第5节 设计海水淡化装置（表格式教学设计）物理北师大版2024八年级上册

第5节 设计海水淡化装置（教学设计） 年级 八年级 学科 物理 教师 课题 第5节 设计海水淡化装置 教学 目标 物理观念 (1)认识自然界的水循环，了解我国和当地的水资源状况。 (2)了解海水的主要成分，认识晒盐过程中的物态变化。 科学思维 结合所学知识，分析自然界的水循环过程中涉及的天气现象的成因及涉及的物态变化过程。 科学探究 结合自然界的水循环和海水晒盐的知识，思考获取淡水的原理和方法，设计并制作海水淡化装置并进行实验测试。 科学态度 与责任 (1)通过实践活动使学生获得结论，产生成就感，培养学生学习物理的兴趣和实事求是的科学态度。 (2)培养学生节约水资源的责任感和自觉行为。 教材 分析 本节是一节典型的跨学科实践课，体现了物理知识的综合应用与工程实践的结合。教材以全球水资源分布和淡水短缺的真实问题为情境，引导学生认识海水淡化的必要性。内容编排上遵循"认识水循环→了解晒盐原理→设计淡化装置"的逻辑主线，将物态变化（蒸发、液化、凝固等）的知识融入实际问题解决中。教材重点介绍了蒸馏法、冷冻法、反渗透法等淡化原理，并鼓励学生利用身边物品设计制作简易装置，注重培养学生系统思维、工程设计能力和创新意识，体现了物理课程的综合性与实践性特点。 学情分析 学生已经学完物态变化的全部内容，具备了蒸发、沸腾、液化、凝固等基础知识，但如何将这些知识综合应用解决实际问题仍是巨大挑战。八年级学生对动手制作、实验设计有浓厚兴趣，但缺乏系统工程思维，容易忽视装置的可行性、效率等实际问题。他们对水资源问题有所了解，但缺乏深刻认识。小组合作中可能出现分工不均、设计思路冲突等情况。教学中需要提供足够的支架（如方法提示、材料建议），引导学生将知识应用与工程设计相结合，培养其解决真实问题的能力和社会责任感。 教学重点 水循环和晒盐过程中物态变化的分析。 教学难点 设计并制作海水淡化装置。 教学 器材 多媒体、烧杯、食盐、水等。 教学过程 教师、学生活动 设计意图 导入新课 水是生命之源，它滋润了万物，哺育了生命。我们赖以生存的地球，其表面约有70%被水覆盖，而地球上的海水大约占总水量的97%。与我们生活关系最为密切的淡水，仅占地球总水量的2.5%左右，而淡水中又有约70%储藏在南极和北极的巨大冰川中。因此，人类能利用的淡水资源十分有限。 如果能从海水中获取淡水，就能有效解决淡水资源短缺的问题。那么，要实现海水淡化需要解决哪些问题呢？请尝试设计并制作海水淡化装置。 【任务分解】 1．认识自然界的水循环，了解我国和当地的水资源状况。 2．了解海水的主要成分，认识晒盐过程中的物态变化。 3．设计并制作海水淡化装置，进行实验测试。 创设真实情境，激发学习动机 明确任务驱动，培养工程思维 学习新课 一、认识自然界的水循环 本节课以学生自主阅读学习为主。 让学生阅读教材P31～32的相关内容，观察图1.5－1并思考： 自然界中的云、雨、雪、霜、雹、雾等是怎样形成的？自然界中的水是怎样循环的？ 这部分内容在初中地理课中已经接触过，教师简单讲解，学生便能接受。教师在讲解中，要进行一些环保方面的教育。让学生明白水循环过程中的物态变化。总结水的三态循环规律。 搭建知识桥梁，实现跨学科融合 总结出水的三态循环规律，将感性认识上升为理性认知的关键一步。 学习新课 二、了解海水的主要成分 请同学们阅读教材P32～P33相关部分的内容，并回答问题： (1)海水的主要成分是什么？ (2)我国古代沿海居民怎样制取食盐？制取食盐过程中有哪些物态变化？ 海水中，除了水外还含有大量的盐，其中大部分是氯化钠(食盐)。我国古代沿海居民就开始利用海水来制取食盐，通过把海水引入盐田，使水蒸发变成水蒸气从而获得食盐。那么我们能否利用类似的方式将海水中的食盐分离出来，从而得到可以饮用的淡水呢？ 引导学生认识到海水淡化的核心矛盾——即去除海水中的盐分。明确后续设计海水淡化装置的根本任务是“脱盐”。 ·学习新课 三、设计并制作海水淡化装置 要设计并制作海水淡化装置，首先需要思考采用什么原理和方法从海水中获得淡水。海水淡化的方法有很多，其中常用的方法有冷冻法、反渗透法和蒸馏法。蒸馏法就是先把海水加热，使海水产生水蒸气，再让水蒸气遇冷液化变成蒸馏水。如图就是利用太阳能蒸馏技术淡化海水的原理示意图。 请你利用身边能找到的工具，设计并制作一个海水淡化的装置，重点考虑以下问题： (1)怎样加快海水的汽化，从而获得大量的水蒸气？ (2)如何使从海水中汽化出来的水蒸气迅速液化？ (3)怎样将液化后获得的水收集起来，从而获得淡水？ 制作好海水淡化装置后，可以利用食盐水进行实验测试，并根据测试效果改进你的装置。将改进后的装置在同学中进行展示、分享、交流。 引导学生经历一个完整的、简易的工程设计流程：明确问题→提出方案→选择材料→制作模型→测试评估→改进优化。这超越了单纯的知识理解，着重培养学生将创意转化为实物、动手解决真实问题的实践能力与创新精神。 课 堂 练 习 课 堂 练 习 课 堂 练 习 课 堂 练 习 1．（2025·江苏徐州·一模）水是生命之源，其存在的方式与状态随环境和气候经常发生变化，且循环往复。以下关于水的物态变化及吸放热，解释正确的是（　　） A．阳光普照海洋，海水吸热升华形成水蒸气 B．小水滴遇到更寒冷的气流，凝华形成小冰晶，形成冰 C．冬天，水蒸气在寒冷的高空急剧降温凝固成小冰晶，形成雪花 D．水蒸气上升到高空，与冷空气接触，有的液化成小水滴或凝华成小冰晶，形成云 【答案】D 【难度】0.85 【知识点】自然界中的水循环 【详解】A．海水吸热形成水蒸气，是液态变成气态的过程，是汽化现象，故A错误； B．小水滴遇到更冷的气流，形成小冰晶，是液态变成固态的过程，是凝固现象，故B错误； C．冬天，水蒸气在寒冷的高空急剧降温形成小冰晶，是气态变成固态的过程，是凝华现象，故C错误； D．水蒸气与冷空气接触，水蒸气遇冷会液化成小水滴或者凝华成小冰晶，悬浮在高空形成云，符合实际情况，故D正确； 故选D。 2．下列有关水的说法正确的是（　　） A．水的储量很大，不需要节约用水 B．世界上没有几个缺水的国家 C．我国是一个水资源十分丰富的国家 D．地球上的淡水总量仅约占总水量的3%，许多国家都缺乏与人类生活密切相关的淡水资源，其中包括我国在内 【答案】D 【难度】0.85 【知识点】地球上的水资源、节约用水和水资源保护 【详解】地球上的淡水总量仅约占总水量的3%，而可利用的淡水资源不到总水量的1%，因此我们需要节约用水；许多国家都缺乏与人类生活密切相关的淡水资源，而我国是世界上严重缺水的国家之一，人均淡水资源量仅为世界平均水平的。 故选D。 3．（23-24九年级上·福建漳州·期中）关于水资源，下列说法正确的是（　　） A．华安县城自来水水源是地表水，与地下水相比较，水硬度相对偏高 B．地球上的淡水只占总水量的2.7%，而可供人类使用的淡水只有全部淡水的25% C．华安有九龙江北溪从北至南纵贯全境，不会出现水资源危机 D．因为地球上的水循环，所以水资源“取之不尽、用之不竭” 【答案】B 【难度】0.85 【知识点】地球上的水资源、节约用水和水资源保护 【详解】A．华安县城自来水水源是地下水，与地表水相比较，水硬度相对偏低，故A错误； B．地球上的淡水只占总水量的2.7%，其中近70%是固体冰川，目前被人类大量利用的淡水资源主要是河流水、淡水湖泊水，以及浅层地下水，可供人类使用的淡水只有全部淡水的25%，故B正确； C．华安淡水资源总量多，但如果不节约用水仍然会出现水资源危机，故C错误； D．水是一种有限的宝贵资源，必须保护水资源，水资源并不是“取之不尽用之不竭”，所以我们必须保护水资源，故D错误； 故选B。 4．（2021·湖南邵阳·中考真题）我国是严重缺水的国家，水资源人均占有量只有世界平均值的25%，是世界上人均水资源最贫乏的国家之一，所以保护水资源节约用水迫在眉睫，下列做法错误的是（　　） A．工业废水未经过处理直接排放到河水中 B．洗完菜的水用来冲厕所 C．使用节水器具 D．及时修理漏水龙头 【答案】A 【难度】0.85 【知识点】节约用水和水资源保护 【详解】A．工业废水要经过处理才能排放到河水中，故A错误，A符合题意 ； B．洗完菜的水可用来冲厕所，可节约水资源，故B正确，B不符合题意； C．使用节水器具可节约水资源，故C正确，C不符合题意；　 D．及时修理漏水龙头可防止浪费水资源，故D正确，D不符合题意。 故选A。 5．水资源危机及其影响 （1）自然界中的水循环 填写物态变化 ； ； ； （2）土地沙化、河水污染，使山清水秀的景象逐渐消失。孕育生命的江海正在被污染，昔日的小溪正在干涸，海洋污染日趋严重。饮用水源污染严重，大部分地下水都受到不同程度的污染。 【答案】 汽化 液化 凝华 熔化 【难度】0.85 【知识点】自然界中的水循环 【详解】物态变化是指物质在固、液、气三种状态之间的转化。常见的物态变化有熔化（固态变为液态，吸热）、凝固（液态变为固态，放热）、汽化（液态变为气态，吸热）、液化（气态变为液态，放热）、升华（固态直接变为气态，吸热）、凝华（气态直接变为固态，放热）。 [1]海水吸热变成水蒸气，是液态变为气态的过程，物态变化为汽化。 [2]水蒸气上升到高空遇冷变成小水滴，是气态变为液态的过程，物态变化为液化。 [3]水蒸气急剧降温变成小冰晶，是气态直接变为固态的过程，物态变化为凝华。 [4]小冰晶吸热变成水，是固态变为液态的过程，物态变化为熔化。 课 堂 小 结 板 书 设 计 第五节　设计海水淡化装置 一、认识自然界的水循环。 二、了解海水的主要成分。 三、设计并制作海水淡化装置。 作业 布置 1．（22-23八年级上·广东深圳·期末）水是生命之源，其存在的方式与状态随环境和气候经常发生变化，且循环往复。以下关于水的物态变化及吸放热，解释正确的是（　　） A．阳光普照海洋，海水吸热液化形成水蒸气 B．水蒸气上升到高空，与冷空气接触，液化形成小水滴 C．小水滴遇到更寒冷的气流，凝华形成小冰珠，最后可能形成冰雹降落地面 D．深圳市属于淡水资源非常丰富的城市 【答案】B 【难度】0.65 【知识点】熔化的概念及现象、汽化的概念和现象、液化的概念和现象、地球上的水资源 【详解】A．阳光普照海洋，海水吸热由液态变为气态，汽化形成水蒸气，故A错误； B．水蒸气上升到高空，与冷空气接触，遇冷由气态变为液态，液化形成小水滴，故B正确； C．小水滴遇到更寒冷的气流，由液态变为固态，凝固形成小冰珠，最后可能形成冰雹降落地面，故C错误； D．深圳属于比较缺水的城市，并不属于淡水资源非常丰富的城市，故D错误。 故选B。 2．关于水污染的说法正确的是（　　） A．水的污染是造成水严重缺乏的次要原因 B．中国的饮水源污染严重 C．淡水污染严重，海水基本没有污染 D．赤潮是海洋中的一种正常现象，对海洋生态环境没有负面影响 【答案】B 【难度】0.85 【知识点】地球上的水资源 【详解】A．水的污染是造成水严重缺乏的主要原因，造成水污染的原因主要有生活方面的生活污水和生活垃圾，再就是工业方面的工业污水和工业固体废弃物，故A错误； B．中国的饮水源污染严重，全国90%的地下水遭受了不同程度的污染，其中60%污染严重，基本清洁的城市地下水只有3%，故B正确； C．淡水污染严重，海水污染也很严重，故C错误； D．赤潮是海水受污染后产生的一种现象，对海洋的生态环境有很大的影响，故D错误。 故选B。 3．如图是大自然中水循环现象的示意图，以下说法正确的是（　　） A．雨在下落过程中有熔化现象发生，放出热量 B．树木蒸腾作用属于汽化现象，放出热量 C．云的形成有液化现象，放出热量 D．由图可知，自然界中水总量不变，不必节约 【答案】C 【难度】0.85 【知识点】熔化与凝固的吸放热、汽化的概念和现象、液化的概念和现象、地球上的水资源 【详解】A．在下落过程中，小冰晶又变成小水滴，属于熔化现象，这一过程吸收热量，故A错误； B．树木蒸腾作用是树内水分汽化为水蒸气，这一过程需要吸热，故B错误； C．云的形成既有液化现象，也有凝华现象，都需要放出热量，故C正确； D．自然界中水的总量虽然不变，但真正能为人类所利用的淡水却不多，因此我们必须要节约水资源，故D错误。 故选C。 4．（24-25九年级上·福建福州·期中）龙江是福清市的母亲河，我市提出“护河爱水、清洁家园”的倡议，为了防治水体污染，以下措施不可行的是（　　） A．生活污水经净化后再排放 B．全面禁止使用农药化肥 C．工业废水经处理达标后再排放 D．禁止在江河边倾倒垃圾 【答案】B 【难度】0.65 【知识点】节约用水和水资源保护 【详解】ACD．生活污水、工业废水和垃圾直接排放倾倒会严重污染水源，所以为了防治水体污染，生活污水要经净化后再排放，工业废水要经处理达标后再排放，同时要禁止在江河边倾倒垃圾，故ACD不符合题意； B．农药化肥是庄稼健康生长必须的，所以不能全面禁止使用农药化肥，故B符合题意。 故选B。 5．（24-25九年级上·贵州贵阳·期中）今年春夏我国云南遭遇了百年不遇的旱灾，农民用地膜覆盖的方法抗旱保苗，这样做可以减少水分的蒸发。云南等西南地区旱情，表明了我国是一个缺水严重的国家，也提升了人们的节水意识，请你指出一种生活中节约用水的习惯： 。 【答案】见详解 【难度】0.85 【知识点】地球上的水资源、节约用水和水资源保护 【详解】生活中节约用水的方法：控制水龙头开关至中小水量，及时关水；提倡使用面盆洗脸、洗手；间断放水淋浴；搓洗时应及时关水；用淘米水浇花；衣物要集中洗涤，减少洗衣次数；使用洗涤水、洗衣水冲刷厕所，可节水等方法。 6．（23-24八年级上·辽宁抚顺·期末）阅读短文回答问题 水循环 水是人类生存环境的重要组成部分。通过水的三态变化，地球上的水在不停地循环：阳光晒暖了海洋，海水放热蒸发成为水蒸气上升到空中；当水蒸气上升到高空以后，与冷空气接触，水蒸气便液化成为小水滴，大量的小水滴悬浮在高空中，就形成了云；小水滴相互聚集，就会凝结成大水滴下降成为雨；如果在高空遇到更加寒冷的气流，小水滴就会凝固成小冰珠，最后有可能形成冰雹降落到地面；冬天，水蒸气在寒冷的高空急剧降温，从而凝华成微小的冰晶，这些冰晶聚集起来，就变成雪花飘落大地；这些天空的降水落到地面，一部分直接变为小溪，另一部分渗入地下，涌出地表后变成股股清泉，许多小溪汇合，形成江河，又注入大海。 随着社会的发展、技术的进步，人类对水的依赖程度越来越大。随着人口的膨胀和经济的快速增长，水资源已经出现了严重的危机。我国是严重缺水的国家，水资源人均占有量只是世界平均值的25%。人们不仅直接消耗了大量水资源，在生产和生活中还造成了水的污染，进一步加剧了水资源危机，这已经敲响了影响人类生存的警钟。因此，我们不仅需要改进节水技术、优化用水系统的运行，更需要每个人提高节水意识、养成良好的用水习惯，共同保卫我们的蓝色家园。 （1）请找出文中第一段有一处科学性错误的句子 ； （2）水的三态联系若用如图表示，请你模仿图中所给的例子在上文中任意找出一个事例填在图中的横线上，并在横线上标出箭头表示状态转化的方向 ； （3）文中描述“小水滴相互聚集，就会凝结成大水滴下降成为雨”，小水滴聚集成大水滴后质量 ，密度 （不考虑温度影响）； （4）生活中如何节约用水?请你提出一条合理化的建议 。 【答案】 海水放热蒸发成为水蒸气上升到空中 见详解 变大 不变 见解析 【难度】0.65 【知识点】自然界中的水循环、节约用水和水资源保护 【详解】（1）[1] 题文中“海水放热蒸发成为水蒸气上升到空中”，存在错误，海水蒸发属于汽化现象，汽化吸热。 （2）[2] 物质有三种状态，分别是固态、气态、液态，三态之间可以相互转化。 固态到液态的过程叫做熔化，例如：冰雪融化成水；液态到固态的过程叫凝固，例如：水结成冰；液态到气态的过程叫汽化，例如：水蒸发变为水蒸气；气态到液态的过程叫液化，例如：空气中水蒸气遇冷液化形成小水滴；气态到固态的过程叫凝华，例如：雪和霜的形成；固态到气态的过程叫升华，例如：干冰的升华。结合文中所给信息，可知，物态转化如图所示： （3）[3] [4] 物体所含物质的叫做质量，物体所含物质越多，质量越大，小水滴聚集成大水滴后，质量变大，密度是物质的一种特性，小水滴聚集成大水滴后，不考虑温度影响，密度不变。 （4）[5] 在生活中洗手时将水龙头水流调小一些，可以节约用水。 教学反思 此节内容要求教师要做好对学生实践活动的指导工作，在收集日常生活中的资料时，教师可以指导学生如何通过公共信息平台收集资料。如指导他们从图书馆的索引中查找自己需要的书目；从自己需要收集的资料内容来选择应查找对应刊物和网址。让学生尝试用摘抄、复印、下载、打印等方法收集资料，提升对本节内容的认知与了解。 1 / 1 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 $