跨学科实践活动1 微型空气质量“检测站”的组装与使用（教学设计）化学新教材人教版五四学制八年级全一册

年级

八年级

学科

化学

课型

新授课

教材

人教版八年级化学 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

教学目标

1.结合物理、信息技术和工程等相关知识，组装一个微型空气质量“检测站”来检测空气质量。

2.通过实践活动，体会科学、技术、社会的相互关系。

教学重点

学会微型空气质量“检测站”的组装方法。

教学难点

正确使用微型空气质量“检测站”对空气质量进行检测和分析。

教材分析

本节教学内容源于人教版五四学制八年级全一册第二单元《空气和氧气》配套的跨学科实践活动1，是对单元内“空气的保护”板块理论知识的实践延伸，契合义务教育化学课标中跨学科实践活动的设置要求，兼具学科性、实践性与育人价值。

教材内容编排遵循“理论认知—实地调研—动手实践—应用分析”的逻辑递进路径：先从空气污染物、空气污染的危害切入，帮助学生明确空气质量检测的现实意义；再通过参观访谈本地监测站的任务设计，让学生了解专业空气质量监测的仪器、指标与数据处理逻辑；最后落脚到微型检测站的组装、使用两个实操环节，引导学生整合化学、物理、信息技术等多学科知识完成实践任务。整节内容突出STSE教育理念，既帮助学生巩固单元核心知识点，又能培养学生的科学探究能力与环保社会责任，是理论联系实际的重要载体。

学情分析

教学对象为九年级学生，经过本单元前半部分的学习，学生已经掌握空气的组成、常见空气污染物的种类、空气污染的危害等基础理论知识，日常生活中也常接触空气质量预报相关信息，对空气质量检测有初步的感性认知，具备开展实践活动的知识基础。

九年级学生对动手操作类实践活动兴趣较高，具备基本的动手组装能力，但跨学科知识整合能力较弱，对传感器原理、数据采集设备的连接、检测数据的分析处理等内容较为陌生，对温度、风向等气象因素影响空气质量的逻辑理解存在一定难度，同时也缺乏实地检测、变量控制的实践经验。教学过程中需要立足学生已有的知识储备，对组装、检测的操作步骤做好分层引导，降低实践门槛，同时引导学生结合已学知识分析检测结果，既能落实知识点巩固，也能让学生在实践中体会化学的应用价值，建立环保意识。

教学过程

教学内容

设计意图

环节一 情境导入

【生活体验提问】同学们，在开始今天的实践活动前，老师先问问大家：有没有遇到过秋冬雾霾天上学要戴口罩、原本的户外体育课临时改成室内课的经历？大家平时看天气预报的时候，有没有注意过“空气质量指数”“PM2.5浓度”这些和空气相关的指标？（给学生留出发言时间，鼓励大家分享自己感受到的空气污染场景，比如家附近施工时灰尘大、烧烤摊周边气味刺鼻等）

【资料展示引入】大家提到的这些感受，都和空气质量优劣直接相关。我们日常看到的官方空气质量数据，都是各地环境监测站通过专业仪器检测污染物含量得到的。那大家想不想亲手做一个“迷你版”的空气质量检测站，自己去测一测咱们教室、操场、校门口这些每天活动的区域的空气质量？今天我们就开展这个跨学科实践活动，自己动手组装、使用微型空气质量“检测站”，整个过程还会用到大家学过的物理电路连接、信息技术数据处理的知识，大家可以把不同学科的知识结合起来，亲手摸清楚我们身边的空气状况。

从雾霾天、生活中常见的空气质量预报切入，贴合学生的真实生活体验，激发参与兴趣。

通过设问“空气质量数据如何得到”“能不能自己动手检测”，自然引出本节课的跨学科实践主题，提高实践活动的目的性和主动性。

环节二 认识空气质量检测的意义

任务一  空气的主要污染物有哪些？

【引入】展示本地当日天气APP中的空气质量界面，提问：大家平时关注过空气质量信息吗？界面里标注的污染物具体是哪些物质？

【教师提问】结合之前所学的空气组成相关知识，思考空气中的污染物可以分为哪几类，具体包含哪些物质？

【学生思考】

1.回忆空气的正常组成，区分正常成分和污染物；

2.分组讨论后派代表回答：污染物分为有害气体和粉尘两类，有害气体包含一氧化碳、二氧化硫等，粉尘包含PM2.5等。

【讲解】评价学生回答后明确分类：

有害气体：CO、SO2、NO2、O3

粉尘类：可吸入颗粒物（PM10）、细颗粒物（PM2.5）

易错点强调：CO2是温室气体，但不属于空气污染物，不纳入常规空气质量检测范围。

任务二  空气污染对人体健康和农作物生长有哪些影响？

结合生活场景唤醒旧知，明确空气污染物的范畴，突破CO2属性的易错点。

【引入】展示雾霾天市民戴口罩出行、受酸雨侵蚀的枯黄农作物两张对比图片，引导学生直观感受空气污染的危害。

【教师提问】结合生活经验和课前查阅的资料，分组讨论：空气污染分别对人体健康、农作物生长有哪些负面影响？

【学生思考】

1.组内交流生活中雾霾天的身体感受，以及农业新闻里的污染危害案例；

2.代表发言：对人体会引发呼吸道疾病，对农作物会导致减产甚至死亡。

【讲解】总结两类危害：

1.对人体：污染物通过呼吸进入呼吸系统，会引发哮喘、肺炎、心血管疾病，长期暴露还会增加癌变风险；

2.对农作物：当污染物浓度超过植物耐受限度时，会损伤植物细胞和组织，阻碍生理功能，最终导致农作物产量下降、品质降低，严重时会造成植株死亡。

任务三  对空气质量进行检测的意义是什么？

【引入】提问：如果明天空气质量预报为重度污染，你会给家人提出什么出行建议？

【教师提问】结合刚才的场景思考，常态化开展空气质量检测，有哪些实际意义？

【学生思考】学生结合场景回答：可以让大家提前知道空气质量，污染天减少出门、戴口罩做好防护。

【讲解】空气质量检测的核心意义：

一方面能使公众及时掌握空气质量状况，污染发生时及时采取防护措施；另一方面也能为环保部门制定污染治理方案、调控工业布局提供数据支撑。

任务四  我国为防治空气污染采取了哪些具体措施？

【引入】提问：大家有没有发现最近几年本地的“蓝天白云”天数越来越多？这和我国的空气污染防治措施密不可分。

【教师提问】结合生活所见，举例说明我国采取了哪些防治空气污染的措施？

【学生思考】学生结合生活经验回答：推广新能源汽车、关停高污染工厂、植树造林、实时发布空气质量预报等。

【讲解】总结三类核心措施：

1.源头管控：推广使用清洁能源，限制高污染企业的污染物排放；

2.过程监管：加强空气质量监测，实时掌握污染动态；

3.生态修复：积极植树、种草，提升环境的自净能力。

通过直观素材引导学生自主探究，深刻体会空气污染的危害，初步建立环保意识。

结合生活场景引导学生体会空气质量检测的实用价值，理解科学检测服务于社会的属性。

联系生活所见，让学生感受到环保政策的实际效果，增强社会责任感。