第2章跨学科实践活动2 自制净水器（第一课时）教学设计--2025-2026学年九年级化学沪教版（2024）上册

本文围绕“自制净水器”展开，聚焦水净化原理及自制方法。承接水相关知识，为深入理解水资源净化奠基，呼应化学与生活联系主题。通过实验探究、方案设计等环节，渗透科学探究与实践、科学思维等核心素养。 该设计创新点在于以实践活动为载体，采用小组合作、问题引导等教法。学生层面提升实践与思维能力，教师层面提供清晰授课路径，课堂效果上有效突破教学难点，强化学生对知识的理解与运用。

九年级化学上册同步备课系列（人教版2024） 第 2 章 空气与水资源 跨学科实践活动2 自制净水器（第一课时）（教学设计） 姓名：___________ 班级：__________ 时间：__________ 【学习目标】 通过自制净水器的实践操作，培养学生动手实验、观察现象、收集数据并分析解决问题的能力，提升其科学探究技能和实践动手水平。 引导学生依据水净化的原理和不同材料特性，推理在净水器中各材料的作用，构建简单的水净化模型，加深对知识的理解和运用。 让学生在活动中养成严谨认真、实事求是的科学态度，意识到水资源保护的重要性，增强节约用水、合理利用水资源的社会责任感。 使学生认识到科学技术在解决水资源净化问题中的重要作用，了解化学知识与社会生活、环境保护的紧密联系，提升对科学技术价值的认识。 【重难点】 教学重点 深入理解水净化的常见方法，如沉淀、过滤、吸附等的原理。 清晰认识自制净水器中各材料，如小卵石、石英砂、活性炭、纱布、蓬松棉等所起的作用。 熟练掌握制作简易净水器的具体方法和规范步骤。 教学难点 依据不同水质状况和净化需求，科学合理地选择合适的材料并设计出高效的净水器结构，以实现较好的净化效果。 在制作过程中，保障净水器各部件连接紧密，具备良好的密封性，避免漏水影响净化，同时确保整体结构稳定。 【课前预习——你相当可以】 同学们，为了能在课堂上更好地参与自制净水器的实践活动，请大家提前完成以下预习任务： 回顾之前学过的关于水的知识，思考水中可能含有的杂质类型有哪些。 查阅资料，了解常见的水净化方法，如沉淀、过滤、吸附，简单记录其原理。 在家中寻找一些可能用于制作净水器的材料，如塑料瓶、纱布、小石子等，想想它们可能在净水器中起到什么作用。 【新课教学】 课程导入 教师活动：教师拿着一杯浑浊且带有异味的水走进教室，展示给学生看。提问：“同学们，看老师手中这杯水，你们觉得它能直接饮用吗？为什么不能呢？” 引导学生观察水的外观，思考水中杂质问题。随后，展示一些因饮用不洁水导致健康问题的图片，以及水资源污染现状的数据资料，引发学生对水净化的关注和兴趣。接着说：“在生活中，干净的水对我们至关重要。那如果在一些没有现成干净水源，又没有专业净水设备的情况下，比如野外探险时，我们怎样才能获得可以饮用的水呢？今天，我们就一起来学习自制净水器，自己动手净化水。” 学生活动：学生认真观察教师展示的水，积极回答不能直接饮用，原因是水看起来浑浊还有异味，可能含有细菌、杂质等。观看图片和资料时，对水资源污染和不洁水危害表现出惊讶和担忧，带着好奇和期待进入新课学习。 知识讲解 教师活动：运用多媒体展示水净化过程的动画，详细讲解水净化的常见方法及原理。“同学们，首先是沉淀，水中较大颗粒的杂质，像泥沙等，在重力作用下会慢慢沉降到水底，这就是沉淀的过程。接着是过滤，它就像一个筛子，能把水中不溶性的固体杂质拦截下来，比如我们用滤纸过滤泥水，泥水里面的泥沙就留在了滤纸上，水透过滤纸流了下去。还有吸附，活性炭就具有很强的吸附性，它有着疏松多孔的结构，就像无数个小嘴巴，能把水中的色素和异味等吸附掉。” 同时，在黑板上画出简单的示意图，标注沉淀、过滤、吸附的过程和作用。随后，拿出小卵石、石英砂、活性炭、纱布、蓬松棉等实物，介绍它们的特性和在净化水中的作用。“小卵石和石英砂可以过滤掉水中较大颗粒的杂质，活性炭吸附色素和异味，纱布用于隔开不同材料，防止它们混合，蓬松棉可以进一步过滤微小杂质，还能起到固定材料的作用。” 学生活动：学生认真观看动画和教师展示的实物，倾听讲解，结合黑板上的示意图，理解水净化方法和材料作用。部分学生提出问题，如 “为什么活性炭有吸附性？”“沉淀需要多长时间？” 教师一一解答。 设计方案 教师活动：将学生分成若干小组，每组 4 - 5 人。发放实验设计表格，要求学生小组讨论自制净水器的设计方案，包括材料选择、各层材料放置顺序、水流方向、整体结构设计等，并画出简单的设计草图，标注各部分作用。教师巡视各小组，参与讨论，适时给予引导和建议，如 “大家想想，如果先放活性炭，再放石英砂，会有什么问题？”“水流速度太快或太慢对净化效果有影响吗？怎样控制水流速度？” 学生活动：小组内成员热烈讨论，各抒己见，有的学生提出用塑料瓶作为净水器外壳，有的建议在底部先铺一层纱布防止材料漏出。在讨论材料顺序时，经过分析认为应该先放小卵石过滤大颗粒杂质，再放石英砂进一步过滤较小颗粒，然后放活性炭吸附，最后用蓬松棉过滤微小杂质和固定。绘制设计草图，在图上详细标注各部分材料和作用。每组推选一名代表，准备汇报设计方案。 制作净水器 教师活动：教师再次强调制作过程中的安全注意事项，如使用剪刀时不要伤到手指等。然后，为每个小组发放制作净水器所需的材料和工具，如塑料瓶、剪刀、纱布、橡皮筋、小卵石、石英砂、活性炭、蓬松棉、烧杯等。教师在讲台上进行简单的制作示范，一边操作一边说：“我们先把塑料瓶剪成两部分，带有瓶盖的上半部分倒置过来。在瓶盖上用剪刀扎一些小孔，这就是我们净水器的进水口。然后在瓶口处用纱布铺一层，接着放入蓬松棉，再依次加入活性炭、石英砂、小卵石，每放一层都要用纱布隔开，最后把下半部分塑料瓶套在装有材料的上半部分下面，用橡皮筋固定好，这样一个简易净水器就初步成型了。” 示范结束后，鼓励学生按照自己小组设计的方案和教师的示范开始制作，在学生制作过程中，教师持续巡视，及时纠正学生的错误操作，帮助解决遇到的问题，如材料放置不平整、纱布固定不牢等。 学生活动：学生认真观看教师示范，领取材料和工具后，小组分工合作开始制作。有的学生负责裁剪纱布，有的小心地倒入不同材料，有的用橡皮筋固定部件。制作过程中遇到问题，如活性炭倒入时撒出，小组共同想办法解决。在教师的指导下，逐步完成自制净水器的制作。 实验探究 教师活动：教师为每个小组提供一杯浑浊的水样，可能含有泥沙、色素、异味等杂质，要求学生将自制的净水器固定在铁架台上，然后将浑浊水样缓慢倒入净水器中，观察净化过程中水流的变化以及净化后水的颜色、透明度、气味等，并与原水样进行对比。提醒学生做好实验记录，记录净化前后水的特征以及净化所需时间等。教师巡视各小组实验情况，引导学生思考：“如果净化后的水还有异味，可能是哪个环节出了问题？”“为什么有的小组净化后的水更清澈，而有的小组效果不太好？” 学生活动：学生按照要求进行实验，仔细观察实验现象，记录相关数据。发现净化后的水颜色变浅，异味减轻，浑浊度降低。小组内讨论实验结果，分析净化效果不同的原因，如可能是活性炭用量不足，或者材料放置顺序不合理，导致大颗粒杂质先被活性炭吸附，影响了活性炭对色素和异味的吸附效果。有的小组提出改进想法，如增加活性炭的量，重新调整材料顺序等。 交流总结 教师活动：邀请几个小组代表上台展示他们制作的净水器和净化后的水样，分享设计思路、制作过程中的经验教训以及对实验结果的分析。其他小组同学可以提问和发表自己的看法。教师对各小组的表现进行总结评价，肯定学生们的努力和创新点，同时指出存在的问题和不足，再次强调水净化的重要性和科学探究的方法，鼓励学生在课后继续改进自己的净水器。 学生活动：小组代表上台展示和分享，其他小组认真倾听，提出疑问和建议。通过交流，学生们相互学习，拓展思路，对自制净水器有了更深入的理解。 【随堂检测】 选择题：自制净水器中，能吸附水中色素和异味的材料是（ ） A. 小卵石 B. 石英砂 C. 活性炭 D. 蓬松棉 答案：C 解析：活性炭具有疏松多孔的结构，这种特殊结构使其具有吸附性，能吸附水中的色素和异味。小卵石和石英砂主要起过滤较大颗粒杂质的作用，蓬松棉主要用于过滤微小杂质和固定材料，所以选 C。 填空题：过滤操作中，玻璃棒的作用是______。在自制净水器中，从下往上材料放置顺序一般是蓬松棉、______、石英砂、小卵石。 答案：引流；活性炭 解析：过滤时，玻璃棒引流可防止液体洒出。自制净水器中，按照过滤杂质由大到小的顺序，在蓬松棉之上应先放活性炭吸附色素和异味，再放石英砂、小卵石进一步过滤不同粒径的杂质。 选择题：下列关于自制净水器的说法错误的是（ ） A. 制作时各层材料之间要用纱布隔开 B. 净水器的外壳可以用塑料瓶制作 C. 为了加快净化速度，材料放置顺序可以随意 D. 活性炭应放置在石英砂之后 答案：C 解析：各层材料用纱布隔开可防止材料混合，保证过滤效果，A 正确；塑料瓶可作为净水器外壳，方便易得，B 正确；材料放置顺序不能随意，应遵循从大颗粒杂质过滤到小颗粒杂质、再到吸附色素异味的顺序，否则影响净化效果，C 错误；先由石英砂过滤较小颗粒杂质后，再用活性炭吸附，能更好发挥活性炭作用，D 正确。 简答题：请简述自制净水器的工作原理。 答案：自制净水器工作时，首先通过小卵石和石英砂过滤掉水中较大颗粒的不溶性杂质，然后利用活性炭疏松多孔的结构吸附水中的色素和异味，最后蓬松棉进一步过滤微小杂质，从而使水得到净化。水从净水器的进水口进入，经过各层材料的净化处理后，从出水口流出相对干净的水。 解析：根据水净化的沉淀、过滤、吸附原理，结合自制净水器中各材料的作用进行阐述。小卵石和石英砂对应过滤较大颗粒杂质，活性炭是吸附，蓬松棉是进一步过滤微小杂质，描述水流经过各部分的过程。 选择题：在自制净水器净化水的实验中，若净化后的水仍浑浊，可能的原因是（ ） A. 活性炭用量过多 B. 过滤时滤纸破损 C. 蓬松棉放置过多 D. 水样中杂质太少 答案：B 解析：活性炭用量过多不会导致净化后的水浑浊，A 错误；滤纸破损会使部分未经过滤的水直接流出，导致净化后的水仍浑浊，B 正确；蓬松棉放置过多一般不会影响水的浑浊度，C 错误；水样中杂质少会使净化更容易，而不是导致净化后水浑浊，D 错误。 2 / 2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$