3.1水净化与水质检测第二课时教学设计--2026-2027学年九年级化学北京版上册

教学设计 北京版·初中化学·九年级上册 第三章 探究水的奥秘　第一节 水的净化与水质检测 第二课时　综合应用：自制净水装置与水质检测 一、教材分析 本节是第三章第一节第二课时。在掌握沉降、过滤、吸附、蒸馏等净水方法的基础上，通过任务式活动综合运用所学制作简易净水装置，并了解自来水生产、海水淡化与水质检测，将净化知识迁移到生活实际。 二、四维核心素养 化学观念：认识沉降、过滤、吸附、蒸馏等净水方法的原理与适用范围。科学思维：经历净水装置设计与改进，发展系统与创新思维。科学探究与实践：动手制作净水装置并检测水质。科学态度与责任：关注饮水安全，增强节水护水意识。 三、重难点 重点：综合运用沉降、过滤、吸附、蒸馏等净水方法设计并制作简易净水装置；了解自来水生产与水质检测的基本方法。难点：依据杂质颗粒大小合理确定净化材料的排列顺序，实现净水方法在生活中的灵活运用与科学判断。 四、设计意图 本课时以让浑水变清、守护饮水安全为情境主线，采用任务式活动设计，将零散净水知识整合为可操作的工程任务。通过真实问题情境激发探究兴趣，引导学生在制作简易净水装置中自主运用所学，经历设计、制作、评价、改进的完整学习闭环，实现知识向能力的转化。任务由易到难、层层递进，兼顾不同层次学生。同时将内容延伸至自来水厂、海水淡化和水质检测等生产生活实际，体会化学对保障饮水健康的意义，落实四维核心素养，达成从课堂走向生活的教学目标。 五、上课过程 本课时以“情境导入—复习铺垫—方案设计—动手制作—评价改进—拓展应用—总结提升”为主线，围绕“自制净水装置与水质检测”设计七个递进式任务活动，全部采用任务驱动、小组合作、探究实践的方式进行。 任务一　情境导入，明确任务 教师出示一段情境：我国部分地区因水源受到污染，或自然水体泥沙较多，人们难以获得干净的生活用水；城市中人们打开水龙头就能用到清澈的自来水。教师提问：自来水真的是“天然干净”的吗？它经过怎样的处理才变得清澈？我们能否利用第一课时学到的知识，自己动手把浑浊的河水变成较干净的水？学生带着问题观看自来水厂取水、净水的示意图或生活场景图片，初步感知水的净化在生产生活中的重要意义，产生动手净水的愿望。教师顺势明确本课任务：运用沉降、过滤、吸附等净水方法，设计并制作一个简易净水装置，将浑浊水样净化为较清澈的水，并对水质进行简单检测。 任务二　回顾梳理，激活经验 教师引导学生回顾第一课时所学，分小组说一说水的净化常用的方法有哪些，各自利用了什么原理，能够除去什么杂质。学生交流后归纳：沉降利用重力作用使水中较大的不溶性杂质沉降下来；过滤利用多孔性的过滤介质截留水中的悬浮颗粒；吸附利用活性炭等具有吸附性的物质，除去水中有颜色、有气味的可溶性杂质；蒸馏利用液体混合物中各组分沸点的不同，将水加热变成水蒸气后冷凝成纯净水。教师进一步引导：天然水中的杂质有大有小，有可溶的也有不可溶的，还有细菌等微生物。要把浑水变清，通常要按照一定的顺序净化，让净水材料由粗到细、逐层除杂。由此为下一步制作净水装置做好知识与思路的铺垫。 任务三　方案设计，制作净水装置 教师分发材料：塑料瓶（剪去底部）、小石子、沙子（或石英砂）、活性炭、棉花、纱布、带导管的橡胶塞、烧杯、浑浊水样等。学生分小组讨论设计净水装置的方案，重点思考三个问题：第一，各种材料分别放在什么位置、按照什么顺序排列，才能更好地除杂？第二，每种材料各起什么作用？第三，材料的用量有什么要求？学生依据“大颗粒不溶性杂质—小颗粒不溶性杂质—可溶性杂质—细菌等微生物”的除杂顺序进行设计，最终确定由下至上（或自上而下）的材料排列：塑料瓶底部朝上作为入水口，依次铺放小石子层、沙子层、活性炭层、棉花层，再由带导管的橡胶塞封住瓶口并接入导管。制作时，各小组按设计方案动手组装简易净水装置，将浑浊水样从装置上方缓缓倒入，观察流出水的清澈程度。教师巡视指导，提示操作要点：材料要压实、层次要分明，防止水从缝隙直接流过。 任务四　评价改进，优化装置 各小组完成净水装置并得到净化水样后，教师组织展示与评价。先从净水效果、过滤速率、制作工艺三个角度开展小组自评与互评：观察净化后水是否变清、颜色是否变浅、有没有明显异味；比较不同小组出水速度的快慢与清澈程度；评价装置结构的稳固性与层次是否分明。教师引导分析：有的小组净水效果较好，有的小组出水仍较浑浊，可能的原因是什么？学生讨论归纳出改进方向：可适当增加活性炭用量，提高对色素和异味的吸附能力；可将普通沙子换成颗粒更细的石英砂，提高对细小颗粒的过滤效果；可增加纱布层数或压实材料，避免出现短路现象。随后，各小组根据互评意见改进自己的装置，再次净水，比较改进前后水质的变化，体会“设计—制作—评价—改进”的工程思维方法。 任务五　拓展应用，了解自来水生产 教师提问：我们自制的简易净水装置只能对水进行初步净化，那么自来水厂是如何大规模生产出符合标准的饮用水的呢？学生阅读课本或资料，结合示意图梳理自来水厂的生产过程：先从天然水体取水，加入絮凝剂使水中悬浮的微小杂质凝聚，进入澄清池沉降排出沉淀物，再经过滤池滤除不溶性杂质，随后通过活性炭吸附除去色素和异味等可溶性杂质，水进入清水池后经膜处理设备进一步净化，最后进行消毒处理，杀灭水中的细菌和病毒，再输送到千家万户。教师引导学生比较自来水厂生产过程与自制净水装置的异同，认识到自来水生产是多种净水方法的综合应用，每一步都有其目的和意义，从而加深对净水方法原理的理解。 任务六　探究海水淡化方法 教师引导：地球上淡水资源有限，而海洋中蕴藏着大量的海水。怎样把海水变成可供人们利用的淡水呢？学生观看海水淡化原理示意图，了解海水淡化的含义：把海水中的盐分等杂质脱去，得到可用的淡水。随后分小组查阅资料或由教师讲解，了解海水淡化的主要方法——冻结法、蒸馏法、反渗透法等。学生比较这些方法与前面学习的净化方法的相似之处：都是利用物质的某些性质将杂质与水分离，以获得更纯净的水；区别在于所利用的物质性质不同，冻结法利用各组分凝固点的差异，蒸馏法利用沸点的差异，反渗透法利用半透膜对不同物质透过性的不同。教师进一步引导思考：海水淡化从大规模生产的角度看，各有什么优点与困难？学生讨论认识到，蒸馏法技术较成熟但能耗较高，反渗透法能耗相对较低但膜材料成本较高，从而理解科学技术的不断发展正在让海水淡化变得更加经济可行。 任务七　水质检测，认识饮用标准 教师提问：净化后的水就能直接喝了吗？什么样的水才算安全卫生的饮用水？学生认识到，仅靠沉降、过滤、吸附得到的净化水虽已较清澈，但仍可能含有细菌等微生物，还需消毒处理，并达到一定的水质标准才能饮用。教师出示生活饮用水水质的部分指标，如色度、浑浊度、臭味、肉眼可见物、游离氯含量、细菌总数、总大肠菌群等，帮助学生理解饮用水标准从物理指标、化学指标、微生物指标等方面对水质作出规定，保障人体健康。教师简要介绍水质检测仪能够检测水的多项指标，如酸碱性、溶解氧、浑浊度、重金属离子浓度、有机物含量、微生物指标等。学生结合生活经验讨论：自来水出现轻微异味是否正常？接出来的自来水为什么一般要煮沸后再饮用？从而认识到“珍惜水资源、关注饮水安全”的意义，学会用化学知识对常见饮水问题作出科学判断。 任务八　总结提升，迁移应用 教师组织学生回顾本课所学，用简洁的语言总结：净水的常用方法及其原理；自制净水装置的材料排列顺序与作用；自来水厂生产过程的主要环节；海水淡化的主要方法；生活饮用水的水质标准。学生交流学习收获，教师强调：水的净化是多种方法的综合应用，选择方法时要依据杂质的性质和净化的目的，实现化学知识在生活实际中的灵活迁移。最后，教师布置课后任务：观察家庭生活中水的使用情况，尝试用本课所学知识说明家庭净水器或饮水机的工作原理，并写一份保护水资源的行动倡议。 六、板书设计 【板书设计】 第二课时　综合应用：自制净水装置与水质检测 一、净水方法（第一课时回顾） 　沉降（大颗粒不溶性杂质）→ 过滤（悬浮颗粒）→ 吸附（色素、异味等可溶性杂质）→ 蒸馏（较纯水） 二、自制简易净水装置 　除杂顺序：大颗粒不溶性杂质 → 小颗粒不溶性杂质 → 可溶性杂质 → 微生物 　材料排列：塑料瓶（入水）→ 小石子 → 沙子 → 活性炭 → 棉花 → 导管（出水） 三、生产实际中的水的净化 　自来水厂：絮凝沉降 → 澄清 → 过滤 → 吸附 → 膜处理 → 消毒 → 用户 　海水淡化：冻结法、蒸馏法、反渗透法 四、水质检测与饮用水标准 　物理指标、化学指标、微生物指标 　启示：珍惜水资源，关注饮水安全 学科网（北京）股份有限公司 $