如何利用南极冰山解决沙特阿拉伯的缺水问题(教案)

如何利用南极冰山解决沙特阿拉伯的缺水问题一、新课程标准要求及解读人教版新课标高中地理必修教材在每章后围绕本章的重点内容或核心思想，设计了“问题研究”板块，它集中体现了《普通高中地理课程标准（实验）》的理念，通过问题情境设置，激发学生探究问题的兴趣；引导学生联系相关知识，运用问题解决的一般思路，帮助学生形成主动探究地理问题的意识和能力。它要求教学要侧重过程与方法，运用所学知识，增加学生探究问题的过程体验，培养学生的创造思维，同时引导学生自主学习，学会合作学习。新课程标准对本“问题研究”没有明确的具体要求，但本“问题研究”是与本章的新课程标准要求密切相关的，其涉及的课程标准有：“运用地图，归纳世界洋流分布规律，说明洋流对地理环境的影响”；“水资源的合理利用”；“自然资源的数量、质量对人类生存与发展的意义”；“地理环境的整体性”等。其次，本“问题研究”也是与第三章有关的课标的过程与方法的具体体现。二、教材分析教材首先简述南极淡水的“质”和“量”的优势，其次从自然和人文两方面简述了沙特阿拉伯的缺水原因和解决水资源短缺的紧迫性，接着简述了南极冰山的形成，最后反思运输冰山对全球环境的影响。根据思维习惯，在教学时将教材内容调整为：先简述沙特阿拉伯的缺水现状、原因和解决水资源短缺的紧迫性，其次简述南极淡水的“质”和“量”的优势，接着简述南极冰山的形成，最后反思运输冰山对全球环境的影响。三、学情分析学生在必修1第三章学习了水资源的合理利用，已基本掌握全球水资源的分布、水资源与人类社会的关系以及合理利用水资源的措施。本问题研究的实质就是研究“解决沙特阿拉伯水资源短缺的措施”。另外，学生对世界洋流的分布及其对地理环境的影响有了比较深刻的认识，运用所学洋流知识能够自己设计运输冰山的路线。四、学习目标1．运用相关图文资料，说出沙特阿拉伯水资源的现状，并说明原因；运用资料，分析解决沙特阿拉伯水资源短缺的措施。2．运用相关图文资料，说出南极冰山淡水资源的优势，并说明原因。3．运用相关资料，分析运输冰山之前必须解决的技术问题有哪些；运用已有的洋流相关知识，分组设计运送冰山的路线。4.结合已有知识，分析大量利用南极冰山对全球环境造成的影响。五、重点与难点重点：通过分析解决沙特缺水的措施，复习已学的气候、洋流和水资源相关知识。难点：运用已有的洋流相关知识，分组设计将南极冰山运往沙特阿拉伯的路线。六、教学思路设计必修I第三章在学生学习了水循环和水资源的分布规律之后，教材设计的研究主题，是探讨用南极冰山解决沙特阿拉伯的缺水问题的可行性。为了实现《问题研究》板块的设计本意，本课教学我采用了以下的思路。1、用内容达成三维目标问题研究集中体现了新课程的理念，因此，从中就可以挖掘出许多提高学生素质的教学资源。教学设计前，我在分析内容的前提下，决定采用以下办法实现课程目标。（1）通过探究将南极的大冰山运往沙特阿拉伯的方案选择，培养学生综合运用已有的气候和水资源的知识分析问题的能力；（2）通过设计运送冰山的路线，提高运用洋流和风带知识解决实际问题的能力；（3）通过分析反思毁坏冰山对全球环境造成的影响，培养综合反思和批判能力。（4）通过类似科学研究的方法能探究如何利用南极冰山解决沙特阿拉伯水资源紧张问题，培养求实的科学精神和严谨的科学态度。2、在过程中强化问题解决的思维心理学研究表明，问题解决包括发现问题、分析问题、提出假设、验证假设四个思维过程，专家们认为这是一种非常重要的基本思维方法。《问题研究——是否可以用南极冰山解决沙特阿拉伯缺水问题》本身就是一个很好的问题解决思维的案例。为了让学生掌握这种有用的思维方法，教学中，我始终以它为主线串接教学过程，利用情境发现问题，从影响因素角度引导学生科学合理地分析问题，以及在此基础上科学合理地提出解决问题的办法。八、教学过程教学流程全图【问题研究导入】水是万物的生命之源,也是人类文明的源泉。澎湃的大江大河孕育了文明的壮丽喧哗，然而，在文明不断进步的今天，水资源短缺向人类一次次敲响警钟。〖视频文件1〗我们赖以生存和发展的蓝色星球正在经历着严峻的考验。面对水资源危机，很多国家和地区已经进行着各种各样的尝试，比如海水淡化、修建水库、跨流域调水、合理开采地下水、提倡和监督节约用水、采用先进的工农业技术提高水资源的利用率等。可是，这仍满足不了人口持续增长和经济高速发展对水资源数量的需求和质量的要求。怎么办？于是，有人想到了南极洲——这块遥远的大陆蕴藏着最丰富的淡水资源。这些人中就有沙特阿拉伯王国的王子阿尔。他曾经提出利用南极冰山解决沙特阿拉伯的缺水问题——这看似“天方夜谭”的想法。那么能不能利用南极冰山来解决沙特阿拉伯的缺水问题，如何解决？这节课我们大家一起针对这一问题进行调查探究。首先我们分别去沙特阿拉伯和南极洲进行调查。按照课前的分组，相互比较，看哪个小组调查得更仔细、结果回报更积极。好，让我们背起行囊，出发吧！（联合国教科文组织国际淡水年特使、沙特阿拉伯王子阿尔索德的《水即生命》片段。由于我本人来自沙特阿拉伯——一个没有长年流淌的河流、小溪和湖泊，降水稀少的沙漠王国，我非常清楚淡水的价值。不久前，我国的人民还习惯于传统的生活方式，人们本能地适应水资源短缺的环境，不浪费水，有多少水，就只用多少，城镇才得以发展。但是今天，人们的生活方式发生了变化，和世界上许多地方一样，沙特正在经受着水资源短缺的严重考验。）【问题研究自学辅导】参考资料：课本66页资料1与资料2沙特组调查的主要问题：1、简要分析沙特阿拉伯缺水的原因。(1)自然原因：沙特阿拉伯地处回归线附近，受到副热带高气压带控制以及东北信风控制，蒸发旺盛,降水稀少,气候干旱。辅助资料:气候类型分布图,明确沙特阿拉伯的位置。西亚地区有七个国家一条像样的河流也没有，叫做无流国：沙特阿拉伯、阿曼、阿拉伯联合酋长国、也门、科威特、卡塔尔、巴林。(2)人为原因：现代化城市的发展、人们生活方式的改变与工农业的发展，对水资源的数量和质量需求增加。2、为解决缺水问题，沙特阿拉伯可以采取哪些措施？（开源和节流两个方面来考虑）开源措施：合理开发地下水，修建水库蓄积水，开渠修河调度水，海水咸水淡化水，人工增雨补降水。节流措施：公众提高节水意识，农民改进灌溉技术，工业重复利用水等。3、这些解决缺水的措施有局限性么？如果有，请分别分析。海水淡化——成本较高，技术难度大且供应量有限；开采地下水——长期开采地下水会导致地下水资源枯竭和地表下陷等问题；人工降水——沙特阿拉伯地区干燥，成云致雨的机会少。植树造林——沙特阿拉伯地区生态环境恶劣，不利于植物成活。跨流域调水——整个西亚地区的水资源都相当紧张，另外不同国家之间存在利益纷争问题。”近水“救不了沙特阿拉伯的急。水资源本身不足，光靠节约用水、节水灌溉，无法从根本上解决用水紧张的问题；转承：在以盛产石油著称的波斯湾地区，浩瀚的沙漠覆盖着大地，水资源十分贫乏，不得不采用海水淡化的办法为国民提供淡水，成本大约每立方米淡水1美元。有些专家提出从遥远的9600千米之遥的南极用船运送冰山到波斯湾，以取代海水淡化的方法。南极组调查的主要问题：1、请用一些词语描述南极洲的自然景观。（可以从纬度位置、气温、降水、植被景观、动物种类等方面考虑）2、为什么说“南极洲会是人类最大的淡水资源库？3、为什么南极洲有全球最丰富的淡水资源呢？虽然南极地区降水少，其年降水量不过55毫米，但是它地处高纬度地区，气温极低严寒，大气降水以固态形式降落，并且不消融。日积月累，形成很厚的冰川。冰川向海里延伸、断裂的部分就是冰山。转承：沙特阿拉伯缺水，南极洲淡水资源丰富，这两个不同的地理环境放在一起，你会有什么联想？会发现什么问题？带着些许无奈，沙特将目光投向南极，期望能够得到它的惠泽与帮助。有数据说明，一座10亿吨的冰山运抵沙特时若只剩下45%，它仍可以解决当地一年的缺水问题。至此，一对关于淡水资源利用的供需关系已然显现。〖通过上述情境，学生会发现问题，即沙特阿拉伯缺水；南极洲淡水资源丰富；是否可以用南极冰山解决沙特阿拉伯的缺水问题？〗………………【问题探究发现问题】在学生提出这一问题的基础上，教师就能引入到“是否可以用南极冰山解决沙特阿拉伯缺水问题”课题中来。设置情境的依据：心理学研究表明，问题解决的基本思维过程和方法：发现问题——分析问题——提出假设（方案）——实施和验证假设（方案）。为了解决“是否可以用南极冰山解决沙特阿拉伯的缺水问题”这一问题，要先研究将南极的大冰山运往沙特阿拉伯，需要考虑的因素，由此进入分析环节。【问题探究分析问题】【问题研究自学辅导】良久思索，从南极到沙特，距离远，冰山体积巨大，运输绝非易事。不论是技术还是线路，都是值得商榷的难点。假如目前在65º04′S，75º45′E处有一座巨大的冰山，经测算其重约10亿吨。计划将其运往西亚的沙特阿拉伯，如果到达时能保留冰山的45％，就能解决当地一年的水资源短缺问题。那么，在运输冰山之前你认为必须解决的技术问题有哪些？处理方法：教师首先要引导学生分析困难产生的因素，从问题本身来看，冰山质量耗大，且冰易融化，因此，需要从动力和控制消融量上分析，具体的影响动力和影响消融量的因素则由学生讨论。教师的引导使问题思路清晰了，难度降低了，使学生的讨论更有针对性。结论：在运输冰山之前必须解决的技术问题主要有动力和防融技术。我们仍然兵分两路，成立技术组、线路组，着手调查：以小组为单位讨论下列问题，然后每小组派代表发言。【问题研究自学辅导】1.技术组（1）试着构想，如果要运输冰山，可以运用哪些方式？（2）现有的技术水平能够实现么？（1）液态：资金多用于融化（2）小冰块：相关设备的投入增加……（管道、飞机）等等（3）大冰块：装载有问题转承：听完你们的描述，我像看完科幻片一样大呼过瘾，惊叹于大家的想象力。但全球现在还没有能够承担运输这种巨型冰块任务的船只，技术水平还不具备处理如此大密度、大面积重物的条件等。而且无论采用哪种方法，成本都特别高。我们期待未来技术水平的完善，早日实现这个美丽的梦。如果这些技术问题都能够得到圆满地解决，你会选择一年中的什么季节和一条什么样的航线来运送这座冰山？（请充分考虑洋流的作用）2.线路组（如果技术条件允许）（1）为了省时省力，在冰山运输的过程中，可以利用哪些洋流？（2）根据洋流流向的季节变化，哪个季节更适合运输？并在洋流分布图上标示出冰山的运输路径。西风漂流→西澳大利亚寒流→南赤道暖流→季风洋流（夏顺）季风洋流方向变化：夏顺冬逆，所以最适合运输冰川的季节是南半球冬季（或北半球夏季）。处理方法：对于该活动的处理可以采取学生分析→学生在地图上找到起止点→学生分组讨论→各组代表展示方案→师生评价的程序进行。学生分组完成下列活动：请在图中画出最佳的航线，并在图的下面写出你选择的季节。活动完成后，各小组代表展示方案，并说明。转承：这些方案，究竟是否可行，还有待于专家们在实践中去验证，如果通过实践验证，发现确实可行，才是真正的方案。没有经过验证的假设只能是假设。只是，作为一名科学工作者，不能盲目乐观和自私。我们还要看到，大量的冰山运往热带地区，势必会对全球环境产生影响。接下来，就“南极冰山搬家”的后果互相交流、讨论。【问题研究反思】假如我们大量地将南极的冰山运往热带地区以解决那里的淡水资源短缺问题，将会对全球的环境产生哪些影响？（提示：可以从水循环、海平面上升、大气环流以及生物等方面来考虑）1.影响水循环和水平衡，南极的地表水减少，赤道地区增加。2.极冰大量运用到赤道地区利用，再经地表径流输送进入海洋，加上运输过程中冰山融化，加剧海平面上升。3.南极冰川消失，企鹅等生物失去家园，难以生存。4.破坏全球热量平衡，赤道地区因为极冰的融化而吸收大量的热量。………………通过分析，可以看到，自然地理环境具有整体性，其中一个要素的变化一定会导致其他要素甚至整个环境的变化。我们对南极冰山的利用，要看清这种关系，尊重整体性的规律，懂得适度、持续利用南极的淡水资源，保护全球生态环境。【问题探究当堂训练】我国水资源现状及对策。南水北调东中西三条线路方案可行性研