第五单元 跨学科实践活动4 基于特定需求设计和制作简易供氧器教学设计-2026-2027学年九年级化学人教版上册

跨学科实践活动 · 教学设计

基于特定需求设计和制作简易供氧器

人教版《化学》九年级上册 · 第五单元 化学反应的定量关系

教材第126页 · 跨学科实践活动4 · 共1课时（45分钟）

一、基本信息

项目	内容
学段	初中九年级
教材	人民教育出版社《化学》九年级上册（ 2024 年版）
章节	第五单元   化学反应的定量关系  ·  跨学科实践活动 4 （教材第 126 页）
课时	1 课时（ 45 分钟）
课型	跨学科实践活动课
授课对象	九年级学生
课前准备	学生分组查阅资料、收集生活材料；教师预加工部分材料（详见 " 六、教学准备 " ）

二、教材分析

本活动是人教版《化学》九年级上册第五单元之后设置的跨学科实践活动4。教材以“在特定环境下，人们需要携带方便、操作简单、安全可靠，且成本

较低的供氧器”为真实情境，要求学生“利用生活中的材料和相关试剂，设计和制作一个简易供氧器”。

教材明确了活动目标：进一步巩固对氧气性质和实验室制取氧气的原理与装置的认识，了解实现物质定量转化的方法，综合应用多学科知识和工程技术手段解决实际问题。

活动按“任务一 了解需求——任务二 获取信息——任务三 设计制作——展示与交流”四个环节展开。本活动具有承上启下的作用：一方面综合运用第二单元课题3《制取氧气》中过氧化氢分解、高锰酸钾分解的制氧原理与装置知识，另一方面应用第五单元课题2《化学方程式》中“根据化学方程式进行简单计算”的方法确定试剂用量，并融入工程设计、成本核算、安全评价等多学科视角，是发展学生核心素养的重要载体。

按教材编排，本活动可用1课时完成：教材的四个环节本身就是一条紧凑的实践主线，只要把“资料查阅”和“材料收集”前移到课前，课内即可围绕“定需求—定原理—定用量—做出来—评一评”一气呵成，用1课时走完完整的工程实践流程，课后以“完善说明书、优化装置”作为延伸。

三、学情分析

1.   知识基础：学生已学习了氧气的性质（第二单元课题2）和实验室制取氧气的方法（第二单元课题3），掌握了过氧化氢在二氧化锰催化下分解、高锰酸钾受热分解两个制氧反应，熟悉排水法收集氧气、带火星的木条检验氧气等操作；第五单元刚学习了质量守恒定律，能正确书写化学方程式并进行简单计算。

2.   能力基础：学生经历了实验活动1《氧气的实验室制取与性质》和跨学科实践活动1的完整过程，具备一定的方案设计、实验操作与合作交流能力，但对“依据需求做工程设计、进行成本与安全权衡”的经验不足。
3.   可能困难：从“实验室装置”迁移到“生活中的简易供氧器”时，在材料替代（如用矿泉水瓶代替反应容器）、反应速率控制（加液速度控制产氧快慢）、试剂用量计算与供氧时长的对应关系上容易出现断层；此外1课时内既要计算又要动手组装，时间紧、环节多，需要教师提前预加工材料、明确分工与时限。

四、素养目标（依据2022年版课程标准）

化学观念

1.   通过比较商品供氧器与实验室制取氧气在制氧原理、收集方法、仪器装置等方面的异同，进一步形成“性质决定用途、用途反映性质”的观念。
2.   能依据过氧化氢分解等反应原理，从定量角度认识物质的转化，体会化学反应中各物质之间存在固定的质量比。

科学思维

1.   通过“需求分析→信息获取→方案设计→试验优化”的完整过程，建立基于证据和需求进行方案比较、选择与优化的工程思维。
2.   在选择制氧原理（过氧化氢分解与高锰酸钾分解的对比）时，能从反应条件、装置特点、安全性、成本等角度进行多因素权衡。