1.5 制作简易空气净化器（教学设计）科学青岛版五年级上册（新教材）

该小学科学教学设计聚焦空气净化器的过滤、吸附、循环原理及简易制作，通过“室内空气是否干净”的情境提问，结合学生已知的灰尘、甲醛等污染物，引出空气净化器，建立“生活问题—原理探究—动手制作”的学习支架。 特色在于真实情境驱动学习，完整落实“提出问题—设计方案—制作检测—改进迭代”的工程流程，培养科学思维中的模型建构与创新思维，探究实践中的设计制作能力。例如利用口罩滤网、活性炭等材料设计装置，通过检测数据优化风速和滤材，融入光触媒新技术。既提升学生工程实践与问题解决能力，又为教师提供可操作的素养培养路径。

青岛版（2024）科学五年级上册 《制作简易空气净化器》教学设计 课题 1.5 制作简易空气净化器 课型 新授课 教学目标 科学观念： 1.知道室内空气中的灰尘、甲醛等物质会造成空气污染，了解空气净化的必要性。 2. 掌握家用空气净化器过滤、吸附、空气循环的基本工作原理。 3. 知道滤网、活性炭、小风扇在净化器中的各自作用，了解光触媒等新型净化技术。 科学思维： 1. 能从真实生活问题出发，分析空气净化器结构与功能的对应关系，建立“结构决定功能”的工程思维。 2. 能根据现有材料进行方案设计、对比优化，学会从风速、过滤材料、结构布局多角度改进产品。 3. 能根据检测结果推理装置不足，形成“设计—制作—检测—改进”的工程闭环思维。 探究实践： 1. 能小组合作完成简易空气净化器的方案设计、绘图、制作、通电测试全过程。 2. 能合理选择箱体、滤网、活性炭、小风扇等材料，规范安装各部件。 3. 能设计检测方案，对比净化效果，并提出可行的改进策略。 态度责任： 1.培养乐于动手、勇于创新、精益求精的工程实践态度。 2. 认识室内空气污染的危害，树立关注空气质量、主动净化环境的健康意识。 3. 懂得利用科学技术改善生活环境，增强学以致用、服务生活的科学责任感。 教学重难点 重点：理解空气净化器的工作原理；完成简易空气净化器的设计与制作。 难点：合理设计进出风口位置、部件安装顺序；根据检测结果科学改进净化装置。 教学环节 教学过程 课堂导入 一、明确问题 情境导入，明确问题（4分钟） 师： 同学们，我们每天大部分时间都在室内学习、生活。大家思考一下，室内空气是不是绝对干净的？ 生1： 不是，空气中会有灰尘。 生2： 新装修的房子有难闻的味道，应该有有害气体。 师： 大家说得非常好！室内空气中含有灰尘、甲醛、异味等污染物，会造成室内空气污染，影响我们的身体健康。生活中，人们会用什么电器改善室内空气？ 生： 空气净化器！ 师： 没错！空气净化器可以有效净化室内空气、改善空气质量。 今天我们的工程任务来了：怎样利用身边材料，自制一个简易空气净化器？ 本节课我们将完成“认识原理—设计方案—动手制作—检测改进”全过程。 板书课题：制作简易空气净化器 课 程 学 习 二、制定方案 探究新知：认识空气净化器工作原理（7分钟） 任务一：研究家用空气净化器结构与作用 师： 老师出示空气净化器模型结构图，请小组讨论：空气净化器主要由哪些部分组成？各部分有什么作用？ （学生小组交流讨论） 师： 谁来分享你们的发现？ 生1： 空气净化器有风扇、滤网。 生2： 还有进风口和出风口。 师： 非常准确！那大家思考核心问题：排气扇（小风扇）的作用是什么？ 生1： 风扇转动可以带动空气流动。 生2： 让脏空气进入机器，过滤后再吹出来。 师小结原理： 空气净化器主要依靠过滤法净化空气。 小风扇： 加速空气循环，将室内脏空气吸入机器内部； 过滤网： 过滤空气中的灰尘、大颗粒杂质； 活性炭： 吸附甲醛、异味等有害气体。 师： 简单概括：先吸入、再过滤吸附、最后排出干净空气。 制定方案：设计简易空气净化器（10分钟） 任务一：选材与结构设计研讨 师： 我们没有专业机器，只能利用身边材料制作。大家思考： 我们可以用医用口罩中间层做过滤网，活性炭包吸附有害物，小风扇带动空气流动。 老师出示四个设计问题，请小组深度讨论，确定设计方案： 1. 选择什么容器做净化器箱体？ 2. 进风口、出风口设计在什么位置最合适？ 3. 过滤网、活性炭包、小风扇分别安装在什么位置？ （生生充分交流、研讨设计思路） 师： 请小组代表汇报设计思路。 小组1： 我们选用透明塑料杯做箱体，安全轻便、容易开孔。进风口开在杯身侧面，出风口在顶部。 小组2： 我们计划：空气先经过滤网、再经过活性炭，最后由风扇吹出，净化更干净。 师： 设计思路非常科学！老师统一最优设计逻辑： 进风口 → 过滤网（滤灰尘）→ 活性炭（吸有害气体）→ 小风扇 → 出风口 任务二：绘制设计图、小组互评 师： 请大家在图纸上画出本组的简易空气净化器设计图，标注：箱体、进风口、出风口、滤网、活性炭、风扇位置。 画完后，小组之间互相观看，互相提修改建议。 （学生画图、互评、修改完善方案） 师： 大家在设计中做到了布局合理、思路清晰，为接下来的制作打下了很好的基础。 实施方案：动手制作、通电测试（10分钟） 任务一：统一制作步骤 师： 老师示范标准制作流程，大家按步骤操作，注意安全，小心剪刀划伤。 步骤1： 选取塑料杯作为净化器箱体，在杯身侧面开设进风孔； 步骤2： 在进风口内侧粘贴口罩滤网层，阻挡大颗粒灰尘； 步骤3： 杯内固定活性炭包，用于吸附甲醛、异味； 步骤4： 杯口固定小风扇与电机； 步骤5： 接通电源，风扇转动，完成成品制作。 任务二：学生分组制作、教师巡视 （学生小组合作制作、组装、调试） 师： 请完成的小组举手，展示你们的简易空气净化器。 生： 老师，我们的风扇可以正常转动！ 师： 非常棒！装置结构完整、组装规范，可以进入检测环节。 效果检测与产品改进（6分钟） 任务一：设计检测方案 师： 我们怎么知道净化器有没有净化效果？请小组设计检测方法。 生1： 可以用空气质量检测仪，分别检测进风口、出风口的空气质量数据，进行对比。 生2： 对比净化前后空气中颗粒物数值变化。 师： 师生共同检测：分别检测进风口原始空气数据、出风口净化后数据，记录对比，验证净化效果。 任务二：产品优化改进研讨 师： 对比数据后发现，我们的简易净化器有一定效果，但还不够完美。 小组讨论：怎样改进简易空气净化器，让净化效果更好？ （小组讨论改进策略） 师： 谁来分享改进方法？ 生1： 可以更换风力更大的小风扇，加快空气循环速度，净化更快。 生2： 选用更细密的滤网、更多活性炭，过滤吸附效果更好。 生3： 多层过滤，增加净化层数。 师： 大家思路非常开阔！老师补充新技术知识：光触媒技术 出示资料卡： 光触媒又叫光催化剂，在光照条件下可以产生强氧化性物质，能够分解空气中甲醛、杀灭细菌病毒，是高效的新型空气净化技术。 师小结改进方法： 1. 增大风速、加快空气循环； 2. 更换更优质的过滤、吸附材料； 3. 多层净化结构； 4. 利用光触媒等新技术提升净化能力。 展示评价、回顾反思（2分钟） 1. 课堂回顾反思 师： 本节课我们经历了完整的工程实践流程： 从生活空气污染真实问题出发，经过需求分析→方案设计→图纸绘制→动手制作→检测验证→迭代改进。 我们发现：设计是工程制作的关键，科学设计、不断改进，才能做出更好的产品，解决生活真实问题。 2. 四维素养评价 1. 科学认知：知道空气净化器过滤、吸附、循环的工作原理； 2. 科学设计：能独立完成简易空气净化器创意设计与绘图； 3. 实践创新：具备制作、检测、改进产品的工程实践能力； 4. 社会责任：树立净化空气、爱护环境、健康生活的意识。 课堂 小结 师： 本节课我们掌握了空气净化器的工作原理，完成了简易空气净化器的设计与制作，学会了用检测对比的方法验证产品效果，掌握了工程设计、迭代改进的科学方法，懂得了用科学技术改善生活环境。 板书设计 制作简易空气净化器 1. 空气污染：灰尘、甲醛、异味 2. 工作原理：过滤 + 吸附 + 空气循环 滤网 → 过滤灰尘 活性炭 → 吸附有害气体 小风扇 → 带动空气流动 3. 制作流程 设计绘图 → 组装制作 → 通电测试 → 检测改进 4. 改进方法 加大风速、升级滤材、多层净化、光触媒新技术 教学反思 本课属于典型的技术与工程实践课，严格对标2022新课标“工程设计与物化”核心要求，贴合五年级学生动手实践、乐于创造的年龄特点，完整落实课本全部教学环节。 本节课亮点显著： 1. 真实情境驱动学习：从室内空气污染生活问题导入，让学生明白科学制作服务生活，任务真实、落地性强； 2. 工程流程完整闭环：严格按照“提出问题—制定方案—实施制作—测试评价—迭代改进”完整工程流程教学，有效培养学生工程思维与创新实践能力； 3. 重设计、重思维、重改进：不只是简单手工制作，更强调图纸设计、结构分析、功能对应、数据检测与产品优化，真正落实科学素养； 4. 新旧知识结合：结合光触媒前沿科技资料，拓宽学生视野，实现基础制作与科技拓展结合； 5. 生生互评、小组合作充分，充分发挥学生主体性。 本课存在不足： 1. 部分学生开孔位置不合理，导致进出风循环不畅，净化效果弱； 2. 少数小组组装顺序混乱，影响装置整体效果； 3. 课堂制作时间紧张，部分学生改进方案来不及落地实操。 改进措施： 1. 课前出示标准结构示意图，统一安装逻辑，规避结构错误； 2. 增加半成品示范，明确“先过滤、后吸附、再排风”的科学顺序； 3. 课后设置延时改进作业，让学生继续优化作品，真正实现工程迭代。 1 学科网（北京）股份有限公司 $