第五单元跨学科实践活动4 基于特定需求设计和制作简易供氧器教学设计--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基于特定需求设计和制作简易供氧器，核心知识点为过氧化氢分解制氧原理。通过展示急救、高原旅行等场景需求导入，引导学生分析供氧器设计要求，衔接第五单元学过的制氧方法和催化剂知识，以需求分析、原理回顾、方案设计为学习支架。 此资料特色是跨学科融合化学、工程、数学知识，通过“需求分析-方案设计-制作测试-评价改进”实践链，培养科学探究与实践能力。学生分组设计装置、计算药品用量并测试调节供氧速率，体现科学思维。助力学生提升综合应用能力，为教师提供新课标下跨学科教学的具体实施路径。

跨学科实践活动4 基于特定需求设计和制作简易供氧器 课标要求 通过跨学科实践活动，融合化学、工程、数学等学科知识，基于特定需求设计和制作简易供氧器，认识化学在解决实际问题中的重要作用。 教材分析 本活动融合化学（制氧原理、催化剂）、工程（装置设计、材料选择）、数学（定量计算）等学科，让学生通过需求分析、方案设计、制作测试等环节，综合运用第五单元所学知识解决实际问题。 学情分析 学生已学习了氧气的制取方法（过氧化氢分解法、高锰酸钾法）和催化剂的概念。通过跨学科实践活动，可以将理论知识与实际应用相结合，培养综合解决问题的能力。 教学目标 1. 能根据特定需求（如急救、高原旅行等）分析供氧器的设计要求。 2. 能利用过氧化氢分解原理设计并制作简易供氧器。 3. 能对供氧器进行测试和评价，提出改进方案。 教学重、难点 重点：供氧器的设计原理和制作方法。 难点：根据特定需求进行方案设计；供氧速率的控制与调节。 核心素养 科学探究与实践：通过供氧器制作，培养动手实践能力和问题解决能力。科学思维：能从跨学科角度分析和解决涉及物质变化与转化等简单的开放性问题。科学态度与责任：体会化学是推动人类社会可持续发展的重要力量。 教学环节 教学活动 二次备课（问题链） 环节一 需求分析 【教师】展示不同场景（急救、高原旅行、水下作业等）对供氧的需求，提问：“在这些场景中，供氧器需要满足哪些要求？” 【学生】分组讨论，列出供氧器的设计要求（便携性、供氧速率可控、安全性等）。 ①基础巩固：氧气的用途有哪些？ ②能力迁移：不同场景对供氧的要求有何不同？ ③中考对接：跨学科实践类题目。 环节二 原理回顾 【教师】引导学生回顾过氧化氢分解制取氧气的原理： 2H₂O₂ MnO2 2H₂O + O₂↑（MnO₂催化）。讨论影响反应速率的因素（过氧化氢浓度、催化剂用量等）。 【学生】回顾制氧原理，讨论如何控制供氧速率。 ①基础巩固：过氧化氢分解的化学方程式。 ②能力迁移：如何加快或减慢供氧速率？ ③中考对接：反应速率的影响因素。 环节三 方案设计 【教师】提供材料清单（塑料瓶、导管、漏斗、棉花、过氧化氢溶液、二氧化锰等），引导学生设计供氧器方案：发生装置、净化装置、收集/输出装置。 【学生】小组讨论，绘制设计图，标注各部件功能，计算所需过氧化氢的量。 ①基础巩固：发生装置和收集装置的选择依据。 ②能力迁移：如何实现供氧速率的调节？ ③中考对接：装置设计评价题。 环节四 制作与测试 【教师】提供制作材料，巡回指导，提醒安全注意事项。 【学生】按照设计图制作供氧器，进行测试（收集氧气、检验氧气），记录供氧速率和持续时间。 ①基础巩固：氧气的检验方法。 ②能力迁移：如果供氧速率不理想，如何改进？ ③中考对接：实验改进与评价。 环节五 展示与评价 【教师】组织各小组展示供氧器成品和测试结果，引导学生从供氧速率、便携性、安全性等角度进行评价。 【学生】各组展示，互相评价，提出改进建议，撰写实践活动报告。 ①基础巩固：供氧器的核心部件及其作用。 ②能力迁移：如何将供氧器设计得更便携？ ③中考对接：综合实践类题目。 课堂总结 跨学科实践4 基于特定需求设计和制作简易供氧器 ├─ 需求分析：便携、可控、安全 ├─ 原理：2H₂O₂ MnO2 2H₂O + O₂↑（MnO₂催化） ├─ 设计：发生→净化→收集/输出 └─ 评价：供氧速率、便携性、安全性 板书设计 跨学科实践4 基于特定需求设计和制作简易供氧器 一、需求分析 二、原理回顾（过氧化氢分解） 三、方案设计与制作 四、测试与评价 教学反思 跨学科实践活动应注重学生的主动参与和深度思考。通过需求分析、方案设计、制作测试等环节，学生能综合运用第五单元所学知识解决实际问题。部分小组在设计时忽略了供氧速率的可控性，后续可引导学生增加“滴液控制”装置。学生对过氧化氢用量的计算体现了化学方程式的应用价值。 分层作业 · ①基础巩固：简易供氧器利用了什么化学反应原理？写出化学方程式。 · ②能力迁移：如果要在高原地区使用供氧器，设计上需要考虑哪些特殊因素？【近3年：跨学科综合题】 · ③中考真题对接：（2024模拟）某小组设计简易供氧器，用过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气。若要收集一瓶氧气，下列操作正确的是（　） A. 先加二氧化锰后加过氧化氢溶液　B. 用向下排空气法收集　C. 将带火星的木条伸入集气瓶中验满　D. 反应结束后直接将废液倒入水槽 【氧气制取实验为必考内容】 2 学科网（北京）股份有限公司 $