4.1水资源及其利用第1课时教学设计-2026-2027学年九年级化学人教版上册

第四单元 课题1 水资源及其利用（第2课时）教学设计 第四单元 自然界的水 课题1 水资源及其利用 教学设计（第2课时） 教学设计正文 一、教材与课标分析 1. 课标要求 1. 初步学习过滤等分离混合物的方法，了解净化水的一些方法。 1. 了解自来水厂净水的主要流程，体会化学在合理利用水资源中的作用。 2. 教材地位与作用 本课时承接第1课时“水资源有限、需要保护”，回答一个真实问题：“自然界的水怎样变成可以饮用的自来水？”教材按“沉降—过滤—吸附—消毒—蒸馏”的顺序展开，从原理到装置再到操作，层层递进。 “过滤”是学生初中阶段第一次完整操作的分离混合物的经典物理方法，其“一贴二低三靠”的操作规范是第一单元基本操作的综合运用。本课所学净水思路，直接为“跨学科实践活动3 水质检测及自制净水器”提供知识基础。 二、学情分析 维度 分析 已有基础 第一单元已掌握试剂取用、仪器洗涤等基本操作；第1课时已建立水资源紧缺意识，知道天然水不宜直接饮用。 认知障碍（重点突破） ① 把“过滤”理解为“把水弄干净”，不清楚它只能除去不溶性杂质、不能除去可溶性杂质与微生物。 ② “一贴二低三靠”易机械背诵，说不出每条操作背后的原因，实操时液面高于滤纸边缘、玻璃棒戳破滤纸等错误频出。 ③ 易把沉降与过滤混为一谈，不清楚明矾的作用是“使悬浮杂质凝聚沉降”，也不理解“自来水中仍含可溶性矿物质，不是纯水”。 素养发展点 本课以“净化一杯浑浊的天然水”为贯穿任务，在真实验中发展“科学探究与实践”素养。 三、教学目标（核心素养四维） 素养维度 目标表述 化学观念 通过对比沉降、过滤、吸附、消毒、蒸馏五种净水方法，理解每种方法的原理、作用与适用范围，建立“净化程度由低到高、方法因需而选”的变化观。 科学思维 能依据“杂质是否可溶、是否需要杀菌”等标准对不同净水方法进行归类与排序；能基于过滤后仍浑浊的现象反推可能的原因，发展证据推理能力。 科学探究与实践 能规范完成过滤操作，掌握“一贴二低三靠”的操作要点，正确记录与描述现象。 科学态度与责任 通过了解自来水厂的净水流程与净水工作者的劳动，体会洁净饮用水的来之不易，形成节约用水、珍惜水资源的自觉态度。 四、教学重点与难点 类别 内容 重点 过滤操作的原理与“一贴二低三靠”；自来水厂净水流程。 难点 ① 理解过滤只能除去不溶性杂质，理解“净化后的水仍不是纯水”；② 规范完成过滤操作并解释“滤液仍浑浊”的原因；③ 蒸馏的原理（依据沸点不同分离）。 突破策略 以“净化一杯浑浊的天然水”为主线，设置“沉降—过滤—吸附”三级任务，逐级提升净化程度；用“明矾絮凝对比实验”直观呈现吸附沉降；用“滤液仍浑浊”的异常现象引导学生归因。 五、教学准备 1. 实验仪器：漏斗、烧杯（3只）、玻璃棒、铁架台（带铁圈）、滤纸、剪刀、量筒、酒精灯、蒸馏烧瓶、冷凝管、温度计、接受器等（用于教师演示蒸馏）。 1. 实验试剂与用品：课前采集或配制的浑浊天然水（含泥沙等不溶性杂质）、明矾、活性炭、红墨水、肥皂水、蒸馏水。 1. 教师准备：自来水厂净水流程挂图或动画、国家节水标志卡片、“一贴二低三靠”操作示意图。 1. 分组安排：4人一组，共12组，轮换“操作员、记录员、分析员、汇报员”角色。 六、教学过程 环节一 情境导入·承接任务（3分钟） 【复习】上节课我们知道，可利用的淡水资源十分有限。那么自然界的水（河水、湖水）能不能直接喝？为什么？ 【展示】一杯浑浊的河水与一瓶清澈的自来水并排摆放在讲台上。 【真任务】“你能把这杯浑浊的河水变成可以安全饮用的水吗？请设计净化方案，并动手试一试。” 【设计意图】承接上节课的资源观，把“水需要净化”转化为可完成的动手任务，制造真实的问题情境。 环节二 识流程·认识自来水厂净水（6分钟） 【活动1·看图排序】观察教材自来水厂净水流程示意图，学生将下列步骤按实际流程排序： 加混凝剂 → 沉降 → 过滤 → 加活性炭吸附 → 投药消毒 → 自来水 【活动2·原理辨析】逐环节追问原理与作用： 步骤 原理 作用（能除去什么） 加混凝剂（明矾） 明矾溶于水后生成胶状物，吸附水中悬浮杂质并使其凝聚沉降 加速悬浮杂质的沉降，使水变澄清 沉降 静置，利用重力使较大颗粒杂质下沉 除去较大的不溶性杂质 过滤 使水通过滤料层（石英砂等） 除去细小的不溶性杂质 加活性炭吸附 活性炭疏松多孔，表面积大 除去色素和异味，也可吸附部分可溶性杂质 投药消毒 加入氯气等 杀灭病原微生物，属化学变化 【核心追问】经过以上流程处理后的自来水，是纯水吗？为什么？（仍含有可溶性物质，属于混合物） 【设计意图】流程排序+原理辨析，让学生先建立“净水是一个多步骤、逐级提升的过程”的整体认识，为后续动手实验提供认知框架。 环节三 做实验·明矾的絮凝作用（5分钟） 【真任务】验证明矾能否加快浑浊水中悬浮杂质的沉降。 【活动】取两支盛有等量浑浊水的烧杯，一支加入少量明矾并搅拌，另一支不加，静置相同时间后对比。 【现象】加明矾的烧杯中悬浮杂质更快凝聚成大颗粒并沉降，上层水更澄清。 【结论】明矾溶于水后生成的胶状物能吸附悬浮杂质，使其凝聚沉降，从而加快净化速度。 【概念辨析】明矾本身并没有把杂质“分解掉”，只是让它们聚集成大颗粒后沉降下来——这是一个物理变化。 【设计意图】用对比实验让“吸附沉降”这一抽象概念变得可见、可验证，同时巩固物理变化与化学变化的区分。 环节四 真实验·过滤一杯浑浊的水（16分钟） 【真任务】用过滤法净化经沉降后的浑浊水，得到澄清的滤液，并检验净化效果。 【活动1·认识仪器】对照实物说出漏斗、烧杯、玻璃棒、铁架台（带铁圈）、滤纸的名称与作用，明确玻璃棒在本实验中的作用是“引流”。 【活动2·制作过滤器】学生折滤纸：圆形滤纸对折两次，打开成圆锥形（一边一层、一边三层），放入漏斗，用少量水润湿并轻压，使滤纸紧贴漏斗内壁、中间不留气泡。 【活动3·操作要点建构】师生共同把操作要点归纳为“一贴二低三靠”，学生用自己的话解释每一条“为什么”： 要点 操作 原因（为什么这样做） 一贴 滤纸紧贴漏斗内壁，用少量水润湿并赶走气泡 防止气泡阻碍液体下流，加快过滤速率 二低 滤纸边缘略低于漏斗边缘；漏斗内液面低于滤纸边缘 液面高于滤纸会从缝隙流下，过滤失败 三靠 烧杯口紧靠玻璃棒；玻璃棒轻靠三层滤纸处；漏斗下端管口紧靠烧杯内壁 引流防溅、防戳破滤纸、防滤液飞溅 【活动4·动手过滤】各组按规范操作，记录过滤前后水样的澄清程度，并讨论：“滤液中是否还含有杂质？”（含可溶性杂质，仍是混合物） 【异常处理·归因】若有组滤液仍浑浊，引导组内归因并二次过滤： 1. 可能原因一：滤纸破损 → 检查滤纸是否完整。 1. 可能原因二：漏斗内液面高于滤纸边缘 → 减慢倾倒速度，控制液面高度。 1. 可能原因三：承接滤液的烧杯不干净 → 换用洁净烧杯。 【生活迁移】请学生举出生活中应用过滤原理的例子：漏勺捞面、茶漏、咖啡滤纸、口罩…… 【设计意图】本课核心的真实验。把“一贴二低三靠”从机械口诀转化为“操作—原因”的因果链，用异常现象归因把课堂引向深度学习；生活迁移让科学方法回到真实生活。 环节五 再净化·活性炭吸附色素与异味（5分钟） 【真任务】把过滤后澄清但带颜色的水进一步净化，除去色素和异味。 【活动】取两份过滤后的水样，一份加入少量红墨水，一份保持澄清；分别加入等量活性炭，振荡后静置，观察颜色变化。 【现象】加活性炭的水样颜色明显变浅，异味减弱。 【原理】活性炭具有疏松多孔的结构，表面积大，能吸附水中的色素、异味以及部分可溶性杂质——这是一个物理变化。 【追问】吸附之后的水是不是纯水？（不是，仍含可溶性矿物质，只是颜色与气味得到改善） 【设计意图】在过滤之后叠加吸附环节，让学生体会“净化程度逐级提升”；同时再次辨析物理变化，为蒸馏的引入做铺垫。 环节六 蒸馏（4分钟） 【活动·软化】教师演示蒸馏：把水样加热至沸腾，使水变成水蒸气，再经冷凝管冷凝收集，得到蒸馏水。 【原理】蒸馏是根据液态混合物中各成分沸点不同进行分离的方法，能得到净化程度较高的水，属于物理变化。 【对比小结】净水程度由低到高：沉降 ＜ 过滤 ＜ 吸附 ＜ 蒸馏。 【设计意图】蒸馏演示把“依据沸点不同分离”这一原理直观呈现，完成净水方法的体系化建构。 环节七 梳理建构·课堂评价（2分钟） 【学生总结】请学生用流程图口述“一杯浑浊的天然水→自来水→蒸馏水”的完整净化路径，并说明每一步除去了什么。 【教师完善板书】随学生发言逐步补全板书（见第八部分）。 【过程性评价】完成三维量表（见第九部分）。 【分层作业】必做：完成实验报告，写出过滤操作要点；选做：课后动手制作一个简易净水器（可用纱布、石英砂、活性炭、小卵石分层填充），下节课展示交流，对接跨学科实践活动。 七、板书设计 水资源及其利用（第二课时） 一、自来水厂净水流程 取水 → 加混凝剂（明矾）→ 沉降 → 过滤 → 活性炭吸附 → 投药消毒 → 自来水 二、过滤（一贴二低三靠） 仪器：漏斗、烧杯、玻璃棒（引流）、铁架台、滤纸 作用：除去不溶性杂质（物理变化） 三、活性炭吸附 原理：疏松多孔、表面积大；除去色素、异味（物理变化） 四、净水程度：沉降 ＜ 过滤 ＜ 吸附 ＜ 蒸馏 八、过程性评价量表 评价维度 自评 互评 师评 证据（可观察行为） 说出自来水厂净水流程 ☆☆☆ ☆☆☆ ☆☆☆ 能正确排序并说明各环节原理 规范完成过滤操作 ☆☆☆ ☆☆☆ ☆☆☆ 一贴二低三靠到位，滤液澄清 能解释操作要点背后的原因 ☆☆☆ ☆☆☆ ☆☆☆ 能说清每条要点的“为什么” 能归因“滤液仍浑浊” ☆☆☆ ☆☆☆ ☆☆☆ 能说出至少两种可能原因并提出改进 小组协作与交流表达 ☆☆☆ ☆☆☆ ☆☆☆ 四角色分工明确，汇报清晰有条理 九、教学反思预设 1. 成功之处：以“净化一杯浑浊的水”贯穿全课，学生经历沉降—过滤—吸附—蒸馏的逐级提升，在真操作中建构净水方法体系；异常滤液归因环节生成性强。 1. 改进空间：过滤操作耗时较长，若课时紧张，沉降与明矾实验可压缩为教师演示；蒸馏需使用成套玻璃仪器，宜由教师规范演示并强调安全。 1. 素养达成检测三问：①能否规范说出过滤“一贴二低三靠”并解释原因？②能否比较沉降、过滤、吸附、蒸馏的净化程度并说明依据？ 第 页 / 共 页 学科网（北京）股份有限公司 $