5《制作简易空气净化器》教学设计-2026-2027学年科学五年级上册青岛版

该小学科学教学设计聚焦“制作简易空气净化器”，核心知识点为空气过滤、吸附、循环原理及简易装置制作。课堂从室内空气污染问题切入，通过模型结构图分析进风口、滤网等部件作用，建立“结构决定功能”思维，任务卡与设计图绘制提供学习支架。 特色在于工程实践闭环，学生经历设计-制作-检测-改进，用口罩滤网、活性炭等材料，香烟雾模拟污染检测PM2.5数据。体现科学思维（模型建构）、探究实践（动手制作）、态度责任（环保意识），提升学生创新与实践能力，为教师提供完整教学流程与评价工具。

教学设计 课程基本信息 学科 科学 年级 五年级 学期 秋季 课题 制作简易空气净化器 教科书 书名：义务教育教科书·科学 出版社：青岛出版社 出版日期：2026年6月 教学目标 科学观念： 1.知道室内空气中的灰尘、甲醛等物质会造成空气污染，了解空气净化的必要性。 2.掌握家用空气净化器过滤、吸附、空气循环的基本工作原理。 3.知道滤网、活性炭、小风扇在净化器中的各自作用，了解光触媒等新型净化技术。 科学思维： 1.能从真实生活问题出发，分析空气净化器结构与功能的对应关系，建立“结构决定功能”的工程思维。 2.能根据现有材料进行方案设计、对比优化，学会从风速、过滤材料、结构布局多角度改进产品。 3.能根据检测结果推理装置不足，形成“设计—制作—检测—改进”的工程闭环思维。 探究实践： 1.能小组合作完成简易空气净化器的方案设计、绘图、制作、通电测试全过程。 2.能合理选择箱体、滤网、活性炭、小风扇等材料，规范安装各部件。 3.能设计检测方案，对比净化效果，并提出可行的改进策略。 态度责任： 1.培养乐于动手、勇于创新、精益求精的工程实践态度。 2.认识室内空气污染的危害，树立关注空气质量、主动净化环境的健康意识。 3.懂得利用科学技术改善生活环境，增强学以致用、服务生活的科学责任感。 教学内容 教学重点： 掌握空气过滤的基本原理，利用简易材料制作出可以初步净化空气的净化器。 教学难点： 合理设计进出风口位置、部件安装顺序；根据检测结果科学改进净化装置提升空气净化器的净化效果。 教学过程 1、 明确问题 师：同学们，我们每天大部分时间都在室内学习、生活。大家思考一下，室内空气是不是绝对干净的？ 生1：不是，空气中会有灰尘。 生2：新装修的房子有难闻的味道，应该有有害气体。 师：空气中含有灰尘、甲醛等都会造成室内空气污染，影响我们的身体健康。生活中，人们会用什么电器改善室内空气？ 生：空气净化器！ 师：空气净化器可用于室内空气的净化、改善空气质量。怎样自制一个简易空气净化器呢？ 出示任务卡： 1.了解普通家用空气净化器的工作原理。 2.制作简易空气净化器 本节课我们将完成“认识原理—设计方案—动手制作—检测改进”全过程。 二、制定方案 探究新知：研究空气净化器 我家的空气净化器是用过滤的方法净化空气的 师：老师出示空气净化器模型结构图， 请小组讨论：空气净化器主要由哪些部分组成？各部分有什么作用？（学生小组交流讨论） 师：谁来分享你们的发现？ 生1：主要有排风、扇滤网等结构组成。 生2：还有进风口和出风口。 师：非常准确！那大家思考核心问题：排气扇（小风扇）的作用是什么？ 生1：风扇转动可以带动空气流动。 生2：让脏空气进入机器，过滤后再吹出来。 师小结原理：空气净化器主要依靠过滤法净化空气。 进风口——空气入口 如同净化器的“嘴巴”，负责吸入室内污浊的空气，是净化流程的第一步。 出风口——清新出口 净化后的洁净空气从此排出，如同“排气扇”，推动新鲜空气循环至全屋。 滤网——核心“肺”部 空气净化器的关键“过滤网”，过滤空气中的灰尘、大颗粒杂质；能有效拦截灰尘、毛发、花粉等固体颗粒物。 活性炭——除味卫士 拥有丰富微孔结构，专门吸附甲醛、二手烟、异味等有害气体，净化空气。 小风扇——动力“心脏” 带动空气不断循环流动的核心动力源，决定了净化器的净化效率和覆盖范围，就像人体的心脏一样推动“血液循环”，加速空气循环，将室内脏空气吸入机器内部 师：概括：先吸入、再过滤吸附、最后排出干净空气。 设计简易空气净化器 任务一：选材与结构设计研讨 师：我们没有专业机器，只能利用身边材料制作。 大家思考：我们可以用医用口罩中间层做过滤网，也活性炭包吸附有害物， 小风扇可以······。 生：带动空气流动。 出示问题引导： 请小组深度讨论，确定设计方案： 1. 选择什么结构和尺寸的容器做净化器的箱体？ 2. 进风口、出风口设计在什么位置？ 3.过滤网、活性炭包和小风扇分别安装在什么位置？（生生充分交流、研讨设计思路） 师：请小组代表汇报设计思路，并分享主要构成部分。 生：我们设计的简易空气净化器的主要构成部分有…… 箱体→进风口→过滤网（滤灰尘）→活性炭（吸有害气体）→小风扇→出风口 小组1：我们选用透明塑料杯做箱体，安全轻便、容易开孔。进风口开在杯身侧面，出风口在顶部。 小组2：我们计划：选用口罩过滤做过滤屏障，口罩熔喷布、纱布，细密孔隙能有效拦截空气中的灰尘和颗粒物。 生3：空气先经过滤网、再经过活性炭，最后由风扇吹出，净化更干净。 生4：动力心脏，迷你USB小风扇，为空气流动提供源源不断的动力，让空气“跑”起来。 师：设计思路非常科学！老师统一最优设计逻辑：我们设计的简易空气净化器的主要构成部分有…… 箱体→进风口→过滤网（滤灰尘）→活性炭（吸有害气体）→小风扇→出风口 任务二：绘制设计图、小组互评 师：请大家在图纸上画出本组的简易空气净化器设计图。标注：箱体、进风口、出风口、过滤网、活性炭、小风扇，还有电源和开关主要构成部分的位置。 画完后，小组之间互相观看，互相提修改建议。（学生画图、互评、修改完善方案） 师：大家在设计中做到了布局合理、思路清晰，为接下来的制作打下了很好的基础。 三、实施方案：制作简易空气进化器 任务一：统一制作步骤 师：示范标准制作流程，大家按步骤操作，注意安全，小心剪刀划伤。 步骤 1.选取塑料杯作为箱体，在杯体上开口。 2.在开口位置粘贴过滤网。 3.放入活性炭包，用热熔胶固定电机。 4.安装扇叶，固定电源，通电测试。 5在杯盖上挖出和风扇大小差不多的孔，作为出风口。 最后，接通电源，风扇转动，完成成品制作。这就是我们制作的简易空气净化器 任务二：学生分组制作、教师巡视（学生小组合作制作、组装、调试） 师：请完成的小组举手，展示你们的简易空气净化器。 生：我们的风扇可以正常转动！ 师：非常棒！装置结构完整、组装规范，可以进入检测环节。 检测净化效果 任务一：设计检测方案 师：我们怎么知道净化器有没有净化效果？请小组设计检测方法，并填写记录单。 生1：可以用空气质量检测仪，分别检测进风口、出风口的空气质量数据，进行对比。 生2：对比净化前后空气中颗粒物数值变化。 师：在纸箱等密闭小空间内点燃一根香，制造模拟污染烟雾。放入制作好的净化器，接通电源，开启净化模式。仔细看烟雾是否被吸入机器，箱内烟雾是否慢慢变稀薄。 师生共同检测：分别检测进风口原始空气数据、出风口净化后数据，填写记录单，记录对比，验证净化效果。 检测位置 检测颗粒物数值（PM2.5） 我的观察 净化器进风口 （未净化空气） 95μg/m³ 数值高，空气中烟雾明显 净化器出风口 （经过过滤净化） 39μg/m³ 数值明显下降，烟雾变少 开启自制空气净化器，检测仪检测进风口，PM2.5读数高；检测出风口，颗粒物读数明显降低。 任务二：怎样改进简易空气净化器 师：对比数据后发现，我们的简易净化器有一定效果，但还效果还不够理想。 小组讨论：怎样改进简易空气净化器，让净化效果更好？（小组讨论） 师：谁来分享改进方法？ 生1：可以更换风力更大的小风扇，加快空气循环速度，净化更快。 想法一：动力升级（加快空气循环速度） 换一个风力更大的风扇！这样能让空气流动速度变快，净化器的工作效率也会更高，能更快地把脏空气吸进来净化。 生2：选择效果更好的过滤或吸附材料。选用更细密的滤网、更多活性炭，过滤吸附效果更好。 想法二：过滤加强（选择效果更好的过滤或吸附材料） 选用更细密的滤网、更多活性炭，过滤吸附效果更好。层层过滤能拦截更多灰尘和有害气体，活性炭越多，吸附异味和有害物的能力就越强。 生3：多层过滤，增加净化层数。 想法三：科技模拟 在瓶子外面贴上黑色的纸，模拟光触媒技术！虽然是简易版，但可以尝试利用光照和特殊涂层的原理，增强净化效果。 师：大家思路非常开阔！除此之外我们还可以采用一些新技术增强空气净化效果。如：光触媒技术 出示资料卡： 光触媒，又称光催化剂，在光照条件下会产生强氧化性物质，它能够杀灭细菌病毒，在日常生活中，光触媒可有效降解空气中的甲醛等有毒有害气体，实现空气净化。 师小结改进方法： 1.增大风速、加快空气循环； 2.更换更优质的过滤、吸附材料； 3.多层净化结构； 4.利用光触媒等新技术提升净化能力。 展示评价 展示制作的简易空气净化器 1.回顾反思 师：本节课我们经历了完整的工程实践流程： 我们从空气净化的需求出发，在设计、制作产品的过程中多 火改进，选用多种材料实现对空气的净化。设计是整个项目的关键，要根据真实问题和现有条件形成有效的解决方案。 2.四维素养评价 1.科学认知：知道空气净化器的工作原理； 2.科学设计：能对空气净化器进行初步的创意设计； 3.实践创新：能制作简易空气净化器，并进行检测改进 4.社会责任：愿意采取行动净化室内空气 师：本节课我们掌握了空气净化器的工作原理，完成了简易空气净化器的设计与制作，学会了用检测对比的方法验证产品效果，掌握了工程设计、迭代改进的科学方法，懂得了用科学技术改善生活环境。 学科网（北京）股份有限公司 $