第二章跨学科实践活动1制作简易供氧器教学设计--2025-2026学年九年级化学沪教版上册

该初中化学教学设计聚焦氧气制取原理与制氧技术核心要点，通过医疗急救、高原旅行等生活情境导入，展示制氧设备图片与工作原理动画，引导学生关联实验室制氧知识，明确简易供氧器设计任务，构建“反应原理→装置设计→实际应用”的跨学科思维链。 资料以跨学科实践为特色，整合化学制氧原理（过氧化氢分解）与物理压强、气体流动知识，通过“调研分析常见制氧机→设计方案（含装置示意图、材料清单、控速方案）→动手制作（矿泉水瓶、注射器等生活材料）→评价改进（制氧效果、安全性、便携性）”任务链，培养科学探究与实践能力。例如，用注射器控制反应速率体现科学思维，强调装置气密性与安全操作培养科学态度与责任。助力学生提升问题解决与创新能力，为教师提供落实核心素养的实践教学范例。

2025-2026年度 九 年级 化学 备课 年 月 日 教 学 课 题 跨学科实践活动1 制作简易供氧器 课型 新授 课时 第 1 课时 总 1 课时 教 学 目 标 1.巩固氧气的制取原理与实验装置选择逻辑，理解制氧技术的核心是 “物质转化与气体分离”，建立 “反应原理→装置设计→实际应用” 的跨学科思维链。 2.通过调研制氧机类型、分析优缺点、设计简易供氧器，培养信息收集、方案设计、动手实践和评价改进的能力。 教 学 重 点 常见制氧机的工作原理与优缺点分析；简易供氧器的设计思路。 教 学 难 点 跨学科知识整合（化学反应速率控制、物理压强与气体流动）；设计方案的可行性与安全性平衡；根据使用场景优化供氧器结构（如便携性、控速功能）。 教 学 过 程 集 体 备 课 二 次 备 课 任务一情境导入：任务驱动，明确目标 生活情境： 展示医疗急救、高原旅行、家庭氧疗的图片，提问：“在这些场景中，便携式供氧设备发挥着关键作用。你知道这些制氧设备是如何产生氧气的吗？我们能否利用实验室制氧的知识，制作一款简易、安全、便携的供氧器？” 明确目标： 本节课将先调研常见制氧机的工作原理与优缺点，再结合实验室制氧知识，设计简易供氧器方案，下节课完成制作、测试与评价。 任务二探究新知：调研分析，奠定基础 环节1：了解常见制氧机类型与原理： 展示便携式制氧机和氧烛的图片、工作原理动画，引导学生分组完成调研表： 集 体 备 课 二 次 备 课 制氧机类型 核心原料 / 试剂 工作原理 优点 缺点 适用场景 便携式制氧机 氧烛 环节2：关联实验室制氧原理： 小组讨论：“实验室制氧的三种原理（过氧化氢分解、高锰酸钾分解、水的电解）中，哪种更适合制作简易供氧器？为什么？” 引导分析： 过氧化氢分解（常温、无需加热、产物为水和氧气，环保安全）→ 最优选择； 高锰酸钾分解（需加热，安全性低，不便携）→ 不推荐； 水的电解（需通电，依赖电源，便携性差）→ 不推荐； 备选：过碳酸钠（溶于水生成过氧化氢，更易储存）。 环节3：明确设计核心要求： 小组梳理设计需满足的条件：制氧效果（氧气纯度、速率可控）、安全可靠（无明火、无有害物质）、便携经济（材料易得、成本低）、操作简单（适合非专业人员使用）。 方案设计：小组协作，绘制蓝图 设计流程引导： 确定反应原理→ 设计发生装置（控制反应物接触）→ 设计导气与加湿装置→ 设计吸氧接口→ 优化便携性与安全性。 小组设计任务： 填写《简易供氧器设计方案表》，包含： 集 体 备 课 二 次 备 课 反应原理（文字表达式）； 装置结构示意图（标注各部分名称与作用）； 材料清单（注明来源，如矿泉水瓶、注射器等生活材料）； 控速方案（如用注射器控制过氧化氢溶液滴加速率）； 安全措施（如加棉花过滤杂质、避免试剂泄漏）。 方案交流与指导： 各小组展示初步设计方案，师生共同点评： 可行性：材料是否易得、装置是否漏气、反应是否可控； 安全性：是否避免过氧化氢溶液腐蚀、是否防止氧气泄漏； 创新性：是否有加湿功能、是否便于携带、是否能调节供氧速率。 环节4：明确制作要点 结合设计方案，强调关键注意事项： 装置气密性：组装后需检查（如用手挤压瓶身，观察导管是否有气泡）； 反应控速：通过注射器滴加过氧化氢溶液，控制滴速即控制供氧速率； 安全操作：过氧化氢溶液避免接触皮肤，制作时远离明火。 分发材料，明确制作时间和评价标准。 环节5：动手制作：小组协作，解决问题 制作步骤参考： 组装发生装置：在矿泉水瓶（发生瓶）瓶口塞双孔橡皮塞，一孔接注射器（装过氧化氢溶液），另一孔接导气管；瓶内放置装有二氧化锰的小药包（或直接铺在瓶底）。 设计加湿装置：用另一小瓶装入少量蒸馏水，导气管插入水中（不接触瓶底），再连接吸氧接口（如橡胶管 + 简易鼻塞），起到加湿和观察供氧速率的作用。 优化便携性：用硬纸板制作支架，固定发生瓶和加湿瓶，加装提手。 教师巡回指导： 帮助解决突发问题：如橡皮塞漏气（缠生料带或涂胶水）、导管堵塞（清理杂质）、反应速率过快（减慢滴加速度）。 强调安全：提醒学生避免过氧化氢溶液溅到眼睛，制作完成后用带火星的木条检验氧气生成。 环节6：评价改进：测试效果，优化方案 测试与评价： 各小组展示成品，进行 3 项测试： 制氧效果：用带火星木条检验导管口气体，观察木条是否复燃； 控速功能：调节注射器滴速观察加湿瓶中气泡产生速率是否变化； 便携性与安全性：评估装置是否便于携带、是否有泄漏风险。 填写《简易供氧器评价表》，从制氧效果、装置外观、材料成本、使用便捷、安全性 5 个维度互评，给出改进建议。 改进与总结： 小组根据评价建议，现场优化方案（如增加导管长度提升便携性、调整药包位置使反应更充分）。 典型方案展示：选取 2-3 组优秀作品，分析其创新点（如可拆卸药包、可视化加湿仓），总结成功经验。 任务三：课堂小结与作业布置 小结： 核心知识：制氧技术的本质是 “物质转化（化学变化）” 或 “气体分离（物理变化）”；简易供氧器的设计核心是 “原理安全、结构合理、使用便捷”。 核心能力：跨学科整合（化学 + 物理）、方案设计、动手实践、评价改进。 拓展作业： 完善设计方案与评价表，撰写《简易供氧器使用说明书》。 板书 设计 跨学科实践活动1 制作简易供氧器 一、制氧技术调研 类型 原理 优点 缺点 核心启示 便携式制氧机 分子筛分离空气（物理） 稳定、可重复 依赖电源、体积大 气体分离需控压 氧烛 氯酸钠分解（化学） 便携、无需电源 一次性、放热 化学制氧需控温 实验室制氧 过氧化氢分解（化学） 常温、安全 需试剂、控速 适合简易制作 二、简易供氧器设计流程 确定原理、设计核心、发生装置、导气装置、辅助装置、安全装置、材料选择。 三、评价与改进维度 评价维度 核心标准 改进方向 制氧效果 氧气纯度高、速率可控 优化催化剂用量、调节滴速 安全可靠 无泄漏、无腐蚀 加强密封、选用耐腐蚀材料 便携经济 体积小、成本低 简化结构、选用生活材料 操作便捷 步骤简单、易启动 优化接口设计、增加操作标识 教学 反思 1 2 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 $