第二单元跨学科实践活动 1微型空气质量 “检测站” 的组装与使用学案--2026-2027学年九年级化学人教版上册

该初中化学学案聚焦空气主要污染物性质、传感器检测原理及微型检测站组装使用，通过生活情境问题（如雾霾成因、尾气影响）导入，课前预习结合教材填空夯实基础，课堂探究从调研危害到实地组装检测，构建“生活问题-理论认知-实践操作”的学习支架。 以跨学科实践为特色，覆盖资料查阅、实地访谈、装置设计组装到多点检测全流程，培养科学探究与实践能力。结合本地污染特征选传感器，基于数据推理评价，渗透科学思维，强化环保责任意识，配套分层习题与解析，助力核心素养落地。

跨学科实践活动 1 微型空气质量 “检测站” 的组装与使用 学案 一、学习目标 1. 化学观念 认识空气主要污染物（、等）的物理、化学性质，理解传感器检测污染物浓度的基本原理；建立空气质量与环境因素、人类活动相关联的物质与环境观念。 2. 科学思维 能结合本地污染特征合理选择检测传感器；分析传感器、采集器、计算机的连接逻辑；对比不同数据处理设备的优缺点，基于实测数据推理、评价空气质量，形成证据推理思维。 3. 科学探究 完整完成资料查阅、实地参观访谈、装置方案设计、硬件组装、软件调试、多点实地检测全流程实践；规范记录实验数据，能自主组装微型空气质量检测装置并开展定量检测。 4. 科学态度与责任 体会科学、技术、社会三者的联系；关注本地空气污染现状，树立环境保护责任意识；客观评价监测技术在环保治理中的应用价值，养成严谨规范的工程实践习惯。 二、课前预习 （一）生活情境问题 秋冬季节多地会出现雾霾天气，户外能见度下降，呼吸道疾病患者增多；工厂、汽车尾气会持续向空气中排放有害气体。结合生活思考： 1.空气中哪些物质超标会造成空气污染？ 2.实时监测空气质量对居民生活、环境治理有什么实际意义？ （二）教材基础填空 1.本次跨学科实践活动的核心任务是组装微型空气质量________，对空气中主要污染物开展定量检测。 2.常见空气污染物检测传感器包含________传感器、传感器等。 3.影响空气质量的环境因素有风向、风速、温度、降水量、________等。 4.微型检测站整套设备由传感器、________、计算机三部分连接组成。 5.开展空气质量检测时，需要选择多个不同________采集数据，保证检测结果客观全面。 三、课堂探究 探究任务 1：认识空气质量检测的意义（任务一） 活动 1：空气污染物与危害调研 查阅资料完成填空： 空气主要污染物：________、________、、氮氧化物等； 空气污染对人体危害：________； 空气污染对农作物危害：________。 活动 2：空气污染防治措施分析 结合生活实例，写出我国防治空气污染的 3 条具体措施： ________； ________； ________。 探究任务 2：参观与访谈（任务二） 本地环保监测站安装的专业监测仪器作用是________； 监测站可实时监测的数据类型：________； 本地空气首要污染物一般为________，该污染物主要来源是________； 影响空气质量的气象因素：风向、风速、温度、降水量、________。 探究任务 3：微型检测站组装方案设计（任务三） 结合本地污染特征，本次实践需要选用的传感器：________、________； 硬件连接逻辑：传感器采集污染物信号→________接收数据→计算机展示数据； 组装操作步骤： ① 设计组装方案；② ________；③ 计算机安装配套软件；④ 通电调试装置。 探究任务 4：微型检测站实地使用（任务四） 数据采集要求：选取________个不同地点开展检测，同步记录环境温度、湿度； 数据处理：根据采集到的污染物浓度数据，对本地空气质量进行________与评价。 探究任务 5：展示与交流研讨 微型检测站中用于处理、显示检测数据的设备是________； 对比不同数据显示设备，分别写出 1 条优点、1 条缺点： 设备优点：________； 设备缺点：________。 四、课堂检测 1.下列不属于空气污染物检测常用传感器的是（） A. 传感器 B. 传感器 C. 水温传感器 D. 氮氧化物传感器 2.下列气象条件不会影响空气质量的是（） A. 风速 B. 降水量 C. 空气湿度 D. 土壤酸碱度 填空题 3.微型空气质量检测站的三大核心硬件：传感器、________、计算机。 4.开展空气质量实地检测时，需要选取多处不同________采集数据，避免单点数据片面。 简答题 5.实时监测空气质量有哪些现实作用？ 五、课后拓展 实践拓展任务 周末前往本地生态环境局户外空气质量监测站点实地观察，记录监测仪器外形、公示的实时空气质量数据，对比课堂组装的微型检测站，写出专业监测站与微型检测站的 2 点异同。 资料拓展任务 查阅本地近 1 个月空气质量日报，总结本地空气污染高发时段、主要污染物，提出 2 条适合校园、家庭的减污小措施。 六、课后习题 基础题 1.列举 2 种可用于微型检测站的空气污染物传感器，并说明各自检测对象。 2.组装微型空气质量检测站前，为什么要结合本地空气污染特征选择传感器？ 提升题 3.简述传感器、数据采集器、计算机三者的连接与数据传递逻辑。 4.实地检测空气质量时，为什么不能只在单一地点采集数据？ 探究题 5.举例说明一项我国治理空气污染的具体措施，并分析该措施如何降低空气中污染物含量。 题目答案 + 详细解析 + 易错提示 + 考点标注 生活情境问题参考作答： 1.、氮氧化物、、臭氧等物质超标会造成空气污染； 2.居民可根据空气质量调整出行、防护方式；环保部门可依据监测数据制定管控、治理方案。 （一）课前预习 答案解析 1.检测站 考点：实践活动核心装置名称；易错提示：不可简写为 “检测仪”，教材标准名称为 “微型空气质量检测站”。 2. 考点：常见空气污染物传感器；易错提示：不可写二氧化碳传感器，不属于空气污染物。 3.湿度 考点：影响空气质量的环境因素；易错提示：区分 “空气湿度” 与土壤湿度，仅气象因素计入本题。 4.数据采集器 考点：装置硬件组成；易错提示：不能简写 “采集器”，完整名称为数据采集器。 5.地点 考点：实地检测操作规范；易错提示：单一地点数据存在偶然性，多点采集保证结果客观。 （二）课堂探究 答案解析 探究任务 1 活动 1： 空气主要污染物：二氧化硫（）、细颗粒物（）； 空气污染对人体危害：刺激呼吸道，诱发哮喘、支气管炎等呼吸系统疾病； 空气污染对农作物危害：损伤植物叶片，阻碍光合作用，造成农作物减产。 考点：空气污染物及危害；易错提示：二氧化碳不属于空气污染物，不可填入。 活动 2： 推广新能源汽车，限制燃油机动车尾气排放； 工厂废气经过脱硫、脱硝处理后再排放； 城市大面积植树造林，吸附空气中颗粒物。 考点：空气污染防治措施；易错提示：措施需贴合 “我国实际政策”，不可写无落地性的空想方案。 探究任务 2 实时监测空气中各类污染物浓度，长期记录空气质量变化； 、、氮氧化物、空气湿度、温度等； ；机动车尾气、建筑扬尘、燃煤； 湿度。 考点：专业环境监测站认知；易错提示：区分 “专业监测站” 与学生自制微型检测站，二者精度、监测范围差距较大。 探究任务 3 传感器、传感器； 数据采集器； 按方案组装硬件。 考点：装置组装流程；易错提示：软件调试必须在硬件组装完成后进行，顺序不可颠倒。 探究任务 4 多； 分析。 考点：实地检测操作规范；易错提示：数据仅采集不分析无法完成空气质量评价。 探究任务 5 计算机； 优点：可直观图表化展示数据，方便长期存储记录；缺点：户外检测时设备供电、便携性较差。 考点：数据处理设备优缺点对比；易错提示：需分别对应写出优点、缺点，不可只写单一角度。 （三）课堂检测 答案解析 1.C 解析：水温传感器用于水体温度测量，无法检测空气污染物；、均为本实验指定传感器。 考点：传感器分类；易错提示：审题关键词 “空气污染物”，排除水体相关传感器。 2.D 解析：土壤酸碱度属于土壤指标，和空气质量无直接关联；风速、降水、湿度均会扩散 / 沉积空气中污染物。 考点：影响空气质量的环境因素；易错提示：区分气象因素、土壤、水体指标。 3.数据采集器 考点：装置三大核心部件；易错提示：三件套固定为传感器、采集器、计算机，缺一不可。 4.地点 考点：实地检测规范；易错提示：单点数据误差大，多点采集减小实验偶然性。 5.①居民可根据空气质量做好防护（如雾霾天佩戴口罩）；②环保部门可及时发现污染源头，采取管控、治理措施；③长期监测数据可用于研究空气污染变化规律，制定长效环保政策。 考点：空气质量监测的现实意义；易错提示：作答需兼顾居民生活、环境治理两个角度。 （四）课后习题 答案解析 基础题 1.①传感器：检测空气中二氧化硫气体含量；②传感器：检测空气中细颗粒物浓度。 考点：传感器功能认知；易错提示：必须对应写出传感器名称与检测对象。 2.不同地区空气主要污染物存在差异，针对性选用传感器可精准检测本地主要污染指标，避免无用设备，提升检测效率与数据有效性。 考点：组装方案设计逻辑；易错提示：核心逻辑为 “因地制宜，精准监测本地主要污染物”。 提升题 3.传感器捕捉空气中污染物信号，将浓度转化为电信号传递给数据采集器；数据采集器统一整理、转换信号后传输至计算机；计算机通过配套软件展示、存储、分析污染物浓度数据。 考点：设备数据传递逻辑；易错提示：顺序不可颠倒，信号传递路径固定。 4.不同地点人类活动、污染源、气象条件不同，单点采集的数据存在偶然性，多点采集可综合对比，得到更客观、全面的区域空气质量结果。 考点：实地检测实验设计逻辑；易错提示：关键词 “偶然性、数据片面”。 探究题 5.示例：工厂废气脱硫处理；工厂排放的废气中含有大量二氧化硫，脱硫设备可吸收废气中的，减少二氧化硫向空气中排放，降低大气中污染物浓度，减轻酸雨、空气污染危害。 考点：污染治理措施原理分析；易错提示：答题需要包含 “措施名称 + 污染物削减原理” 两部分。 考点总结说明 1. 核心考点梳理 + 对应中考考法 核心知识点 对应中考 / 跨学科实践考法 空气主要污染物、空气污染的危害与防治措施 选择题判断、简答题情景问答、材料分析题 影响空气质量的气象环境因素 填空、图表数据分析题 微型检测站硬件组成、传感器种类、设备连接逻辑 实验探究装置识图、组装方案设计题 实地检测实验规范（多点采集、数据处理评价） 实验操作简答题、误差分析题 科学技术与环境、社会的联系 开放性实践论述题 2. 集中易错点提示 污染物区分易错：是空气固有成分，不属于空气污染物，不可选用传感器；、、氮氧化物为必考污染物。 设备顺序易错：组装流程、数据传递顺序不可逆，硬件组装在前，软件调试在后；传感器→采集器→计算机为固定信号流向。 实验逻辑易错：单点检测数据不具备代表性，必须多点采集；选择传感器需贴合本地污染特征，不能盲目选用。 概念混淆易错：区分 “专业环保监测站” 与 “学生微型检测站”，二者精度、监测范围、仪器规格存在明显差异。 3. 生活科技情景化联系（适配中考情景命题） 家用空气净化器：内置传感器实时检测室内颗粒物浓度，与本实验微型检测站传感器原理一致； 城市空气质量实时播报：依托环保监测站全天不间断采集数据，对应教材中专业监测站监测流程； 新能源公交、限产停工政策：对应空气污染防治措施，中考常以城市雾霾、工厂排污为情景设问治理方案； 中考跨学科题型常结合生活、城市环保场景，融合物理传感、化学污染物、工程组装知识，解题核心逻辑为 “污染物性质决定检测设备，监测数据指导环保治理”。 word理化 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 $