1、22.海洋資源的利用和保護本課概述海洋技術是一門對海洋開展科學探測和進行海洋資源開發的新技術,主要包括海洋觀測技術、海洋資源開發技術和海洋環境保護技術等方面。本課涉及的內容基本上都屬于海洋技術的范疇。 “海洋資源的利用和保護”由兩個教學活動和一個拓展活動組成。活動1“海洋資源的開發和利用”是本課的重點活動。首先,通過觀察圖片引導學生學習傳統的海洋資源開發和利用的方法,如遠洋運輸、海濱旅游、海水養殖等等;然后,引導學生學習高新技術支持下的海洋資源的開發和利用,如潮沙發電、在海底安裝溫差發電機等;最后,在認真閱讀資料的基礎上引導學生將聯想到的其他與開發和利用海洋資源相關的技術與同學交流,展開豐富的

2、想象,提出自己對海洋資源開發和利用的奇思妙想。引導學生關注海洋開發利用技術的發展和最新成果,緊密聯系科學、技術、社會、環境。 活動2“設計利用海洋資源的方案”是上一活動的深化。主要是引導學生進一步思考自己提出的利用海洋資源的新思路,將這一思路變成具體的方案,并與其他的同學進行交流,從而培養學生的想象力和創造性。此活動也可視為對學生綜合運用本單元所學知識和技能解決問題能力的評價。 拓展活動“保護海洋資源”則在學生欣賞了海洋的美麗、認識了海洋的豐富資源、了解了海洋資源開發與利用基礎上,通過設計保護海洋資源的宣傳材料,引導學生關注海洋資源受到破壞的情況,并通過查閱資料了解我國保護海洋資源的措施,保證

3、海洋資源的可持續發展,并將這些措施向人們進行宣傳。本課的重點是引導學生綜合運用本學期所學知識和技能,發揮自己的想象力和創造力,對海洋資源的開發和利用提出自己的思路和方案,難點是學習和理解利用海洋資源的各種新技術。學習目標1、能大膽地提出開發和利用海洋資源的設想。 2、能將自己提出的利用海洋資源的想法設計成具體實施方案。 3、能與其他同學交流自己的想法或觀點。 4、能客觀地分析自己的設想的優點和缺點。 5、能分別舉出3個以上實例說明過去和現在人類利用海洋資源的方法和技術。 6、能以多種形式設計保護海洋資源的宣傳材料。 7、能舉例說明先進技術和設備的利用有利于開發海洋資源。背景資料20世紀80年代

4、以來,不少沿海國家把海洋開發提到國家發展戰略的高度,制定海洋科技發展和海洋開發計劃,并采取具體措施加快向海洋進軍的步伐。有識之士預言:“21世紀將是海洋開發時代。”這一預言現在已成為現實。 中國海域遼闊,海岸線漫長,海洋資源豐富。目前中國海洋產業已成為沿海地區發展的新的經濟增長點之一。據不完全統計,中國海洋產業年總產值達2200多億元。因此,中國把合理開發海洋資源、保護海洋環境,作為環境與發展不可分割的重要組成部分,強化對海洋資源的管理和海域水環境的保護。 在當前國際海洋科學研究正積極關注全球資源環境變化的背景下,我國應注重并加強對海洋資源與環境可持續開發技術的研究,使海洋資源調查方式從海面觀

5、測,逐步向航空航天遙感、海面綜合測量、海底直接探察、深水探測全方位立體探察階段推進,將信息技術、空間技術、自動化技術等現代新技術迅速溶入海洋資源環境研究領域,提高對海洋資源的認識和駕馭能力。要制定有效措施加強海洋高新技術的應用和推廣,加大利用高新技術改造傳統海洋產業、發展新興海洋產業、培育海洋高新技術產業的力度。 此外,當今世界一些發達國家已開始圍海造地、建設海底倉庫和機場、發展海上旅游、建設海上城市等,以充分利用海洋空間資源,竭力擴大生存空間。 各種高技術支持的海洋資源開發和利用的方法,會成為吸引學生興趣的焦點,如海底溫差發電機、機器魚等。 語文:閱讀有關利用海洋資源的新技術的資料,獲得新知

6、識。 美術:繪制保護海洋資源的宣傳畫。教學建議課時安排 建議安排2課時。 海洋資源的開發和利用 活動目標 1.能分別舉出3個以上實例說明過去和現在人類利用海洋資源的方法和技術。 2.能向別人介紹自己所知的人類利用海洋資源的方法和技術。 3.能大膽地提出開發和利用海洋資源的設想。 4.能客觀地分析自己的設想的優點和缺點。 5.能舉例說明先進技術和設備能有效地促進海洋資源的開發。實施建議 1.在上一課學習海洋資源分類的基礎上,請學生課前分組調查各類資源的開發和利用情況。教師也應根據本校的實際情況,盡可能多收集一些相關資料。 2.對于常規技術條件下的海洋資源開發和利用,教學時不要只局限于教材提供的開

7、發和利用海洋資源的幾種方法,如運輸、養殖、旅游等。教師應引導學生以小組討論的形式,針對上一節課了解的各種類型的海洋資源,分別思考開發和利用的方案。在每個小組向全班匯報后,進一步引導學生發現目前人類在海洋資源的開發和利用方面還存在哪些困難,從而為下一個環節的學習奠定基礎。 3.對于高新技術條件下的海洋資源的開發和利用,教師應布置學生在課前閱讀課文提供的資料,并根據課文資料的提示,查找更多的相關資料,從而對高新技術支持下的海洋資源開發有一個初步的認識。在課堂上,學生可先在小組內交流自己在課前學到的有關海洋資源開發和利用的知識,并由一個學生做好匯總記錄。組內交流結束后,每個小組可派代表向全班介紹本組

8、獲得的知識。 4.學生充分交流后,教師可以適時補充展示學生沒能涉及到的內容,如有可能,最好播放一些視頻資料。 5.在學生對海洋資源的開發和利用有了充分感知的基礎上,教師可引導學生再次通過小組討論,針對某一開發技術和方法分析其優點和不足;同時鼓勵學生發揮自己的想象力和創造性,提出自己開發和利用海洋資源的奇思妙想。每個小組可以提出多種不同的想法,這些想法將成為下一個活動的基礎。 設計利用海洋資源的方案 活動目標 1.能將自己提出的利用海洋資源的想法設計成具體實施方案。 2.能聽取別人對自己設計方案的意見,并進行修改。 3.能對別人設計的方案提出自己的意見。 實施建議 1.本活動實際上是活動1的延伸

9、,即要求學生對在活動1中提出的開發海洋資源的奇思妙想進行細致的思考,設計成具體的方案。這一活動要求學生在課前針對自己的想法,搜集有關的資料,并根據教材提供的設計方案框架,初步形成自己的方案。查閱資料和設計方案的活動可以幾個人合作進行,也可以個人獨立進行。 2.在上課前,教師可要求學生提出在班級介紹自己方案的申請,事先安排好匯報的次序,并提出匯報的規則:每個方案介紹2分鐘,有12分鐘時間由其他同學提問。申請書的格式如下:3.在課堂上,教師應按預先安排的順序,組織學生匯報自己的方案,可指定一個學生控制時間、一個學生記錄同學提出的問題。匯報結 束后,教師應對每個方案的質量及報告人的表現做出評價。 評

10、價建議 1.對方案的質量可以從問題的現實性、思路的科學性、方法的可行性三個角度進行評價。 2.對報告人的表現可以從是否超時、結構是否完整、語言是否生動流暢、對提問的回答是否有針對性等方面進行評價。 保護海洋資源 1.能通過閱讀資料了解有關保護海洋資源的知識。 2.能以多種形式設計保護海洋資源的宣傳材料。 實施建議 1.本活動是一個課外宣傳活動,可以引導學生學習有關知識,通過討論確定自己的宣傳方案。在此基礎上,可以鼓勵學生在課后以多種形式開展宣傳,并將自己的宣傳情況寫成一篇作文。 2.在課堂上,教師可以以課本提供的資料為基礎,搜集更多的資料,制作一個圖文并茂的幻燈片文件,向學生形象地介紹海洋資源

11、保護的知識。在此基礎上,教師向同學們提出開展宣傳活動的任務,并引導學生分小組討論宣傳用品的形式和宣傳活動的方式。每個小組可以將自己討論的結果向全班作簡單的介紹。 3.教師應對學生提出的各種宣傳方式進行適當的引導,尤其要注意宣傳過程中的禮貌和安全問題。此外,教師也應提醒學生注意搜集宣傳過程中的典型事件和素材,為寫好宣傳過程的記敘文作好充分的準備。 4.可以利用期末的時間,開展一個保護海洋資源宣傳活動的征文比賽,并對評選出的優秀作文發獎。 評價建議 優秀作文應滿足以下四個條件:(1)開展的宣傳活動形式新穎;(2)有表明宣傳活動取得效果的證據;(3)作文對宣傳過程敘述清楚;(4)作文的文字可讀性較強

12、。圖片資料 課程資源一、海水制鹽和海水淡化 中國是世界上最早利用海水制鹽的國家之一。目前,海水資源開發采取以鹽為主、鹽化結合,積極發展海水綜合利用的方針,形成了鹽業、鹽化工業,以及海水直接利用和海水淡化等新興產業。中國有鹽田面積43萬公頃,1997年生產原鹽2928.1萬噸。中國的鹽化工業產品主要有氯化鋼、澳素、元水硝、氯化鎂等,其中氯化鉀、溴素等總產量超過50萬噸。天津、大連、青島、煙臺、秦皇島等沿海城市,都在擴大直接利用海水作為工業冷卻水和生活用水,這對于緩解中國淡水資源嚴重短缺的狀況意義重大。 摘自報告中國海洋事業的發展二、用“自治式”漂流探測器連續收集海洋數據科學家預計在不久的將來,海

13、水溫度、鹽度、流速、海底火山爆發情況、海底地震和海洋生物狀況等數據將通過漂流在海洋中的“自治式”漂流探測器來進行收集。 該“自治式”漂流探測器在漂流過程中可自動避開障礙物。這種海洋數據的收集方式不僅成本較低,而且可以對海洋中不斷變化著的物理、化學和生物等數據進行連續收集。“自治式”漂流探測器收集到的數據,可通過衛星傳輸到有關機構。 當有關機構的中央數據處理設備接收到這些數據后,電子計算機就立即對這些數據進行處理,接著將處理后的數據與氣象數據一起輸入到一個大型的全球性海洋模型中,并進行模擬分析,然后對海洋水文做出預測,比如預測海浪、潮位、水溫、鹽度和海水密度等。海洋水文的變化會引起天氣和氣候的變

14、化,因而這些海洋方面的數據也可用來幫助人們更準確地預測天氣和氣候的變化趨勢,這些預測結果可用于航運、軍事和商業活動等。 摘自科學畫報2002年8月知識拓展海洋資源海洋是生命的搖籃，海水不僅是寶貴的水資源，而且蘊藏著豐富的化學資源。加強對海 水（包括苦咸水，下同）資源的開發利用，是解決沿海和西部苦咸水地區淡水危機和資源短 缺問題的重要措施，是實現國民經濟可持續發展戰略的重要保證。 海水淡化，是開發新水源、解決沿海地區淡水資源緊缺的重要途徑 海水淡化，是指從海水中獲取淡水的技術和過程。海水淡化方法在20世紀30年代主要是 采用多效蒸發法；20世紀50年代至20世紀80年代中期主要是多級閃蒸法（MS

15、F），至今利用 該方法淡化水量仍占相當大的比重；20世紀50年代中期的電滲析法（ED）、20世紀70年代的 反滲透法（RO）和低溫多效蒸發法（LT-MED）逐步發展起來，特別是反滲透法(RO)海水淡化 已成為目前發展速度最快的技術。 據國際脫鹽協會統計，截至到2001年底，全世界海水淡化水日產量已達3250萬立方米， 解決了1億多人口的供水問題。這些海水淡化水還可用作優質鍋爐補水或優質生產工藝用水 ，可為沿海地區提供穩定可靠的淡水。國際海水淡化的售水價格已從20世紀60年代、70年代 的2美元以上降到目前不足0.7美元的水平，接近或低于國際上一些城市的自來水價格。隨著 技術進步導致的成本進一步

16、降低，海水淡化的經濟合理性將更加明顯，并作為可持續開發淡 水資源的手段將引起國際社會越來越多的關注。 我國反滲透海水淡化技術研究歷經"七五""八五""九五"攻關，在海水淡化與反滲 透膜研制方面取得了很大進展。現已建成反滲透海水淡化項目13個，總產水能力日產近1萬 立方米。目前，我國正在實施萬噸級反滲透海水淡化示范工程和海水膜組器產業化項目。 蒸餾法海水淡化技術研究已有幾十年的歷史。天津大港電廠引進兩臺3000立方米/日 多級閃蒸海水淡化裝置，于1990年運轉至今，積累了大量寶貴經驗。低溫多效蒸餾海水淡化 技術經過"九五&qu

17、ot;科技攻關，作為"十五"國家重大科技攻關項目正在青島建立3000噸/日 的示范工程。 海水直接利用，是直接替代淡水、解決沿海地區淡水資源緊缺的重要措施 海水直接利用技術，是以海水直接代替淡水作為工業用水和生活用水等相關技術的總稱 。包括海水冷卻、海水脫硫、海水回注采油、海水沖廁和海水沖灰、洗滌、消防、制冰、印 染等。 海水直流冷卻技術已有近百年的發展歷史，有關防腐和防海洋生物附著技術已基本成熟 。目前我國海水冷卻水用量每年不超過141億立方米，而日本每年約為3000億立方米，美國 每年約為1000億立方米，差距很大。 海水循環冷卻技術始于20世紀70年代，在美國等國家已

18、大規模應用，是海水冷卻技術的 主要發展方向之一。我國經過"八五""九五"科技攻關，完成了百噸級工業化試驗，在海 水緩蝕劑、阻垢分散劑、菌藻殺生劑和海水冷卻塔等關鍵技術上取得重大突破。"十五"期 間，通過實施國家重大科技攻關項目，正在建立千噸級和萬噸級海水循環冷卻示范工程。 海水脫硫技術于20世紀70年代開始出現，是利用天然海水脫除煙氣中SO2的一種濕式煙 氣脫硫方法。具有投資少、脫硫效率高、利用率高、運行費用低和環境友好等優點，可廣泛 應用于沿海電力、化工、重工等企業，環境和經濟效益顯著。目前，擁有自主知識產權的海 水脫硫產業化技術亟

19、待開發。 海水沖廁技術20世紀50年代末期始于我國香港地區，形成了一套完整的處理系統和管 理體系。"九五"期間，我國對大生活用海水（海水沖廁）的后處理技術進行了研究，有關 示范工程已經列入"十五"國家重大科技攻關技術，正在青島組織實施。 海水化學資源綜合利用，是形成產業鏈、實現資源綜合利用和社會可持續發展的體現 海水化學資源綜合利用技術，是從海水中提取各種化學元素（化學品）及其深加工技術 。主要包括海水制鹽、苦鹵化工，提取鉀、鎂、溴、硝、鋰、鈾及其深加工等，現在已逐步 向海洋精細化工方向發展。 我國經過"七五""八五&quo

20、t;"九五"科技攻關，在天然沸石法海水和鹵水直接提取鉀鹽 、制鹽鹵水提取系列鎂肥、高效低毒農藥二溴磷研制、含溴精細化工產品及無機功能材料硼 酸鎂晶須研制等技術已取得突破性進展。"十五"期間正在開展海水直接提取鉀鹽產業化技 術、氣態膜法海水鹵水提取溴素及有關深加工技術的研究與開發。 利用海水淡化、海水冷卻排放的濃縮海水，開展海水化學資源綜合利用，形成海水淡化 、海水冷卻和海水化學資源綜合利用產業鏈，是實現資源綜合利用和社會可持續發展的根本 體現。 海水資源開發利用，是實現沿海地區水資源可持續利用的發展方向 展望未來，增強海水是寶貴資源的意識，制定海水資源開

21、發利用政策、法規和發展規劃 ，建設國家級海水資源開發利用綜合示范區和產業化基地，強化海水資源開發利用裝備研發 和生產基礎，培育我國具有自主知識產權的海水淡化、海水直接利用和海水資源綜合利用技 術、裝備和產品體系，是推動我國海水資源開發利用朝陽產業形成、發展、成為我國沿海地 區的第二水源、并走向世界的重要保障。硅藻硅藻是一類最重要的浮游植物。硅藻分布極其廣泛。在世界大洋中，只要有水的地方，一般都有硅藻的蹤跡，尤其是在溫帶和熱帶海區。因為硅藻種類多、數量大，因而被稱為海洋的"草原"。海洋藻類還有褐藻、甲藻、綠藻、藍藻等雖然它們的數量不如硅藻豐富。但是，它們也是經濟價值極高的浮游

22、植物。 硅藻是一類具有色素體的單細胞植物，常由幾個或很多細胞個體連結成各式各樣的群體。硅藻形態多種多樣。它們靠光合作用將海水中的無機物合成自身需要的有機物。硅藻色素包括葉綠素A、C1、C2、以及胡蘿卜素。它們能吸收太陽光的能量，將細胞中的水分解，使水分子上的一個氫原子分離出來，一部分有利的氫原子和二氧化碳化合經過復雜的化學變化后就產生了糖和淀粉，這就是光合作用。這些物質再和細胞吸收的氮、磷、硫等物質進一步作用，氧就形成了蛋白質和脂肪等物質。游離出的部分氫原子每兩個和一個氧原子結合形成了水，氧分子中的另一個氧原子就從細胞里跑出來溶解到水里或者跑到大氣里去了。地球上有70%的氧氣是浮游植物釋放出來的。硅藻是魚、貝、蝦類特別是其幼體的主要餌料，它與其他植物一起，構成海洋的初級生產力。 硅藻還是形成海底生物性沉積物的重要組成部分。經過漫