4.1水资源及其利用教学设计--2026-2027学年九年级化学人教版上册

该初中化学教学设计聚焦水资源现状、保护及水的净化方法，通过短视频展示水的“丰”与“缺”矛盾导入，以驱动性问题贯穿，衔接微观知识与后续学习，搭建“社会走进化学”的认知桥梁。 此资料以核心素养为导向，科学探究环节通过过滤实验的“失败案例分析”提升操作与问题解决能力，科学态度结合南水北调案例渗透家国情怀，调查家庭用水促进行动转化。助学生形成化学观念与责任，为教师提供素养落地的可操作方案。

核心素养导向教学设计 2024版人教版九年级化学上册 第四单元 自然界的水 课题1 水资源及其利用 核心素养导向教学设计 教材版本 人教版（2024年修订版） 适用年级 九年级（初三） 课时安排 2课时 课程类型 新授课（含实验探究） 一、课标分析 依据《义务教育化学课程标准（2022年版）》要求，本课题涉及以下核心素养发展要点： 核心素养维度 课标具体要求 本课题承载点 化学观念 认识水是宝贵的自然资源，形成保护和节约资源的可持续发展意识 通过水资源分布数据和净化方法的学习，建立"物质性质决定分离方法"的观念 科学思维 能依据物质组成对物质进行分类，识别纯净物和混合物 通过对比天然水、自来水、蒸馏水的成分差异，培养分类比较和证据推理能力 科学探究与实践 掌握过滤等基本实验操作，能设计简单的水净化方案 通过过滤操作实验和"净水方案设计"活动，提升实验技能和工程思维 科学态度与责任 形成保护和节约水资源的意识和社会责任 通过调查家庭用水、了解阶梯水价等活动，树立节水护水意识 教材地位分析：本课题是2024版新教材将原有的"爱护水资源"和"水的净化"两个课题合并而成，位于第三单元"物质构成的奥秘"之后，是学生学习了分子、原子、元素等微观知识后，首次运用这些知识认识具体物质——水。课题从宏观的水资源现状出发，引导学生关注社会问题，再通过净水方法的学习过渡到微观层面的物质分离思路，为后续课题2"水的组成"和课题3"物质组成的表示"奠定认知基础，在单元中起到"从社会走进化学、从混合物走向纯净物"的桥梁作用。 二、学情分析 （一）已有知识基础 学生已学习空气、氧气等物质，了解物理变化与化学变化的区别，具备基本的物质分类意识。 通过第三单元学习，学生已掌握分子、原子、元素等微观概念，能从元素视角初步认识物质组成。 在"制取氧气"实验中，学生已掌握药品取用、加热、收集等基本实验操作，具备初步的实验技能。 （二）认知障碍点 学生对"水资源丰富但可利用淡水极少"的矛盾缺乏量化认知，容易想当然地认为"水用不完"。 对天然水、自来水、纯净水之间的本质区别（混合物与纯净物）认识模糊，不能从"含有什么杂质"的角度分析。 过滤操作是首次接触，对"一贴二低三靠"的操作要点缺乏感性认识，容易在操作细节上出错。 对"为什么要用明矾""活性炭为什么能吸附"等原理性问题有探究欲望，但缺乏从微观角度解释的思路。 （三）素养发展点 从"数据→认知→行动"的逻辑链培养科学态度与责任。 从"混合物分离"的角度建立"物质性质决定分离方法"的化学观念。 通过设计净水方案，发展工程思维和科学探究能力。 三、教学目标 基于核心素养的四个维度，结合本课题内容特点，制定如下教学目标： （一）化学观念 能说出地球和我国水资源的现状，理解"总水量丰富但可利用淡水有限"的矛盾，建立珍惜水资源的观念。 能从"含有杂质种类"的角度区分天然水（混合物）与纯水（纯净物），初步建立"利用物质性质差异进行混合物分离"的思路。 （二）科学思维 通过对地球咸水/淡水储量比、我国人均水量的数据分析，培养基于证据进行推理和判断的能力。 能比较沉降、过滤、吸附、蒸馏等净水方法的原理和净化程度，形成"依据杂质性质选择分离方法"的分类思维。 （三）科学探究与实践 能规范完成过滤操作，准确表述"一贴、二低、三靠"的操作要点及其原因。 能针对一杯浑浊河水，设计合理的净水方案，说明各步骤的目的和原理。 （四）科学态度与责任 通过了解我国水资源"南多北少"的分布特点和调水工程（如南水北调），增强民族自豪感和可持续发展意识。 通过调查家庭用水情况和阶梯水价，养成节约用水的习惯，树立"节水护水，人人有责"的社会责任感。 教学重点：自来水厂的净水流程（沉降→过滤→吸附→消毒）；过滤操作的规范要领。 教学难点：从"杂质性质差异"的角度理解不同净水方法的原理；过滤失败原因的分析与改进。 四、教学流程总览 本课题共2课时。第1课时聚焦"水资源状况与保护"，第2课时聚焦"水的净化方法与过滤实验"。整体教学以"问题链"驱动，贯穿"从社会到化学、从宏观到微观"的认知逻辑。 课时 教学环节 核心活动 核心素养指向 第1课时 情境导入：水的追问 观看视频，提出驱动性问题 科学态度与责任 第1课时 人类拥有的水资源 数据分析、地图阅读、推理判断 化学观念、科学思维 第1课时 保护水资源 小组讨论、方案设计、调查汇报 科学态度与责任 第2课时 问题驱动：河水如何变饮用水 观看自来水厂流程视频，梳理净水方法 科学思维 第2课时 净水方法探究 对比分析四种方法原理与净化程度 化学观念、科学思维 第2课时 过滤操作实验 分组实验、操作竞赛、失败分析 科学探究与实践 第2课时 拓展应用：净水方案设计 设计一杯浑浊河水的净化方案 科学探究与实践 五、第1课时详细教学过程 —— 水资源状况与保护 环节一：情境导入，提出追问（约5分钟） 【教师活动】 播放30秒短视频：展示地球上的水——广袤的海洋、奔腾的江河、皑皑冰川，以及干旱地区龟裂的土地、排队取水的儿童。 呈现驱动性问题："水覆盖地球表面约71%，可为什么世界上仍有数十亿人面临缺水威胁？人类该如何更好地利用和保护水资源？" 【学生活动】 观看视频，感受水的"丰"与"缺"的矛盾。 独立思考后同桌交流，提出自己的初步猜想（如"海水不能喝""水被污染了""有的地方下雨少"等）。 【设计意图】 以视觉反差强烈的影像素材制造认知冲突，激发学生的探究欲望。驱动性问题贯穿全课时，为后续学习提供明确的目标指向。体现"科学态度与责任"素养的启蒙。 环节二：认识人类拥有的水资源（约15分钟） 【数据探究活动】 1. 呈现教材数据：地球表面约71%被水覆盖，海洋储水量占全球总水量的96.53%，淡水仅占约2.53%，而可供人类直接利用的淡水不足1%。 2. 呈现教材地图：我国水资源总量约3.0×10¹² m³，人均水资源量约2.1×10³ m³，且呈现"南多北少、东多西少"的分布格局。 3. 组织小组讨论："为什么地球号称'水球'，人类却面临淡水危机？"要求从自然原因和人为原因两个角度分析。 【师生对话要点】 教师追问："海水中含量最多的物质是什么？最多的金属元素是什么？"（引导回顾元素知识：H₂O、Na、O） 教师追问："淡水危机的成因有哪些？"（归纳：①人类生产生活用水量不断增加；②水体污染加剧；③水资源时空分布不均） 【设计意图】 通过数据分析和地图阅读，培养学生的"证据意识"和"定量视角"。将化学知识与地理知识有机融合，引导学生从元素视角认识海水组成，既巩固了前期所学，又自然过渡到"水资源的保护与利用"主题。 环节三：探讨保护水资源的途径（约15分钟） 【小组合作任务】 将学生分为三组，分别探讨"节约用水""防治水体污染""合理配置水资源"三个子议题，每组派代表汇报。 子议题 讨论方向 教材/生活链接 节约用水 生活中一水多用、推广节水器具；农业上改漫灌为喷灌/滴灌；工业上水循环利用 展示国家节水标志；了解阶梯水价含义 防治水体污染 污染源有哪些？如何从源头减少污染物？污水处理流程是什么？ 教材污水处理流程图；全国首家村级污水处理厂案例 合理配置水资源 如何通过工程手段解决水资源时空分布不均？ 都江堰（古代智慧）、南水北调（现代工程） 【教师总结提升】 保护水资源的两大核心措施：一是合理利用水资源（包括节约用水和跨流域调水），二是防治水体污染。两者缺一不可。 【渗透民族自信】展示都江堰和南水北调工程图片，让学生感受从古代劳动人民的智慧结晶到现代大国工程的跨越，增强民族自豪感。 【设计意图】 通过分组探讨，让每个学生都参与进来。三个子议题覆盖了"合理利用"和"防治污染"两大保护路径，与教材内容精准对应。都江堰和南水北调的案例渗透文化自信和家国情怀。 环节四：调查汇报与行动承诺（约8分钟） 【课前调查任务汇报】 ▸ 任务1：查阅自来水缴费通知单，了解阶梯水价的内容与意义。 ▸ 任务2：调查家庭一周用水情况，记录主要用水环节。 【课堂活动】 各组展示调查结果，计算家庭人均日用水量。 引导学生讨论："针对自家实际情况，可以制定哪些水循环利用方案？"（如：淘米水浇花、洗衣水拖地、淋浴代替盆浴等） 全班共同签署"节水承诺书"，每人写出一条切实可行的节水行动。 【设计意图】 将课堂学习延伸到课外生活，体现"从化学走向社会"的理念。通过真实数据的调查和行动承诺，将"节水意识"转化为"节水行动"，落实科学态度与责任素养。 环节五：课堂小结与作业布置（约2分钟） 【课堂小结】 师生共同构建"水资源保护与利用"思维导图：以"水"为中心，延伸出"水资源现状→短缺原因→保护途径→个人行动"四个分支。 【作业布置】 完成教材"练习与应用"相关习题。 实践作业：设计一份"家庭节水方案"，列出具体措施和预期节水效果，下节课分享。 六、第2课时详细教学过程 —— 水的净化方法与过滤实验 环节一：问题驱动，引出净水需求（约5分钟） 【情境创设】 展示一杯从附近河流取来的浑浊河水（课前准备），提问："这杯水能否直接饮用？为什么？" 【师生对话】 学生回答："不能，里面有泥沙、细菌、杂质……" 教师追问："那么，自来水厂是如何把浑浊的天然水变成我们能喝的自来水的呢？"——引出本节课核心任务。 【设计意图】 以真实样品制造认知需求，让学生带着"如何把浑水变清水"的问题进入学习，提高课堂参与度。 环节二：自来水厂净水流程探究（约12分钟） 【视频学习】 播放自来水厂净水流程动画/视频，引导学生边看边记录每一步操作。 【流程梳理】 师生共同梳理并板书自来水厂净水流程： 天然水 → 加混凝剂（明矾） → 沉降 → 过滤 → 活性炭吸附 → 投药消毒 → 自来水 【四种净水方法对比分析】 引导学生从"除去什么杂质""发生什么变化"两个维度，对比四种净水方法： 净水方法 操作原理 除去的杂质类型 变化类型 净化程度 沉降 加入明矾，使悬浮杂质较快沉降 不溶性大颗粒杂质 物理变化 较低 过滤 滤纸截留固体颗粒 不溶性杂质 物理变化 中 吸附 活性炭疏松多孔，吸附色素和异味 部分可溶性杂质、色素、异味 物理变化 较高 消毒 加入氯气/二氧化氯杀灭微生物 细菌、病毒 化学变化 高 蒸馏 水汽化再冷凝，得到纯水 所有杂质（净化程度最高） 物理变化 最高 【关键追问】："过滤后的水是不是纯净物？为什么？"（引导认识：过滤只能除去不溶性杂质，水中仍含有可溶性杂质，所以自来水仍是混合物。） 【关键追问】："沉降和吸附分别利用了物质的什么性质？"（引导建立"物质性质决定分离方法"的化学观念。） 【设计意图】 通过流程梳理和表格对比，帮助学生建立系统化的净水知识体系。两个"关键追问"旨在引导学生从"记流程"上升到"理解原理"，培养科学思维。 环节三：过滤操作实验（约18分钟） 【实验准备】 仪器：烧杯（3个）、漏斗、玻璃棒、铁架台（带铁圈）、滤纸、剪刀。 药品：课前准备的浑浊河水（含泥沙）、明矾。 【操作要点教学】 教师边演示边讲解过滤操作的"一贴、二低、三靠"： 要点 具体操作 原因/意义 一贴 滤纸紧贴漏斗内壁 避免滤纸与漏斗壁间有气泡，增大过滤速率 二低 滤纸边缘低于漏斗边缘；液面低于滤纸边缘 防止液体从滤纸与漏斗间隙流下，确保过滤充分 三靠 烧杯口靠玻璃棒；玻璃棒靠三层滤纸处；漏斗下端靠烧杯内壁 防止液体溅出；防止戳破滤纸；防止滤液飞溅 【分组实验】 ① 步骤1：各小组先向浑浊河水中加入少量明矾，搅拌后静置3分钟，观察沉降现象。 ② 步骤2：按"一贴二低三靠"规范组装过滤装置，进行过滤操作。 ③ 步骤3：观察滤液是否澄清，记录实验现象。 ④ 步骤4：若滤液仍浑浊，分析原因并尝试改进。 【失败案例分析（预设）】 引导各组思考：如果过滤后滤液仍然浑浊，可能的原因有哪些？ 滤纸破损——更换滤纸重新过滤。 液面高于滤纸边缘——调整倾倒量，使液面低于滤纸边缘。 承接滤液的烧杯不干净——更换干净烧杯。 【设计意图】 过滤操作是初中化学的基本实验技能之一。通过"教师示范→学生操作→失败分析→改进重做"的完整探究链条，让学生不仅"会做"，更"懂为什么这样做"。失败案例的分析培养学生的批判性思维和问题解决能力。 环节四：硬水与软水（约5分钟） 【概念引入】 过滤后的水虽然澄清了，但水中仍可能含有可溶性钙、镁化合物。教材指出：含有较多可溶性钙、镁化合物的水叫硬水，不含或含较少可溶性钙、镁化合物的水叫软水。 【生活链接】 硬水的危害：用硬水洗涤衣物，浪费肥皂且洗不干净，长期会使衣物变硬；锅炉用硬水十分危险，结垢后不仅浪费燃料，还可能引起爆炸。 硬水软化：生活中常用煮沸的方法降低水的硬度；实验室和工业上常用蒸馏的方法。 【设计意图】 本部分内容2024版教材已简化（删除了用肥皂水鉴别的实验操作），教学侧重概念认知和生活联系，不展开实验操作，符合课标要求。 环节五：综合应用——设计净水方案（约3分钟） 【任务布置】 出示情境："假设你身处野外，只有一杯浑浊的河水，手边有以下材料：纱布、沙子、活性炭、明矾、空塑料瓶。请设计一套净水方案，画出流程图并说明每一步的原理。" （此任务作为课后拓展，与教材"跨学科实践活动3：水质检测及自制净水器"相衔接，下节课或活动课中继续推进。） 【设计意图】 将所学知识综合运用于真实问题解决，发展学生的工程思维和创新能力。为后续跨学科实践活动做好铺垫。 七、板书设计 采用"思维导图式"板书，随教学进程逐步呈现： 水资源及其利用 / \ 水资源状况 水的净化 / | \ / | | \ 总量丰富 淡水少 分布不均 沉降 过滤 吸附 蒸馏 \ | / | 保护水资源 自来水厂流程 / \ 合理利用水资源 防治水体污染 (节约+调水) (减污+处理) 八、教学评价设计 （一）过程性评价 评价维度 评价方式 评价标准 课堂参与 观察学生回答问题的积极性和质量 能主动发言，回答有逻辑、有依据 小组讨论 观察组内合作情况和讨论深度 每位组员有分工，讨论能聚焦核心问题 实验操作 教师巡视检查过滤操作规范性 能正确执行"一贴二低三靠"，滤液澄清 调查汇报 检查家庭用水调查表和节水方案 数据真实，方案具体可行，有量化分析 （二）终结性评价（精选习题示例） 【基础巩固】 地球表面约______被水覆盖，但可供人类直接利用的淡水不足______。 自来水厂净水过程中，加入明矾的作用是______，活性炭的作用是______，投药消毒属于______变化（填"物理"或"化学"）。 【能力提升】 某同学过滤后滤液仍然浑浊，请帮他分析可能的原因（至少写两条）并提出改进措施。 为什么蒸馏水的净化程度比过滤高？从"除去杂质类型"的角度解释。 【拓展迁移】 查阅资料了解"反渗透法"海水淡化的原理，与蒸馏法相比有什么优势？为什么目前还不能大规模推广？ 九、教学反思预设 （一）成功之处 以"驱动性问题"贯穿全课，形成了"问题→探究→结论→行动"的完整学习闭环，学生参与度高。 将水资源保护（社会议题）与净水方法（学科知识）有机融合，避免了"贴标签"式的素养灌输，体现了核心素养的"润物细无声"。 过滤操作的"失败案例分析"环节设计，将实验从"照方抓药"升级为"真实探究"，有效培养了学生的问题解决能力。 （二）改进空间 部分学生对"我国人均水资源量仅为世界平均水平的1/4"缺乏直观感受，后续可增加类比活动（如"如果世界人均有水1000瓶，中国人只有约250瓶"），增强数据感知力。 过滤实验中，部分小组因操作不熟练导致耗时过长，后续可在课前增加5分钟"滤纸折叠"的微视频预习，提高课堂效率。 "净水方案设计"任务可进一步与"跨学科实践活动3：水质检测及自制净水器"深度整合，形成跨课时的项目式学习。 （三）素养达成检测 课后通过三个问题检测素养目标达成情况： 1. 能否用自己的话说清"为什么地球不缺水但人类缺水"？（检测化学观念） 2. 能否从"杂质性质不同"的角度解释为什么选不同的净水方法？（检测科学思维） 3. 一周后观察学生是否在实际生活中有节水行为改变？（检测科学态度与责任） —— 教学设计完 —— 依据：2024版人教版九年级化学上册第四单元课题1《水资源及其利用》 参考：《义务教育化学课程标准（2022年版）》 第 页 学科网（北京）股份有限公司 $