第2章跨学科实践活动1 制作简易供氧器（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“制作简易供氧器（第一课时）”展开，聚焦氧气制取原理、性质及简易供氧器制作。承接实验室制氧知识，为后续优化供氧器奠基，融合化学与物理知识。通过回顾旧知、小组讨论、动手制作等环节，培养学生化学观念、科学思维、探究实践、科学态度与责任等核心素养。 本设计创新点在于跨学科实践，采用讨论法、实验法等特色教法。学生层面提升实践与创新能力，教师层面提供清晰授课路径，课堂效果上突破重难点，增强互动性，凸显化学学科价值。

跨学科实践活动1 制作简易供氧器（第一课时） 教学目标 化学观念：通过学习氧气的制取原理和性质，让学生认识到化学物质及其变化在生活实际中的重要应用，形成化学服务于生活的观念，理解化学反应中物质转化与能量变化的观念。 科学思维：培养学生在分析简易供氧器制作原理和过程中，运用比较、归纳、概括等方法对获取的信息进行加工的能力，发展逻辑思维；鼓励学生在设计和改进供氧器时，大胆质疑、创新，培养创新思维。 探究实践：让学生经历从设计实验方案、选择实验器材、动手制作简易供氧器到检验成果的完整探究过程，提升学生的实验操作技能、问题解决能力以及团队协作能力，增强学生的实践意识和探究精神。 科学态度与责任：在实验操作过程中，培养学生严谨认真、实事求是的科学态度；通过了解供氧器在医疗等领域的重要性，增强学生对社会的责任感，体会化学学科对人类健康和社会发展的重要贡献。 重点难点 掌握实验室制取氧气的原理和方法，理解不同制取方法的优缺点，能够根据实际需求选择合适的制氧原理。 学会简易供氧器的设计思路和制作方法，包括器材的选择、装置的组装以及各部分的作用。 理解氧气的性质与简易供氧器工作原理之间的联系，能够运用氧气的性质解释供氧器的工作过程。 课前预习任务 同学们，为了更好地参与 “制作简易供氧器” 的课堂学习，请大家完成以下预习任务： 回顾实验室制取氧气的三种方法（加热高锰酸钾、加热氯酸钾和二氧化锰的混合物、分解过氧化氢溶液），梳理其反应原理、实验装置和操作步骤，记录在笔记本上。 查阅资料，了解生活中常见的供氧器有哪些类型，它们的工作原理是什么，尝试总结不同类型供氧器的优缺点。 思考在制作简易供氧器时，需要考虑哪些因素，如制氧原料的选择、装置的便携性、安全性等，并简单记录自己的想法。 教学内容 备注 教师：（上课铃响，走进教室）同学们好！ 学生：老师好！ 教师：请坐。在开始今天的课程之前，老师先给大家播放一段视频。（播放医院中病人使用供氧设备的视频）大家看，视频中的病人正在使用供氧设备，氧气对于维持生命有着至关重要的作用。在一些特殊情况下，比如病人呼吸困难、高原缺氧等，都需要额外的氧气供应。那大家想一想，我们能不能自己制作一个简易的供氧器呢？这就是我们今天要学习的跨学科实践活动 1—— 制作简易供氧器。在开始制作之前，我们先来回顾一下实验室制取氧气的相关知识。哪位同学能说一说实验室制取氧气的方法有哪些？（目光巡视全班） 学生 A：实验室制取氧气可以用加热高锰酸钾的方法，高锰酸钾受热分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气。 教师：非常好，请坐。还有其他方法吗？ 学生 B：还可以加热氯酸钾和二氧化锰的混合物，氯酸钾在二氧化锰的催化作用下受热分解生成氯化钾和氧气。另外，用过氧化氢溶液分解也能制取氧气，过氧化氢在二氧化锰的催化下分解生成水和氧气。 教师：回答得很全面。那大家还记得这几种方法所用到的实验装置吗？我们一起来看一下大屏幕。（展示三种制取氧气方法的实验装置图）这是加热高锰酸钾制取氧气的装置，需要用到酒精灯、试管、铁架台、导管等仪器；这是加热氯酸钾和二氧化锰混合物的装置，和加热高锰酸钾的装置类似；而过氧化氢溶液分解制取氧气的装置相对简单，不需要加热，用到的仪器有锥形瓶、长颈漏斗、双孔橡皮塞、导管等。现在我们来分析一下这几种制取氧气方法的优缺点。从反应条件来看，加热高锰酸钾和加热氯酸钾都需要加热，操作相对复杂，而过氧化氢溶液分解不需要加热，操作更简便。从药品的角度考虑，高锰酸钾和氯酸钾都是固体，需要加热分解，过氧化氢是液体，且有二氧化锰作催化剂时反应速率适中。那如果我们要制作简易供氧器，从这几种方法中选择，哪种更合适呢？大家分组讨论一下。（学生分组讨论，教师巡视各小组，倾听学生的讨论并适时引导） 教师：好，讨论结束。哪个小组先来分享一下你们的讨论结果？ 小组 1 代表：我们小组觉得用过氧化氢溶液分解制取氧气的方法更合适。因为它不需要加热，这样在制作简易供氧器时就不需要酒精灯等加热装置，使装置更简单，而且反应速率可以通过控制过氧化氢溶液的滴加速度来调节。 教师：其他小组有不同意见吗？ 小组 2 代表：我们也同意用过氧化氢溶液分解的方法。另外，我们觉得过氧化氢溶液相对比较安全，不像加热高锰酸钾或氯酸钾可能会有一些危险。 教师：两个小组都分析得很有道理。确实，用过氧化氢溶液分解制取氧气的方法在制作简易供氧器时具有很多优势。那接下来，我们就以过氧化氢溶液分解为原理来设计简易供氧器。大家想一想，一个完整的简易供氧器应该包含哪些部分呢？ 学生 C：要有装过氧化氢溶液的容器。 学生 D：还需要有放催化剂二氧化锰的地方，并且要能让过氧化氢溶液和二氧化锰接触发生反应。 学生 E：得有一个装置能把产生的氧气收集起来，然后输送出去。 教师：大家说得都很对。我们可以把简易供氧器大致分为三个部分：反应容器，用来装过氧化氢溶液；催化剂放置区，放置二氧化锰；导气装置，用于收集和输送氧气。现在，老师给大家展示一些常见的实验器材（展示图片，包括塑料瓶、注射器、输液管、导管、橡胶塞等），大家思考一下，这些器材可以怎样组合来制作我们的简易供氧器呢？再次分组讨论，设计出你们小组的简易供氧器方案，并画出简单的示意图。（学生分组讨论，设计方案，教师巡视指导） 教师：好，时间到。我们请几个小组来展示一下你们的设计方案。（小组展示设计方案，用投影仪展示小组绘制的示意图，并由小组代表讲解设计思路） 小组 3 代表：我们用一个塑料瓶作为反应容器，在塑料瓶盖上打两个孔，一个孔插入注射器，用来添加过氧化氢溶液，另一个孔插入导管。在塑料瓶内放一些二氧化锰，当推动注射器时，过氧化氢溶液进入塑料瓶与二氧化锰接触，产生氧气，通过导管导出。 教师：这个设计很巧妙，利用注射器控制过氧化氢溶液的加入量，从而控制反应速率。其他小组有不同的设计吗？ 小组 4 代表：我们用两个塑料瓶，一个装过氧化氢溶液，一个装二氧化锰。两个塑料瓶用输液管连接起来，在装过氧化氢溶液的塑料瓶上插一根导管用来导出氧气。当需要制氧时，挤压装过氧化氢溶液的塑料瓶，使溶液通过输液管流入装二氧化锰的塑料瓶，发生反应产生氧气。 教师：这个设计也很有创意，通过挤压塑料瓶来控制反应的开始和停止。每个小组的设计都各有特点，接下来我们就根据自己小组的设计方案，动手制作简易供氧器。在制作过程中，要注意安全，小心使用器材，避免受伤。如果遇到问题，可以随时向老师请教。（学生开始动手制作，教师在教室里巡回指导，帮助学生解决遇到的问题） 教师：（观察到大部分小组已经完成制作）好，同学们，大部分小组都已经完成了简易供氧器的制作。现在我们来检验一下大家制作的供氧器是否能正常工作。我们可以用带火星的木条来检验氧气，将带火星的木条放在导气口，如果木条复燃，说明产生了氧气。每个小组开始检验吧。（学生进行检验操作） 教师：好，停下来。哪个小组来说一说你们的检验结果？ 小组 5 代表：我们小组制作的供氧器能产生氧气，带火星的木条放在导气口复燃了。 小组 6 代表：我们的也可以，但是木条复燃的现象不是很明显，可能是产生的氧气量不够多。 教师：对于小组 6 遇到的问题，大家思考一下可能是什么原因呢？小组之间可以交流讨论。（学生交流讨论） 小组 7 代表：我们觉得可能是过氧化氢溶液的浓度太低了，或者是二氧化锰的量不够。 教师：很有可能。那小组 6 的同学可以尝试调整一下过氧化氢溶液的浓度或者增加二氧化锰的量，再进行检验。通过刚才的制作和检验过程，大家对简易供氧器有了更深入的了解。现在我们来总结一下，在制作简易供氧器的过程中，我们运用了哪些化学知识和跨学科知识？ 学生 F：运用了过氧化氢溶液在二氧化锰催化下分解制取氧气的化学知识。 学生 G：在选择和组装器材的时候，用到了一些物理知识，比如利用导管和橡胶塞来连接装置，保证装置的气密性，这和物理中的压强知识有关。 教师：非常好。制作简易供氧器是一个跨学科的实践活动，融合了化学、物理等多学科知识。通过这个活动，大家不仅掌握了氧气的制取方法，还提高了自己的动手能力和解决实际问题的能力。在课后，大家可以进一步优化自己制作的简易供氧器，思考如何提高它的制氧效率和稳定性。 选择题：实验室用过氧化氢溶液制取氧气时，加入二氧化锰的作用是（ ） A. 增加氧气的产量 B. 使过氧化氢溶液在常温下迅速分解放出氧气 C. 提高氧气的纯度 D. 作为反应物参与反应 答案：B 解析：二氧化锰在过氧化氢溶液分解制取氧气的反应中起催化作用，能使过氧化氢溶液在常温下迅速分解放出氧气，它本身的质量和化学性质在反应前后不变，不会增加氧气的产量，也不是反应物，对氧气的纯度也没有影响，所以选 B。 选择题：在制作简易供氧器时，选择过氧化氢溶液作为制氧原料，其优点不包括（ ） A. 不需要加热 B. 反应速率可以控制 C. 过氧化氢溶液无毒无害 D. 制取的氧气更纯净 答案：D 解析：用过氧化氢溶液制取氧气不需要加热，操作简便；可以通过控制过氧化氢溶液的滴加速度来控制反应速率；过氧化氢溶液相对比较安全无毒。但用过氧化氢溶液制取的氧气中可能会混有水蒸气等杂质，不一定更纯净，所以选 D。 简答题：简述简易供氧器中导气装置的作用。 答案：导气装置的作用是将反应产生的氧气收集起来，并将氧气输送到需要的地方，保证氧气能够顺利地被使用。 解析：简易供氧器中的导气装置是连接反应容器和使用端的重要部分，其主要功能就是实现氧气的收集和传输，让产生的氧气能够发挥作用。 选择题：以下哪种器材不适合用于制作简易供氧器的反应容器（ ） A. 塑料瓶 B. 锥形瓶 C. 量筒 D. 广口瓶 答案：C 解析：塑料瓶、锥形瓶、广口瓶都可以用来盛装过氧化氢溶液和二氧化锰进行反应，且容易进行密封和连接导气装置。而量筒是用于量取一定体积液体的仪器，其设计不适合作为反应容器，不能承受化学反应可能带来的压力变化等情况，所以选 C。 ( 第 1 页 共 1 页 ) 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 学科网（北京）股份有限公司 $$