4.1水资源及其利用(第2课时 水的净化)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的净化方法（沉淀、过滤、吸附、蒸馏）及硬水与软水知识，通过展示浑浊河水图片和自来水厂流程图导入，以“如何将天然水变为可饮用水”为驱动问题，串联各净水方法学习，构建从天然水到饮用水的认知脉络。 以“一杯水的净化之旅”为主线，采用实验探究（如过滤操作“一贴二低三靠”规范训练）和对比归纳（净水方法阶梯图），培养科学探究与实践能力和科学思维。课后自制简易净水器作业落实科学态度与责任，助力学生知识结构化，提升教师教学效率。

第四单元 自然界的水（教案） 总课时序数：29 拟定日期：20 年11月02日 课题 课题1 水资源及其利用 授课时数 2 序数 第2课时 本课时内容 第二课时 水的净化 课型 新授课 教学目标 1.化学观念：认识天然水是含有可溶性和不溶性杂质的混合物，理解沉淀、过滤、吸附、蒸馏等净化水方法的原理与适用条件，初步建立“依据物质的性质差异进行分离提纯”的化学观念。 2.科学思维：运用比较、分类的方法分析不同净水方法的适用范围与净化程度差异；通过分析“为何不同净化方法效果不同”，培养从颗粒大小、溶解性等性质差异角度解释分离原理的思维模型。 3.科学探究与实践：独立完成过滤实验操作，规范使用漏斗、玻璃棒、烧杯等仪器，掌握“一贴二低三靠”的操作要点；能设计并实施简易净水器方案，初步体验从天然水到可饮用水的净化过程。 4.科学态度与责任：体验化学实验的严谨性，增强安全用水意识；认识水的净化在生产和生活中的重要意义，增强节约用水和保护水资源的意识；通过小组合作实验，培养协作精神和科学态度。 教学重点 水的净化方法（沉淀、过滤、吸附、蒸馏）的原理与操作要点；过滤实验的规范操作。 教学难点 过滤操作的“一贴二低三靠”要领的规范执行与原理理解；从分离原理的角度区分不同净化方法的适用范围与净化程度差异。 教学方法 1.实验探究法：分组完成过滤实验，亲身体验分离不溶性杂质的操作过程。 2.问题驱动法：以“如何将一杯浑浊的天然水变成清澈的可饮用水？”为核心驱动问题，串联各净水方法的学习。 3.对比归纳法：对比沉淀、过滤、吸附、蒸馏四种方法的原理、适用范围和净化程度，构建系统的净水方法认知模型。 4.情境教学法：以自来水厂净水流程为真实情境，将各净水方法有机串联。 5.小组合作学习：分组实验、讨论分析，培养协作能力与交流表达能力。 教学准备 1.实验器材：铁架台（带铁圈）、漏斗、玻璃棒、烧杯（2个）、滤纸、试管（2支）、试管架、胶头滴管、酒精灯、火柴、陶土网、蒸馏烧瓶、冷凝管、橡皮管、量筒（10mL）、药匙、废液缸 2.实验试剂：浑浊水（含泥沙）、明矾溶液、活性炭粉末、红墨水（或高锰酸钾溶液）、蒸馏水、肥皂水、氯化钙（或氯化镁）溶液 预 设 过 程 环节一：情境导入——天然水可以直接饮用吗？ 教师活动 学生活动 设计意图 1.展示一杯浑浊的河水（或池塘水）图片，提问：“这是从自然界取来的水样，它属于纯净物还是混合物？里面可能含有哪些杂质？” 2.展示自来水厂净水过程示意图，追问：“自来水厂是如何将浑浊的天然水变成我们日常使用的自来水的？这其中涉及哪些净水方法？” 引出课题：“今天，我们就来学习——水的净化，了解从天然水到可饮用水的‘变身之旅’。” 1.观察图片，回答：天然水是混合物，含有泥沙、细菌、可溶性杂质等。 2.观察自来水厂流程图，初步感知净水过程（沉淀→过滤→吸附→消毒），讨论可能涉及的方法。 明确本节课的学习任务。 从生活实际出发，以真实问题驱动课堂，激发探究欲望。体现“科学态度与责任”素养——认识化学在解决实际饮水问题中的重要作用。 环节二：方法探究——沉淀与过滤 教师活动 学生活动 设计意图 任务1：沉淀——让大颗粒“沉下去” 1.演示实验：将明矾加入浑浊水中，搅拌后静置，对比加明矾与不加明矾的沉降速度差异。 2.提问：“明矾起什么作用？为什么能加快沉降？”（明矾溶于水生成胶状物，吸附悬浮杂质，使小颗粒凝聚成大颗粒而沉降） 任务2：过滤——让不溶性杂质“分离出去” 3.演示（或播放微视频）过滤操作，强调“一贴二低三靠”口诀： 一贴：滤纸紧贴漏斗内壁，不留气泡。 二低：滤纸边缘低于漏斗口；液面低于滤纸边缘。 三靠：烧杯口紧靠玻璃棒；玻璃棒轻靠三层滤纸一侧；漏斗末端紧靠烧杯内壁。 4.追问：“为什么要做到‘二低’‘三靠’？如果滤纸没有紧贴漏斗内壁会怎样？” 5.巡视指导各组完成过滤实验：将静置后的浑浊水（上层清液）进行过滤，观察滤液是否澄清。 总结：过滤能除去不溶性杂质，但不能除去可溶性杂质。 1.观察明矾沉降演示实验，记录现象（加明矾的水沉降更快、更澄清）。 2.讨论明矾的作用，记录“絮凝剂”的概念。 3.观看过滤操作演示，复述“一贴二低三靠”口诀。 4.分组实验： （1）组装过滤装置。 （2）将静置后的上层清液沿玻璃棒倒入漏斗。 （3）观察滤液是否澄清，记录现象。 分析：过滤后的水虽然澄清，但仍可能含有可溶性杂质（如盐类），不是纯水。 通过沉淀实验感受明矾的絮凝作用，通过亲手操作过滤实验掌握核心分离技能。在追问中理解操作要点的原理，而非机械记忆。体现“科学探究与实践”素养——通过实验操作获取证据，理解分离原理。 环节三：方法进阶——吸附与蒸馏 教师活动 学生活动 设计意图 任务3：吸附——让颜色和异味“消失” 1.演示实验：在红墨水（或高锰酸钾溶液）中加入活性炭粉末，振荡后过滤，对比滤液颜色变化。 2.提问：“活性炭为什么能吸附色素和异味？”（活性炭具有疏松多孔的结构，表面积大，有吸附性） 3.展示活性炭在自来水厂净水中的应用（吸附池）。 任务4：蒸馏——让可溶性杂质“留下” 4.过渡：“经过沉淀、过滤、吸附后的水，能直接饮用吗？里面还含有什么杂质？”（可溶性钙、镁化合物等） 5.展示蒸馏装置图，讲解蒸馏原理：利用液体沸点不同，加热使水变成水蒸气，冷凝后得到蒸馏水。 6.演示（或播放视频）蒸馏实验，强调： 烧瓶中加入沸石（防暴沸） 温度计水银球在蒸馏烧瓶支管口处 冷凝管水流方向：下进上出 弃去开始馏出的部分液体 展示自来水和蒸馏水的对比样品，说明蒸馏是净化程度最高的方法。 1.观察活性炭吸附实验：红墨水由红色变为无色（或变浅）。 2.讨论活性炭的结构特点与吸附性的关系。 3.思考并回答：自来水煮沸后水壶内壁会出现水垢，说明水中含有可溶性钙镁化合物。 4.观察蒸馏装置图，记录蒸馏原理和操作要点。 5.观看蒸馏实验演示，记录现象。 完成“净水方法对比表”，比较四种方法的原理、适用对象和净化程度。 通过活性炭吸附实验和蒸馏演示，完整呈现从物理分离到深度净化的认知进阶。通过“净水方法对比表”实现知识结构化。体现“科学思维”素养——通过比较、归纳理解不同方法的适用范围与净化程度差异。 环节四：知识整合——净水方法对比 教师活动 学生活动 设计意图 1.展示“水的净化方法阶梯图”——从沉淀到蒸馏，净化程度逐步提高。 2.引导学生完成导学案中的净水方法对比表格（方法、原理、能除去的杂质类型、净化程度）。 3.追问：“自来水厂的净水流程中，各种方法的顺序能否颠倒？为什么？” 思维拓展：“如果让你设计一个野外生存净水方案，你会选择哪些方法？ 为什么？” 1.填写对比表格： 沉淀：静置或加明矾，去除大颗粒悬浮物，净化程度最低。 过滤：分离不溶性固体和液体，去除不溶性杂质。 吸附：活性炭吸附色素和异味，去除部分可溶性杂质。 蒸馏：利用沸点差异分离，去除可溶性杂质，净化程度最高。 2.讨论：顺序不能颠倒——先沉淀再过滤、先过滤再吸附、先吸附再消毒，体现了“从粗略到精细”的分离思路。 分享野外净水方案。 通过对比表格和阶梯图，系统化净水方法的知识结构，理解“多种方法协同、由粗到精”的净水思路。体现“科学思维”素养——建立“根据杂质类型选择分离方法”的思维模型。 环节五：硬水与软水——水的“硬度”之谜 教师活动 学生活动 设计意图 1.生活情境：展示水壶内壁水垢图片，提问：“水壶使用一段时间后为什么会有水垢？水垢是怎么形成的？” 2.讲解硬水和软水的概念：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。 3.演示实验：向两支试管中分别加入等量的硬水（CaCl₂溶液）和软水（蒸馏水），再各滴入几滴肥皂水，振荡，观察泡沫多少。 4.追问：“硬水有哪些危害？生活中如何将硬水软化？”（煮沸——使部分钙镁化合物转化为沉淀；蒸馏——彻底软化） 强调：硬水软化的方法有煮沸和蒸馏，其中蒸馏是净化程度最高的方法。 1.观察水垢图片，猜测水垢的成分（可溶性钙镁化合物加热后形成的沉淀）。 2.记录硬水和软水的定义。 3.观察演示实验：硬水泡沫少、浮渣多；软水泡沫多、浮渣少。 4.讨论硬水的危害：浪费肥皂、浪费燃料、影响工业生产和身体健康。 记录硬水软化的方法：煮沸（生活中）、蒸馏（实验室）。 通过生活现象引入硬水概念，通过对比实验直观鉴别硬水与软水。培养学生用化学知识解释生活现象的能力。体现“化学观念”素养——认识化学在改善水质中的重要作用。 环节六：课堂小结，拓展提升 教师活动 学生活动 设计意图 1.师生共同总结本节课核心知识： 水的净化方法：沉淀、过滤、吸附、蒸馏 过滤操作的“一贴二低三靠” 硬水与软水的鉴别与软化 2.展示中考真题，限时完成。 布置分层作业。 1.跟随教师回顾，完善导学案的知识框架。 2.独立完成中考真题，小组内互批讨论。 总结提升，对接中考。体现“科学思维”素养——运用所学知识解决实际问题。 基础作业：教材P79 第1、2题；完成导学案填空。 拓展作业：利用生活中的材料（塑料瓶、砂石、棉花、活性炭等）制作一个简易净水器，并测试净水效果。 探究作业（选做）：查阅资料，了解自来水厂净水的完整流程（包括加药、絮凝、沉淀、过滤、消毒等），绘制流程图。 1.记录作业要求。 2.课后独立完成基础作业。 有兴趣的同学开展拓展或探究任务。 分层设计，培养实践能力和探究兴趣。体现“科学探究与实践”素养——通过自制净水器将课堂知识延伸到生活实践。 板 书 设 计 课题1 水资源及其利用 （第二课时 水的净化） 教 学 反 思 课程结构 情境导入→沉淀与过滤→吸附与蒸馏→净水方法对比→硬水与软水→课堂小结 教学特色 1.“一杯水的净化之旅”情境主线：以“从自然界取水→自来水厂处理→家庭饮用”为叙事线索，将沉淀、过滤、吸附、消毒、蒸馏等净水方法串联成一个完整的净水流程。 2.“方法对比阶梯”：设计“净化程度阶梯图”——从沉淀（去除大颗粒）→过滤（去除不溶性杂质）→吸附（去除颜色和异味）→蒸馏（去除可溶性杂质），直观呈现不同方法的净化效果差异，帮助学生理解“为什么要多种方法并用”。 3.“过滤操作三部曲”精细指导：将过滤操作分解为“准备→过滤→整理”三个阶段，配合“一贴二低三靠”口诀和“演示—模仿—纠错”三步法，确保人人过关。 4.“微型净水器”设计挑战：课后延伸活动——利用生活中的材料（砂石、棉花、活性炭等）设计制作简易净水器，将课堂知识迁移到真实生活情境。 5.跨学科融合渗透：结合自来水厂净水流程（工程技术）、水资源保护（地理、环保）等跨学科内容，体现化学的实用价值。 学生反馈 1.过滤实验中，部分学生玻璃棒使用不当（未靠在三层滤纸一侧或用力过大戳破滤纸），需个别纠正。 2.活性炭吸附实验耗时长，若现场演示可能等待时间较长，可提前备好吸附前后的样品对比。 3.蒸馏实验装置复杂，若逐组操作时间不足，可改为教师演示配合视频特写。 4.学生容易混淆“过滤”和“吸附”的适用范围，需要反复对比强调。 改进之处 1.实验前播放玻璃棒正确使用特写视频；准备已折好的滤纸，减少准备时间。 2.活性炭吸附实验提前配制好吸附前后的溶液样品，课堂直接展示对比结果。 3.蒸馏实验使用摄像头投影放大操作细节，确保后排学生看清。 4.设计“杂质去除对照表”，列出每种杂质类型对应的去除方法，强化对应关系。 二次备课建议 1.引入数字化实验：用浊度仪或色度仪定量测定不同净水方法处理前后水样的浊度和色度，将定性观察提升为定量分析。 2.设计“野外净水器设计大赛”——给定材料清单，学生分组设计净水方案并进行评比。 3.与地理、生物教师合作，开展“家乡河流水质调查”跨学科实践活动。 4.课后录制“过滤操作规范”和“简易净水器制作”微视频，供学生课前预习和课后复习。 备注：本课时是第四单元课题1的第二课时，重点在于水的净化方法和硬水与软水的知识。教学中应注重实验操作的规范性和安全意识，过滤和蒸馏是中考实验操作考查的重点内容。鼓励学生课后制作简易净水器，将课堂知识迁移到生活实践。若学校条件允许，可组织学生参观当地自来水厂，增强真实体验。 学科网（北京）股份有限公司 $