第三单元跨学科实践活动1自制简易净水器导学案--2026-2027学年九年级化学鲁教版上册

该初中化学导学案围绕“自制简易净水器”跨学科实践活动展开，核心知识点为水的净化原理（沉淀、过滤、吸附）及净水材料作用。通过“野外天然水净化”情境导入，结合课前预习案（基础概念、材料原理）和课中探究案（设计制作、实验优化），搭建从理论到实践的学习支架，帮助学生掌握简易净水器制作流程。 特色在于跨学科实践融合物理过滤压强等知识，项目式探究以真实任务驱动小组合作，强化科学探究与实践能力。通过对比实验和装置优化培养科学思维，习题设计注重知识巩固，同时渗透科学态度与责任，提升学生用化学知识解决实际问题的能力。

初中化学“导·学·练”课堂导学案 年级 九年级 科目 化学 周次 设计者 序号 班级 主题与课时 跨学科实践活动 1 自制简易净水器 课型 新授 审核人 学校审核 姓名 课标要求 依据2022版义务教育化学课标，本活动要求学生认识天然水与纯净水的差异，掌握沉淀、过滤、吸附等基础净水方法，理解混合物分离的简单原理。能结合物理、生活常识跨学科设计、制作简易净水器，完成净水实验并优化装置。通过实践树立节水护水意识，学会用化学知识解决生活实际问题，提升科学探究与实践创新能力。 学习目标 化学观念：明确水的净化原理，建立物质性质决定用途的认知，知晓不同净水材料的净水作用。 科学思维：通过对比实验、装置优化，形成证据推理、归纳总结的思维模式。 科学探究与实践：自主完成净水器设计、制作、测试与改进，提升动手与合作探究能力。 科学态度与责任：感受净水工艺的价值，树立节约用水、保护水资源的社会责任意识。 重难点 教学重点：掌握沉淀、过滤、吸附的净水原理，明确石英砂、活性炭、蓬松棉等材料的净水作用，熟练掌握简易净水器的组装方法与净水操作流程。 教学难点：理解不同净水材料的分层净化逻辑，能根据净水效果自主分析装置缺陷、优化装置结构，区分简易净水与自来水厂净水的差异，建立系统化的净水认知。 资源与 建议 教学资源：鲁教版九年级上册化学新教材、浑浊天然水、矿泉水瓶、剪刀、蓬松棉、纱布、石英砂、活性炭、小卵石、细沙、烧杯、玻璃棒、漏斗、滤纸；辅助资源：自来水厂净水流程短视频、净水器成品展示图、水质对比检测表格。融合物理过滤压强、分层堆积等跨学科知识，贴合新教材跨学科实践要求。 教学建议：采用项目式探究教学，以“净化天然水”真实任务驱动学习。课前布置预习任务，让学生自主了解净水材料；课中以小组合作形式开展设计、制作、实验、优化全流程探究；课后拓展生活净水常识。教学中弱化理论灌输，强化动手实践，关注学生操作细节与创新设计，引导学生对比不同装置的净水效果，落实素养导向教学。 学习过程 （一）课前预习案 结合鲁教版九年级上册新教材第三单元相关内容，完成以下预习任务，自主梳理净水基础知识，为课堂实践探究做好铺垫。 预习任务一：基础概念认知 1. 天然水、自来水、纯净水三者存在明显差异，请结合教材内容填空：天然水中含有________、________和微生物等杂质，属于________（填“纯净物”或“混合物”）；自来水经过工厂净化处理，仍含有少量可溶性杂质；纯净水几乎不含杂质，属于________（填“纯净物”或“混合物”）。 2. 教材中介绍的水的基础净化方法有三种，分别是________、________、________。其中可以除去水中不溶性大颗粒杂质的是________，可以吸附水中色素和异味的是________。 3. 活性炭是常用净水材料，其具有________的结构，具备良好的________性，能够吸附水中的色素、异味以及部分可溶性杂质，是简易净水器的核心材料之一。 预习任务二：材料与原理预习 1. 结合教材简易净水器装置图，写出制作简易净水器需要准备的核心材料：________、________、________、________、纱布、矿泉水瓶等。 2. 小卵石、石英砂、蓬松棉在净水中的主要作用是________，可以层层拦截水中的不溶性杂质，该过程与化学实验中的________操作原理一致。 3. 简单描述自来水厂的净水大致流程：取水→________→________→________→消毒→配送。 预习任务三：预习思考与疑问记录 1. 为什么简易净水器中需要分层放置净水材料，不能将所有材料混合堆积？ 2. 经过简易净水器净化后的水是否为纯净水？请说明理由。 3. 自主查阅资料，写出1条生活中节约用水、保护水资源的具体做法。 4. 记录自己预习过程中的疑惑：________________________________ 预习自测（判断题） 1. 天然水浑浊的原因是水中含有大量可溶性杂质。（） 2. 活性炭可以将硬水转化为软水。（） 3. 过滤操作可以除去水中所有杂质。（） 4. 简易净水器的净水过程属于物理变化。（） 预习小结：通过课前预习，学生初步掌握水的净化基础概念、常见净水材料及作用，了解简易净水器的基本构造和净水原理，明确天然水净化的必要性。同时梳理自身知识盲区，带着问题进入课堂，为课中动手探究、深度思考奠定基础，契合新教材自主探究的学习要求。 （二）课中探究案 本节课以“自制简易净水器，净化浑浊天然水”为核心任务，开展小组合作探究学习，层层递进完成装置设计、组装、实验、对比、优化全过程，落实跨学科实践学习目标。 探究活动一：情境导入，明确探究任务 【情境问题】野外天然水浑浊、有异味，无法直接饮用。结合预习知识，思考：如何利用身边常见材料，制作简易装置净化天然水？净化后的水能否直接饮用？ 小组讨论完成问题： 1. 天然水中的杂质分为哪两类？不同杂质需要用什么方法除去？ 2. 结合物理分层、过滤知识，思考净水材料分层放置的优势是什么？ 探究活动二：探究净水材料的作用（核心探究） 结合教材实验内容，分组完成对比探究，明确每种材料的净水功能，完成实验记录。 1. 小卵石：放置在净水器最上层，主要拦截水中________杂质，初步净化水体，防止下层细沙堵塞。 2. 石英砂/细沙：位于小卵石下层，拦截________的不溶性杂质，进一步过滤水体。 3. 活性炭：中层核心材料，利用吸附性除去水中的________和________，改善水质气味和色泽。 4. 蓬松棉/纱布：底层过滤材料，阻隔细小活性炭颗粒、泥沙，防止净水流出时混入杂质，起到精细过滤作用。 小组思考：仅使用过滤材料（小卵石、石英砂、蓬松棉）净化的水，和加入活性炭净化的水，最大区别是什么？ 探究活动三：设计并组装简易净水器 结合新教材装置示意图，小组合作完成净水器设计与组装，严格遵循分层原则，完成以下问题与操作记录。 1. 组装器材：去底矿泉水瓶、倒置固定支架、纱布、蓬松棉、活性炭、石英砂、小卵石、浑浊水、烧杯。 2. 组装步骤填空： ① 将矿泉水瓶________，瓶口倒置固定，瓶口处铺垫________，防止细小材料掉落； ② 自下而上依次铺设材料：________→________→________→小卵石，每层材料之间用纱布隔开，保证材料平整紧密； ③ 每层材料铺设厚度均匀，压实但不紧密堵塞通道，保证水流顺畅。 3. 小组创新设计：结合跨学科知识，思考能否优化装置结构？例如增加分层层数、增设前置沉淀环节等，写出本组的创新设计方案。 探究活动四：净水实验与现象观察 组装完成后，开展净水实验，将浑浊天然水缓慢倒入净水器顶端，收集流出的水，对比原水与净化后水的差异，完成实验记录表格。 1. 实验现象对比：原浑浊水________、________；净化后的水________、________，无明显异味。 2. 实验思考： （1）水流速度过慢的原因可能是什么？如何调整装置改善？ （2）净化后的水仍有轻微浑浊，可能的原因有哪些？ 3. 深度探究：结合教材知识分析，简易净水器能否除去水中的可溶性钙、镁化合物？能否得到纯水？为什么？ 探究活动五：装置优化与成果评价 1. 误差分析：结合本组实验效果，分析装置存在的缺陷，如材料铺设顺序错误、厚度不当、水流过快等问题。 2. 优化方案：针对缺陷写出具体改进方法，例如调整材料分层顺序、增加活性炭用量、放缓水流速度等。 3. 对比拓展：对比简易净水器与自来水厂净水流程，填写二者的异同点。 相同点：________________________________ 不同点：________________________________ 探究活动六：课堂进阶习题巩固 1. 简易净水器中活性炭的主要作用是（） A. 过滤不溶性杂质 B. 吸附色素和异味 C. 杀菌消毒 D. 软化硬水 2. 下列关于水的净化说法正确的是（） A. 沉淀、过滤、吸附均为物理变化 B. 净化后的水是纯净水 C. 纱布可以吸附水中异味 D. 小卵石可除去可溶性杂质 3. 简述简易净水器的净水核心原理，以及材料分层放置的意义。 板书设计 跨学科实践活动1 自制简易净水器 一、净水杂质分类 不溶性杂质（浑浊）、可溶性杂质、微生物 二、净水方法（物理变化） 1. 沉淀：除去大颗粒不溶性杂质 2. 过滤：除去中小颗粒不溶性杂质（卵石、石英砂、蓬松棉） 3. 吸附：除去色素、异味（活性炭，疏松多孔） 三、净水器分层结构（自上而下） 小卵石→石英砂→活性炭→蓬松棉→纱布 四、净水结论 简易净水：除不溶杂质、色素、异味，非纯净水，不可直接饮用 五、素养升华 科学探究、节约用水、保护水资源 参考答案 （一）课前预习案答案 预习任务一 1. 不溶性杂质、可溶性杂质；混合物；纯净物 2. 沉淀、过滤、吸附；沉淀、过滤；吸附 3. 疏松多孔；吸附 预习任务二 1. 小卵石、石英砂、活性炭、蓬松棉 2. 过滤不溶性杂质；过滤 3. 沉淀、过滤、吸附 预习任务三 1. 分层放置可逐级拦截不同大小的杂质，提升净水效果，避免材料混合堵塞，保证水流顺畅，实现梯度净化。 2. 不是；简易净水器只能除去不溶性杂质、色素和异味，无法除去水中可溶性钙、镁化合物等杂质。 3. 示例：随手关闭水龙头、一水多用、不向河道排放污水等。 预习自测（判断题） 1. × 2. × 3. × 4. √ （二）课中探究案答案 探究活动一 1. 不溶性杂质、可溶性杂质和微生物；不溶性杂质用沉淀、过滤除去，色素异味用吸附除去。 2. 分层放置可梯度过滤不同粒径杂质，净水更彻底，同时保证装置通透，水流顺畅。 探究活动二 1. 大颗粒不溶性 2. 细小 3. 色素、异味 4. 细小固体杂质 小组思考：加入活性炭的净化水无异味、无色透明，仅过滤净化的水可能仍有轻微异味和色泽。 探究活动三 2. ① 去底倒置、纱布 ② 蓬松棉、活性炭、石英砂 3. 创新设计示例：净水前增设静置沉淀步骤；分层增加纱布隔离层数；装置底部加装引流管，减缓水流速度，提升净化效果。 探究活动四 1. 浑浊、有异味；澄清、无异味 2. （1）材料铺设过厚、压实过紧；适当松动材料、减少单层厚度。（2）水流速度过快、材料铺设不均匀、原水杂质过多未提前沉淀。 3. 不能；无法除去可溶性钙、镁化合物，仍含有可溶性杂质，因此不能得到纯水。 探究活动五 1. 缺陷示例：材料顺序颠倒、单层材料过厚、水流过快。 2. 优化方案：严格按照自上而下粒径由大到小铺设材料；控制材料厚度；缓慢倾倒待净化水。 3. 相同点：均采用沉淀、过滤、吸附的净水原理，除去水中不溶性杂质、色素和异味。 不同点：自来水厂增加了杀菌消毒、多级精密过滤等工序，净水更彻底，可达到饮用标准；简易净水器无消毒工序，净水效果有限。 探究活动六 1. B 2. A 3. 核心原理：利用不同材料的过滤、吸附作用，逐级除去水中的不溶性杂质、色素和异味。分层意义：梯度拦截不同大小的杂质，提升净水纯度，防止装置堵塞，保证净水过程高效顺畅。 ( 1 / 3 ) 目标领航 任务驱动 评价镶嵌 赢在课堂 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $