第2章跨学科实践活动 自制净水器教案（一）--2025-2026学年九年级化学沪教版上册

沪教版（全国）初三上册化学 《跨学科实践活动 自制净水器》教案 授课教师：________ 授课时间：_________ 累计___课时 课题 《跨学科实践活动 自制净水器》 课型 新授课 教材 分析 《跨学科实践活动2 自制净水器》是围绕水净化原理展开的实践性教学内容，重点在于通过物理过滤与吸附方法去除水中杂质。学生需掌握活性炭、石英砂、小石子、蓬松棉和纱布等材料在净水过程中的作用，并能利用塑料瓶等常见器材设计和组装简易净水装置。活动强调对水净化流程的理解与实际操作能力的结合，要求学生完成从材料选择、装置搭建到水质对比分析的全过程，同时培养其科学探究精神与工程思维。 该实践注重跨学科知识整合，融合化学、技术与工程要素，引导学生在真实问题情境中进行方案设计与优化，提升解决实际问题的能力。通过对浑浊河水或染色水样的处理效果评估，学生进一步理解不同净化材料的协同作用，并基于实验结果提出改进措施，强化创新意识与严谨求实的科学态度。 教学 目标 理解水净化原理：能说出过滤、吸附等物理方法在净水过程中的作用，并解释各层材料去除杂质的机制 掌握材料功能与组装方法：会使用小石子、石英砂、活性炭、蓬松棉和纱布等材料，按照正确顺序组装简易净水器 完成净水实验并分析效果：能通过对比原水样与净化后水样的外观变化，描述净水器的处理效果，并提出至少一项改进建议 培养科学态度与实践能力：在小组合作中体验设计、测试与优化净水装置的全过程，形成严谨求实和敢于创新的科学态度 教学 重难点 ▲重点： 1. 掌握活性炭、石英砂、小石子、蓬松棉和纱布在净水过程中的作用及其安装顺序，能正确组装简易净水器 2. 理解过滤和吸附等物理净化方法的原理，能够解释各层材料去除不同杂质的机制 ■难点： 1. 根据实验观察结果分析净水器的实际效果，并提出具体可行的结构或材料优化方案 教学 准备 教师准备：准备空塑料瓶、剪刀、纱布、橡皮筋、小石子、石英砂、活性炭、蓬松棉、烧杯、玻璃棒、漏斗、滤纸、铁架台等实验器材，提前收集浑浊河水和含有色素的水样用于实验对比，检查所有材料清洁情况并确保安全可用 学生准备：复习水净化相关知识包括沉淀、过滤、吸附和消毒等方法，了解活性炭、石英砂、小石子、蓬松棉和纱布等材料的特点与作用，预习自制净水器的组装步骤及实验操作要求 流程 教学设计 二次备课 导入 方式：情境创设 内容：教师首先展示两杯水，一杯是清澈透明的纯净水，另一杯是浑浊且带有杂质的河水。然后提问学生：“同学们，你们知道这两杯水有什么不同吗？如果我们要饮用这杯浑浊的水，该怎么办呢？”接着，教师引导学生思考日常生活中如何处理不干净的水，并引出本节课的主题——自制净水器。 目的：通过直观对比和问题引导，激发学生对水质净化的兴趣，使他们初步认识到水净化的重要性和必要性，为接下来的学习活动做好铺垫。 教学内容与过程 环节一： 教师活动：教师首先展示两杯水，一杯是清澈透明的纯净水，另一杯是浑浊且带有杂质的河水。提问学生：“同学们，你们知道这两杯水有什么不同吗？如果我们要饮用这杯浑浊的水，该怎么办呢？”接着，引导学生思考日常生活中如何处理不干净的水，并引出本节课的主题——自制净水器。 学生活动：学生观察两杯水，思考并回答教师的问题。讨论日常生活中处理不干净水的方法。 设计意图：通过直观对比和问题引导，激发学生对水质净化的兴趣，使他们初步认识到水净化的重要性和必要性，为接下来的学习活动做好铺垫。 环节二： 教师活动：教师介绍水净化原理，包括物理方法（如过滤、吸附）和化学方法（如消毒）。详细讲解活性炭、石英砂、小石子、蓬松棉和纱布等材料的特点及其在净水过程中的作用。 学生活动：学生认真听讲，记录每种材料的作用和特点，并思考这些材料如何协同工作以净化水质。 设计意图：帮助学生理解水净化的基本原理，掌握各种净水材料的特点，为后续实验操作打下理论基础。 环节三： 教师活动：教师演示简易净水器的组装步骤，强调每层材料的正确顺序。指导学生按照步骤准备材料并开始组装净水器。 学生活动：学生分组合作，按照教师的示范和指导，依次放入小石子、石英砂、活性炭、蓬松棉，并用纱布固定瓶口。 设计意图：通过实际操作，让学生掌握净水器的组装方法，培养动手能力和团队协作精神。 环节四： 教师活动：教师指导学生将浑浊的河水或含有色素的水倒入自制净水器中，观察水质变化。提醒学生记录实验数据，包括原水样和净化后水样的外观差异。 学生活动：学生进行净水实验，观察并记录水质变化情况，与原水样进行对比。 设计意图：通过实验，让学生直观感受净水器的工作效果，加深对水净化原理的理解。 环节五： 教师活动：教师组织学生讨论净水器的实际效果，引导学生分析每层材料的作用，并提出改进建议。鼓励学生思考如何进一步优化净水器的设计。 学生活动：学生分组讨论净水器的效果，分析各层材料的作用，并提出具体的改进建议。 设计意图：通过讨论和分析，培养学生的问题解决能力和创新意识，提升他们的科学探究能力。 拓展 与小结 拓展延伸： 1. 结合生活实际，思考在野外生存或自然灾害发生时，如何利用身边的材料如木炭、细沙、布料等制作简易净水装置，并说明其净化原理。 2. 查阅资料了解家用净水器的结构与工作原理，比较其与本实验中自制净水器的异同，分析多层过滤与单一过滤的效果差异。 3. 探讨仅通过物理过滤和吸附能否完全去除水中的微生物和可溶性盐类，若需进一步净化，应采用哪些化学或物理方法，如煮沸、蒸馏或紫外线消毒。 课堂小结： 1. 水净化主要依靠物理方法如过滤和吸附，不同材料在净水过程中发挥特定作用，蓬松棉拦截大颗粒，小石子和石英砂实现逐级过滤，活性炭吸附色素和异味，纱布固定材料并防止泄漏。 2. 自制净水器的组装顺序直接影响净化效果，必须按照从粗滤到精滤的原则合理布局各层材料，确保水流顺畅且杂质有效去除。 3. 通过对比原水样与净化后水样的外观变化，能够直观判断净水效果，并据此提出优化方案，体现科学探究与工程实践的结合。 板书 设计 《跨学科实践活动2 自制净水器》 一、关键概念/问题 水净化原理： 过滤→吸附 材料作用： 小石子→拦截大颗粒杂质 石英砂→进一步过滤细小颗粒 活性炭→吸附色素和异味 蓬松棉→拦截微小颗粒 纱布→固定材料防止泄漏 二、过程/方法 组装顺序： 小石子→石英砂→活性炭→蓬松棉→纱布 实验步骤： 准备材料→组装净水器→倒入浑水→观察水质变化→记录数据→分析效果→提出改进建议 三、总结/结论 净化效果： 浑水变清澈 改进建议： [具体建议] 科学态度： 严谨求实→敢于创新 教学 反思 成功之处：导入环节通过两杯水的直观对比有效激发学生兴趣，学生能迅速进入学习情境并积极参与讨论。在讲解净水材料作用时，结合板书清晰呈现各层材料的功能与顺序，帮助学生建立系统的知识结构。分组组装净水器的过程中，多数小组能按照正确顺序完成装置搭建，体现了对过滤和吸附原理的理解。实验观察环节中，学生能够准确描述原水样与净化后水样的外观变化，并基于现象提出初步改进建议，达成了实践与思维发展的双重目标。 不足之处：部分小组在组装过程中出现材料填充不实或顺序颠倒的问题，导致水流堵塞或过滤效果不佳，反映出操作指导还需更细致。个别学生在讨论环节依赖他人观点，未能主动参与分析净水效果的原因。此外，实验所用染色水样仅模拟色素污染，缺乏真实浑浊水中的多种杂质，限制了学生对复杂水质处理的认知。时间分配上，实验操作与讨论较为紧凑，影响了深入交流。 改进设想：下次教学可增加组装前的“步骤复述”环节，让学生先口头说明材料顺序及其作用再动手操作，强化理解。提供带刻度的塑料瓶或标注线，辅助学生均匀填充各层材料，减少技术失误。可提前准备不同类型的污染水样（如含泥沙、油污等），拓展学生对多类污染物处理的认知。延长讨论时间，设置记录单引导每位学生写下观察结果与建议，提升参与度和思维深度。 教学亮点：有小组在实验后自发尝试调整材料顺序重新测试，表现出强烈的探究欲望和初步的工程优化意识。一名学生提出“在最上层加一层粗网防止小石子被冲散”的建议，体现出对实际问题的敏锐观察和创新能力。 待解决问题：如何定量评估净水效果而不仅依赖视觉判断？是否可以通过简单方法检测水中残留物？活性炭饱和后的更换周期如何确定？家用净水器中反渗透与本实验原理有何本质区别？ 学科网（北京）股份有限公司 $