专题3 跨学科实践活动：基于特定需求设计和制作简易供氧器教学设计--2025-2026学年八年级化学沪科版（五四学制）全一册

专题3：跨学科实践活动“基于特定需求设计和 制作简易供氧器”（单元设计） 一 、活动设计思路 本活动是用项目式学习的方式，在学生已经学习了氧气和二氧化碳的性质与实验室制法的基础上开展的。 本项目综合体现化学学科“物质的性质与应用”“物质的化学变化”的学科大概念及核心知识，也关联了学生必做实验“氧气的实验室制取与性质”，有利于帮助学生建构元素观、变化观等化学观念，促进“系统与模型”等跨学科大概念的进一步发展，又能融入劳动、数学、艺术、物理等多个学科的知识。 对启发学生的思维和提升核心素养而言，是非常好的载体；对学生而言，是有趣又有挑战性的学习项目。 项目式学习的核心是解决真实情境下的问题，通常由导引课、探究课及展示课组成。不同课型的任务不同，但是都对项目的推进和顺利完成有着非常重要的作用。 导引课的主要任务是明确活动目标，产生强烈的任务驱动，并能沿着真实问题解决的思路对项目规划和对任务进行拆解；探究课则是要解决本项目的关键问题，同时完善和构建知识体系；展示课是对项目成果和学生成长的汇报和交流，是项目小结也是项目展望，让学生有更多反思和改进的机会。 本项目学习活动的课堂教学时间共4课时，具体安排为导引课 1 课时，探究课 2 课时，展示课 1课时。 但要完成整个项目，学生还需在课外完成如资料的收集、产品的制作、交流汇报的准备等任务，课堂时间用于解决项目中的核心或关键问题。 二 、活动规划 活动主题：基于特定需求设计和制作简易供氧器 课时数：4课时 活动分析 在本项目学习活动前，学生已经系统地学习了氧气的性质、用途、工业制法及实验室制法，初步具备了在实验中观察、分析和操作的能力，掌握了基本的操作技能。 在本项目中，学生在核心任务“基于特定需求设计和制作简易供氧器”的驱动下，组建供氧器产品研发团队完成任务，扮演工程师、设计师、评估师、产品宣发等多种角色，模拟真实情境下这些角色解决问题的思路和方法，通过小组合作，进行项 目分析和规划，合力完成项目任务，经历模仿、观察、分析、归纳、设计的实践学习历程，初步体验真实化学问题的解决过程，形成解决复杂化学问题的基本思路，并将解决问题的思路外显，以便于将其迁移应用到其他作品制作类的跨学科实践活动中。 活动目标 通过本项目学习活动，对制氧原理、装置等核心知识进行整理、归纳，初步感受实验室知识研究对工业化生产的重要意义，尝试基于特定需求设计并制作简易供氧器，体会通过化学反应实现物质转化的意义和价值。 1 . 讨论氧气的用途和供氧器的适用场景，感受化学知识的实用价值。 2. 通过分析制作简易供氧器的关键问题，进行项目任务的分析和拆解，初步形成解决复杂化学问题的基本思路。 学科网（北京）股份有限公司 （续表） 活动目标 3 . 通过对比供氧器的供氧原理及结构与实验室制氧原理及装置，构建实验室制氧气与真实情境中的供氧器供氧之间的联系；通过对供氧剂的选择优化，认识到在一定条件下通过化学反应实现物质转化的重要性，初步体会用量控制对资源利用和物质转化的重要意义。 4. 通过对供氧器的设计与制作，尝试运用跨学科知识和简单的技术与工程的方法解决与化学有关的实际问题，并结合对产品的迭代与发布，形成主动反思和改进学习过程与结果的习惯。 5 . 培养通过网络查询等技术手段获取和加工信息的自主学习能力；学习使用数字化信息系统，如用DIS数据传感器获取氧气的纯度，借助可视化的数据认识化学变化，培养学生多视角收集证据解决问题的能力；体会有效使用科学技术，以及合作、协同创新解决问题的重要性。 6 . 通过小组合作完成任务，培养与他人分工协作、沟通交流、解决问题的能力，培养敢于提出并坚持自己的见解、勇于修正和放弃错误观点的科学精神。 三 、课时学习规划 课时 行为目标 教学活动（活动组／问题链／任务单） 教学资源 评价内容 第 1课时 1 1 开展头 脑风暴 等 活动，讨论需要使用供氧器的场景，认识 活动一：分析供氧器的不同需求场景。 【情境】展示供氧器的图片、视频。 【问题】① 氧气有哪些用途？ ② 哪些场景需要使用供氧器？ 教材图 3.8、供氧器 的 图 片 或 视频等。 ① 能准确描述氧气的用途和供氧器的使用场景。 ② 能积极参与讨论， 导引课 化学知识在真实情 境 中 的 重 要价值。 【任务】讨论氧气的用途及需要使用供氧器的场景。 勇于表达。 （续表） 课时 行为目标 教学活动（活动组／问题链／任务单） 教学资源 评价内容 第 1课时 导引课 1 2 进行角色扮演，讨 论 并 归纳制作简易供氧器所需要考虑的因素和步 骤，以思维导图或流程图的形式明确制作供氧器时的步骤任务。 1 3 进行项 目的简单规划，明确成员分工，并制定项目进度检查表。 1 4 通过分析制作简易供氧器的关键问题，进行项目任务的拆解，初 步 形 成 解决复杂化学问题的基本思路。 1 5 使用真实的供氧器，从使用者的角度思考需求。 活动二：分析制作供氧器的关键问题。 【情境】扮演“制作供氧器的工程师”角色。 【问题】① 制作供氧器，需要考虑哪些因素？② 制作供氧器的步骤有哪些？ 【任务】讨论制作供氧器要考虑的因素及大致步骤。 工业产品制作的一 般 流 程 模 型： 调查需求场景→选择原理→ 设计产品→ 选材制作→ 测试迭代→ 发布产品。 ① 能代入“工程师”角色，运用工程和技术的方法思考及讨论真实情境下问题解决路径。 ②能初步形成问题解决的相关思维导图。 活动三：明确任务、制定计划并进行分工。 【情境】组建研发“供氧器”的团队。 【问题】① 制作供氧器大致有哪些任务？ ② 小组成员如何进行分工合作？③ 怎样进行进度检查？ 【任务】明确制作供氧器的相关任务，讨论并制定项目计划，进行分工。 学习单（小组）、学习单（个人）。 ① 能以思维导图或流程图的形式进行任务拆解。 ② 能合作制定项 目计划及项目检查表。 ③ 讨论和进行任务分工，组员明确 自己的任务。 活动四：使用真实的供氧器。 【情境】学生实验、供氧器实物。 【问题】① 如何使用供氧器？② 如何收集一瓶供氧器产生的氧气并检验？③ 使用供氧器后有什么感受和体会？ 【任务】根据说明书使用供氧器制取氧气，收集并检验。小组成员相互交流使用供氧器的感受。 供氧器实物及配套供氧剂。 仪器：水槽、集气瓶、毛玻璃片、导管（排水集气法和 向上排空气法）、木条、酒 精灯、点火器、氧气传感器。 ① 能阅读供氧器的说明书，正确使用供氧器。 ② 能制取、收集、检验氧气。 ③ 能准确表述 自 己使用供氧器过程 中的体会。 课后任务 查找资料：了解产品化的供氧器。 第 2课时 探究课 1 2 1 对实验室制氧原理、装置等核心知识进行整理、归纳，形成学习策略。 2 2 通过对比不同供氧器供氧原理及结构与实验室制氧的原理和装置，初 步 感受实验室知识研究对工业化生产的重要意义。 2 3 通过对供氧剂的选择和优化，认 识 到在 一定条件下通过化学反应实现物质转化的重要性，为后期制作简易供氧器提供支持。 2 4 通过小组合作完成任务，培 活动一：分享使用供氧器的感受。 【情境】展示图片或视频。 【问题】① 观察并使用了供氧器，有什么感受？它有什么优点和不足？② 使用过程中是否有什么困惑？ 【任务】交流使用供氧器的感受和困惑。 学生使用供氧器时的照片及 视频。 ① 能正确描述使用供氧器的过程。 ② 能表达自己关于使用过程的感受和观点。 ③ 能提出使用供氧器产品时的困惑。 活动二：认识实验室制氧与供氧器产品之间的区别和联系。 【情境】学生实验、供氧器实物、图片及视频。 【问题】① 这些供氧器的结构和工作原理是怎样的？② 你能解答使用供氧器过程中的困惑吗？③ 供氧器供氧与实验室制氧的原理和装置有什么异同？④ 供氧器应该具备怎样的结构？ 【任务】分析不同供氧器的结构和工作原理，明确实验室制氧与供氧器产品之间的区别和联系，总结供氧器的结构特征。 教材，活动记录、学习 单（个 人）、 学习 单（小 组）、不同供氧器实物及 配 套 供氧 剂、不同供氧器的图片及视频。 ① 能通过拆解供氧器，了解供氧器的结构，并解答使用过程中的困惑。 ② 能从供氧器的实物、图片及视频中获取信息，分析其供氧原理和结构。 ③ 能对比、归纳出实验室制氧与供氧器产品之间的区别和联系。 ④ 能通过对比不同供氧器归纳出供氧器必须具备的结构特征。 （续表） 课时 行为目标 教学活动（活动组／问题链／任务单） 教学资源 评价内容 第 2课时 探究课 1 养与他人分工协作、沟通交流、解决问题的能力。 活动三：选择合适的供氧原理。 【情境】制作供氧器的团队会议：确定研发方向。 【问题】① 设计的供氧器用于什么场景，采用什么供氧原理？② 希望设计制作的供氧器具备哪些优点？ 【任务】明确供氧器的使用需求，选择供氧原理，讨论提出初步设想，进一步细化任务并进行分工。 学习单（小组）。 ① 能结合之前的学习过程确定小组制作供氧器的需求场景和供氧原理。 ②能结合使用供氧器的经验，对制作的供氧器提出初步设想。 ③ 能细化任务，并明确分工。 课后任务 初步设计并绘制简易供氧器的图纸，寻找材料，并尝试制作简易供氧器。 第 3课时 探究课 2 3 1 对制作的供氧器进行测试、反思，运用简单的技术与工程的方法，确定产品迭代角度，养成主动反思和改进学习过程与结果的习惯。 3 2 通过制作供氧器说 明书，思考产品规格和供氧剂用量关系，初步体会用量控制对资源利用和物质转化的重要意义。 3 3 讨论产品发布会所 需资料，运用艺术、语文及信息技术等多学科知识尝试解决问 题，培养创新意识。 3 4 能通过讨论及初步制作评价量表，对 自己的产品进 行反思，指导 后期进行产品迭代和准备发布产品。 3 5 通过小组合作完成任务，培养与他人分工协作、沟通交流、解决问题的能力。 活动一：测试简易供氧器。 【情境】对供氧器产品进行测试： 自制的供氧器、实验用品。 【问题】① 供氧器的结构是否完整？是否能在加入供氧剂之后顺利产生氧气？ ② 供氧器有什么优点和不足？改进方向是什么？ 【任务】初步测试简易供氧器，并进行反思，思考改进方向。 不同供氧器产品所需供氧剂、制作和改进供氧器所需工具和物料。 仪器：水槽、集气瓶、毛玻璃片、导管（排水集气法和向上排空气法）、木条、酒精灯、点火器、氧气传感器。 ① 能正确使用供氧剂，完成自制供氧器的产品测试。 ② 能分析归纳产品的不足，进行反思，思考产品改进的方向。 活动二：制作产品说明书。 【情境】制作供氧器的团队会议：制作说明书。 【问题】① 说明书需要包括哪些要素？ ② 怎样确定供氧剂的用量？ 【任务】结合制作说明书的过程，思考供氧剂的用量与产品使用需求和规格的关系。 产品化供氧器的说明书、学 习 单（小组）。 ① 能说出产品说明书的要素，能模仿并尝试书写自 制供氧器的说明书。 ② 能结合自制供氧器的使用需求和规格，初步对供氧剂用量进行思考。 活动三：筹备产品发布会。 【情境】制作供氧器的团队会议：产品宣发准备。 【问题】① 从哪些角度宣传发布产品？以什么形式宣发？② 产品发布会需要准备哪些材料？ 【任务】讨论产品发布的角度、形式、材料准备，细化任务、明确分工。 学习单（小组）。 ① 能讨论并梳理产品发布的角度、形式等。 ② 能明确产品发布会需要准备的材料。 ③ 能细化任务，并明确分工。 活动四：制作评价量表。 【情境】扮演产品评估专家。 【问题】① 从哪些方面评估产品？② 怎样制作评价量表？ 【任务】讨论并初步制作评价量表。 学习单（小组）。 ① 能提出多角度的评价内容。 ② 能初步制定评价量表。 课后任务 进行产品改进和迭代，设计并制作产品说明书，准备产品发布所需材料。 （续表） 课时 行为目标 教学活动（活动组／问题链／任务单） 教学资源 评价内容 第 4课时 展示课 4 1 通过发布产品，与 其 他 小组进 行 对 比，分析并记录本组的优点 和 不 足，形成质 疑 能 力、批判 能 力 和 创 新意识。 4 2 通过项 目回顾，归 纳 小 结完成此项 目 的基本历 程，梳 理 并汇总解决制作类课题的思路和方法，进 一 步 形 成解决复杂化学问题的基本思路和模型。 4 3 通过评价项目成果和自我成长，保持对化学学习和科学探究的浓厚兴 趣，培养敢于提出并坚 持自己的 见解、勇 于 修 正 和放弃错误观点的科学精神。 活动一：明确任务。 【情境】主持人进行产品发布会任务说明。 【问题】发布产品的小组及组员的任务是什么？ 其他小组进行产品发布时，观众的任务是什么？ 【任务】明确不同角色的任务。 教师汇总并整合后 形 成 的 评 价量表。 能明确 自 己的任务，快速进入角色。 活动二：小组轮流进行产品发布。 【情境】产品发布会。 【问题】① 你对产品有什么疑问或建议 吗？（观众） ② 你怎样回答观众的提问？（发布组） 【任务】发布的小组：使用产品发布资料介绍自己的产品，回答观众的提问。 观众：认真观看和聆听，思考并适时提出质疑或建议，使用评价量表进行评价。 发布小组：产品发布的资料，如演示 文稿、短视频 、 海报、图片等。 观众：评价量表。 ① 发布的小组：能回顾梳理本组产品的诞生过程，并演示自己的产品功能，讲解设计的理念和产品特点，解决观众对自己产品的质疑，收集有利于改进产品的信息。 ② 观众：能仔细观看和聆听，思考并适时提出质疑或建议，了解 自 评和互评的规 则，进 行 客 观 的评价。 活动三：归纳解决问题的一般思路和模型。 【情境】制作团队会议：反思改进。 【问题】① 产品是否还需要改进？② 完 成本项目的思路和过程是什么？ 【任务】回顾小组完成项目的历程，思考产品的完善方向，展望未来。 学习单（小组）。 ① 能结合观众的提问，思考产品改进方向。 ② 能通过项目回顾，归纳小结完成此项目的基本历程，梳理并汇总解决制作类课题的思路和方法，进一步形成解决复杂化学问题的基本思路和模型。 课后任务 如有需要，继续改进和完善作品，可以为作品设计宣传海报或拍摄宣传视频。 四 、学习评价方案 1 . 学生自评及互评：结合自己的学习过程及各小组的产品发布进行评价。 2. 教师评价：以过程性评价为主，关注学生在实施项目过程中的态度及参与度。 3. 评价细则及量表。 (1) 评价细则 学科网（北京）股份有限公司 学习过程评价细则 评价维度 评 价 等 级 优秀 ☆☆☆ 良好 ☆☆ 一般 ☆ 信息获取 能够从多种渠道（如专业网站、书籍等）查阅并收集资料，收集的信息与主题相符，能准确地进行分类整理。 获取信息的渠道较多，收集的信息与主题基本相符，能进行分类整理。 获取信息的渠道有限，收集的信息与主题基本相符，对信息的分类整理较少。 交流研讨 能主动思考并提出问题，积极举手发言，积极参与讨论与交流。 能提出问题，能举手发言，能参与讨论与交流。 较少提出问题，较少举手发言，较少参与讨论与交流。 团队合作 积极推动团队合作，在团队中起领导作用，吸收接纳并给出建议，帮助其他团队成员，贡献大。 帮助协调、推动整个团队的合作，鼓励其他成员，对最终成果有一定贡献。 参与了讨论、合作，对最终成果贡献不大，能对他人和成果进行评价。 创新意识 有明显的创新意识，观点有一定的合理性。 有一定的创新意识。 能开始培养创新意识。 自主探究 有强烈的求知欲，不断提出与任务相关的问题，并努力寻找答案，在遇到问 题 时 努 力寻 找 解 决 方 法，不放弃。 能提出与任务相关的问题，并尝试找到答案，在遇到问题时能与同伴讨论和交流，寻求解决途径。 能思考与任务相关的问题，并向同伴求助。 任务达成 能刻苦钻研、积极主动，努力争取最出色地完成任务。 能认真参与，努力完成 自 己的任务。 能认真参与，在同伴帮助下完成任务。 供氧器产品评价细则（每项分值均为0~5分，5分最高，0 分最低） 评价维度 评 价 等 级 优秀(5分） 良好(3分） 一般( 1 分） 结构功能 具备完整、合理的供氧器结构，使用合适的供氧剂能产生并顺利导出氧气，且供氧时长与速率符合需求，吸氧体验感好。 具备完整的供氧器结构，使用合适的供氧剂能产生并导出氧气，供氧时长与速率基本符合需求，吸氧体验感较好。 供氧器结构基本完整，能使用合适的供氧剂，能产生并导出氧气，吸氧体验一般。 操作使用 方便补充和更换供氧剂，有调控装置能调节氧气的流速，操作便利。 方便补充和更换供氧剂，操作便利。 能补充和更换供氧剂，操作基本便利。 产品设计 对产品规格有思考和设计，有完整的使用说明，进行一体化设计，对产品外观进行美化。 对产品规格有一定设计，有使用说明，对产品外观进行一定美化。 有使用说明或进行美化。 改进迭代 在产品设计制作过程中，有多轮次修改迭代。 在产品设计制作过程中，有修改迭代。 产品未进行迭代改进。 创新设计 产品较其他产品有较大差异，对产品功能、结构或使用等方面有创新性设计。 产品较其他产品有一定区别，有一定的创新性设计。 产品无明显创新性设计。 学科网（北京）股份有限公司 产品发布评价细则（每项分值均为0~5分，5分最高，0 分最低） 评价维度 评 价 等 级 优秀(5分） 良好(3分） 一般( 1 分） 产品展示 能完整、清晰、生动、有趣、准确地展示和介绍产品，使用的演示文稿图文并茂，与观众互动良好。 能较好地介绍产品，使用的演示文稿图文并茂，与观众有 一定互动。 能较完整地展示和介绍产品，与观众互动较少。 互动应答 能快速、准确地进行应答，能有效回复观众的提问或建议。 能较好地进行应答，能回复观众的提问或建议。 有应答，但对观众的提问回复较差。 (2) 学生评价表 简易供氧器产品发布会评价表 小组编号 供氧器产品 产品发布 总分 疑问或建议 结构功能 操作使用 产品设计 改进迭代 创新设计 产品展示 互动应答 1 2 3 4 5 注意：以上每项分值均为0~5 分，5 分最高，0 分最低，请参照供氧器产品及产品发布评价细则进行评分。 项目完成过程评价表（个人） 评价维度 分项评价 任务达成 组长点评 教师点评 前期准备 信息获取 ☆☆☆ 交流研讨 ☆☆☆ ☆☆☆ 在团队中的合作表现 □ 积极主动 □ 被动参与 □ 消极怠慢 对小组问题解决的贡献 □ 贡献巨大 □ 贡献一般 □ 没有贡献 □ 其他 产品制作 交流研讨 ☆☆☆ 团队合作 ☆☆☆ 自主探究 ☆☆☆创新意识 ☆☆☆ ☆☆☆ 产品发布 团队合作 ☆☆☆ 交流研讨 ☆☆☆创新意识 ☆☆☆ ☆☆☆ 注意：请参照学习过程评价细则通过填涂☆表示等第。 回顾我的活动之旅 姓名 所属小组 我主要承担的任务有哪些？ 我学到的最重要的是什么？ 在活动中我最感兴趣和最不感兴趣的是什么？ 为什么？ 在活动中我遇到了哪些困难？ 是如何解决的？ 解决问题的思路和方法是什么？ 对比 其 他 小 组，我 们 组 的 优 势 和 不 足 是什么？ 我给老师的建议是什么？ (3) 教师评价表 项目完成过程评价表（教师） 学生姓名 项目导引（前期准备） 项目探究（制作产品） 项目展示（产品发布） 整个项目总体评价 总体评价 突出表现方面 总体评价 突出表现方面 总体评价 突出表现方面 ☆☆☆ ☆☆☆ ☆☆☆ ☆☆☆ ☆☆☆ ☆☆☆ ☆☆☆ ☆☆☆ ☆☆☆ ☆☆☆ ☆☆☆ ☆☆☆ 填写说明：总体评价参照评价细则通过填涂☆表示等第，突出表现方面填写评价内容的对应代码。例如，信息获取：1,交流研讨 2,团队合作 3,创新意识 4 , 自主探究 5,任务达成 。 学科网（北京）股份有限公司 $