1、人教版（2024新版）九年级上册化学：第四单元 跨学科实践活动3制作模型并展示科学家探索物质组成与结构教案教学设计【教材分析】本项目针对人类饮水安全、水的净化问题而设计，属于化学与健康、资源领域的作品制作类实践活动。该项目涉及科学探究与化学实验学习主题中基本化学实验技能，关注化学与社会跨学科实践学习主题中健康部分的内容，促进学生发展变化观，进一步发展系统与模型跨学科大概念。【学情分析】学生具有一定的生活经验，在生活中接触过沉淀、过滤等物质分离方法。但不了解更多物质分离方式，不太清楚物质分离的原理缺乏对已学知识分类、归纳、综合、推理的能力和思维意识；学生具备基本的科学思维能力，但思维方式的层次不
2、高，学习方式较被动但缺少科学探究与实践的体验，对产品设计无从下手；学生具备一定的动手能力，对产品的研发制作缺少理论知识和设计能力。学生节水意识不强，对爱护水资源的具体实践措施认识片面单一。爱护水资源的认识停留在书本，不能主动践行节约用水。【教学目标】1.通过对自然界中水的存在、水资源现状的讨论，认识到水质监测、水净化的重要性和必要性，形成保护和节约水资源的可持续发展意识和社会责任，初步形成国际化视野和构建人类命运共同体的意识。2.通过水的净化相关资料查阅与分析，知道净水的步骤、方法及作用之间的关系，认识到净水过程中物质的组成、状态及性质的差异与分离试剂和方法选取的关系，初步建立分类观，初步认识
3、物质的性质和用途的关系。3.通过简易净水器的制作、改进与展示，了解沉降、吸附、过滤、蒸馏是净化水的常用方法，体会物质分离探究活动的一般思路和方法，发展综合运用化学、技术、工程及跨学科知识解决真实问题的能力。4.通过对净水效果的观察、检测与分析，体会对比实验的设计和控制变量的方法；结合水质检测及水的净化等方面的重要技术与工程，了解我国在解决水生态环境中的重大举措和成就，激发学生的创新意识，树立为建设人水和谐的美丽中国做贡献的信念，实现知、情、意、行的统一。【教学重点】在制作便携式净水器过程中，综合运用化学、技术、工程及跨学科知识，并对自制净水器进行评价、改进和优化，培养学生的创新意识，及敢于质疑
4、、严谨求实的科学态度；【教学难点】在制作便携式净水器过程中，综合运用化学、技术、工程及跨学科知识，并对自制净水器进行评价、改进和优化，培养学生的创新意识，及敢于质疑、严谨求实的科学态度；【教学方法】自主学习法、探究学习法、合作学习法【教学准备】教师准备：多媒体课件。学生准备：复习水的净化知识。【教学过程】【新课导入】饮用水安全与人们的健康息息相关。水的净化和水质检测是保障饮用水安全的重要环节。引入新课。【设计意图】使学生认识到探究学习跨学科学习的必要性。【探索新知】【活动设计与实施】：任务一：调查参观1.饮用水的发展历史人类饮用水的第一个阶段：饮用自然界的水，人们最早喝的是取自江河湖泊、山泉水
5、井里面的水，一般都是就地取水，在一些大城市也会开挖沟渠来输送水，修建水塘来储存水，那时人们家里都有储存水用的水缸之类的容器。人类饮用水的第二个阶段：自来水，这要感谢比利时人，1902年发现氯可以去除水中的生物污染，比利时是第一个使用自来水的国家，用混凝、沉淀、过滤消毒的方法来制作自来水，这可以说是人类饮用水的第一次革命。人类饮用水的第三个阶段：桶装水，通过Ro反渗透技术有效去除水中的有害有机物、重金属等污染物，现在是一种普及的饮水方式。但是桶装水也有它的缺点，比如二次污染、水桶污染、水质状况、饮用成本等。人类饮用水的第四个阶段：终端直饮水，它无污染、经济方便、可以直饮，在欧美等发达国家普及率很
6、高，而在我国现阶段普及率非常低，仅在大城市的一些高档小区采用这种终端直饮水，其实就是采用最新的过滤消毒技术的中央净水器来进行供水。2. 自来水的生产过程：静置沉淀吸附沉淀过滤吸附消毒任务二：水质检测1. 思考并确定应对该水样中的哪些指标进行检测。01.色度：标准中规定饮用水的色度不应超过15度。02.浑浊度：浑浊度的降低就意味着水体中的有机物、细菌、病毒等微生物含量减少。03.臭和味：公共供水正常臭味的改变可能是原水水质改变或水处理不充分的信号。04.肉眼可见物：主要指水中存在的、能以肉眼观察到的颗粒或其他悬浮物质。05.余氯：余氯是指水经加氯消毒，接触一定时间后，余留在水中的氯量。06.化学
7、需氧量：是指化学氧化剂氧化水中有机污染物时所需氧量。07.细菌总数：我国规定饮用水的标准为1ml水中的细菌总数不超过100个。08.总大肠菌群：标准是在检测中不超过3个/L。09.耐热大肠菌群：水体粪便污染的指示菌。2. 对水样进行检测。01.用观察法对水样的“色度”“浑浊度”“臭和味”指标进行评分02.用TDS笔检测水的TDS值03.用16合1水质检测试纸检测水的各项指标任务三：动手制作1. 根据物质的性质和分离提纯01.水的净化常用方法沉淀02.水的净化常用方法过滤03.水的净化常用方法吸附物质分离的一般思路：明确需求一方案设计一动手制作一测试与优化任务三：动手制作1. 根据物质的性质和分
8、离提纯(1) 小组展示自制净水器阐述设计思路。(2) 以小组为单位，进行自制净水器净水比赛，从水的澄清程度、颜色、流速、水回收率等净化效果及效率指标来衡量比赛结果，并说明原因；基于评价量规分析自制净水器的等级。(3) 净水比赛后分析自制净水器的优点与不足，明确从哪些方面改进和优化自制净水器。【设计意图】（1）了解吸附、沉降、过滤等是净化水的常用方法，体会物质分离探究活动的一般思路和方法。（2）综合考虑各类因素对净水效果及效率的影响，优化和改进简易净水器。（3）经历“明确需求一方案设计一动手制作一测试与优化”的作品制作过程，体会物质分离的思路原理以及工程和技术的重要作用。【展示与交流】1.与同学
9、交流你选取的水质检测指标，以及检测时用到的方法与技术手段。2.展示自制净水器，与同学交流制作方法、使用说明及净水效果等，并相互评价。【课后小结】1. 调查参观2. 水质检测3. 自制净水器【板书设计】【课后作业】选择活动中感兴趣的话题制作科技小报或展板，走进社区，宣传水资源保护，共建优良的供水和用水环境。【教学反思】亮点：经过本次跨学科实践活动的教学，感受到项目式教学活动实施困难重重，首先需要教师课前做足充分的准备，并且在实施过程中，要充分唤起他们对学习的兴趣，因为兴趣是求知的巨大动力，发明创造的源泉，兴趣的培养在于诱导。不足：因为准备时间有限，没有对作业制作详细的评价量表，后续教学应对此继续完善，充分落实“教学评”一体化。教学建议：在新一轮课改的背景下，本跨学科实践活动，需要教师改变过去的“满堂灌”教育形式，积极融合讲授、讨论、合作、探究、网络等各种教学手段。让学生在科学探究活动中获取、体验、应用知识，提高素养。第 6 页 共 6 页
