第四单元跨学科实践活动 3 水质检测及自制净水器 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 跨学科实践活动 3 水质检测及自制净水器 教学设计 一、基本信息 课题：跨学科实践活动 3 水质检测及自制净水器 教材版本：人教版九年级化学上册（2024 新版） 课时：1 课时（45 分钟） 课型：跨学科实践探究课（融合化学、地理、生物、工程技术） 二、课标依据（2022 版） 开展跨学科实践活动，综合运用多学科知识解决真实问题；能通过感官、pH 试纸等简易工具开展水样水质检测；理解沉淀、过滤、吸附净水原理，利用生活材料设计并制作简易净水器；认识自来水厂净水流程；建立混合物分离的思路；树立水资源保护意识；落实化学观念、科学思维、科学探究与实践、科学态度与责任四大核心素养。 三、教材分析 本跨学科实践安排在第四单元《自然界的水》，是单元综合实践项目。本活动包含两大核心任务：水质检测与自制简易净水器。 融合多学科内容：化学（沉淀、过滤、吸附、pH 检测）；地理（水资源分布、水污染来源）；生物（水体微生物、水质与人体健康）；工程（装置设计、材料选择、方案优化）。 学生课前采集天然水样，课堂上完成感官指标、pH 等简易检测；再利用塑料瓶、小卵石、石英砂、活性炭等材料搭建净水器，对比净化前后水质差异。 本节课将化学净水知识落地到真实工程实践，引导学生学会从真实情境发现问题、设计方案、动手制作、评价改进，提升工程思维与环保意识。 四、学情分析 知识基础：学生已经学习水的净化，掌握沉淀、过滤、吸附原理；会使用 pH 试纸；知道天然水中含有难溶性杂质、色素异味。 认知障碍： 不清楚生活饮用水的评价指标，不知道如何多角度评价水质； 搭建净水器时材料顺序颠倒，不理解 “先粗滤、后细滤、最后吸附” 的工程逻辑； 误认为简易净水器可以将天然水变为纯净水； 跨学科综合分析能力弱，难以多角度分析水污染与保护对策。 能力特点：学生动手制作兴趣强，但方案设计、装置优化、实验评价能力不足；小组分工、成果表达需要教师引导。 五、核心素养教学目标 化学观念：知道水质常见检测指标（色度、浊度、气味、pH）；理解沉淀、过滤、吸附的净水原理；掌握简易净水器分层结构作用，知道简易净化不能除去所有可溶性杂质和微生物。 科学思维：学会根据水样情况选择净水材料；对比净化前后水质，分析装置优缺点；从化学、地理、生物多角度分析水污染成因与危害。 科学探究与实践：能完成水样感官观察、pH 测定；小组合作设计、组装简易净水器；记录净化效果，对装置进行评价与优化；完成实践活动报告。 科学态度与责任：认识饮用水安全的重要性，树立节约用水、保护水资源的意识；体会工程设计需要兼顾材料、成本、效果，养成团队协作、实事求是的实践习惯。 六、教学重难点 重点：简易水质检测方法；自制净水器结构、材料顺序与净水原理；自来水净水流程。 难点：净水器的方案设计与优化；区分简易净化的局限性；多学科综合分析水资源问题。 七、实验用品 教师准备：PPT、自来水厂净水视频、生活饮用水标准资料；浑浊天然水样、pH 试纸、玻璃棒、烧杯；演示用净水器；评价量表。 学生分组材料：剪好的塑料瓶、纱布、蓬松棉、小卵石、石英砂、活性炭；采集水样、烧杯、pH 试纸；实践活动报告单。 ⚠️安全提示：野外采集水样不要直接接触污水；天然水样不可品尝；剪刀小心使用；净化后的水不能直接饮用。 八、教学过程 （一）情境导入，驱动任务（5min） 【教师活动】播放视频：河湖天然水、自来水厂净水流程、生活用水安全新闻。 创设真实问题：野外水源含有泥沙、色素、异味，如何判断水质好坏？怎样用身边材料把浑浊天然水初步净化？ 板书课题，明确本节课两大实践任务：①水质检测；②设计并组装简易净水器。 【学生活动】观看视频，分享课前采集水样的地点；小组讨论天然水中含有哪些杂质。 （二）任务一：简易水质检测（12min） 【教师活动】 介绍水质简易检测指标（感官 + 酸碱度） 感官指标：颜色、浑浊度（浊度）、气味； 化学指标：pH（pH 试纸测定）。 讲解《生活饮用水卫生标准》基本要求，说明：感官与 pH 只是初步筛查，细菌、重金属等需要专业仪器检测。 演示水样检测操作：观察水样颜色、浑浊，闻气味；用 pH 试纸测定水样 pH。 布置小组任务：各组对课前采集水样进行检测，记录数据到实践报告单。 引导思考：水样浑浊是什么杂质？有颜色异味是什么杂质？ 【学生活动】小组开展水样检测，记录现象与 pH；对比各组水样差异，初步评价水样好坏。 （三）任务二：设计并自制简易净水器（18min） 【教师活动】 原理回顾：过滤除去难溶性固体杂质；活性炭吸附色素、异味。 工程设计要点：材料顺序从上到下：小卵石 → 石英砂 → 活性炭 → 蓬松棉，层间用纱布隔开。 原理逻辑：由粗到细逐级过滤，大颗粒杂质先被截留，避免堵塞活性炭层。 小组活动： ①绘制净水器设计草图； ②利用塑料瓶组装净水器； ③将浑浊水样缓慢倒入净水器，收集滤液； ④对净化后的水样再次做感官、pH 检测，对比净化前后变化。 教师巡视指导，提醒：水流速度不宜过快；材料分层不能混淆顺序。 组织小组自评：净化效果怎么样？装置存在什么不足？（如不能除去可溶性盐、细菌） 【学生活动】绘制设计图，动手组装净水器；进行净水实验，对比净化前后水质；小组讨论装置优缺点，提出改进方案。 （四）成果展示、跨学科交流研讨（7min） 【教师活动】组织小组展示作品，汇报水质检测数据、净水效果。 研讨问题： 小卵石、石英砂、活性炭分别起什么作用？发生物理变化还是化学变化？ 简易净水器净化后的水是纯净水吗？为什么不能直接饮用？ 结合地理、生物知识，分析本地水体污染源；提出护水节水措施。 小结：简易净水器只能除去难溶性杂质、部分色素异味；除去细菌、重金属还需要消毒、专业净化。 【学生活动】小组展示净水器作品，互评；开展跨学科讨论，完善实践报告。 （五）课堂小结 + 课堂检测（3min） 小结：水质简易检测（感官、pH）；简易净水器分层结构与原理；净水属于物理变化；简易净化的局限；保护水资源。 课堂练习 自制净水器中活性炭作用是（） A. 杀菌消毒 B. 吸附色素异味 C. 除去可溶性钙镁离子 答案：B 简易净水器净化后的水（） A. 是纯水 B. 可以直接饮用 C. 仍含有部分可溶性杂质 答案：C （六）布置作业（2min） 基础作业：完善实践活动报告单；整理净水器原理，完成小组作品评价。 拓展作业：课后优化净水器方案；调查家庭净水器类型与原理；撰写简短水资源保护倡议书。 九、板书设计 跨学科实践活动 3 水质检测及自制净水器 一、)简易水质检测 指标：颜色、浊度、气味、pH（pH 试纸） 只能做初步筛查 二、)自制简易净水器（从上到下） 小卵石（粗过滤）→石英砂（细过滤）→活性炭（吸附色素异味）→蓬松棉 原理：过滤、吸附，物理变化 局限：不能除去可溶性杂质、微生物，不是纯净水 三、)跨学科思考：水污染来源、节约用水、保护水资源 十、教学评价 过程评价：小组水样检测操作、净水器设计组装、团队协作、成果汇报。 结果评价：实践报告填写、作品自评互评、对净水原理与局限性的理解。 十一、教学反思（课后填写） 课前布置学生采集水样，提前强调安全，禁止采集污染严重污水。 组装净水器容易出现材料顺序颠倒，教师巡视重点纠正，帮助学生理解 “先粗后细” 工程思路。 一定要反复强调：净化后的水不可直接饮用，破除学生 “过滤之后就是纯净水” 的误区。 突出跨学科融合，引导学生结合地理、生物视角分析水资源问题，不局限于单纯化学实验操作。 学科网（北京）股份有限公司 $