第9单元跨学科实践活动7 揭秘“暖宝宝” 教学设计-2025-2026学年九年级化学鲁教版下册

该初中化学教学设计聚焦“暖宝宝”发热原理，通过铁粉与氧气、水缓慢氧化释放热能，结合活性炭、食盐协同作用，构建化学能转化为热能的认知。以冬季使用暖宝宝视频及实物观察导入，引导学生从现象到成分检验再到原理探究，搭建“观察-猜想-实验-结论”的学习支架。 特色在于真实问题驱动跨学科实践，设计四组控制变量实验分析成分作用，组织自制暖宝宝并对比市售产品，融入废弃回收与安全教育。体现科学探究与实践、科学思维、科学态度与责任素养，提升学生实验能力与社会责任感，为教师提供素养导向的完整教学方案。

跨学科实践活动7 揭秘“暖宝宝”教学设计 一、教学目标 化学观念 认识“暖宝宝”发热是铁粉与空气中氧气、水共同作用发生缓慢氧化的结果，理解化学能转化为热能的过程。 了解活性炭、食盐等成分在反应中的催化与促进作用，建立“多组分协同作用”的物质观。 形成“物质变化伴随能量转化”的基本观念，体会化学在改善生活中的实际应用价值。 科学思维 通过对比实验分析不同成分对发热效果的影响，发展控制变量、归纳推理的科学思维能力。 能从宏观现象（温度变化）推断微观反应进程，提升模型建构与因果分析能力。 在评价自制与市售“暖宝宝”差异时，学会从安全性、持续性、环保性等多维度进行系统评价。 科学探究与实践 能设计并实施“探究影响铁粉氧化速率因素”的对比实验，规范操作、准确测温、如实记录。 通过小组合作完成“暖宝宝”成分的检验与简易产品的制作，提升实验设计与动手实践能力。 能结合实验数据绘制温度变化曲线，进行初步的数据分析与结论提炼。 科学态度与责任 养成严谨、细致的实验习惯，尊重数据，客观分析实验误差。 增强安全意识，规范使用实验材料，了解“暖宝宝”使用不当可能带来的烫伤风险。 树立资源循环利用意识，思考废弃“暖宝宝”中铁粉的回收再利用途径，践行绿色化学理念。 二、教学重难点 重点 探究“暖宝宝”发热的化学原理及关键成分的作用。 通过控制变量实验理解活性炭、食盐对反应速率的影响。 难点 理解“缓慢氧化”与“快速放热”之间的关系。 从实验现象抽象出多因素协同作用的反应机制。 三、教学准备 实验用品 市售“暖宝宝”、铁粉、活性炭粉、食盐、蒸馏水、蛭石（或保温棉）、无纺布、橡皮筋、温度计或数字温度传感器、烧杯、药匙、秒表、磁铁、稀盐酸、澄清石灰水、硝酸银溶液。 辅助资源 “暖宝宝”发展历程短片、发热原理动画、温度变化数据图、废弃暖宝宝回收案例。 四、教学过程 环节一：情境导入，激发探究兴趣 创设情境：播放冬季户外工作者、运动爱好者使用“暖宝宝”的视频。 提问引导： 它不用电、不用火，为何能持续发热数小时？ 撕开包装后为什么会开始发热？内部黑色粉末是什么？ 学生观察实物，触摸未使用与已使用的“暖宝宝”，感受温度差异。 引出课题：今天我们将化身“化学侦探”，通过实验揭秘“暖宝宝”的发热奥秘。 环节二：成分检验——黑色粉末里有什么？ 学生分组拆解“暖宝宝”，观察内袋物质。 实验探究： 用磁铁靠近黑色粉末：部分被吸引→说明含铁粉。 取被吸引部分加入稀盐酸：产生气泡，溶液变浅绿色→验证铁的存在。 取未被吸引部分加热，上方罩涂有澄清石灰水的烧杯：石灰水变浑浊→说明含碳元素（活性炭）。 将剩余粉末加水溶解，过滤后滴加硝酸银溶液：产生白色沉淀→说明含氯离子（食盐）。 归纳成分：铁粉、活性炭、食盐、水、保温材料（蛭石）。 环节三：原理探究——为什么会发热？ 提出问题：铁在空气中会生锈，但很慢，为何“暖宝宝”能快速持续放热？ 学生猜想：可能与活性炭、食盐有关。 设计对比实验（控制变量）： 实验一：铁粉 + 水 → 测温。 实验二：铁粉 + 水 + 活性炭 → 测温。 实验三：铁粉 + 水 + 食盐 → 测温。 实验四：铁粉 + 水 + 活性炭 + 食盐 → 测温。 观察记录：每3分钟记录一次温度，持续30分钟。 分析数据： 单独铁粉升温不明显。 加入活性炭或食盐后升温加快。 两者共存时升温最快、温度最高。 得出结论：活性炭与食盐共同作用，显著加快铁粉的氧化反应速率，使热量快速释放。 环节四：建构模型——发热原理与调控 归纳原理： 铁粉在潮湿空气中与氧气发生缓慢氧化，释放热量。 活性炭具有强吸附性，能富集氧气，增大反应接触面。 食盐溶于水形成电解质溶液，加速电子转移，促进反应。 蛭石等保温材料减缓热量散失，延长发热时间。 联系物理：热量通过热传递方式温暖人体。 讨论：为何市售产品发热更平稳持久？（成分比例优化、透气膜控制氧气进入速率） 环节五：实践创新——自制简易“暖宝宝” 小组任务：利用提供材料，设计并制作一个简易“暖宝宝”。 要求： 使用无纺布包裹混合物。 控制成分比例，确保安全（温度不超过60℃）。 记录发热曲线，与市售产品对比。 展示交流：各组展示作品，分享设计思路与实验数据。 反思改进：自制产品存在发热时间短、温度波动大等问题，需进一步优化。 环节六：拓展延伸——责任与未来 讨论： 使用过的“暖宝宝”能否回收？铁粉变成红棕色物质（氧化铁），是否还有价值？ 氧化铁可用于净水、颜料等，体现“变废为宝”。 强调：化学不仅创造便利，更应追求绿色与可持续。 安全教育：不可直接贴皮肤，避免低温烫伤；儿童需在成人指导下使用。 五、板书设计 主题：揭秘“暖宝宝” 一、成分检验 铁粉（磁性、与酸反应） 活性炭（燃烧生成二氧化碳） 食盐（与硝酸银反应） 二、发热原理 铁 + 氧气 + 水 → 缓慢氧化 → 放热 活性炭：富集氧气，增大接触 食盐：加速反应 三、实践应用 自制暖宝宝 → 对比优化 四、责任延伸 回收利用，绿色化学 六、教学评价 过程评价：实验操作规范性、数据记录真实性、小组合作有效性。 成果评价：自制产品设计合理性、发热效果、反思深度。 素养评价：是否体现科学探究精神、系统思维与社会责任感。 七、教学反思 本课以“真实问题—实验探究—工程实践—社会责任”为主线，将化学知识与生活应用深度融合。通过成分检验、原理探究、产品制作三阶任务，学生在“做中学”中理解缓慢氧化、能量转化与多组分协同作用。避免抽象公式，强调实证与推理，有效发展核心素养。未来可引入传感器实时监测氧气浓度变化，或开展“暖宝宝回收制颜料”拓展项目，进一步增强跨学科性与创新性。 学科网（北京）股份有限公司 $