风力发电、风车、船帆等都是对风能的利用。
[生4]：水能，水能的利用主要在于水力发电。
[生5]：地热能
[师]：除了同学们谈到的这些新能源以外，还有海洋能、氢能、海底可燃冰等能源。
【说明：寻找新能源是缓解能源危机、防止空气污染的主要途径，让学生了解新能源的种类和用途，可以培养学生的认知能力，为他们的终身学习打下基础】
⑤：感悟与收获
在这节课的学习中，你感触最深的是什么？能不能用一句话来表述。
⑥：布置作业
结合今天的讨论话题，请大家写一篇有关化石燃料的小论文。
八、课后反思：
化石燃料是生活和生产中常用的燃料，煤、石油和天然气等对于学生来说也并不陌生。但是学生对化石燃料的认识仅仅停留在能燃烧层面上，部分同学知道一些化石燃料的成分，对化石燃料如煤、石油的综合利用知道的不多。因此，本节课从课前准备到课堂教学主要以学生活动为主，通过学生自学、收集资料、分组整理资料、完成课件、相互交流等形式，不仅拓宽了学生的知识面，还可以对学生进行环境教育、国情教育，使学生对能源、环境这些关系全球未来命运的共同问题有一定的认识，使学生正确认识国情、重视环境保护、注意节约能源。
本节课在实施中，需要教师有较强的宏观调控能力，这就需要教师在平时的教学中，努力锻炼自己，提高自身的素质，多花时间去研究学生的特点、研究如何培养学生的自主学习能力。课堂是学生学习活动的主要场所，课外学习是课堂学习的延续，是课堂学习的补充。随着学生的成长，学习能力的不断提高，学校教育应该使学生的学习活动由课堂逐渐转到课外，最终使学生学会自主学习、合作学习、终身学习。

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