4.5 水资源的利用和保护 教案2026-2027学年科学浙教版八年级上册

该教案聚焦水资源利用、净化三法（沉淀、过滤、蒸馏）、自来水厂流程及保护措施，通过全球缺水数据导入引发紧迫感，衔接前4节“认识水”知识，构建“认识-利用-保护”的学习支架。 特色在于对比归纳三法原理与效果，实验演示泥浆水净化全过程，结合五水共治案例，培养科学思维（分类比较）、探究实践（实验观察）与态度责任，助学生厘清易混点，教师可直接用实验设计和典例提升教学效率。

4.5 水资源的利用和保护 教 案 一、基本信息 课题 4.5 水资源的利用 和保护 （1课时，45分钟） ①水资源的利用→ 生产/生活用水； ②水的净化→ 沉淀法/过滤法/ 蒸馏法（三法对比） →自来水厂净化 流程（四步→ 絮凝→过滤→ 吸附→消毒）； ③水资源的保护→ 节约用水（工业/ 农业/生活）+防止 水污染（三来源+ 危害+防治）+ 五水共治 课型 知识整合课+ 方法对比课+ 态度责任课 （水资源利用→ 净化三法对比→ 自来水厂流程→ 节水防污→ 五水共治） 课时 1课时（45分钟）： 水资源利用价值导入→ 水的净化（沉淀法 概念/分类→过滤法 →蒸馏法→三法 总表对比→自来水 厂四步流程）→ 水资源保护（节约 用水三领域措施+ 水污染来源/危害/ 防治+五水共治 工程）→3道典例+ 课堂总结 教材 浙教版八上科学 第4章 水与人类 全球缺水→水的 净化方法→ 自来水厂→ 节水防污→ 五水共治 年级 八年级 教法 数据激趣法（全球 >10亿缺水/2025年 35亿→数字引发 紧迫感→为什么 要珍惜水→从净化 到保护全链条）； 对比归纳法（沉淀/ 过滤/蒸馏→原理/ 适用范围/操作→ 总表横向对比→ 一次性建立三种 分离方法的认知 框架）；实验演示 法（泥浆水→静置 沉淀→加明矾→ 过滤→蒸馏→ 逐步提纯→直观 看到每个步骤的 效果→理解物理 性质+物理变化 的本质）；案例 分析法（五水共 治→浙江实践→ 六大工程/五大治 污水/四大保供水 →真实案例代入 →态度责任教育） 教学重点 ①水的净化三种方法→ 沉淀法（静置沉淀 →重力作用； 吸附沉淀→明矾 使悬浮物凝聚成 较大颗粒沉底）→ 过滤法（利用溶解 性不同→滤去 不溶性杂质→ 活性炭兼有吸附 功能）→蒸馏法 （利用沸点不同→ 加热蒸发→冷凝 →得到纯净水）→ 三法核心区别： 原理不同（重力 vs溶解性vs沸点） →得到的产物 纯度递增。 ②自来水厂净水 四步流程→ 絮凝沉淀→过滤→ 活性炭吸附→ 杀菌消毒（氯气）→ 顺序固定→不可 颠倒（氯气在最后 →若消毒前置→ 后面过滤和吸附 会除掉消毒剂） 教学难点 ①沉淀/过滤/蒸馏 三法的辨析→ 原理分别是： 重力（沉淀）/ 溶解性不同（过滤） /沸点不同（蒸馏） →各自针对什么 类型的杂质→ 沉淀→大颗粒 固体→过滤→ 不溶性杂质→ 蒸馏→可溶性 杂质也能去除→ 三法净化程度 递增→蒸馏才能 得到纯净物。 ②「活性炭」的 双重角色→在 过滤中可滤去 不溶性杂质且 吸附可溶性异味→ 在自来水厂中 作为独立的 吸附步骤→ 出现在过滤之后 →消毒之前→ 顺序有讲究。 ③明矾≠消毒剂 →明矾是絮凝剂→ 使小颗粒凝聚→ 加速沉淀→不杀 菌→氯气才杀 菌→易混淆。 ④「净化后的水 不是纯净物」→ 蒸馏前一律是 混合物→含可溶 性矿物质→只有 蒸馏水才是纯水 教具准备 PPT课件；演示实验： ①泥浆水+明矾+ 活性炭+烧杯+玻璃 棒→演示沉淀法 （静置5分钟→ 对比加与不加明矾 →观察沉淀颗粒 大小差异）。 ②过滤器（漏斗+ 滤纸+铁架台）→ 过滤沉淀后的水→ 对比滤液与原液 的浑浊度变化。 ③蒸馏装置（烧瓶 +冷凝管+接收瓶 +酒精灯）→演示 蒸馏→收集蒸馏水 →说明是纯净物。 ④自来水厂流程 挂图或动态图→ 展示四步净化 →标注明矾/活性炭 /氯气各在哪一步 →强化顺序印象 学具准备 课本、练习本； 预习4.5→ ①水的净化三种 方法→沉淀法+ ____法+蒸馏法→ 各自原理是____/ ____/____。 ②自来水厂四步 →____→过滤→ ____→____。 ③明矾的作用是 ____→不是____。 ④节约用水三领域 →工业____+农业 ____+生活____。 ⑤五水共治→ 治污水/____/ 防洪水/____/ ____（填空） 学情分析 学生第4章前4节→ 已建立水资源 分布/配置/性质 的知识体系→ 4.5作为章末收束 →从「认识水」 上升到「利用与 保护水」→具有 STS（科学·技术· 社会）的综合性质。 学生常见混淆点： ①明矾=消毒剂？ →明矾只絮凝不 杀菌→氯气才杀菌。 ②过滤后水是纯水？ →仍含有可溶性 矿物质→混合物。 ③活性炭在哪一步 →既是过滤材料 又是吸附剂→ 在两个步骤中 出现（家用净水器 中用于过滤→ 自来水厂中作为 独立吸附步骤）→ 要区分两场景。 ④节约用水vs防 止水污染→保护 的两个维度的 区分→容易混为 一谈→要分别 讲清各自的措施。 二、核心素养目标 （1）科学观念：认识水资源的珍贵性和有限性→建立水资源需要保护和合理利用的科学观念。了解沉淀/过滤/蒸馏三种净化方法的原理→能从物理性质（溶解性/沸点/密度）角度理解分离原理。 （2）科学思维：通过对比沉淀/过滤/蒸馏三法→从原理/适用范围/净化程度三个维度进行辨析→培养分类比较的科学思维。通过自来水厂净化流程→培养「原料→加工→成品」的工程思维。 （3）探究实践：观察泥浆水的沉淀→加明矾前后对比→过滤→蒸馏→全程记录各步骤的净化效果→总结每种方法能去除什么类型的杂质→不能去除什么→建立「方法→效果→局限」的实验认知。 （4）态度责任：通过全球缺水数据和五水共治案例→理解水资源保护是每个人的责任→能从自身做起参与节水防污→树立可持续发展的价值观。 三、教学重难点 教学重点：水的净化三法原理与对比→自来水厂四步流程→节约用水与防止水污染的双维度保护措施→五水共治。 教学难点：沉淀/过滤/蒸馏→原理分别是重力/溶解性不同/沸点不同→三种性质→不能混淆。活性炭的双重角色（过滤材料+吸附剂）→明矾≠消毒剂（只絮凝不杀菌）→净化后水≠纯净物（只有蒸馏水是纯净物）。 四、教学过程 板块一：情境导入——水的珍贵（约4分钟） 图1 全球缺水→超过10亿人生活在缺水地区→2025年将有35亿人面临缺水 全球超过10亿人生活在缺水地区→到2025年会有35亿人面临缺水。每生产1t纸→约需200t水。一个成年人每天约需2500mL水→洗一次澡约需50L水。水→生命之源→但人类对水的利用远不止饮用→从净化到保护→每个环节都关乎生存→今天学4.5——水资源的利用和保护。 板块二：水的净化——三种方法（约15分钟） （一）沉淀法——利用重力让杂质沉降（约6分钟） 沉淀法→使水中杂质沉淀到水底的方法。分两种： ①静置沉淀→利用重力作用→使水中较大的不溶性固体颗粒自然沉降→如同水杯静置后→底部有沉淀。→优点→简单→无需添加任何物质。缺点→只能去除大颗粒→细小的悬浮物仍留在水中。 ②吸附沉淀→在泥浆水中加入明矾或活性炭→明矾溶解后→使水中较小的悬浮物凝聚成较大的固体颗粒→然后沉降到水底→加速沉淀→效果远好于静置沉淀。活性炭→不仅有吸附凝聚作用→还能吸附溶解在水中的色素和异味。 图2 泥浆水→静置沉淀→加明矾吸附沉淀→对比沉淀效果 （二）过滤法——利用溶解性不同（约4分钟） 过滤法→根据物质的溶解性不同→将液体中混有的不溶性固体杂质分离出来。操作要点：滤纸折叠→贴紧漏斗→玻璃棒引流→「一贴二低三靠」。过滤只能除去不溶性固体杂质→溶解在水中的物质（如食盐/矿物质）→无法通过过滤去除。 如果使用具有吸附作用的固体（如活性炭）来过滤→不仅可以滤去不溶性杂质→还可以吸附掉一些溶于水的有异味的杂质→如色素/余氯→这就是家用净水器中活性炭滤芯的工作原理。 （三）蒸馏法——利用沸点不同（约3分钟） 蒸馏法→根据液体物质的沸点不同→加热→水蒸发变成水蒸气→水蒸气遇冷→冷凝→变成液态水→收集得到蒸馏水。蒸馏→可以除去水中溶解的物质→得到的水是纯净物。蒸馏→是净化程度最高的方法→也是唯一能得到纯水的净化方法。 （四）三法对比总表（约2分钟） 自来水厂→三种净化方法→沉淀/过滤/蒸馏→三法总表对比 方法 原理 适用范围 能去除 不能去除 沉淀法 重力→密度 不同 液体中不溶性 大颗粒固体 大颗粒→ 悬浮物 细小悬浮物 +可溶性杂质 过滤法 溶解性不同 液体中不溶性 固体杂质 所有不溶性 固体杂质 可溶性杂质 蒸馏法 沸点不同 分离/提纯 液态混合物 所有杂质→ 得到纯净水 —（全部去除） 板块三：自来水厂的净化流程（约6分钟） 自来水厂从水源地取水→经历以下四步净化处理→才输送到家家户户： ①加絮凝剂→沉淀→加入明矾等絮凝剂→搅拌→静置→使悬浮物凝聚成较大颗粒→沉淀到池底。②过滤→将沉淀后的水通入过滤池→通过石英砂等过滤介质→滤去不溶性杂质。③活性炭吸附→将过滤后的水引入活性炭吸附池→除去水中异味和残留的微小颗粒→进一步脱色去臭。④杀菌消毒→通入氯气→氯气溶于水生成次氯酸→杀灭水中的细菌和病毒→确保饮用安全。 自来水厂净化四步流程→沉淀→过滤→活性炭吸附→消毒→自来水 [自来水厂四个「关键真相」]①明矾在第一步→只絮凝不杀菌→不是消毒剂。②活性炭在第三步→吸附色素/异味/残留小颗粒→不杀菌。③氯气在最后一步→杀菌消毒→只有它能杀菌。④即使经过四步净化→自来水也不是纯水→仍含少量矿物质→是混合物→要得到纯水→必须蒸馏。 板块四：水资源的保护——节水与防污（约10分钟） （一）节约用水——三个领域（约4分钟） 节约用水→三种主要方法：循环使用→减少用量→回收利用。 工业上→采用新技术→改变生产工艺→提高水的重复利用率→循环使用。农业上→发展节水型农业→改大水漫灌为喷灌或滴灌→减少水量消耗。生活上→使用节水型器具→及时修理漏水的水龙头→洗脸水冲厕所→生活用水处理后二次利用。 国家节水标志→水滴+手掌+地球→绿色的圆形代表地球→手托起一滴水→手=JS（节水拼音）→寓意「节约用水→需要每一个人牢记在心→用心节水」。3月20日→世界节水日。2024年5月1日→我国首部《节约用水条例》正式施行。 （二）防止水污染（约4分钟） 水污染→当水中含有对水或水生生物产生不良影响的物质→且含量达到一定值时→造成水污染。引起水污染的有害物质→污染物。 三大污染来源→①工业废水→废渣/废气任意排放→含有毒化学物质→甚至污染地下水。②农业废水→过度使用农药和化肥→随雨水流入河流→含有农药/化肥残留。③生活污水→生活污水随意排放/垃圾任意倾倒→含有病毒/寄生虫/细菌等致病生物。 水污染危害→水藻大量繁殖→溶解氧消耗→水生动物缺氧死亡→水质恶化 水污染危害→水体富营养化→当水中含氮/磷营养物质过多→水藻大量繁殖→水体变色→溶解氧被大量消耗→水生动物缺氧死亡→死亡后水质进一步发黑变臭→恶性循环。→防治措施→工业：新技术新工艺→废水处理达标排放→农业：合理使用化肥农药→提倡农家肥→生活：污水集中处理→少用含磷洗涤剂→医疗：污水集中处理达标排放。 （三）五水共治——浙江实践（约2分钟） 浙江省人均水资源量仅1760m3→逼近1700m3世界缺水警戒线→面临供需缺口大/污染严重/利用率低等问题。浙江省委部署「五水共治」：排涝水→治污水→保供水→防洪水→抓节水。工程包括→六防内涝/五治污水/四保供水→经过多年→钱塘江流域断面水质优良率达100%→全省地表水水质连续3年创新高。 板块五：典例精讲（约7分钟） 典例1——「生命吸管」→净化方法综合 生命吸管→滤网去除大颗粒→活性炭和离子交换树脂去除异味和部分重金属→超滤膜滤除99.99%细菌病毒。选项分析→D.净化后的水是纯净物→可直接饮用。错误→净化后的水仍含有可溶性矿物质/离子→是混合物→不是纯净物。蒸馏才能得到纯净水。答案：D。 典例2——自来水厂流程正误判断 A.沉淀池+过滤池除去不溶性杂质→正确。B.明矾投加用于消毒→错误→明矾是絮凝剂→不杀菌→不能消毒。C.活性炭吸附色素异味→正确。D.净化既有物理变化又有化学变化→正确→过滤/吸附是物理变化→氯气消毒是化学变化（生成次氯酸是新物质）。答案：B。 [明矾≠消毒剂]明矾→溶于水→形成胶状物→吸附水中的悬浮杂质→使其凝聚成大颗粒→加速沉降→全过程是物理变化→不涉及杀菌。氯气→溶于水生成次氯酸→次氯酸具有强氧化性→破坏细菌细胞结构→杀灭细菌→是化学变化。 典例3——节水分类标准 六种做法：①洗手关龙头→减少用水量→节约用水。②工业新技术→减少污染物→防止水污染。③无磷洗衣粉→减少含磷物质→防止水污染（富营养化）。④合理使用化肥农药→防止水污染。⑤洗菜水冲厕所→回收利用→节约用水。⑥改漫灌为喷灌滴灌→减少用水量→节约用水。分类标准→水资源保护的两种方式：节约用水（①⑤⑥）或防止水污染（②③④）。 板块六：课堂总结（约3分钟） 一、水的净化三法→沉淀（重力→密度不同→去除大颗粒）→过滤（溶解性不同→去除不溶性固体）→蒸馏（沸点不同→得到纯净水→唯一得到纯水的方法）。口诀：沉于底→滤得过→蒸得纯。二、自来水厂→四步流程→絮凝沉淀→过滤→活性炭吸附→氯气消毒→顺序不可颠倒→每步有不可替代的作用。三、水资源保护→两个维度→节约用水（减用量+循环+回收）+防止水污染（三来源→工业/农业/生活→防治各领域有对应措施）。五水共治→排/治/保/防/抓→浙江生态发展标杆。 五、板书设计 §4.5 水资源的利用和保护 一、水的净化——三种方法对比 | 方法 | 原理 | 能去除 | 不能去除 | 纯度 | | 沉淀 | 重力→密度不同→大颗粒沉降 | 大颗粒悬浮物 | 细小悬浮+可溶 | 低 | | 过滤 | 溶解性不同→滤纸过滤 | 所有不溶性固体 | 可溶性杂质 | 中 | | 蒸馏 | 沸点不同→蒸发→冷凝 | 所有杂质→纯水 | — | 纯 | 二、自来水厂净化流程（四步→顺序固定→不可颠倒） ①絮凝沉淀（加明矾→凝聚颗粒→沉淀） ②过滤（石英砂过滤池→滤去不溶性杂质） ③活性炭吸附（吸附池→去除色素+异味+微小颗粒） ④杀菌消毒（通入氯气→生成次氯酸→杀灭细菌） ★ 明矾≠消毒剂！明矾絮凝→氯气杀菌→角色不同 三、水资源的保护——两个维度 节约用水（减用量+循环+回收）： 工业→新技术→提高用水效率 农业→喷灌/滴灌→代替大水漫灌 生活→节水器具+回收利用（洗脸水冲厕） 防止水污染（控制三来源）： 工业→废水处理达标排放 农业→合理使用化肥农药→农家肥 生活→少用含磷洗涤剂→污水集中处理 ★ 五水共治：排涝水→治污水→保供水→防洪水→抓节水 四、四个关键辨析 ①明矾≠消毒剂→只絮凝不杀菌。氯气=消毒剂→杀菌是化学变化 ②活性炭→两步角色：过滤环节（净水器滤芯）→吸附环节（水厂独立步骤） ③自来水≠纯净物→含矿物质→混合物→只有蒸馏水是纯水 ④净化方法→分离原理：重力（沉淀）/溶解性（过滤）/沸点（蒸馏），三种物理性质 六、教学反思 1. 沉淀/过滤/蒸馏→三法辨析是本课第一个核心→学生在考试中常见混淆：蒸馏的原理是「沸点不同」而过滤的原理是「溶解性不同」→和沉淀的「重力/密度」区分。可以让学生做一个「原理连线题」→把三种方法和三种物理性质（重力/溶解性/沸点）→连起来→一次性建立「方法→物理性质」的对应→做题时只要看到「沸点」二字→一定选蒸馏。 2. 明矾≠消毒剂→每届每届每届都有学生在这个点丢分→因为「自来水厂」三个字让人天然联想到「干净=消毒」→以为所有加进去的东西都是消毒。必需强调：明矾是第一步放的→是絮凝剂→作用是凝聚→不是杀菌→整个过程中只有氯气才杀菌→在最后一步。加一句醒目的话：「明矾在头上→氯气在尾巴→头上不杀菌→尾巴才杀菌。」 3. 自来水≠纯净物→这是八年级科学「物质分类」单元反复出现的考点→本章（水）→下章（溶液）→中考（混合物/纯净物）→要刻入肌肉记忆：自然界所有的水→河/井/湖泊/雨水→皆是混合物→自来水经过四步净化→仍是混合物→蒸馏水→纯净物→只在实验室。可以放在黑板上一直留着→「Only蒸馏水=纯净物」→贴到考试。 4. 节约用水vs防止水污染→学生容易混→「节约」=少用/回收利用→减少用量→属于「量」的保护。防污=不让污染物进入水体→属于「质」的保护→两个维度→一个量一个质→合起来=水资源的保护。可以设计一个小练习→给出一堆做法→分成两类→训练分类思维。 5. 五水共治→是浙江本地化的内容→浙教版教材特有→考试一定会出现「五水共治是哪五水」→排涝水/治污水/保供水/防洪水/抓节水→5个动词→可用动作帮助学生记忆：排（推开）→治（治疗）→保（抱住）→防（挡住）→抓（抓住）→5个动作→对应5个水→记忆效率高。 6. 这节课是第4章收束课→可以和4.1（水资源分布）→4.2（溶解/溶液）→4.3（海洋探索）→4.4（浮力）串联→4.5上升到「人类如何保护和利用水」→体现科学课程的STS结合→可以在课堂总结时点一下→水→从认识→到利用→到保护→这就是科学课从课本走向现实的价值→给学生一个有温度又有逻辑的收束。 学科网（北京）股份有限公司 $