跨学科实践活动01 微型空气质量“检测站”的组装与使用（教学课件）-2024-2025学年九年级化学跨学科实践活动教学课件+设计（人教版2024）

教师：XXX 第二单元 空气和氧气 跨学科实践活动（人教版2024） 跨学科实践活动1 微型空气质量“检测站”的组装与使用 结合物理、信息技术和工程等相关知识，组装一个微型空气质量“检测站”并检测空气质量。 通过实践活动，体会科学、技术、社会的相互关系。 活动目标 空气质量检测：和数据较真 为蓝天努力 02知识回顾 03活动实施 04题目设计 01活动引入 空气质量检测一般通过检测空气中主要污染物的含量来评价空气质量。我们可以通过组装与使用微型空气质量“检测站”来获取相关数据，从而了解空气质量状况。 02知识回顾 03活动实施 04题目设计 01活动引入 一、空气的成分 空气的成分 氮气 氧气 稀有气体 二氧化碳 其他气体和杂质 体积分数 78% 21% 0.94% 0.03% 0.03% 02知识回顾 03活动实施 04题目设计 01活动引入 二、空气的污染与防治 02知识回顾 03活动实施 04题目设计 01活动引入 空气的污染物 排放到空气中的有害气体(一氧化碳、二氧化硫、二氧化氮)和粉尘； 可吸入颗粒物：PM2.5、PM10 污染物的来源 化石燃料的燃烧、工厂排出的废气、植被破坏引起的沙尘等 空气污染造成的危害 严重损害人体健康，影响农作物生长，破坏生态环境，其中全球气候变暖、臭氧层破坏和酸雨等都与空气污染有关 防治污染的措施 加强空气质量检测的监测，使用清洁能源，积极植树造林等，以保护空气 三、空气质量日报 02知识回顾 03活动实施 04题目设计 01活动引入 （1）空气质量日报的主要内容包括：空气污染指数、首要污染物、空气质量级别、空气质量状况等。 （2）目前计入空气污染指数的项目暂定为：二氧化硫、一氧化碳、二氧化氮、可吸入颗粒物和臭氧等。 任务一 认识空气质量检测的意义 首先，空气检测有助于我们了解空气质量的真实情况。很多时候我们对空气质量的感知并不准确，只有通过专业的空气检测才能准确地了解空气中的污染物种类、浓度及其分布情况。这对于我们制定有效的环保政策和改善措施至关重要。 空气重污染与空气轻污染的视觉对比 02知识回顾 03活动实施 04题目设计 01活动引入 任务一 认识空气质量检测的意义 其次，空气检测对于保护人类健康具有重要意义。通过空气检测，我们可以及时发现并评估空气污染对人体健康的影响，从而采取相应的防护措施，减少污染物对人体的危害。这对于保护人们的生命安全和身体健康至关重要。 空气污染对居民寿命的影响 02知识回顾 03活动实施 04题目设计 01活动引入 任务一 认识空气质量检测的意义 此外，空气检测还有助于推动环境保护和可持续发展。通过空气检测，我们可以了解到哪些行业、哪些区域是空气污染的主要源头，从而有针对性地开展环保工作。这不仅可以改善当前的空气质量，还可以为未来的可持续发展奠定基础。同时，空气检测还可以为政府制定环保政策提供科学依据，推动环保事业的健康发展。 空气污染对农业生产的影响 02知识回顾 03活动实施 04题目设计 01活动引入 任务二 参观与访谈 参观本地环境保护部门的空气质量监测站，了解监测站安装了哪些仪器，监测哪些数据，以及相关数据是如何进行处理的。 02知识回顾 03活动实施 04题目设计 01活动引入 任务二 参观与访谈 国家环境空气自动监测站 某空气质量检测系统仪器设备 02知识回顾 03活动实施 04题目设计 01活动引入 任务二 参观与访谈 室内空气环境监测数据 02知识回顾 03活动实施 04题目设计 01活动引入 任务二 参观与访谈 北京空气质量报告监测数据 02知识回顾 03活动实施 04题目设计 01活动引入 任务二 参观与访谈 与本地环境保护部门的工作人员进行交流，了解本地空气主要污染物的种类，以及空气质量受风向、风速、温度、降水量、湿度等因素的影响情况。 02知识回顾 03活动实施 04题目设计 01活动引入 任务二 参观与访谈 我国大气污染控制历程 02知识回顾 03活动实施 04题目设计 01活动引入 任务二 参观与访谈 某时期京津冀持续出现的重度空气污染 首要污染源 冷空气活动强度较弱，京津冀及周边地区气象条件不利于大气污染物扩散，出现重污染天气风险高。 对于北京来说，主要的移动污染源就是机动车了。机动车直接排放PM2.5，包括有机物和元素碳等，即一次颗粒物。此外，机动车排放的气态污染物包括挥发性有机物、氮氧化物等，是PM2.5中二次有机物和硝酸盐的“原材料”，同时也是造成大气氧化性增强的重要“催化剂”。机动车行驶还对道路扬尘排放起到“搅拌器”作用。 碳氢化合物和氮氧化合物在强烈的日光下会形成毒性很大的光化学烟雾，直接刺激眼睛及呼吸道，严重时，瞬时即可使人群窒息。 02知识回顾 03活动实施 04题目设计 01活动引入 任务二 参观与访谈 2024年7月全省城市环境空气质量及排名 序号 城市 AQI 达标率 PM2.5 浓度 NO2 浓度 O3评价 浓度 PM2.5 排名 NO2 排名 AQI 排名 1 深圳市 100% 6 11 66 1 13 1 2 汕尾市 100% 6 6 65 1 1 1 3 珠海市 100% 7 7 62 3 3 3 4 中山市 100% 7 9 80 3 8 3 5 阳江市 100% 7 7 68 3 3 3 6 湛江市 100% 7 7 77 3 3 3 7 汕头市 100% 8 7 78 7 3 7 8 江门市 100% 8 12 87 7 15 7 9 云浮市 100% 8 13 90 7 17 7 10 佛山市 100% 9 17 112 11 20 10 广东省城市环境空气质量状况 （2024年7月） 注： 1.表中污染物浓度单位为微克/立方米。 2.AQI排名按照AQI达标率从高到低排序，达标率并列的按PM2.5浓度从低到高排序。 02知识回顾 03活动实施 04题目设计 01活动引入 任务二 参观与访谈 序号 城市 AQI 达标率 PM2.5 浓度 NO2 浓度 O3评价 浓度 PM2.5 排名 NO2 排名 AQI 排名 11 河源市 100% 9 10 102 11 12 10 12 梅州市 100% 9 9 77 11 8 10 13 茂名市 100% 10 6 79 15 1 13 14 潮州市 100% 10 8 75 15 7 13 15 广州市 100% 11 19 133 17 21 15 16 肇庆市 100% 11 16 123 17 19 15 17 揭阳市 100% 11 11 84 17 13 15 18 韶关市 100% 13 9 115 21 8 18 19 清远市 96.8% 12 12 133 20 15 19 20 惠州市 93.5% 8 9 94 7 8 20 21 东莞市 93.5% 9 14 119 11 18 21 2024年7月全省城市环境空气质量及排名 2024年7月，全省空气质量总体优良。全省AQI达标率为99.2%，珠三角地区AQI达标率为98.6%。全省PM2.5平均浓度为9微克/立方米，同比下降18.2%（2微克/立方米）；珠三角PM2.5平均浓度为8微克/立方米，同比下降20%（2微克/立方米）。全省首要污染物均为臭氧。按照AQI达标率排名，前三名由高到低为深圳、汕尾（2市并列第一）、珠海、中山、阳江和湛江（4市并列第三）；后三名由低到高为东莞、惠州和清远；与去年同期相比，惠州市AQI达标率有所下降，其余20市均上升或持平。 02知识回顾 03活动实施 04题目设计 01活动引入 任务三 微型空气质量“检测站”的组装 1. 传感器部分：包括PM2.5传感器、温湿度传感器等。这些传感器能够实时监测空气中的相应参数，并将数据传输给微控制器。 2. 微控制器部分：选用Arduino或Raspberry Pi等微控制器，用于接收传感器数据、处理数据并通过显示屏和USB接口输出数据。 3. 显示屏部分：采用小型液晶显示屏或OLED显示屏，用于显示检测数据和简单图形。 4. 电源部分：选用可充电电池或干电池作为电源，为检测站提供稳定的电力支持。 学生微型空气质量检测站的组成部分 传感器 数据采集器 02知识回顾 03活动实施 04题目设计 01活动引入 任务三 微型空气质量“检测站”的组装 1. 准备材料和工具：购买或捐赠的学生微型空气质量检测站套件、USB电源适配器、笔记本电脑或平板电脑、组装工具（螺丝刀、扳手等）。 2. 按照说明书上的步骤，逐步将检测站的各个部件组装在一起，注意确保每个部件都安装正确。 3. 连接电源和电脑：将USB电源适配器连接到学生微型空气质量检测站，并使用USB数据线将其连接到笔记本电脑或平板电脑上。 4. 启动软件：打开电脑上的学生微型空气质量检测站软件，输入正确的用户名和密码，选择正确的设备型号，以确保软件与设备正确连接。 5. 开始使用：当软件成功连接到设备后，学生们可以开始进行空气质量检测。 学生微型空气质量检测站的组装步骤 02知识回顾 03活动实施 04题目设计 01活动引入 任务四 微型空气质量“检测站”的使用 1. 将传感器与微控制器连接，并确保电源接通； 2. 打开检测站的电源开关，等待几秒钟，直到显示屏上显示出正常的测试界面； 3. 等待测试结果稳定后，观察显示屏上的数据； 4. 根据需要，可以通过USB接口将数据导出到计算机或移动设备上； 5. 在使用过程中，可以通过系统设置与调试菜单进行一些参数设置或校准操作； 6. 使用完毕后，关闭检测站的电源开关，并妥善保管。 检测并记录空气质量 02知识回顾 03活动实施 04题目设计 01活动引入 任务四 微型空气质量“检测站”的使用 根据检测结果，对空气质量进行分析和评价 02知识回顾 03活动实施 04题目设计 01活动引入 1．微型空气质量检测系统用于实时、准确检测室外空气污染物，下列物质属于其检测范围内的有害气体的是 A．二氧化碳 B．氮气 C．PM2.5 D．一氧化碳 02知识回顾 03活动实施 04题目设计 01活动引入 【答案】D 2．微型空气质量“检测站”的组装和使用，可以提高同学们保护环境的意识。下列相关说法正确的是 A．二氧化硫是有没有气味的气体污染物 B．PM2.5的含量越高，空气质量越好 C．积极植树造林有助于提升空气质量 D．燃料燃烧会产生二氧化碳是空气污染物 【答案】C 02知识回顾 03活动实施 04题目设计 01活动引入 3．某实践活动小组在老师带领下，对空气质量检测等开展了一系列项目式学习活动。 活动一：了解空气质量指数所表示的含义 【思考分析】 (1)下图是该小组所在地区某日的空气质量情况，其空气质量状况为______填“优”“良”或“轻度污染”） 活动二：认识微型空气质量“检测站” 【查询网络】微型空气质量检测系统可实时、准确地检测室外空气污染物、其结构如下图所示。 (2)除显示器显示的内容外，还需要检测的空气污染物有______（写一种）。 【答案】(1)轻度污染 (2)二氧化硫 02知识回顾 03活动实施 04题目设计 01活动引入 【答案】(1)①③④ (2)BD (3)甲 4.防治空气污染、改善生态环境已成为全民共识。 (1)目前计入空气污染指数的项目中除了可吸入颗粒物、臭氧外，还包括下列的      （填序号）。 ①一氧化碳    ②二氧化碳    ③二氧化硫    ④二氧化氮 (2)PM2.5是指大气中直径小于或等于2.5微米的颗粒物，主要来自化石燃料的燃烧和飘尘。下列措施能减少PM2.5污染的是______（填字母）。 A．焚烧秸秆 B．用太阳能发电 C．大量烧煤取暖 D．植树造林 (3)根据表中内容，当日空气质量最好的城市是      （填城市名称）。 城市 首要污染物 空气污染指数 空气质量级别 甲 无 34 Ⅰ 乙 二氧化硫 97 Ⅱ 丙 可吸入颗粒物 119 Ⅲ 02知识回顾 03活动实施 04题目设计 01活动引入 Have a rest Multimedia Cloud Transcode (cloud.baidu.com) Lavf58.20.100 $$