第三单元 跨学科实践活动1 自制简易净水器 导学案-2026-2027学年化学鲁教版九年级上册

《跨学科实践活动1 自制简易净水器》导学案 版本 鲁教版 - 初中化学 - 九年级上册 化学观念：认识常见净水材料的净水作用，建立物质性质决定用途的基础观念，了解水净化的物理变化本质。 科学思维：通过对比净水效果，推理不同材料、装置结构的净水逻辑，形成证据推理思维。 科学探究：自主设计、组装简易净水器，完成净水实验与效果验证。 科学态度与责任：体会净水技术价值，树立节约用水、保护水资源的环保意识，养成严谨求实的实验素养。 二、教学重点与难点 教学重点：掌握小卵石、石英砂、活性炭、蓬松棉等材料的净水功能，熟练掌握简易净水器的组装流程，理解过滤、吸附的核心净水原理。 教学难点：根据污水杂质类型优化净水装置层级结构，分析净水效果差异的原因，解决净水速度慢、净化不彻底等实操问题，实现理论知识与实践操作的结合应用。 三、教学内容设计 课前预习 （一）预习目标 1. 初步认识自然界中水的杂质类型，区分纯水与天然水的区别。 2. 了解常见净水材料的基本作用，知晓简易净水器的基本构造。 3. 预习净水的基本方法，初步区分沉降、过滤、吸附等净水方式的不同。 4. 提前梳理实验操作注意事项，为课堂实操探究做好准备。 （二）预习基础填空题 1. 自然界中的河水、湖水、井水等天然水含有较多可溶性和不溶性杂质，属于________，蒸馏水、纯净水属于________。 2. 常见的净水方法有静置沉降、________、________、蒸馏等，其中净化程度最低的是________。 3. 简易净水器常用材料中，蓬松棉、纱布主要起到________作用，截留水中较大的不溶性杂质。 4. 石英砂、小卵石可以过滤水中的________杂质，活性炭具有疏松多孔的结构，主要吸附水中的________和________。 5. 净水过程中，仅通过物理方法除去杂质的操作是沉降、过滤、________。 （三）预习判断题 1. 天然水经过简易净水器净化后，可以直接饮用。（） 2. 活性炭可以吸附水中所有的杂质，实现水的完全净化。（） 3. 组装简易净水器时，净水材料的填充顺序不会影响净水效果。（） 4. 过滤操作只能除去水中的不溶性固体杂质，无法除去可溶性杂质。（） 5. 静置沉降可以让水中部分较大颗粒杂质自然下沉，降低水的浑浊度。（） （四）预习简答题 1. 简单说一说小卵石和石英砂在净水过程中的分工差异。 2. 结合生活经验，举例说明生活中利用过滤原理净水的实例。 教学过程：课中探究案 模块一 情境导入探究习题（初识净水需求） 【情境素材】野外获取的天然水体，普遍含有泥沙、悬浮颗粒物、有色物质、异味物质等杂质，无法直接使用。简易净水器是利用常见材料，通过物理方法分层净化天然水的简易装置，可初步改善水质。 1. 多项选择题：下列杂质中，属于简易净水器可以初步除去的是（） A. 水中泥沙、悬浮固体颗粒 B. 水中色素、异味物质 C. 水中所有可溶性矿物质 D. 水中细菌、病毒 2. 单项选择题：天然水出现浑浊、有色、有异味的根本原因是（） A. 水温过高 B. 含有各类杂质 C. 水量过多 D. 水流速度过快 3. 辨析题：有人认为“只要水看起来清澈，就是纯净的水”，判断该说法是否正确，并说明理由。 4. 探究思考题：结合生活实际，分析自来水厂净水和自制简易净水器净水的共同目的是什么？ 模块二 净水材料原理探究习题（核心知识夯实） 本模块通过梯度习题，探究各类净水材料的结构特点与净水功能，理解“物质性质决定用途”的核心化学观念。 1. 连线匹配题：将净水材料与对应的净水作用一一对应 蓬松棉、纱布 吸附水中色素、异味，净化水质 小卵石 过滤细小悬浮杂质，进一步细化净水效果 石英砂 截留大颗粒泥沙、固体杂质，初步过滤 活性炭 隔离各层净水材料，防止材料混杂，辅助过滤 2. 填空题：活性炭具备________的特殊结构，这一结构使其拥有较强的吸附能力，该吸附过程属于________变化。 3. 单项选择题：下列净水材料中，主要用于精细化过滤细小杂质的是（） A. 小卵石 B. 石英砂 C. 塑料瓶 D. 剪刀 4. 多项选择题：关于蓬松棉的净水作用，说法正确的是（） A. 可以隔离不同净水材料，避免材料混合失效 B. 能够截留细微的固体杂质 C. 可以吸附水中的异味和色素 D. 填充越厚，净水过滤效果越好 5. 深度思考题：为什么净水装置中需要分层放置不同材料，不能将所有净水材料混合堆砌？ 6. 辨析题：判断“活性炭吸附杂质后，自身结构会发生彻底改变，无法重复使用”是否正确，并说明原因。 模块三 装置组装实操探究习题（动手实践探究） 本模块依托实操类习题，规范简易净水器组装流程，梳理操作要点与易错点，落实科学探究素养。 1. 排序题：请将简易净水器的组装步骤按正确顺序排列（填写序号） ① 裁剪塑料瓶，将瓶口倒置固定 ② 逐层填充蓬松棉、石英砂、活性炭、小卵石 ③ 用纱布隔离各层净水材料 ④ 检查装置密封性与材料平整性 2. 判断题（正确打√，错误打×） （1）组装净水器时，上层放置细颗粒材料、下层放置粗颗粒材料效果更好。（） （2）每层净水材料上方铺设纱布，可有效防止材料混杂，保障分层净水效果。（） （3）材料填充越紧实，净水速度越快，净水效果越好。（） （4）装置组装完成后，可直接倒入浑浊水进行净水实验。（） 3. 简答题：组装简易净水器时，塑料瓶裁剪后倒置使用的目的是什么？ 4. 实操纠错题：某同学组装净水器时，将活性炭放在最底层，小卵石放在最上层，请分析该组装方式存在的问题。 5. 探究题：在组装过程中，若发现净水材料分层混乱，会对净水效果产生哪些影响？ 参考答案 （一）课前预习案答案 预习基础填空题 1. 混合物；纯净物 2. 过滤；吸附；静置沉降 3. 过滤 4. 细小悬浮；色素；异味 5. 吸附 预习判断题 1. × 2. × 3. × 4. √ 5. √ 预习简答题 1. 小卵石主要过滤水中大颗粒泥沙、石块等杂质，完成初步净水；石英砂颗粒更细小，可过滤水中细小悬浮杂质，实现精细化过滤，二者分层配合提升净水效果。 2. 生活中用滤网过滤茶水、用纱布过滤豆浆、净水器滤芯净水等，均利用过滤原理分离固体和液体杂质。 （二）课中探究案答案 模块一 情境导入探究习题 1. AB 2. B 3. 错误。水体清澈仅说明不含不溶性固体杂质，水中仍可能含有可溶性杂质、微生物等，依然属于混合物，不是纯净水。 4. 共同目的是除去水中的有害杂质，改善水质，让水体达到可使用的标准，去除浑浊、异味、杂色等问题。 模块二 净水材料原理探究习题 1. 连线答案： 蓬松棉、纱布——隔离各层净水材料，防止材料混杂，辅助过滤 小卵石——截留大颗粒泥沙、固体杂质，初步过滤 石英砂——过滤细小悬浮杂质，进一步细化净水效果 活性炭——吸附水中色素、异味，净化水质 2. 疏松多孔；物理 3. B 4. AB 5. 不同材料的净水功能不同，分层放置可实现逐级过滤、精细化净水。混合堆砌会导致大小杂质无法分级截留，材料功能混乱，净水效果大幅下降。 6. 错误。活性炭吸附杂质是物理吸附过程，自身结构不会发生改变，经过处理后可重复使用。 模块三 装置组装实操探究习题 1. 正确顺序：①③②④ 2. 判断题：× √ × × 3. 倒置塑料瓶可形成漏斗结构，便于承接净水材料，让浑浊水自上而下缓慢流过各净水层，实现逐级净化，贴合过滤净水的原理。 4. 该组装顺序完全颠倒，大颗粒杂质会直接堵塞活性炭、石英砂的孔隙，快速损耗精细净水材料的功能，无法实现逐级过滤，净水效果极差，水流速度也会迅速变慢。 5. 材料分层混乱会导致杂质无法分级过滤，大颗粒杂质堵塞细孔材料，过滤不充分，水体浑浊度无法有效降低，异味、色素去除不彻底，整体净水效果大幅变差。 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $