跨学科实践活动 微型空气质量“检测站”的组装与使用（教学课件）化学沪科版五四学制2024八年级全一册

该初中化学课件围绕空气质量指数、空气污染物及其危害、微型空气质量“检测站”的组装与使用展开，通过蓝天白云与雾霾对比图片及呼吸相关问题导入，构建从理论认知到实践操作的学习支架。 其亮点在于以跨学科实践活动为载体，通过组装检测站、实地多地点检测及数据分析，落实科学探究与实践素养，培养科学态度与责任。采用项目式学习，结合典型范例与技能实战题总结，助力学生提升探究能力与环保意识，为教师提供优质实践教学资源。

主题1 化学的魅力 专题2 体验化学实验探究 跨学科实践活动 微型空气质量“检测站”的组装与使用 八年级化学 全一册·沪科版2024 学习内容导览 设计和组装微型空气质量“检测站” 2 研究空气质量指数 1 2 明·学习目标 1.了解造成空气污染的主要污染物及其对人体健康和农作物生长的危害。 2.认识空气质量检测的意义，知道我国防治空气污染的措施。 3.了解空气质量监测站的仪器、监测数据、数据处理方法以及气象条件对空气质量的影响。 4.掌握微型空气质量“检测站”的内部结构、组装步骤和使用方法。 3 引·新课导入 蓝天白云下城市 雾霾下同一城市 4 引·新课导入 我们每分钟大约呼吸多少次？我们每天吸入多少空气？ （约16-20次）；（约10,000升） 空气质量不仅是评估大气环境质量的重要标准，更是关乎人类健康生活和社会可持续发展的关键因素... 我们身边的空气到底怎么样？它干净吗？我们如何才能知道？ 5 研究空气质量指数 01 一、研究空气质量指数 探·知识奥秘 活动1：了解空气质量指数的含义 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。 空气质量日报的主要内容包括“空气质量”“首要污染物”“空气质量状况”等。空气质量指数(简称AQI)是定量描述空气质量状况的指数。空气质量分级，标准如下表。 7 一、研究空气质量指数 探·知识奥秘 活动1：了解空气质量指数的含义 空气质量指数(air quality index，简称AQI)是定量描述空气质量状况的指数，分为六级，对应空气质量的六个级别，其数值越大，说明空气污染状况越严重。 空气质量 指数 0~50 51~100 101~150 151~200 201~300 ＞300 空气质量 级别 一级 二级 三级 四级 五级 六级 空气质量 状况 及表示颜色 优 良 轻度污染 中度污染 重度污染 严重污染 绿色 黄色 橙色 红色 紫色 褐红色 8 一、研究空气质量指数 探·知识奥秘 活动1：了解空气质量指数的含义 　　某日环保部门的工作人员利用微型空气质量监测仪测量本市的空气质量，并记录数据如表所示(1 mg＝1 000 μg)，请分析表格并回答： AQ I PM2.5 mg/m3 PM10 μg/m3 一氧化碳 mg/m3 二氧化氮 μg/m3 二氧化硫 μg/m3 臭氧 μg/m3 159 167 71 8 8 1 20 (1)该日空气质量指数为 ，空气质量级别属于 级；AQI指数越大，空气质量越 (填“好”或“差”)。 (2)该日空气污染物中含量最多的是 ⁠。 159　 四　 差 PM2.5　 9 一、研究空气质量指数 探·知识奥秘 活动2：空气污染物及其产生的原因与危害 你知道造成空气污染的主要污染物有哪些吗？ 空气污染物 固体 气体 二氧化氮（NO2） 一氧化碳（CO) 臭氧（O3） 可吸入颗粒物(PM10） 细颗粒物（PM2.5) 二氧化硫（SO2) 10 一、研究空气质量指数 探·知识奥秘 活动2：空气污染物及其产生的原因与危害 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 空气污染对人体健康和农作物生长的影响？ ①对人体健康的影响：空气污染会引起人体呼吸道疾病与生理机能障碍，严重时甚至会造成急性污染中毒或使病状恶化。 ②对农作物生长的影响:当空气污染物浓度超过植物的耐受限度时，会造成植物细胞或组织器官受损，生理功能受阻，甚至造成植物个体死亡，导致农作物产量下降或品质变差。 11 一、研究空气质量指数 探·知识奥秘 活动2：空气污染物及其产生的原因与危害 污染气体 SO2 NO2 CO PM10 O3 危害 损伤呼吸道 急性中毒 危害呼吸道、肺部等,引发器官病变 损伤细胞、人体组织，引发癌变 常见污染性气体及危害 12 一、研究空气质量指数 探·知识奥秘 活动3：了解监测方法 1.了解空气质量检测站 （1）监测站安装的仪器：空气质量监测仪，气象数据采集器，各类传感器 （2）监测站监测的数据：空气污染物的浓度、气象环境温度湿度、大气压力、风速风向、雨量雪量等。 （3）数据的处理：传感器将检测结果转化成电信号，再通过无线网络上传至云端，实现环境数据的自动存储和在线分析监测，用户通过管理平台或 APP 获取区域内相关监测数据，实现实时监测、精准分析。 13 一、研究空气质量指数 探·知识奥秘 活动3：了解监测方法 2.参观与访谈 国家环境空气自动监测站 某空气质量检测系统仪器设备 14 一、研究空气质量指数 探·知识奥秘 活动3：了解监测方法 检测站中安装的仪器有哪些？ 空气质量检测仪 气象数据采集器 各类传感器 监测站都监测哪些数据？ 1.颗粒物浓度：如 PM2.5和 PM10； 2.气态污染物浓度：包括二氧化硫(SO2)、二氧化氮(NO2)、一氧化碳(CO)、臭氧(O3)； 3.气象参数：如风速、风向、温度、湿度、气压等 15 一、研究空气质量指数 探·知识奥秘 活动3：了解监测方法 相关数据是如何进行处理的？ 数据采集与传输 数据审核与筛选 数据校准与修正 生成报告 趋势分析 数据分析与统计 剔除明显异常或错误的数据 分析污染物浓度随时间的变化趋势， 以了解空气质量的动态变化 16 一、研究空气质量指数 探·知识奥秘 活动3：了解监测方法 K-EP60大气环境监测站即微型空气质量在线监测系统，集成多类环境检测传感器，实现实时监测气象参数(温度、湿度、大气压、风速、风向)与空气八因子(PM2.5、PM10、CO、NOx、SO2、O3、VOC、可定制气体)指数。本监测站使用太阳能电池供电，并使用锂电池进行能源储备，保证数据采集全天候进行。大气环境监测站采集到现场数据通过无线3G/4G或有线网络将监测数据传输至监测平台，多台监测站分布于某片区域，组成一个有效的监测网络，并把数据通过监控平台展现给管理方，方便管理方制定环保决策。 17 一、研究空气质量指数 探·知识奥秘 活动3：了解监测方法 18 设计和组装微型空气质量“检测站” 02 二、设计和组装微型空气质量“检测站” 探·知识奥秘 活动1：“检测站”的构想 借鉴监测站检测空气质量的思路，可以使用传感器组装简易装置对空气中的主要污染物进行检测。请结合本地空气污染的特征，选择你所需要的传感器（如SO2传感器、PM2.5传感器等） 20 二、设计和组装微型空气质量“检测站” 探·知识奥秘 活动1：“检测站”的构想 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 21 二、设计和组装微型空气质量“检测站” 探·知识奥秘 活动2：组装“检测站” 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。 传感器 数据采集器 22 二、设计和组装微型空气质量“检测站” 探·知识奥秘 活动3：检测 1.选择不同地点，检测并记录空气质量。 【提出问题】: 不同位置空气质量是否有差异？ 【制订计划】: 选取不同位置进行空气检测 ①公园 ②工厂附近 【检测报告】： 确定检测指标（至少选择2种） 二氧化硫、一氧化碳、二氧化氮、PM10、PM2.5、臭氧 23 二、设计和组装微型空气质量“检测站” 探·知识奥秘 活动3：检测 1. 组装好“检测站”后，选择不同地点，检测并记录相关数据。 日期 监测点名称 监测项目 监测数值 2. 根据检测结果，对空气质量进行分析和评价。 24 二、设计和组装微型空气质量“检测站” 探·知识奥秘 活动3：检测 根据检测结果，对空气质量进行分析和评价。（建议绘制图表） 【数据分析】： 25 二、设计和组装微型空气质量“检测站” 探·知识奥秘 活动4：展示与交流 1 展示自己组装的微型空气质量“检测站”，与同学交流组装方法、使用说明及检测结果等，并相互评价。 2 在组装的“检测站”中，你使用什么设备来处理和显示检测数据？与同学交流使用不同设备的利弊。 26 【典例】校园微型空气质量“检测站”的组装和使用，可以提高同学们保护环境的意识。下列相关说法错误的是（ ） A．二氧化碳含量增多会引起酸雨 B．PM2.5的含量越高，空气质量越差 C．积极植树造林有助于提升空气质量 D．加强空气质量监测有利于调控工业布局、减少环境污染 A 析·典型范例 27 【变式】某跨学科实践活动小组组装了微型空气质量“检测站”，得到当日学校附近空气的质量报告，如图。下列说法正确的是（ ） A．当日首要污染物为PM10 B．本小组缺少对CO2这一空气污染物的检测 C．以上物质中涉及3种氧化物 D．空气质量指数（AQI）越大， 空气质量状况越好 C 析·典型范例 28 理·核心要点 29 1．某实验小组利用组装好的微型空气质量“检测站”(如图所示)测定当地空气质量。下列不需要列入空气质量监测项目的是（ ） A．臭氧 B．二氧化碳 C．一氧化碳 D． B 练·技能实战 30 2．（2025·广东深圳·一模）活动小组在进行跨学科实践活动时，了解了微型空气质量“检测站”的检测结果如图，下列说法正确的是（ ） A．风速的大小对空气质量的变化无影响 B．PM2.5是指粒径为0.25毫米的细颗粒物 C．空气质量指数数值越大，空气质量越好 D．若检测到二氧化硫超标， 可能会导致酸雨 D 练·技能实战 31 3．广东某中学初三年级学生开展微型空气质量“检测站”的组装与使用的跨学科实践活动，如图是学生使用组装的微型空气质量“检测站”对当地空气进行检测的结果图，图中X可能是（ ） 2025年2月28日我省某市空气质量检测 A．氮气 B．氧气 C．二氧化氮 D．二氧化碳 C 练·技能实战 32 4．（24-25九年级上·陕西榆林·期中）某中学进行微型空气质量“检测站”的组装与使用活动。 活动一：了解城市空气质量 (1)图1为某城市9月8日的空气质量情况。 图中的“”代表 （填字母）。 a.氮气    b.氧气    c.二氧化碳    d.二氧化氮 d 练·技能实战 33 (2)空气质量报告中所列的空气质量指数（AQI）越 （填“大”或“小”），空气质量越好。 活动二：检测某小区地下车库中的有害气体 实验小组用微型空气质量“检测站”测得某小区地下车库中一氧化碳浓度如图2所示。 (3)一氧化碳浓度最大的时间段是 （填“t1-t2”、“t2-t3”或“t3-t4”）。 (4)一氧化碳浓度超标会中毒。若发现有人一氧化碳中毒时应该将患者移至空气流通的地方，并让患者及时吸氧， 这是因为氧气具有的性质是 。 小 练·技能实战 t1-t2 能供给呼吸 34 THANKS! 谢谢观看 八年级化学 全一册·沪科版2024 $$