4.1水资源及其利用第2课时教学设计-2026-2027学年九年级化学人教版上册

人教版九年级化学上册 第四单元《自然界的水》 课题1 水资源及其利用（第2课时）教学设计 一、课标分析 《义务教育化学课程标准（2022年版）》在“物质的性质与应用”“化学与社会·跨学科实践”等主题下，对水的净化提出要求：认识自然界的水是混合物，了解沉降、过滤、吸附、蒸馏等净化水的方法及其原理，体会化学知识在解决生活实际问题中的作用。教学应引导学生在从天然水到自来水再到蒸馏水的转化过程中，理解依据物质性质选择分离方法的基本思路，初步形成物质的分类观与转化观，增强节约用水、爱护水资源的意识，落实科学探究与社会责任素养。 二、四维核心素养 化学观念：认识天然水是混合物，形成物质分类观。科学思维：依据杂质性质设计净水方案，建立方法选择思路。科学探究：通过沉降、过滤、蒸馏实验掌握操作要点。科学态度与责任：珍惜水资源，树立节约用水、爱护环境的责任意识。 三、教学重难点 重点：沉降、过滤、吸附、蒸馏四种净水方法的原理与作用；过滤操作“一贴、二低、三靠”的要点及玻璃棒引流作用；自来水厂净水流程。难点：依据杂质种类与净化目的合理选择净水方法，理解各方法净化程度的差异。 四、设计思路 本课以“如何将浑浊的天然水变成可饮用的自来水”为核心情境，采用任务驱动、实验探究的教学方式。按照杂质去除由易到难的顺序，设计“认识天然水—沉降—过滤—吸附—蒸馏—梳理自来水厂流程”系列任务，引导学生在观察、操作、比较、归纳中掌握净水方法的原理与操作要点。以学生动手实验和小组讨论为主，教师适时点拨，帮助学生在真实问题解决中形成“依据物质性质选择分离方法”的思路，发展科学探究能力，树立节约用水、爱护水资源的责任意识。 五、任务式教学过程设计 【导入·任务情境】 课堂伊始，教师出示两杯水：一杯是澄清透明的自来水，一杯是略显浑浊、带有一点颜色和泥土气息的天然水。教师提问：这两杯水有什么区别？生活中我们使用的自来水从哪里来？自然界的水能否直接饮用？由此自然引出课题，引导学生思考：要将浑浊的天然水变成可供饮用的水，需要除去哪些杂质、借助哪些方法？ 任务一 认识天然水，明确净水需求 【任务情境】 面对一杯取自池塘的天然水，学生需要先弄清水里到底“藏”着什么，才能“对症下药”。 【教师活动】 组织学生观察天然水样，引导他们从颜色、气味、透明度等方面描述水样特征，并追问：水中可能有哪些杂质？这些杂质在性质上有什么不同？教师归纳：天然水中含有不溶性杂质，如泥沙，它们使水变浑浊；还含有可溶性杂质，可能使水带有颜色或气味；此外还可能含有细菌等微生物。教师指出，这些杂质按能否溶于水可分为不溶性杂质与可溶性杂质两类，净化水就是要针对不同杂质选用合适的方法。 【学生活动】 分组观察水样，交流所见所闻，尝试按“看得见或看不见”给杂质分类，初步形成“水是混合物、需要净化”的认识。 【设计意图】 以真实水样为素材，调动学生生活经验，建立“杂质有不同类型、需分类处理”的认知起点，为后续按性质选择方法奠定基础。 任务二 沉降——让大颗粒杂质沉下去 【任务情境】 面对水中的泥沙，有的同学想到让它们静置沉底。可泥沙细小，长时间也不易沉到底，该怎么办？ 【教师活动】 教师演示明矾净水实验：取两份等量浑浊的天然水，向其中一份加入少量明矾并搅拌，静置片刻后对比观察。引导学生描述现象，得出“明矾能使水中悬浮的杂质较快沉降，使水逐渐澄清”的结论。教师讲解：明矾是一种常用的混凝剂，它能吸附水中悬浮的杂质，使它们聚集在一起加快沉降。教师还说明，生活中的静置沉降只能除去大颗粒及部分悬浮杂质，澄清的水中仍可能含有更细小的杂质。 【学生活动】 观察明矾净水实验现象，对比加入明矾前后水的澄清程度，尝试解释明矾的作用，理解沉降能除去悬浮的不溶性杂质。 【设计意图】 通过直观实验呈现沉降的原理与作用，帮助学生理解混凝剂“加速沉降”的本质，体会化学方法解决实际问题的实效性，同时为下一环节“过滤”设置认知缺口。 任务三 过滤——分离不溶性固体 【任务情境】 沉降之后，水中仍有一些细小悬浮颗粒和泥沙没有除去。怎样把它们彻底分离出来？生活中用漏勺捞饺子、用滤网过滤豆浆给了我们启示。 【教师活动】 教师借助生活经验引导学生理解过滤原理：过滤是把不溶性固体与液体分离的方法，依据是滤纸或滤层的孔隙大小。教师演示规范的过滤操作：先折叠滤纸制成过滤器，使滤纸紧贴漏斗内壁；再组装铁架台、漏斗、烧杯、玻璃棒；然后沿玻璃棒缓缓向漏斗中倾倒液体。教师边操作边讲解操作要点，归纳为“一贴、二低、三靠”，并逐一说明每一条的作用：滤纸紧贴漏斗内壁且不留气泡，可避免因气泡减慢过滤速度；滤纸边缘低于漏斗口、漏斗内液面低于滤纸边缘，可防止液体从滤纸与漏斗壁之间流过而使滤液不净；烧杯口紧靠玻璃棒、玻璃棒下端斜靠三层滤纸处、漏斗下端管口紧靠烧杯内壁，分别起到引流、防止滤纸破损、防止滤液溅出的作用。随后教师提问：如果过滤后的滤液仍然浑浊，可能是什么原因？引导学生分析滤纸破损、液面高于滤纸边缘、仪器不洁净等原因，并思考处理办法。 【学生活动】 认真观察教师演示，跟随梳理过滤操作的步骤与要点，讨论并归纳“一贴、二低、三靠”；在教师指导下动手操作，体验过滤过程，分析滤液浑浊的可能原因并提出改进方法。学生思考：实验室的滤纸和漏斗，生活中可用什么物品代替？认识到过滤只能除去不溶性杂质，澄清的滤液仍是混合物。 【设计意图】 以生活经验为桥梁，帮助学生理解过滤原理；通过规范操作示范与要点归纳，落实实验技能；通过“滤液浑浊原因”“生活替代品”等追问，训练学生分析推理与迁移应用能力，培养严谨求实的科学态度。 任务四 吸附——除去色素和异味 【任务情境】 过滤后的水澄清了，但可能仍有颜色、有异味。这些可溶性杂质怎样除去？ 【教师活动】 教师出示家用净水器滤芯或活性炭样品，引导学生联系冰箱除味剂、红糖脱色等生活现象，认识活性炭具有疏松多孔的结构和吸附性。教师讲解：活性炭能利用自身的多孔结构吸附水中的色素和异味，这一过程属于物理变化，并未生成新物质。教师强调，吸附只能除去部分可溶性杂质，不能除去水中所有的杂质。 【学生活动】 联系生活经验讨论活性炭的用途，观察活性炭样品，理解其吸附色素、异味的原理，明确吸附作用的适用范围。 【设计意图】 从生活实例切入，帮助学生将抽象的吸附原理与具体应用对应起来，认识“结构决定性质、性质决定用途”的观念，理解不同净水方法各有专长、需组合使用。 任务五 蒸馏——获得更纯净的水 【任务情境】 经过沉降、过滤、吸附，水中的杂质大多去除了，但要得到接近纯净的水，还需要什么方法？在化学实验中，有时需要更纯净的水。 【教师活动】 教师演示蒸馏实验，讲解蒸馏的原理与操作：将水加热至沸腾，水变成水蒸气，再经冷凝管冷却凝结成液态水，从而与水中的杂质分离。教师说明，蒸馏利用各成分沸点不同，能除去水中几乎所有的杂质，是净化程度最高的方法，所得蒸馏水接近纯净物。教师提示操作要点：加热前加入沸石防止暴沸，冷凝管中冷却水自下而上流动以增强冷凝效果，并说明蒸馏过程并不产生新物质，属于物理变化。教师追问：蒸馏与前面几种方法相比，能除去哪些杂质？为什么净化程度最高？ 【学生活动】 观察并理解蒸馏装置与操作，对比蒸馏与其他方法的净化程度，得出“蒸馏净化程度最高、所得水最接近纯净物”的结论，认识净化程度由低到高的顺序：沉降、过滤、吸附、蒸馏。学生思考蒸馏能否除去不溶性杂质与可溶性杂质，体会其“全效净化”的独特价值。 【设计意图】 通过蒸馏建立“分离提纯混合物”的方法，帮助学生理解依据沸点差异分离物质的思路，发展“净化程度逐级提高”的思维，为后续学习混合物的分离提纯做好铺垫。 任务六 整合梳理——自来水厂净水流程 【任务情境】 把今天学到的四种方法综合起来，自来水厂是如何把天然水变成千家万户的自来水的？ 【教师活动】 教师引导学生梳理自来水厂净水流程：取水，加混凝剂促进沉降，经沉淀池、过滤池去除不溶性杂质，再经活性炭吸附池除去色素和异味，最后投药消毒杀灭细菌病毒，得到符合标准的自来水。教师强调，整个流程将多种净水方法按顺序组合使用，其中沉降、过滤、吸附属于物理变化，投药消毒属于化学变化，处理后的自来水仍是混合物。教师引导学生讨论：结合杂质类型，为什么净水方法要按照这样的顺序排列？ 【学生活动】 梳理并复述自来水厂净水流程，讨论各环节的作用与排列顺序的依据，理解净水是一个由易到难、层层递进的过程，体会化学在保障饮用水安全中的作用。 【设计意图】 将分散的方法整合为完整流程，帮助学生形成系统化的知识结构，深化“依据物质性质选择方法、方法组合成流程”的思路，强化科学态度与社会责任。 任务七 课堂小结与价值提升 【任务情境】 通过整节课的探究，天然水经过一步步净化变成了我们饮用的自来水。回顾全过程，我们学到了什么？又该如何对待每一滴水？ 【教师活动】 教师引导学生回顾四种净水方法及其作用、净化程度排序，以及自来水厂净水流程，帮助学生把零散的方法串成一条完整的知识链。教师进一步升华：一杯干净的水来之不易，需要经过多道工序、耗费大量资源和能源，因此人人都要珍惜水资源、节约用水、爱护水环境。教师布置课后任务：尝试用生活中常见的材料制作一个简易净水装置，下节课交流展示。 【学生活动】 回顾并整理本课所学，用简洁的语言复述净水方法与流程，分享自己的收获与感悟，明确课后实践任务，思考如何将所学应用到日常生活中。 【设计意图】 通过梳理总结，帮助学生巩固知识、形成结构化认知；通过价值升华与课后实践，引导学生把课堂所学迁移到生活中，落实科学态度与社会责任，实现从知识到素养的转化。 六、板书设计 【板书设计】 课题1 水资源及其利用（第2课时 水的净化） 一、天然水是混合物：含不溶性杂质（泥沙）与可溶性杂质（色素、异味）等 二、净水方法（净化程度由低到高） 1．沉降：加明矾（混凝剂）吸附悬浮杂质，使其较快沉降——除去悬浮的不溶性杂质 2．过滤：分离不溶性固体与液体——一贴、二低、三靠，玻璃棒引流——除去不溶性杂质 3．吸附：活性炭疏松多孔，吸附色素和异味——除去部分可溶性杂质（物理变化） 4．蒸馏：利用沸点不同——除去几乎所有杂质，净化程度最高，得蒸馏水（接近纯净物） 三、自来水厂净水流程：取水→加混凝剂→沉降→过滤→吸附→投药消毒→配水 （沉降、过滤、吸附为物理变化；投药消毒为化学变化；自来水仍是混合物） 学科网（北京）股份有限公司 $