跨学科实践活动1 微型空气质量“检测站”的组装与使用第一课时教学设计-2025-2026学年九年级化学人教版（2024）上册

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（第一课时） 教学设计 教学目标 学生能够清晰阐述空气污染物的主要类型，如二氧化硫、一氧化碳、二氧化氮、可吸入颗粒物（PM10）、细颗粒物（PM2.5）和臭氧等，并说明其对人体健康及环境的危害。 深入理解微型空气质量检测站各组成部分（传感器、数据采集器、计算机等）的功能和工作原理，熟练掌握其组装方法。 能够正确操作微型空气质量检测站，准确获取并记录空气质量相关数据。 教学重难点 （一）教学重点 全面掌握微型空气质量检测站的组装流程和操作要点。 深入理解空气污染物的检测原理，能够依据检测数据对空气质量进行初步分析。 （二）教学难点 透彻理解空气污染物的化学性质以及相应的检测方法，实现理论知识与实践操作的有机融合。 能够运用跨学科知识，综合分析影响空气质量的多种因素，并提出合理的改善建议。 任务群 （一）课前任务（提前一周布置） 学生自主查阅资料，了解本地常见的空气污染物及其来源，以及空气质量检测的主要指标和方法，形成简单的资料文档。 以小组为单位（每组 4 - 5 人），推选组长，明确组内分工，如资料整理员、实验操作员、记录员等。 （二）课堂任务 知识讲解（10 分钟） 教师结合图片、视频等多媒体资源，详细介绍空气污染物的种类、危害，以及空气质量检测的重要意义。 利用 PPT 展示微型空气质量检测站的结构示意图，讲解各部件的功能和工作原理。 组装实践（20 分钟） 教师分发组装材料和工具，演示组装的关键步骤和注意事项。 学生小组合作，按照组装方案进行操作，教师巡回指导，及时解决学生遇到的问题。 数据检测（10 分钟） 指导学生开启检测站，进行简单校准后，在教室及周边区域进行空气质量检测，记录相关数据。 引导学生观察数据变化，思考影响因素。 （三）课后任务 各小组整理检测数据，分析校园内不同区域空气质量的差异及原因，撰写检测报告。 查阅资料，了解改善空气质量的措施，为下节课讨论做准备。 课时安排 2课时。 教学过程 新课导入 （一）课程导入（5 分钟） 教师：同学们，在上课之前，老师先给大家播放一段视频。（播放一段关于雾霾天气中城市景象的视频，街道上行人戴着口罩，车辆缓慢行驶，天空灰暗）大家从视频中看到了什么？有什么样的感受？ 学生 1：我看到雾霾很大，感觉空气很不好，出行都不方便。 学生 2：天空都是灰蒙蒙的，对人的身体健康肯定有危害。 教师：非常好，大家观察得很仔细。这种雾霾天气其实就是空气质量恶化的一种表现。空气质量与我们的生活息息相关，那大家知道如何了解我们身边的空气质量状况吗？ 学生 3：可以看天气预报里的空气质量指数。 教师：对，这是一种常见的方式。但今天，我们要自己动手，组装一个微型空气质量 “检测站”，来亲自检测我们周围的空气质量。（展示微型空气质量检测站的图片）大家看，这就是我们今天要组装的设备，它虽然小，但是功能可不少哦，接下来就让我们一起走进今天的学习。 探究新知 （二）知识讲解（10 分钟） 教师：首先，我们来了解一下空气污染物。大家在课前已经查阅了资料，哪位同学先来分享一下你所知道的空气污染物有哪些？ 学生 4：有二氧化硫，好像是一些工厂排放的。 学生 5：还有 PM2.5，对人体危害很大，能进入人体肺部。 教师：非常棒，大家总结得很到位。（利用 PPT 展示空气污染物的种类、来源及危害的详细表格）除了刚才同学们提到的，还有一氧化碳、二氧化氮、可吸入颗粒物（PM10）和臭氧等。这些污染物来源广泛，像工业废气排放、汽车尾气、燃烧秸秆等。它们不仅影响我们的呼吸系统，长期接触还可能引发各种疾病。那我们为什么要检测空气质量呢？ 学生 6：检测了才能知道空气好不好，要是不好就可以想办法改善。 教师：没错，通过检测空气质量，我们能及时掌握空气状况，为环境保护提供依据。接下来，我们看看如何检测空气质量。（展示微型空气质量检测站的结构分解图）这个微型空气质量检测站主要由传感器、数据采集器和计算机组成。传感器就像我们的小卫士，能够检测空气中不同污染物的浓度，比如二氧化硫传感器可以检测二氧化硫的含量。数据采集器负责收集传感器传来的数据，最后传输到计算机上进行分析和显示。大家明白了吗？ 学生们：明白了！ （三）组装实践（20 分钟） 教师：现在，我们进入关键环节 —— 组装微型空气质量检测站。老师已经把组装材料和工具分发给各小组了。在组装之前，老师先给大家演示一下关键步骤。（教师在讲台上进行组装演示，边操作边讲解）首先，我们找到二氧化硫传感器，将它小心地插入数据采集器对应的接口，注意要插紧，确保连接良好。然后，再连接 PM2.5 传感器…… 大家在组装过程中一定要仔细阅读说明书，按照步骤来，有问题随时举手问老师。现在开始组装吧！ （学生们分组开始组装，教师在教室里巡回指导） 小组 1：老师，我们这个传感器插不进去，是不是插错了？ 教师：我看看，你们拿的这个传感器和接口型号是匹配的，可能是稍微有点紧，大家一起用力试试，注意不要损坏传感器。 小组 2：老师，我们已经把传感器都连接好了，接下来连接数据采集器和计算机的线，是这根吗？ 教师：对，就是那根数据线，连接的时候要注意接口的方向，不要强行插入。 （在教师的指导下，各小组逐步完成了检测站的组装） （四）数据检测（10 分钟） 教师：恭喜大家都成功组装好了微型空气质量检测站！现在，我们要让它发挥作用，开始检测空气质量。首先，我们要对检测站进行简单校准。（教师演示校准步骤）校准完成后，大家拿着检测站，在教室和教室周边选几个地方进行检测，记录下不同地方的检测数据，包括污染物浓度、温度、湿度等。开始行动吧！ （学生们分组拿着检测站去不同区域检测，记录员认真记录数据） 小组 3：老师，我们在教室外面检测到的 PM2.5 浓度比教室里高一些，这是为什么呢？ 教师：大家可以思考一下，教室外面和里面有什么不同？是不是外面车辆经过多，灰尘也更多呀？这就是影响空气质量的因素之一。 小组 4：我们发现温度对检测数据好像也有影响，温度高的时候，有些污染物浓度数值会变化。 教师：你观察得很仔细，温度确实会对一些污染物的活性和分布产生影响。 课堂小结 （五）课堂总结（5 分钟） 教师：好啦，同学们，今天的课接近尾声了。我们一起学习了空气污染物的知识，亲手组装了微型空气质量检测站，还进行了简单的空气质量检测。哪位同学来说说今天的收获？ 学生 7：我知道了很多空气污染物，也学会了怎么组装检测站，感觉很有成就感。 学生 8：我明白了空气质量检测很重要，以后要多关注环境问题。 教师：大家说得都很好。通过今天的学习，我们不仅掌握了知识和技能，更重要的是增强了环保意识。课后，各小组要整理好检测数据，分析原因，下节课我们一起分享交流。希望大家在今后的生活中，也能时刻关注空气质量，为保护环境贡献自己的一份力量。今天的课就到这里，下课！ 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 $$