第2章跨学科实践活动 自制净水器教案--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》是基于水净化原理的实践性课程，重点在于通过物理过滤与化学吸附相结合的方式去除水中杂质。课程围绕石英砂、活性炭、蓬松棉、小石子和纱布等材料的应用，构建以空塑料瓶为主体的简易净水装置，结合剪刀、橡皮筋、烧杯等工具完成组装与实验操作。 教学内容涵盖净水材料特性、分层过滤机制及实验步骤实施，强调学生动手能力与跨学科思维的融合。通过观察浑浊水或含色素水经过滤后的变化，直观理解沉淀、过滤、吸附等净化过程，并对净水效果进行评估与优化，进而联系实际应用背景，认识净水技术在解决全球饮用水问题中的重要意义。 教学 目标 理解水净化原理：能说出物理过滤与化学吸附在净水过程中的作用，并解释石英砂、活性炭、蓬松棉等材料的净化功能 掌握净水器制作方法：会使用空塑料瓶、纱布、橡皮筋等材料，按照正确顺序组装多层过滤结构，完成简易净水器的制作 进行实验操作与观察：能通过实际操作将浑浊水或含色素水进行过滤，观察并记录过滤前后水样在清澈度和颜色上的变化 培养科学探究与社会责任意识：能根据实验结果评价净水器效果，提出改进建议，并体验解决实际问题的过程，认识净水技术对改善饮用水安全的意义 教学 重难点 ▲重点： 1. 掌握自制净水器的分层结构设计，能准确说明蓬松棉、小石子、石英砂、活性炭等材料在过滤过程中的作用顺序及功能 2. 理解物理过滤与化学吸附相结合的净水原理，能通过实验现象解释各层材料对水中悬浮物、色素和异味的去除效果 ■难点： 1. 正确组装多层过滤系统并保证水流顺畅且不发生材料混杂，确保每一层过滤材料发挥预期净化作用 2. 基于实验观察结果评估净水器的实际效果，能结合水样变化提出具体可行的结构优化方案 教学 准备 教师准备：收集空塑料瓶、剪刀、纱布、橡皮筋、小石子、石英砂、活性炭、蓬松棉等制作材料，准备好烧杯、玻璃棒、漏斗、滤纸、铁架台等实验器材，提前准备浑浊河水样和含色素水样用于净化对比，检查所有工具安全性并确保材料清洁干燥 学生准备：复习水净化的物理过滤与化学吸附原理，了解石英砂、活性炭、蓬松棉等材料的净化功能，熟悉实验操作流程及安全注意事项，自带干净空塑料瓶和剪刀，预习自制净水器的分层结构与组装顺序 流程 教学设计 二次备课 导入 方式：情境创设与实物展示 内容：教师手持一瓶浑浊的水，向学生展示，并提出问题：“这瓶水可以直接饮用吗？为什么？”引导学生思考水中的杂质及其对健康的影响。接着，教师拿出一个自制净水器模型，展示其结构和各层过滤材料，简要介绍石英砂、活性炭等材料的作用。然后，教师现场演示如何将浑浊水倒入净水器中，让学生观察经过过滤后的水质变化。 目的：激发学生对水净化的兴趣，引发他们对水质安全的关注，初步了解自制净水器的基本原理和结构，为后续实验操作打下基础。 教学内容与过程 环节一： 教师活动：手持一瓶浑浊的水向学生展示，并提出问题：“这瓶水可以直接饮用吗？为什么？”引导学生思考水中的杂质及其对健康的影响。接着，教师拿出一个自制净水器模型，展示其结构和各层过滤材料，简要介绍石英砂、活性炭等材料的作用。然后，教师现场演示如何将浑浊水倒入净水器中，让学生观察经过过滤后的水质变化。 学生活动：学生观察浑浊水并思考回答问题，认真听讲并观察教师演示的净水过程，记录水质变化情况。 设计意图：通过情境创设与实物展示，激发学生对水净化的兴趣，引发他们对水质安全的关注，初步了解自制净水器的基本原理和结构，为后续实验操作打下基础。 环节二： 教师活动：讲解净水器制作步骤，详细说明每种材料的功能及放置顺序。指导学生准备所需器材和材料，包括空塑料瓶、剪刀、纱布、橡皮筋、小石子、石英砂、活性炭、蓬松棉等。教师示范如何从中间剪开塑料瓶并保留底部部分作为净水器主体，依次放入蓬松棉、石英砂、活性炭、小石子等过滤材料，并用纱布覆盖瓶口固定。 学生活动：跟随教师指导，分组准备实验材料，按照正确顺序组装多层过滤结构，完成简易净水器的制作。在过程中注意安全事项，如正确使用剪刀等工具。 设计意图：通过实际操作，使学生掌握净水器制作方法，加深对各层过滤材料功能的理解，培养动手能力和团队合作精神。 环节三： 教师活动：组织学生进行净水实验，要求他们将待净化水样倒入自制净水器中，观察并记录过滤前后水样的清澈度和颜色变化。提醒学生注意实验过程中可能出现的问题及解决办法。 学生活动：分组进行实验操作，将不同类型的待净化水样倒入自制净水器中，仔细观察并记录过滤效果。根据实验结果讨论净水器性能，提出改进建议。 设计意图：通过实验操作与观察，帮助学生直观理解沉淀、过滤、吸附等净化过程，提高科学探究能力，同时培养社会责任意识，认识到净水技术在改善饮用水安全方面的重要性。 拓展 与小结 拓展延伸： 1. 联系实际生活，讨论在野外生存或自然灾害发生时，如何利用身边常见材料如砂石、木炭、布料等制作简易净水装置，提升应急处理能力。 2. 探讨现代净水技术如反渗透、紫外线消毒等与自制净水器的异同，理解家庭净水器的工作原理及其在日常生活中的应用价值。 3. 结合地理和生物知识，分析不同地区水资源污染的主要成因及对生态环境的影响，增强环境保护意识和社会责任感。 课堂小结： 1. 自制净水器通过物理过滤和化学吸附协同作用去除水中杂质，核心材料包括蓬松棉、小石子、石英砂和活性炭，各层按特定顺序排列以实现逐级净化。 2. 实验过程中需正确组装过滤结构，确保水流畅通且材料不混杂，通过观察水质变化验证净化效果，并能根据实验结果提出优化方案。 3. 本活动综合运用化学、工程与技术知识，不仅加深了对水净化原理的理解，也培养了动手实践能力和解决实际问题的科学素养。 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： 物理过滤→化学吸附 净水材料特性： 石英砂→去除悬浮物 活性炭→吸附色素异味 蓬松棉→初步过滤杂质 小石子→支撑上层材料 二、过程/方法 净水器制作步骤： 剪开塑料瓶→放入蓬松棉→加入石英砂→填充活性炭→铺小石子→纱布覆盖固定 实验操作流程： 准备待净化水样→倒入自制净水器→观察并记录水质变化 三、总结/结论 净水器效果评估： 清澈度提高→颜色变浅 结构优化建议： [根据实验结果提出具体方案] 教学 反思 成功之处：导入环节通过展示浑浊水和自制净水器模型，有效激发学生兴趣，使学生迅速进入学习情境。学生在分组制作净水器过程中能准确理解各层材料的功能与放置顺序，特别是对活性炭吸附色素、石英砂去除悬浮物的理解较为深入。实验观察环节多数小组能清晰记录过滤前后水样在清澈度和颜色上的明显变化，说明对物理过滤与化学吸附原理的掌握达到预期目标。小组合作完成组装任务，动手能力得到锻炼，团队协作意识增强。 不足之处：部分小组在组装过程中出现材料填充不均匀或顺序错误问题，导致水流堵塞或过滤效率低下，暴露出操作细节指导不够到位。个别学生在使用剪刀裁剪塑料瓶时存在安全隐患，教师未能及时发现并纠正。实验环节中部分水样过滤速度过慢，影响观察时效性，且部分学生缺乏系统记录数据的习惯，仅凭印象描述结果，科学严谨性有待加强。此外，对净水效果评估停留在直观判断层面，缺少定量比较方法。 改进设想：下次教学应增加关键步骤的分解示范视频或图示卡，强化组装流程的可视化指导，尤其是材料压实程度与分层边界控制。提前进行工具安全使用培训，并安排小组内设“安全监督员”角色。优化实验设计，提供标准浑浊度水样或染色液，统一初始条件便于横向对比。引入简易评分表，引导学生从流速、透光度、残留物等维度量化评价净水效果。增设纠错环节，让失败案例参与全班分析，提升问题诊断能力。 教学亮点：有小组自发尝试调整材料顺序，将活性炭置于石英砂下方进行对比实验，并提出“先吸附后过滤可能更高效”的假设，展现出初步的探究思维。另有学生利用废弃饮料瓶标签标注各层材料名称，体现工程标记意识。实验结束后多个小组主动讨论如何改进结构以应对含油废水，延伸出新的探究方向。 待解决问题：不同材质蓬松棉对过滤效率的影响是否显著？多层纱布覆盖是否会过度阻碍水流？如何设计对照实验验证活性炭对异味的去除效果？家庭净水器中的膜技术能否用简易材料模拟实现？ 学科网（北京）股份有限公司 $