第十三章 实践：探究在干旱地区如何取水 教学设计 2026-2027学年物理沪科版九年级全一册

该初中物理教学设计聚焦液化物态变化知识，通过展示荒漠图片及生存取水问题导入，搭建“物理原理-生存实践”学习支架，梳理露水形成原理及干旱地区取水方法。 以真实问题驱动教学，融合科学探究（完整经历“查阅-设计-实践-改进-评估”流程）、科学思维（分析温差等因素对取水量影响）、科学态度与责任（增强水资源保护意识），如五种取水方法原理辨析、装置改进任务，提升学生实践能力与应用认知，为教师提供素养导向的教学范例。

实践：探究在干旱地区如何取水 一、教学目标 1. 物理观念 能用液化的物态变化知识解释露水的形成原理；掌握干旱地区多种取水方法背后的物理逻辑；明确液化的条件是水蒸气遇冷降温，建立 “物态变化知识可解决实际生存问题” 的应用认知。 2. 科学思维 能梳理不同取水方法的共性原理与差异；能分析温差、湿度等因素对露水生成量的影响逻辑；能针对取水装置的不足提出优化方案，提升逻辑分析与问题解决的思维能力。 3. 科学探究 完整经历 “查阅资料 — 设计制作工具 — 实践收集 — 改进优化 — 交流评估” 的实践探究流程；掌握太阳能蒸馏、冷凝取水等基础实验设计方法；能结合控制变量思路分析影响取水量的因素。 4. 科学态度与责任 感受物理知识在极端环境中的实用价值，养成探索自然的兴趣；树立学以致用的观念，增强水资源保护意识；培养团队合作与严谨求实的实践精神。 二、教学重难点 1.教学重点 露水形成的液化原理； 五种常见露水收集方法及对应原理； 影响露水生成量的四大因素； 取水装置的设计与优化思路。 2.教学难点 用液化知识精准解释不同取水方法的工作过程； 结合影响因素针对性设计取水装置的改进方案。 三、教学过程 （一）导入新课（5分钟） 教师展示课件中荒漠土地开裂的图片，结合导入语讲解：在干旱缺水的地区，甚至沙漠中，液态淡水十分稀缺，但生存离不开水。 教师提出问题：大家想一想，如果身处干旱缺水的环境，有哪些办法可以获取维持生命的水？ 学生自由发言，分享自己的想法。教师点评后引出：本节课我们就结合物态变化的知识，探究干旱地区的取水方法，由此导入课题 《实践：探究在干旱地区如何取水》，同步出示课件三条学习目标，明确本节课学习任务。 （二）新课讲授（30分钟） 1. 问题缘起 教师讲解：水资源短缺会严重影响生产生活，在干旱地区，巧妙的取水方法能帮助人们摆脱缺水危机。 展示课件中沙漠取水的三步示意图：挖坑底部放杯子、洞上铺塑料薄膜并用石头压住中心和边缘、水在薄膜背面聚集滴入杯中。 组织学生同桌讨论：这个取水过程中，水是从哪里来的？用到了我们学过的哪种物态变化？ 学生分享观点后，教师简单铺垫：整个过程利用了汽化和液化两种物态变化，核心的取水环节是水蒸气的液化。 2. 任务一：收集露水的方法与科学原理 教师明确核心原理：收集露水主要利用物理学中的液化现象—— 空气中的水蒸气遇冷凝结成液态水。 教师按照课件顺序，逐一讲解五种露水收集方法，同步引导学生分析每种方法中的液化过程： ① 利用金属物体收集：日夜温差大的地区，清晨露水会凝结在金属物体表面，可以擦拭收集。 提问学生：为什么金属表面容易结露？引导学生回答：金属导热快，夜晚温度低，水蒸气遇冷容易液化。 ② 通过植物收集：用塑料袋包裹植物嫩枝，扎紧袋口，清晨就能收集到凝结的露水。 讲解：植物蒸腾作用散出水汽，在塑料袋内壁遇冷液化成水。 ③ 利用土壤特性收集：在潮湿处挖漏斗状坑，底部放容器，坑上盖塑料布，阳光照射使土壤水分蒸发，遇塑料布凝结成水珠滴入容器。 ④ 制作简易太阳能蒸馏器：土坑底部放收集器皿，上方盖弧形塑料膜，太阳照射使坑内水汽蒸发，遇冷膜凝结成水珠流入器皿。 ⑤ 从空气中收集：用铁丝编成漏斗形金属网，放在背阴通风处，露水凝结后流入水桶；增加内网或细铁丝可以提升收集量。 讲解完五种方法后，教师提出问题：哪些情况会影响露水生成量的多少？ 组织学生 4 人小组讨论，小组代表分享观点后，教师总结四大影响因素： 温差：昼夜温差越大，越容易结露； 湿度：空气相对湿度越高，露水越多； 风速：微风促进水汽补充，强风会吹散水汽； 云量：晴朗无云的夜晚冷却快，露水更多。 3. 任务二：制作收集露水的工具 教师讲解：了解了原理和方法后，我们可以动手制作简易的取水工具。 结合课件介绍三种可制作的取水装置： ① 金属板冷凝装置：夜间将铝板等金属板倾斜放置，下沿放收集容器，当金属板温度低于露点温度时，水蒸气凝结成水滴流入容器。 ② 毛细管作用取水装置：将棉布、陶罐等多孔材料一端埋入潮湿土壤，另一端接入收集容器，利用毛细现象吸附水分，水分蒸发后在容器壁冷凝液化。 ③ 太阳能蒸馏装置：白天用透明塑料膜覆盖土坑，坑内放置污水，塑料膜中心放小砖块使膜呈弧形，水分蒸发后在塑料膜上冷凝成水滴，流入下方的收集小桶。 组织学生小组交流：如果让你制作一个取水工具，你会选择哪种方案？需要准备哪些材料？各小组简单分享设计思路。 4. 任务三：改进露水收集方案 教师引导：收集露水的多少会受多种因素影响，我们可以针对性地优化方案。 结合课件梳理影响收集效果的核心要素：空气湿度、温度差异、装置面积、收集时间。 教师逐条讲解改进措施： ① 选择空气湿度大的环境布置装置； ② 创设更大的温差条件，提升液化效率； ③ 增大冷凝装置的面积，增加水汽接触面积； ④ 延长收集露水的时间，积累更多水量。 组织学生交流分享：结合自己设计的取水装置，说说可以从哪些方面进行改进？学生发言后，教师点评优化。 5. 交流评估与拓展研究 教师组织全班交流：大家觉得收集露水的过程中，可能会遇到哪些问题？在极端干旱的环境下，还可以通过哪些办法获得水？ 学生自由讨论后，教师总结：可以结合多种方法提升取水量，同时要注意水质安全。 最后布置拓展任务：课后调查水资源短缺产生的原因，探索开发水资源的方法，完成一份调查报告。 （三）课堂小结（5分钟） 教师结合课件小结框架，带领学生整体回顾本节课核心内容： 四、板书 实践：探究在干旱地区如何取水 （一）核心原理 水蒸气遇冷液化成液态水 （二）五种露水收集方法 1.金属物体冷凝收集 2.植物蒸腾包裹收集 3.土壤水分蒸发冷凝收集 4.简易太阳能蒸馏器 5.金属网空气取水 （三）影响露水生成的因素 温差、空气湿度、风速、云量 （四）装置改进方向 增大湿度、提升温差、扩大面积、延长时间 五、教学反思 1. 课堂亮点 本节课严格遵循课件页面顺序授课，所有知识点、方法案例、实践任务全部完整沿用，无内容删减与顺序调整。以干旱缺水的现实问题切入，贴合生活实际，有效激发学生的探究兴趣；课堂融合原理讲解、方法分析、方案设计、小组讨论等多重形式，将液化的物理知识与生存实践结合，落实了学以致用的教学目标，学生参与度较高。 2. 存在不足 部分学生对不同取水方法中的液化过程辨析不够清晰，容易混淆汽化和液化的环节；本节课以方案设计为主，缺少实际动手制作与实测的环节，学生实践体验不足；小组讨论中，部分学生的改进方案缺乏针对性，逻辑不够严谨。 3. 改进措施 课后补充取水方法原理辨析练习题，强化物态变化的过程分析；增设 1 课时的实践活动，让学生动手制作简易取水装置并实测效果，深化知识理解；在方案设计环节提供更多案例参考，引导学生结合影响因素提出更具体、可落地的优化方案。 学科网（北京）股份有限公司 $