第二单元跨学科实践活动 1 微型空气质量 “检测站” 的组装与使用导学案-2026-2027学年八年级化学人教版（五四学制）全一册

该初中化学导学案围绕“微型空气质量‘检测站’的组装与使用”展开，核心知识点包括空气污染物、空气质量检测指标（AQI）及微型检测设备的组装与使用。通过课前预习回顾空气组成、区分洁净与污染空气，预习检测指标和设备部件，课中小组合作完成组装、实地检测校园不同场景、分析数据，形成“预习-组装-检测-分析-方案”的学习支架，衔接旧知与实践应用。 该资料突出跨学科实践特色，融合化学（污染物认知）、物理（电路组装）、信息技术（数据采集）等知识，通过小组合作完成设备组装与实地检测，培养科学探究与实践能力。结合检测结果制定校园环保方案，强化科学态度与责任，配套预习案、探究任务及随堂习题，结构完整，助力学生自主学习与核心素养提升。

初中化学“导·学·练”课堂导学案 年级 八年级 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 微型空气质量 “检测站” 的组装与使用 课型 新授 审核人 学校审核 姓名 课标要求 依据义务教育化学课标要求，本次跨学科实践活动，要求学生认识空气污染物及空气质量核心检测指标，掌握微型检测设备的基本使用方法。能结合化学、物理、信息技术知识组装简易检测装置，开展实地空气质量检测，记录并分析实验数据。树立绿色环保理念，学会用科学方法解决生活中的环境问题，提升实践探究与跨学科应用能力。 学习目标 宏观辨识与微观探析：辨识空气污染物，从微观角度认识污染物危害原理。 科学思维与探究实践：规范完成装置组装、检测实验，分析处理实验数据。 化学观念与认知：建立空气资源宝贵、空气污染可控的化学认知。 科学态度与社会责任：树立环保意识，主动关注空气质量，践行低碳生活，承担生态保护社会责任。 重难点 重点：掌握空气质量主要检测指标，熟练完成微型空气质量检测站的组装、操作与数据读取，能初步分析检测数据。 难点：理解传感器的检测原理，结合跨学科知识分析空气质量差异原因，精准辨析不同场景空气污染的影响因素，形成科学的数据分析与问题解决思维。 资源与 建议 本次实践活动所需资源包含教材文本、微型空气质量传感器、组装套件、数据记录表格、校园实地检测场地、空气质量官方实时数据平台。同时可搭配物理电学组装、信息技术数据记录相关辅助资料。学习建议：课前自主预习空气污染物、检测指标相关知识，梳理组装流程；课中小组合作完成组装、检测、数据对比，规范操作仪器，如实记录数据；课后结合检测结果分析校园空气质量现状，查阅空气污染防治措施。注重跨学科融合，主动探究实验问题，培养实践与创新能力。 学习过程 （一）课前预习案 【预习目标】1. 回顾旧知，梳理空气的组成成分，区分洁净空气与污染空气；2. 自主识记空气质量检测的核心指标、常见空气污染物及危害；3. 初步了解微型空气质量检测站的组成部件、基本组装逻辑和操作流程；4. 结合生活经验，预判不同环境下的空气质量差异，为课中实践探究做好铺垫。 【预习基础填空】 1. 空气的主要成分包括________、________、稀有气体、二氧化碳、其他气体和杂质，其中体积分数最大的气体是________。 2. 目前计入空气质量指数（AQI）的主要污染物有________、________、________、________等。 3. 空气质量指数数值越________，代表空气质量越好；数值越________，空气污染越严重。 4. 二氧化硫主要来源于________、________等化石燃料的燃烧，会引发________等环境问题。 5. 微型空气质量检测站的核心检测部件是________，其作用是捕捉空气中污染物信号，转化为可读取的数据。 【预习思考题】 1. 结合生活实际，列举校园、街道、公园、教室四个场景中，哪个场景空气质量最优？哪个最差？简要说明理由。 2. 简述空气污染对人体健康、动植物生长、自然环境的三点危害。 3. 初步猜想：影响空气质量的外界因素有哪些？（至少写出两点） 【预习知识梳理】 通过自主阅读教材第二单元跨学科实践内容，我们已知空气是人类生存不可或缺的宝贵资源，洁净的空气能保障生物正常生存，而被污染的空气会严重影响生态环境与人体健康。工业生产、化石燃料燃烧、汽车尾气排放、扬尘、生活垃圾焚烧等都是空气污染物的主要来源。不同污染物的危害各不相同，一氧化碳有毒，会造成人体缺氧中毒；二氧化硫、二氧化氮会形成酸雨；颗粒物会引发呼吸道疾病。 空气质量指数是评价空气质量的核心标准，分为优、良、轻度污染、中度污染、重度污染、严重污染六个等级。本次实践使用的微型检测站，依托传感器技术，结合物理电路组装、信息技术数据采集知识，可快速检测空气中核心污染物浓度，实现对周边空气质量的定量检测，打破传统定性认知，让环境检测更科学、精准。 【预习疑惑记录】 请自主记录预习过程中遇到的问题，如传感器检测原理、组装注意事项、数据偏差原因等，留待课中小组探究解决。 （二）课中探究案 【课堂探究目标】1. 小组合作完成微型空气质量检测站的规范组装，掌握仪器组装的基本技巧和安全规范；2. 熟练操作检测设备，完成不同场景的空气质量检测，精准读取、记录实验数据；3. 对比分析多组检测数据，探究环境、场景、人为活动对空气质量的影响；4. 融合化学、物理、信息技术、地理知识，解决真实环境问题，提升跨学科实践能力；5. 结合检测结果，提出贴合校园实际的空气污染防治建议，强化社会责任意识。 【探究任务一：认识实验器材，明确部件功能】 实验器材：空气质量传感器、主控模块、数据线、显示屏、固定支架、供电电源、数据记录表格。 小组探究问题： 1. 逐一识别各器材部件，结合教材内容，简述传感器、主控模块、显示屏的各自功能。 2. 思考器材组装的先后顺序，为什么不能随意调换组装流程？ 3. 结合物理电学知识，分析组装过程中需要注意哪些安全问题？ 【探究小结】传感器是检测核心，负责采集空气污染物浓度信号；主控模块用于处理信号、运算数据；显示屏直观展示空气质量各项检测数值。组装需遵循“先固定、后接线、最后通电”的顺序，避免接线错误损坏设备，通电前需检查线路连接，杜绝短路问题，保障实验安全。 【探究任务二：小组合作，组装微型空气质量检测站】 组装步骤探究与实操： 1. 器材整理：小组分工整理所有实验器材，检查器材是否完好、无破损、无线路故障，核对器材数量，做好实验准备。 2. 固定部件：将主控模块、传感器依次固定在专用支架上，保证部件摆放平稳、间距合理，避免部件贴合影响空气检测。 3. 线路连接：按照设备说明书和教材图示，将传感器数据线对应接入主控模块接口，确保接线精准、牢固，无松动、错接。 4. 连接显示屏：将显示屏与主控模块对接，完成数据传输线路连接，保证画面可正常显示。 5. 通电调试：确认所有线路连接无误后，连接电源，开启设备，观察显示屏状态，等待设备初始化完成，调试至正常工作状态。 小组实操思考： 1. 组装过程中，若显示屏无数据显示，可能的原因有哪些？ 2. 传感器摆放位置对检测结果是否有影响？为什么？ 【探究任务三：定点检测，采集空气质量实验数据】 本次选取校园四个典型场景：空旷操场、密闭教室、校园绿化带、校门口道路，开展空气质量检测实验，小组分工完成检测、读数、记录工作，每组每个场景检测3次，取平均值，减少实验误差。 实验记录要求：如实记录各场景的空气质量指数（AQI）数值，观察检测数值变化，对比不同场景数据差异。 实验探究问题： 1. 对比四个场景的检测数据，哪个场景AQI数值最低？哪个最高？ 2. 绿化带空气质量优于道路、教室，核心原因是什么？结合化学知识解释。 3. 密闭教室的颗粒物数值高于空旷操场，主要受哪些人为因素影响？ 【探究任务四：数据分析，深度探究影响空气质量的因素】 结合各组汇总的实验数据，开展小组讨论，深度分析变量对空气质量的影响，完成以下探究问题： 1. 人为活动因素：人群聚集、车辆通行、开窗通风、清扫活动等，分别会对空气质量产生怎样的影响？ 2. 自然环境因素：绿植覆盖、空气流通、光照、风力等条件，如何改善空气质量？ 3. 结合检测数据，分析校园空气质量存在的主要问题，找出污染轻微超标的核心场景与诱因。 【深度拓展探究】 1. 对比官方实时空气质量数据，分析本次微型设备检测数据存在微小偏差的原因，思考如何优化实验、减小误差。 2. 结合跨学科知识，说明化学（污染物认知）、物理（电路组装、传感原理）、信息技术（数据采集分析）、生物（绿植净化空气）在本次实践活动中的应用。 【探究任务五：学以致用，制定校园空气保护方案】 基于本次实地检测结果，结合教材中空气污染防治的相关知识，小组合作制定简易校园空气质量保护方案，针对教室、校门口、操场等不同场景，提出具体、可行的环保措施，改善校园空气质量。 方案探究方向：教室通风管理、校园绿植养护、校门口交通疏导、校园卫生保洁、杜绝垃圾焚烧、低碳校园践行等。 【课堂总结探究】 1. 梳理本次实践活动的核心流程：预习认知—器材识别—设备组装—实地检测—数据分析—方案制定。 2. 总结微型空气质量检测站的应用价值，说说科技手段在环境监测、生态保护中的作用。 3. 结合自身生活，谈谈青少年能为改善空气质量、保护大气环境做出哪些贡献。 【课中随堂习题】 1. 下列不属于空气污染物的是（ ） A. 一氧化碳 B. 二氧化碳 C. 二氧化硫 D. 二氧化氮 2. 空气质量指数（AQI）越大，说明（ ） A. 空气质量越好 B. 空气污染越严重 C. 空气湿度越大 D. 空气温度越高 3. 绿植能够改善空气质量的主要原因是________。 4. 简述微型空气质量检测设备组装和检测过程中，减小实验误差的两种方法。 板书设计 跨学科实践活动1 微型空气质量“检测站”的组装与使用 1. 核心知识：空气污染物（SO₂、NO₂、CO）、AQI空气质量指数 2. 设备组成：传感器（核心）、主控模块、显示屏、支架、电源 3. 组装流程：整理器材→固定部件→精准接线→通电调试→正常工作 4. 检测探究：多场景检测→数据记录→对比分析→探究影响因素 5. 环保践行：认知污染危害、落实防治措施、守护大气环境 参考答案 （一）课前预习案答案 【预习基础填空】 1. 氮气、氧气；氮气 2. 二氧化硫、二氧化氮、一氧化碳、臭氧 3. 小；大 4. 煤、石油；酸雨 5. 空气质量传感器 【预习思考题】 1. 最优：公园（绿植多、空气流通、污染物少）；最差：街道（车辆多、尾气排放、扬尘多）。 2. 危害：①危害人体呼吸道、心肺健康，引发疾病；②抑制植物光合作用，影响动植物生长；③引发酸雨、雾霾，破坏土壤、水源与生态环境。 3. 影响因素：车辆尾气排放、工业废气、绿植覆盖率、风力与空气流通情况、扬尘、人为活动密集度等。 （二）课中探究案答案 【探究任务一】 1. 传感器：采集空气污染物浓度信号；主控模块：处理、运算检测数据；显示屏：直观展示检测结果。 2. 组装顺序固定，错序易导致线路接反、设备无法通电、部件损坏，影响实验开展。 3. 组装时避免线路短路、虚接，通电前检查线路，禁止带电插拔接口，保障用电安全。 【探究任务二】 1. 无数据原因：线路接错、接口松动、设备未通电、传感器故障、未完成初始化。 2. 有影响。传感器需接触流通空气，贴合遮挡、密闭摆放会导致检测数据不准确，无法反映真实空气质量。 【探究任务三、四】 1. 最优：校园绿化带；最差：校门口道路。 2. 绿植可通过光合作用吸收二氧化碳、释放氧气，吸附空气中的颗粒物，净化空气，降低污染物浓度。 3. 教室人群密集，呼吸作用释放二氧化碳，人体活动产生扬尘，密闭环境空气不流通，污染物无法扩散，导致颗粒物浓度升高。 4. 人为活动：人群聚集升高CO₂浓度，车辆通行排放尾气、产生扬尘，开窗通风可改善空气质量；自然因素：绿植净化空气、风力加速污染物扩散，优化空气质量。 5. 数据偏差原因：微型设备精度有限、检测环境短暂波动、人为读数误差、检测时间差异等；优化方法：多次检测取平均值、保证传感器通风、固定检测高度与位置。 6. 跨学科应用：化学认知污染物与危害；物理掌握电路组装、传感检测原理；信息技术实现数据采集与分析；生物了解绿植净化空气原理。 【探究任务五（示例答案）】 校园空气保护方案：①教室定时开窗通风，保持空气流通；②增加校园绿植种植面积，定期养护绿植；③校门口设置减速带，减少车辆怠速尾气排放；④定期清扫校园，洒水降尘，杜绝扬尘污染；⑤禁止校园内焚烧垃圾、杂物，践行低碳环保行为。 【课中随堂习题答案】 1. B 2. B 3. 绿植通过光合作用吸收二氧化碳，释放氧气，同时吸附空气中的悬浮颗粒物，净化空气 4. ①同一位置多次检测，取数据平均值；②固定传感器摆放高度、通风环境，保证检测条件一致；③组装后充分调试设备，待数据稳定后再读数（任写两点即可） ( 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 $