3.5 跨学科实践活动：水的净化与自制净水器教学设计-2026-2027学年九年级化学人教版上册

3.5 跨学科实践活动：水的净化与自制净水器 科粤版九年级化学上册 第三单元 维持生命的物质 —— 氧气、水 课时：1 课时（45 分钟，跨学科实践课） 课型：跨学科实践活动课 一、教材分析 本节课是 3.4《水资源》的延续，属于跨学科实践活动，融合化学、生物、工程、地理知识。本节课以天然水净化真实任务为主线，学习沉淀、过滤、吸附、消毒等净水方法，掌握过滤操作，了解自来水厂净水流程，动手搭建简易净水器。 天然水含有不溶性杂质、可溶性杂质、微生物，属于混合物；净水过程区分物理变化（沉淀、过滤、吸附）与化学变化（杀菌消毒）。本节课落实混合物分离思路，为后续物质分离提纯打下基础，同时强化爱护水资源的社会责任，体现化学服务生活。 二、学情分析 学生已经学习 3.4 水资源，知道水体污染、淡水资源紧缺；生活中听过净水器、自来水处理，但不清楚净水原理。学生已经具备基础实验操作能力，但过滤操作 “一贴二低三靠” 容易操作失误；动手组装简易净水器兴趣强，但容易混淆各层材料的作用。 难点：理解简易净水器只能除去不溶性杂质、色素异味，不能杀菌，得到的水不是纯水，不能直接饮用。 三、教学目标（核心素养） 化学观念：知道天然水是混合物；认识沉淀、过滤、吸附、消毒等净水原理；区分净水过程中的物理、化学变化；了解自来水厂净水流程。 科学思维：能根据杂质类型选择对应的净水方法；分析简易净水器分层材料的作用，建立 “逐级净化” 的工程思维。 科学探究与实践：掌握过滤操作要点；小组合作组装简易净水器，开展净水实验，观察对比净化效果；能对装置进行评价与改进。 科学态度与责任：体会自来水来之不易，巩固节水护水意识；能运用跨学科知识解决真实生活净水问题。 四、教学重难点 重点：沉淀、过滤、吸附净水原理；过滤操作 “一贴、二低、三靠”；简易净水器材料及作用。 难点：过滤操作规范；区分物理净化与消毒（化学变化）；理解简易净水器净化后的水不是纯净水，不可直接饮用。 五、教学准备 教师用品 多媒体（浑浊天然水视频、自来水厂净水动画）；浑浊泥水、明矾、活性炭、烧杯、漏斗、玻璃棒、滤纸； 学生分组器材 塑料瓶（剪去底部）、石英砂、细沙、小卵石、活性炭、蓬松棉；浑浊水样、烧杯。 安全提示：实验后的水不能饮用；规范操作玻璃仪器。 六、教学过程（45 分钟） （一）情境导入，复习旧知（5min） 【回顾】上节课学习 3.4 水资源，天然河水、湖水含有泥沙、杂质，不能直接饮用。 【展示】一杯浑浊的泥水。 设问：怎样把浑浊天然水变得澄清？自来水厂如何把河水变成生活用水？今天我们通过跨学科实践，探究水的净化，自制简易净水器。 板书课题：3.5 跨学科实践活动：水的净化与自制净水器 （二）探究活动 1：认识净水方法（10min） 阅读教材，小组讨论，四种净水方法： 沉淀 静置沉淀：大颗粒泥沙自然沉降； 吸附沉淀：加入明矾，溶于水生成胶状物，吸附悬浮小颗粒，沉降。物理变化。 过滤（核心实验） 除去水中不溶性固体杂质。 操作要点：一贴、二低、三靠 一贴：滤纸紧贴漏斗内壁，不留气泡 二低：滤纸边缘低于漏斗口；液面低于滤纸边缘 三靠：烧杯口紧靠玻璃棒；玻璃棒下端轻靠三层滤纸；漏斗下端尖嘴紧靠烧杯内壁 教师演示过滤操作，指出常见错误：液面高于滤纸、玻璃棒戳破滤纸、漏斗没有紧靠烧杯内壁，都会导致滤液仍然浑浊。 吸附 活性炭，疏松多孔结构，吸附色素、异味、部分可溶性杂质。物理变化。 消毒 氯气、臭氧等杀灭细菌微生物。化学变化。 小结顺序：沉淀→过滤→吸附→消毒（自来水厂流程） 播放自来水厂净水动画：取水→格栅→加絮凝剂→沉淀→过滤→活性炭吸附→消毒→用户。 【思考】经过以上步骤得到自来水，是纯净物吗？ 学生回答：不是，含有可溶性钙镁物质。 （三）探究活动 2：组装简易净水器（18min） 任务：小组合作搭建简易净水器 展示简易净水器分层结构（从上到下）： 小卵石 → 石英砂 → 活性炭 → 蓬松棉 分层作用： 小卵石：除去大颗粒固体 石英砂：除去细小泥沙 活性炭：吸附色素、异味 蓬松棉：隔离活性炭，防止炭粉漏出 【动手实践】 将塑料瓶倒置，瓶口朝下； 由下向上依次放入蓬松棉、活性炭、石英砂、小卵石； 将浑浊泥水缓慢倒入净水器上端； 观察流出液体颜色、浑浊度，记录现象。 【小组交流】 ① 流出的水澄清透明，是不是纯净水？能不能直接喝？ 结论：只是除去不溶物、色素异味，没有杀菌消毒，不可直接饮用。 ② 若出水仍然浑浊，可能原因？ 滤纸 / 过滤层破损；液面过高；材料装填松散。 （四）拓展交流，跨学科思考（7min） 跨学科思考： 地理：不同地区水源杂质不同，净水方案需要调整； 生物：水中微生物需要消毒才能杀灭； 工程：净水装置分层设计，逐级过滤，提高净化效率。 提问：生活净水器和自制简易净水器有什么异同？ 学生发言，教师总结。 （五）课堂小结（3min） 知识主线： 天然水（混合物）→沉淀→过滤（一贴二低三靠）→吸附→消毒→自来水 简易净水器分层：卵石→石英砂→活性炭→蓬松棉；物理净化，不能杀菌。 保护水资源：防治污染 + 节约用水（衔接 3.4） （六）课堂巩固练习（2min） 过滤操作中玻璃棒作用：________。答案：引流 简易净水器中活性炭作用：________。答案：吸附色素和异味 下列净水操作属于化学变化的是（） A. 明矾沉淀 B. 过滤 C. 活性炭吸附 D. 氯气消毒 答案：D 七、板书设计 3.5 水的净化与自制净水器 净水方法 沉淀（明矾）、过滤（一贴二低三靠，除不溶杂质）、吸附（活性炭）：物理变化 消毒：化学变化（杀菌） 自来水流程：取水→絮凝沉淀→过滤→活性炭吸附→消毒 简易净水器（从上至下） 小卵石→石英砂→活性炭→蓬松棉 ✅除泥沙、色素、异味 ❌不能杀菌；得到的水不是纯水 跨学科思路：化学 + 生物 + 工程，解决净水问题 八、作业布置 完成教材课后习题； 实践作业：优化简易净水器设计，尝试改进材料；下节课展示评价； 思考：自来水是纯净物吗？ 九、教学反思（教师填写） 本节课实践为主，学生动手热情高，重点落实过滤操作；课堂要把控时间，避免组装耗时过长。 学生容易形成误区：净水器流出清水 = 纯净水，需要反复强调，区分净化程度。 跨学科点可以结合本地水源案例，强化工程设计思想；承接 3.4 水资源，形成单元整体教学。 学科网（北京）股份有限公司 $